Vitesse d'expansion et le temps

[extrazlove]

Bonsoir,

Est que la vitesse d'expansion de l'univers accélère le temps?


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[Deedee81]

Salut,

Est que la vitesse d'expansion de l'univers accélère le temps?

Question courte, réponse un peu compliquée, comme toujours en cosmologie. Je vais faire de mon mieux.

Pour répondre à cette question il faut déjà préciser ce que signifie "accélérer le temps", le temps n'étant pas une automobile avec une pédale. On ne peut comparer le temps de quelque chose que par rapport à quelque chose d'autre.

Ici, avec l'expansion, la seule comparaison pertinente c'est de comparer le rythme des horloges actuelles à des horloges du passé. Hors, ça, c'est très connu : c'est le redshift cosmologique. Si on regarde une époque donnée, au fur et à mesure de l'expansion, le redshift augmente (ça revient à regarder de plus en plus loin au fur et à mesure que le temps passe).

L'accélération de l'expansion fait que l'expansion se produit plus vite que prévu. Donc, l'augmentation du redshift s'accélère aussi. Dans ce sens on pourrait dire qu'il y a "accélération du temps", dans ce sens précis d'augmentation du redshift. En fait c'est exactement comme ça qu'on a découvert l'accélération de l'expansion !

D'un autre coté, si tu regardes un point à distance donnée, au fur et à mesure que le temps passe, la constante de Hubble varie (drôle de constante ). Et là, le changement dépend de l'avenir de l'univers. Soit l'accélération ne domine pas et dans ce cas on va revenir à une expansion freinée, le redshift va augmenter mais de moins en moins fort. Il n'y aura donc pas "accélération du temps". Soit l'accélération domine, et dans un temps très éloigné le redshift va s'emballer jusqu'au big rip (éclatement de tous atomes). Là il y aura "accélération du temps" très violente (j'insiste, toujours dans le sens donné plus haut : en comparant au passé ou à un point éloigné. Un individu quelconque ne constate rien de spécial pour l'écoulement du temps) mais il n'y aura plus personne pour le remarquer.

[rik 2]

[Est-ce] que la vitesse d'expansion de l'univers accélère le temps?

La seule comparaison pertinente serait de comparer le rythme des horloges actuelles à des horloges du passé. Or ça c'est impossible.

[Deedee81]

La seule comparaison pertinente serait de comparer le rythme des horloges actuelles à des horloges du passé. Or ça c'est impossible.

Si, c'est ce qu'on fait en recevant un signal électromagnétique (la lumière). La fréquence est l'image du rythme des horloges puisque c'est les fréquences d'oscillations ou d'oscillations d'atomes/molécules pouvant servir d'ailleurs horloge (comme les horloges atomiques).

Le redshift est une image directe de cette différence de rythme.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Anta.C]

La seule comparaison pertinente serait de comparer le rythme des horloges actuelles à des horloges du passé. Or ça c'est impossible.

pas sûr que ce soit impossible ... Il ne faut pas oublier que toucher au temps , c'est devoir aussi toucher à c , e et m dans e=mc² , ce qui n'est anodin ni pour le bilan énergétique , ni pour la gravitation , ni pour la MQ atomique, etc.
Or, Planck n'a pas retrouvé les prédictions des modèles prenant en compte ces contraintes.

[Nicophil]

Bonjour,

Or, Planck n'a pas retrouvé les prédictions des modèles prenant en compte ces contraintes.

Ah bon ? je croyais que si !

[Deedee81]

pas sûr que ce soit impossible

C'est possible. Mes messages sont transparents ou quoi ?

Je vais paraitre idiot mais tant pis, je pose la question :
- de quelles contraintes parlez-vous exactement ?
- Et de quels prédictions des modèles parlez-vous ?
(là c'est moi qui ait l'impression d'avoir raté un épisode )

[Anta.C]

Salut Deedee,

m'enfin, changer le temps ( "accélérer" ) , c'est aussi changer c , il faut donc changer toutes les lois qui en tiennent compte. D'où des effets mesurables. Qui n'ont pas été constatés. Ca n'exclut pas une autre théorie de la variation de c.

C'est peut être moi qui ai raté un épisode ...

[Deedee81]

m'enfin, changer le temps ( "accélérer" ) , c'est aussi changer c ,

Ben, non. Et la dilatation du temps alors ?

En fait "accélérer le temps" est une expression qui n'a guère de sens. La vitesse du temps c'est toujours 1 seconde par seconde Mais on peut comparer le temps indiqué par des horloges en des endroits ou des époques différentes. C'est ce que j'avais expliqué dans le message 2. Et c'est aussi ce qu'a dit rik dans le message 3 auquel tu répondais.

Et ça, ça existe, c'est la dilatation du temps cosmologique (dans le cas qui nous concerne) = décalage vers le rouge. Et nul variation de 'c'.

