Fond diffus du rayonnement cosmologique

[Mumyo]

Bonjour à Tous,

Je voudrais savoir si j'interprète correctement le sens de cette photo.
Est-il correcte de dire que cette photo, représente une toute petite partie de l'univers Visible en expansion.

S'agit t-il bien de l'intersection du cone d'observation, avec la sphère en expansion au début de l'univers ?

Selon mon shéma ci dessous ? Est-ce correcte ?

[Mumyo]

Sauf erreur de ma part, tout ce que nous pouvons voir de l'univers,
est l'intérieur de ce cône d'observation.

Est-ce correct ?

[Coincoin]

Salut,
Je ne comprends pas trop ce que représentent les cercles sur ton (magnifique) schéma. En tout cas, ça me paraît faux car le fond diffus ne vient pas juste d'une portion du ciel (un cône) mais de tout le ciel.
Je représenterais donc plutôt une sphère, avec l'observateur au centre, et le fond diffus sur la sphère. Cette boule représente l'univers observable par cet observateur, c'est-à-dire l'ensemble des points situés à une distance suffisamment faible pour que la lumière lui soit parvenue.

[Mumyo]

Les différents cercles montrent l'univers à différents stades de dévelloppement, en partant de l'hypothèse du Big Bang.

Comme lorsque je regarde loin, je regarde vers le passé.
Ce que je peux voir, est compris dans un cone d'observation dans les 4 dimensions de l'espace-temps.

Ici je représente en 2 dimensions, pour montrer le principe...
Ce que nous pouvons voir aujourd'hui de l'univers est donc une toute petite partie de ce qu'il est actuellement...

Cordialement
Mumyo

[Gunman]

En fait c'est une sorte de planisphère mais représentant l'intérieur d'une "sphère", qui est la totalité du fond du ciel (l'obervateur étant le centre de cette sphère), si j'ai bien compris ?

[Deedee81]

Bonjour Mumyo,

Sauf erreur de ma part, tout ce que nous pouvons voir de l'univers,
est l'intérieur de ce cône d'observation.
Est-ce correct ?

Oui, par définition.

Concernant ton dessin, j'ai dû mal à l'interpréter
et donc à voir s'il est correct. Tout comme coincoin,
je dirais qu'il serait plus parlant de représenter
l'observateur au centre et le rayonnement cosmologique
sur le cercle extérieur.
Les explications suivantes devraient rendre les choses plus claires.

1) La photo représentent tout l'univers visible ou
plus précisément tout l'univers visible à une époque
précise (celle de l'émission du rayonnement fossile).
C'est une "coquille" autour de nous à environ 15M d'AL.
sa forme est ellipsoïdale à cause du système de coordonnées utilisé.

2) Fait attention avec le cône d'observation : c'est en
fait un hypercône à 4 dimensions !!!!
L'axe du cône c'est le temps et sa "surface" est
composée d'une série de sphères (emboitées) de taille croissante
(tout comme pour un cône "habituel" c'est une série
de cercles de taille croissante).
Chaque sphère = un moment précis pouvant être
relié à l'observateur par un signal.
La surface de cette sphère = relié par un signal lumineux.
L'observateur est à la pointe du cône.
D'où la représentation plus facile de l'observateur
au centre des cercles.

3) Tout signal nous parvenant de loin est lumineux
(les neutrinos sont difficiles à observer et
les particules chargées suivent les champs magnétiques
stellaires et galactiques).
Ce qui est observable est donc la "surface" du cône,
c'est-à-dire les coquilles sphériques (une pour chaque
époque, de plus en plus grandes plus on remonte
le temps: rayon en AL = temps)

4) Le fait que l'univers était plus compact à une époque
ne signifie pas que ta représentation sous forme de
petit cercle est une bonne représentation de l'univers.
Pour essentiellement trois raisons :
- l'univers est peut-être infini. Et même s'il est fini
il est vraisembable que l'univers observable
n'est qu'une infime partie de l'univers complet.
- L'univers observable a grandi au cours du temps
(avec la vitesse de la lumière) mais l'univers
a grandi "moins vite" (son contenu, ce n'est pas
de la lumière). Et pourtant.... cela ne correspond
pas nécessairement à ce qu'on voit (car il ne
faut pas confondre vitesses coordonnées et
vitesses apparentes).
Par exemple, la "coquille" du rayonnement
fossile correspond à une matière qui est maintenant
plus loin car l'univers a continué a grossir depuis
l'émission de ce rayonnement.
Une représentation "dynamique" n'est donc pas
du tout facile !!!!
- La représentation avec un hypercône est
un raisonnement de la relativité restreinte.
Mais l'univers, dans sa globalité, doit
être décrit par la relativité générale.
Heureusement, le principe cosmologique
(univers homogène et isotrope) permet
quand même un "découpage" en "tranches" d'époque
précise (temps cosmologique). Mais il reste que
la représentation peut complètement échouer
lorsqu'on atteind la "taille réelle" de l'univers
(car l'univers, dans ce cas fini, est fermé, essaie
de dessiner des cercles de plus en plus grand sur
la surface d'un ballon, tu verras vite le problème )

