Arno Allan Penzias est un radiophysicien et astrophysicien américain qui, grâce à une persévérance et une détermination incroyables, a non seulement été le premier à découvrir le rayonnement de fond cosmologique, mais a également confirmé la validité du modèle de l’univers chaud et de la théorie du Big Bang. Les travaux de Penzias ont bouleversé à jamais le monde scientifique et ont fait du chercheur l’un des lauréats du prix Nobel de physique en 1978. Cependant, peu de gens savent quelles difficultés le scientifique a dû affronter pour parvenir à un tel succès.
Table des matières
Famille et enfance
Arno Penzias est né le 26 avril 1933 à Munich. Son père, Karl Penzias, travaillait dans le cuir et sa mère, Inge Penzias, élevait ses fils, qui n’étaient que deux. Les Penzias ont connu des temps difficiles à l’approche de la Seconde Guerre mondiale. Leurs origines juives les obligent à quitter immédiatement l’Allemagne nazie par tous les moyens. En 1939, avec l’aide d’un programme spécial de sauvetage appelé Kindertransport, ils ont expulsé leurs enfants du pays vers l’Angleterre. Quelques semaines plus tard, ils ont eux-mêmes réussi à s’enfuir dans la brumeuse Albion. Dès 1940, la famille s’installe à New York.
Jeunesse et premiers pas dans la science
Les premières années en Amérique ont été difficiles pour la famille d’Arno Penzias. Son père a longtemps essayé de trouver un emploi, sa mère, pour améliorer sa situation financière, a commencé à travailler comme couturière. Arno, quant à lui, consacre toute son énergie à ses études. Il entre d’abord à l’école technique de Brooklyn. C’est là, d’ailleurs, qu’il prend le nom d’Allan. Au bout de quatre ans, il devient étudiant au Free City College et se concentre sur la physique, car l’un des professeurs l’a convaincu : cette science vous permettra certainement de gagner de l’argent et de nourrir votre famille. En 1956, Penzias obtient son diplôme avec mention et part servir dans l’armée. Deux ans plus tard, il retourne à New York et devient étudiant de troisième cycle à l’université de Columbia, dont l’un des professeurs était Charles Towns.
Charles Hard Towns
Quelques années avant de rencontrer Penzias, Townes avait assemblé un appareil qui émettait et amplifiait des ondes radio à haute fréquence et l’avait appelé «maser». Allan a fabriqué un deuxième appareil de ce type, qui fonctionne désormais comme un amplificateur dans un récepteur à micro-ondes.
La création du nouveau maser a permis à Penzias d’obtenir son doctorat et sa maîtrise, et a joué un rôle clé dans ses recherches futures.
Découvertes majeures et prix Nobel
En 1961, Penzias rejoint un laboratoire de la Bell Telephone Company dans le New Jersey. Il y rencontre Robert Wilson. Ensemble, ils commencent à travailler sur l’utilisation des antennes à cornet en radioastronomie. Penzias et Wilson mettent tout en œuvre pour améliorer la précision du signal de l’antenne radio et amplifier le plus possible le signal radio reçu. Pour ce faire, ils décident d’utiliser un maser, l’appareil même que Penzias avait assemblé à l’université de Columbia sous la direction de Townes. À l’initiative d’Allan, un second récepteur est utilisé, qu’il place à l’intérieur de l’antenne. L’invention commence alors à recevoir des signaux radio ultra-précis en provenance de sources spatiales, et le filtre antiparasite installé sur l’antenne permet de mesurer l’intensité du rayonnement de fond provenant de n’importe quelle partie du ciel à proximité de la source d’intérêt.
Penzias et Wilson (à gauche)
En 1964, Penzias et Wilson ont commencé à utiliser cet appareil pour étudier les signaux de la constellation Cassiopée A. Les recherches ont échoué. Plus d’une fois. Cependant, grâce au fait que les scientifiques ne se sont pas arrêtés et ont continué à faire des observations, ils sont parvenus à un résultat qui a changé à jamais leur vie et le destin de la science en général. Au cours de leurs expériences, Penzias et Wilson ont découvert le rayonnement de fond cosmologique ou, plus simplement, le rayonnement relique. Ce rayonnement confirme le modèle de l’univers «chaud» (par opposition à l’univers «froid») et devient la base de la théorie du Big Bang.
Le dispositif de Wilson et Penzias
Penzias et Wilson ont reçu le prix Nobel de physique en 1978 pour ce travail. Ils ont ensuite construit un énorme télescope de 11 mètres, qu’ils ont utilisé pour trouver du monoxyde de carbone dans l’espace interstellaire et d’autres composés moléculaires (6 types au total).
Allan Penzias aujourd’hui
Pour ses réalisations considérables, Arno Allan Penzias a été nommé membre de l’Académie nationale des sciences des États-Unis et d’autres sociétés astronomiques mondiales de premier plan. Aujourd’hui, il essaie de passer le plus clair de son temps avec sa famille, qui est d’ailleurs assez nombreuse (il a un fils et deux filles), tout en continuant à se consacrer à la science.
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Date de publication: 12-26-2023
Mettre à jour la date: 12-26-2023