Euh, et c'était quoi cette histoire de prédictions des modèles retrouvées par Planck ? Il avait publié un truc là dessus ??? (je dois dire que de lui, je nai jamais lu que ses travaux sur le rayonnement du corps noir, et encore, pas ceux d'origine ).

[Anta.C]

Ben, non. Et la dilatation du temps alors ?

En fait "accélérer le temps" est une expression qui n'a guère de sens. La vitesse du temps c'est toujours 1 seconde par seconde Mais on peut comparer le temps indiqué par des horloges en des endroits ou des époques différentes. C'est ce que j'avais expliqué dans le message 2. Et c'est aussi ce qu'a dit rik dans le message 3 auquel tu répondais.

Et ça, ça existe, c'est la dilatation du temps cosmologique (dans le cas qui nous concerne) = décalage vers le rouge. Et nul variation de 'c'.

Euh, et c'était quoi cette histoire de prédictions des modèles retrouvées par Planck ? Il avait publié un truc là dessus ??? (je dois dire que de lui, je nai jamais lu que ses travaux sur le rayonnement du corps noir, et encore, pas ceux d'origine ).

accélérer n'est pas de moi ... j'en suis resté au sens retenu par les premières réponses
La dilatation est un phénomène relatif or je comprenais une évolution des constantes : temps accéléré = c différent
Bon, désolé ...

[invite06459106]

Bonjour,
Faut pas être désolé...mais attentif, sans blague, ça m'arrive très souvent aussi...les premières réponses parlent bien de dilatation du temps, faut voir ce que extrazlove entendait par accélerer le temps.
Cordialement,

[Anta.C]

Salut,

Est que la vitesse d'expansion de l'univers accélère le temps?

pourriez vous préciser votre question svp :
est ce que l'expansion expand le temps comme elle le fait pour l'espace ?
est ce que l'expansion contracte le temps , en modifiant par ex la fréquence d'un oscillateur à quartz à conditions égales ?
y a t il une relation entre l'expansion et le temps ?
...

[rik 2]

La fréquence est l'image du rythme des horloges puisque c'est les fréquences d'oscillations ou d'oscillations d'atomes/molécules pouvant servir d'ailleurs horloge.

Faudrait arrêter de lier les variations de fréquence avec la variation du temps; ça n'a rien à voir!

[pascelus]

Remarque au passage:

l'expansion, hors échelle cosmologique, doit etre dans des proportions vraiment faibles . Le taux d'expansion de l'univers (ce qui n'est pas une vitesse) étant d'environ 72 km/seconde/Mparsec, si je ne me trompe pas trop, ramené à une échelle peut etre plus "parlante", cela ne ferait grandir la France que de 7.4 mm par siècle!...

Donc parler de dilatation du temps ne peut se concevoir qu'à l'échelle cosmologique, à notre niveau "humain" et même galactique, c'est plus que négligeable.

[invite06459106]

Faudrait arrêter de lier les variations de fréquence avec la variation du temps; ça n'a rien à voir!

Bah si tu peux.("si variation de temps"= "dilatation des durées", ...en attendant extrazlove).
C'est l'effet Doppler(dû à la vitesse radiale).Tu as déja ça en classique, et si tu combines Doppler + Relativité(grossièrement) et tu as Doppler-relativiste.

Cordialement,

[Zefram Cochrane]

J'aimerais bien savoir comment dissocier variation de fréquence avec variation du temps.
Ce la risque d'etre difficile puisque par définision une fréquence c'est l'inverse de la période, ie d'une durée??

[rik 2]

L'effet Doppler est-il dû à une variation du temps du corps observé?

[invite06459106]

Il est dû au décalage entre la mesure faite à l'émission et celle de la réception de la fréquence d'une onde.
Cordialement,

[EauPure]

Il est dû au décalage entre la mesure faite à l'émission et celle de la réception de la fréquence d'une onde.
Cordialement,

On ne peut pas la mesurer à l'émission, on suppose que ce sont des atomes connus à des températures connus qui rayonnent ces photons
La vitesse relative d'expansion peut dépasser C

[Deedee81]

Salut,

Bah si tu peux.("si variation de temps"= "dilatation des durées", ...en attendant extrazlove).
C'est l'effet Doppler(dû à la vitesse radiale).Tu as déja ça en classique, et si tu combines Doppler + Relativité(grossièrement) et tu as Doppler-relativiste.