Il est donc plus facile d'adopter
un point de vue de "ce qu'on voit maintenant"
et de juste représenter l'univers observable actuel,
sans expansion au cours du temps avec les coquilles
observées correspondant à diverses époques.

[Coincoin]

En fait c'est une sorte de planisphère mais représentant l'intérieur d'une "sphère", qui est la totalité du fond du ciel (l'obervateur étant le centre de cette sphère), si j'ai bien compris ?

Oui, c'est tout à fait ça. Il me semble que la projection utilisée est celle de Mollweide, qui préserve les surfaces.

[Mumyo]

Si l'on situe l'observateur au centre d'une sphère d'observation. Nous pouvons avoir l'idée fallacieuse, que nous avons une vue panoramique sur tout l'univers,
alors qu'en fait nous "plongeons" notre regard vers un passé dont le volume se réduit de plus en plus....

En tant qu'observateur, nous avons surtout une impression d'immensité sans borne ou que se porte notre regard.

Mais nous ne nous rendons pas compte que nous n'appercevons qu'une portion infime de l'univers actuel, et une portion qui va en se rétrécisant au fur et à mesure que nous regardons loin...

Mon shéma ne se veut pas représenter la réalité des choses, car il est plein de pré-supposés...

Univers sphérique, s'étant dévellopé de manière homogène etc,....
Mais il resitue dans son principe, en 2 dimensions, l'idée que la portion d'univers visible est trés faible...

Cordialement,
Mumyo

[Mumyo]

Il me semble de fait que les conclusions que nous pouvons tirer,à partir ce cliché, de ce fait présentent un aspect hautement inductif...

[Deedee81]

Si l'on situe l'observateur au centre d'une sphère d'observation. Nous pouvons avoir l'idée fallacieuse, que nous avons une vue panoramique sur tout l'univers, alors qu'en fait nous "plongeons" notre regard vers un passé dont le volume se réduit de plus en plus....

C'est faux !
Tu raisonnes (encore) comme si la taille réelle
de l'univers était la taille de l'univers observable.

Lorsque tu regardes deux points aux antipodes
(pour faire simple), tu vois deux points agés
d'environ 15 M d'années. Donc deux points
dont la lumière a parcouru environ 15 M d'années lumière.
Donc, tu vois une bulle d'environ 30 M d'années lumière,
telle qu'elle était à cette époque.

Et donc, il est faux de dire qu'à l'époque c'était plus
petit. C'est l'inverse. Depuis que la lumière
a été émise, les portions de gaz ayant
émis cette lumière ont continué à s'éloigner
(expansion). Et l'univers actuel (non observable
car la lumière n'a pas encore pu nous parvenir)
fait au moins 40 M d'années lumière (pas sûr du chiffre,
je l'ai juste lu sur ce forum).

Donc, on voit bien l'univers tel qu'il était
à cette époque : 30 M AL de diamètre.
Et tout le monde sait (enfin je suppose)
que l'on voit le passé. Donc il n'y a aucun
risque de confusion !!!!

(P.S. : l'analyse statistique montre qu'il n'y a pas
de "répétition" de l'image, au cas où l'univers
aurait été plus petit, donc il faisait bien
au moins 30 M AL de diamètre à cette époque)

En tant qu'observateur, nous avons surtout une impression d'immensité sans borne ou que se porte notre regard.

Mais nous ne nous rendons pas compte que nous n'appercevons qu'une portion infime de l'univers actuel, et une portion qui va en se rétrécisant au fur et à mesure que nous regardons loin...