Pris de vitesse (ou plutôt, je suis un gros pantouflard)

En complément :
fréquence = nombre de "battements" (ou autre) par seconde.
C'est exactement le lien avec les horloges, leur rythme et variation et donc c'est très lié à la dilatation du temps.
Dans un phénomène de relativité (restreinte ou générale), la fréquence est affectée exactement de la même manière que les durées.
C'est vrai autant des dilatations du temps à caractère relativiste que de l'effet Doppler classique (d'où la dernière phrase de didier941751, Doppler + dilatation du temps en RR = Doppler relativiste)

cela ne ferait grandir la France que de 7.4 mm par siècle!...

Même ça, ça me parrait beaucoup. Je n'ai pas vérifié. C'est vraiment autant ?

Donc parler de dilatation du temps ne peut se concevoir qu'à l'échelle cosmologique, à notre niveau "humain" et même galactique, c'est plus que négligeable.

Sauf lorsqu'on s'ennuie. Là, la dilatation du temps devient perceptible

[invite06459106]

On ne peut pas la mesurer à l'émission, on suppose que ce sont des atomes connus à des températures connus qui rayonnent ces photons
L

C'est vrai qu'ici ça va plus dans le sens que tu dis, on ne peut mesurer à l'émission, mais sinon on peut bien sûr, par ex pour le Doppler classique d' une onde mécanique, tu connais l'exemple de l'ambulance, c'était pour donner l'idée première à Rik2.
Cordialement,

[EventO]

Bonjour,

je me demande s'il n'y pas un malentendu. Car évidemment le redshift est interprété comme tel, car on suppose que les phénomènes physiques sont identiques. Si cela n'était pas le cas, on pourrait effectivement penser par exemple qu'il n'y a tout simplement pas de décalage en fréquence et que le phénomène est 'redshifté' dès l'émission.

C'est toutefois une hypothèse difficile à tenir vis à vis des observations de phénomènes similaires à des redshifts différents.

Cordialement

[Deedee81]

Salut,

je me demande s'il n'y pas un malentendu. Car évidemment le redshift est interprété comme tel, car on suppose que les phénomènes physiques sont identiques. Si cela n'était pas le cas, on pourrait effectivement penser par exemple qu'il n'y a tout simplement pas de décalage en fréquence et que le phénomène est 'redshifté' dès l'émission.

C'est toutefois une hypothèse difficile à tenir vis à vis des observations de phénomènes similaires à des redshifts différents.

+1

Il y a aussi une observation indépendante : la durée des courbes de luminosité des supernovae de type Ia qui servent de "chandelles standards" pour la mesure des distances.
Cette durée est affectée de la même manière par le redshift. Il serait étonnant qu'un effet physique affecte de la même manière l'énergie (et donc la fréquence) des excitations électroniques ET la durée d'une supernovae. Et si tout était affecté par le même facteur au point de ne pouvoir être distingué d'une dilatation du temps, alors c'est juste un changement d'unité pour la mesure du temps, ça n'est plus physique.

On a aussi le rayonnement fossile. Des mesures effectuées sur des nuages froids excités (et chauffés) par le rayonnement fossile, à très grande distance, ont montré que le rayonnement fossile subissait bien un redshift au cours du temps. Ces résultats sont assez imprécis mais suffisant pour être convaincants.

A noter que la température d'un objet lointain peut se déterminer de plusieurs manière, et en particulier en regardant le spectre indépendamment de leur fréquence exacte, la position et l'intensité relative des raies suffit. Idem pour la composition chimique. Donc, les atomes et températures des objets lointains sont biens connus.

[EauPure]

Et aussi les quasars, ne sont ils pas les plus brillantes des chandelles ?

Les quasars montrent beaucoup de propriétés comparables à celles des galaxies actives : le rayonnement est non-thermique, et quelques-uns ont des jets et des lobes comme ceux des radiogalaxies. Les quasars peuvent être observés sur de nombreuses régions du spectre électromagnétique : les ondes radio, les infrarouges, la lumière visible, les ultraviolets, les rayons X et même les rayons gamma.

La plupart des quasars sont les plus brillants dans le domaine du proche ultraviolet (~ 1216 angströms, ce qui correspond à la raie d'émission Lyman-α de l’hydrogène) dans leur référentiel propre, mais à cause des redshifts (décalages vers le rouge) considérables de ces sources, le pic de luminosité a été observé aussi loin que 9 000 angströms.

Les quasars de fer montrent des raies d’émission très fortes résultant du fer ionisé, tel que IRAS 18508-7815.
http://fr.wikipedia.org/wiki/Quasar

[Deedee81]

Et aussi les quasars, ne sont ils pas les plus brillantes des chandelles ?

C'est les plus brillants.

Mais on appelle "chandelle standard" des objets pour lequels il y a une relation entre l'intensité lumineuse et une autre caractéristique comme le spectre, la durée, etc...
Ainsi les Céphéides ont une période de pulsation liée à leur intensité.
La durée de supernovae Ia est liée à leur luminosité.

Ainsi, la mesure de ces objets permet de connaitre leur distance indépendamment du redshift.
Ca permet de mesurer la constante de Hubble ou l'accélération de l'expansion.

Mais les quasars bien que les plus lumineux n'ont pas une telle caractéristique. Malheureusement (sinon on aurait un outil merveilleux pour sonder le modèle de l'univers à très très grande distance).

EDIT pour être exact on a aussi d'autre "chandelles" comme la luminosité des galaxies, mais c'est pas très précis, ou la parallaxe qui est très très précise mais à courte distance.

[EventO]

La standardisation n'est pas triviale, ce qui ouvre d'ailleurs la porte au doute.
Ainsi, certains ont mis (mettent) en cause les observations concernant l' "accélération" de l'expansion de l'univers sur ce thème. On ne peut effectivement formellement garantir que les SN Ia à redshift 6 soient les même que celles observés 'localement' avec comme argument que la physique stellaire est peut être différente.

Et pour ce qui est de la brillance, on peut aussi citer les GRB comme candidats pour constituer des chandelles cosmo.... mais ils sont justement difficiles à normaliser (ie: corréler la luminosité à un autre observable) .

[Deedee81]

La standardisation n'est pas triviale, ce qui ouvre d'ailleurs la porte au doute.
Ainsi, certains ont mis (mettent) en cause les observations concernant l' "accélération" de l'expansion de l'univers sur ce thème. On ne peut effectivement formellement garantir que les SN Ia à redshift 6 soient les même que celles observés 'localement' avec comme argument que la physique stellaire est peut être différente.

En effet. Dès le début j'avais eut des doutes car quelques supernovae Ia atypiques avaient été trouvées. Je m'étais demandé si cela ne pouvait pas avoir une incidence si la proportion des différentes types avaient varié au cours du temps.

Mais leurs spectres étaient différents et on n'en a plus parlé pendant des années.

Mais voilà que ça refait surface. Affaire à suivre. Pour le moment a rajouter à l'escarcelle des hypothèses sur l'énergie noire (parmi les quelques hypothèses impliquant un biais comme un univers non homogène ou l'influence non négligeable des "irrégularités" à petite échelle).

La disparition de l'accélération aurait l'avantage de réconcillier le Modèle Standard avec la RG sans constante cosmologique. Par contre, il faudrait revoir la copie concernant les simulations de formation des structures mais elles sont tellement paramétrables que ce ne serait sans doute pas un réel problème.

Mais dommage car l'inflation est quelque chose qui semble incontournable et ce n'est jamais que ça une accélération (incroyablement brutale) et j'ai toujours pensé qu'il y avait peut-être là quelque chose de commun (et j'avais une idée liée à la gravitation quantique semi-classique, mais mes calculs ont montré que c'est insuffisant. Et je n'ai pas les épaules pour la gravité quantique pure et dure).
EDIT c'est la gravité quantique semi-classique qui est insuffisante, elle est trop limitée. Mon idée reste en l'air mais ce n'est que ça : une idée.

Et pour ce qui est de la brillance, on peut aussi citer les GRB comme candidats pour constituer des chandelles cosmo.... mais ils sont justement difficiles à normaliser (ie: corréler la luminosité à un autre observable) .

les gamma ray burst ? A quoi comparerait-on la luminosité ? Le spectre temporel ?

[EventO]

@Deedee:

les gamma ray burst ? A quoi comparerait-on la luminosité ? Le spectre temporel ?

Si mes souvenirs sont bons, il y avait notamment la tentative de lier l'énergie totale émise (supposée isotrope) et l'intensité du pic d'émission (relation de ... zut j'ai oublié). Mais je crois que cette voie est compromise. Faudra que je vérifie, surtout que je crois que de bons progrès ont été fait.
Bien évidemment la normalisation, si elle ne se fait pas de manière empirique, est forcément dépendante des modèles utilisés(Lapalisse ). D'où les difficultés, surtout au vu de la disparité des observations(notamment au niveau énergétique).

ps: j'ai oublié de préciser que je parle des sursauts longs(>2s) liés aux supernovae.

[Nicophil]

Par contre, il faudrait revoir la copie concernant les simulations de formation des structures mais elles sont tellement paramétrables que ce ne serait sans doute pas un réel problème.

Bien évidemment la normalisation, si elle ne se fait pas de manière empirique, est forcément dépendante des modèles utilisés (Lapalisse ). D'où les difficultés, surtout au vu de la disparité des observations (notamment au niveau énergétique).

Voilà !

[Nicophil]

Donc parler de dilatation du temps ne peut se concevoir qu'à l'échelle cosmologique, à notre niveau "humain" et même galactique, c'est plus que négligeable.

Il faut distinguer 3 redshifts / dilatations du temps :
- cosmique
- gravitationnel
- des horloges en mouvement ( ).