Bien entendu qu'on ne voit qu'une partie de l'univers
(rappelle toi mon expression de "coquille").
Il y a longtemps qu'on le sait (depuis Römer au bas mot).
Si tu dis "nous ne nous rendons pas compte" je suppose
que c'est juste l'impression que tu en as parceque tu
y as seulement réfléchi récemment. Mais tu sais,
les cosmologistes n'ont pas attendu ton inscription
pour futura pour se faire la même réflexion Enfin, je suppose,
sinon je ne vois pas pourquoi tu affirmerais qu'on
ne s'en rend pas compte

Mon shéma ne se veut pas représenter la réalité des choses, car il est plein de pré-supposés...
Univers sphérique, s'étant dévellopé de manière homogène etc,....
Mais il resitue dans son principe, en 2 dimensions, l'idée que la portion d'univers visible est trés faible...

Et fausse......
J'espère que tu as compris pourquoi maintenant .
Jette ce dessin au bac

[Mumyo]

Tu interprètes peut-être mal mon dessin et mon propos...

Je dis que notre univers est beaucoup plus grand aujourd'hui que dans le passé, puisque l'univers est en expansion.

J'ai un cone d'obervation, qui dit que si j'observe loin, j'observe la passé,
qui était moins dilaté...

Donc je ne vois qu'une toute petite portion de l'univers présent.

Donc plus je regarde loin, plus je regarde dans le passé, plus c'est petit non?

Nous sommes d'accord j'espère...

Cordialement,
Mumyo

[Mumyo]

C'est faux !
Tu raisonnes (encore) comme si la taille réelle
de l'univers était la taille de l'univers observable.

Mais non je dis que l'univers d'aujourd'hui est beaucoup plus grand...
Bon je crois que mon dessin n'a pas été compris...

Je vais le jetter aux orties...

[Quintilio]

Bonjour,

Lorsque tu regardes deux points aux antipodes
(pour faire simple), tu vois deux points agés
d'environ 15 M d'années. Donc deux points
dont la lumière a parcouru environ 15 M d'années lumière.
Donc, tu vois une bulle d'environ 30 M d'années lumière,
telle qu'elle était à cette époque.

Et donc, il est faux de dire qu'à l'époque c'était plus
petit. C'est l'inverse. Depuis que la lumière
a été émise, les portions de gaz ayant
émis cette lumière ont continué à s'éloigner
(expansion). Et l'univers actuel (non observable
car la lumière n'a pas encore pu nous parvenir)
fait au moins 40 M d'années lumière (pas sûr du chiffre,
je l'ai juste lu sur ce forum).

Donc, on voit bien l'univers tel qu'il était
à cette époque : 30 M AL de diamètre.
Et tout le monde sait (enfin je suppose)
que l'on voit le passé. Donc il n'y a aucun
risque de confusion !!!!

Je voudrais apporter deux petites precisions.
La premiere, sur l'univers observable. Il ne va pas augmenter avec temps, il aura meme plus tendance a diminuer a cause de l'acceleration de l'expansion. En prenant comme valeur de la constante de Hubble 75 km/s/Mpc, tout ce qu'il peut y avoir au dela de 4000 Mpc (environ 13Mal) s'eloigne de nous plus vite que la vitesse de la lumiere (les objets ne vont pas plus vite que la vitesse de la lumiere c'est juste que l'expansion les eloigne plus vite qu'ils ne se rapprochent). Donc la lumiere emise aujourd'hui dans notre direction a 13Mal de distance ne nous arrivera jamais. En tenant compte de l'acceleration la diametre de l'univers obervable devra meme diminuer.

En suite, au moment de l'emission du CMD, l'Univers observable n'avait pas 15Mal de rayon. Il etait beaucoup plus petit que ca, mais encore a cause de l'expansion la lumiere a quand meme mit 15 Ma pour arriver jusqu'a nous.

Cordialement

[Coincoin]

Il ne va pas augmenter avec temps

Ça dépend ce que tu considères. En coordonnées comobiles, c'est-à-dire si tu mesures la taille en nombre d'objets, il va diminuer, mais en distance physique il va tout de même augmenter. J'aurais donc tendance à dire que l'univers observable augmente avec le temps, même si les objets en sortent.

[Mumyo]

D'aprés mon pti shéma, que je suis seul à comprendre,

Si l'univers est en expansion, de plus en plus d'objets devraient rentrer dans mon cône d'observation et la proportion de rayonnement de fond cosmologique observable devrait aussi augmenter...

Alors que si l'univers se rétracte, cela devrait être le contraire.
Je devrais voir de moins en moins d'objets et la portion de rayonnement de fond cosmologique observable devrait diminuer...

Cordialement,

Mumyo