Role de l'effet Doppler Relativiste sur le modèle du Big-Bang

[invite420f3ca6]

Bonjour,

J'ai besoin de votre aide : j'aimerais savoir le rôle qu'a eu l'effet Doppler relativiste dans l'évolution du modèle du Big bang.
J'ai consulté pas mal de sites, mais apparemment, le modèle du Big-Bang s'est TOUJOURS basé sur l'effet relativiste. Je sais que ce n'est pas exact, quelqu'un saurait-il m'expliquer les modèles d'avant et d'après la découverte de l'effet Doppler, et l'influence qu'a eu cette découverte sur ce modèle ?

Question subsidiaire : connaissez-vous des expériences qui ont été récemment faites mettant en doute le modèle actuel du Big-Bang ? (quand je dis actuel, j'entends par-là "prenant en compte l'effet Dopller-Relativiste")

Merci par avance de vos réponses

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"La meccanica è il paradiso delle scienze matematiche perché con quella si viene al frutto matematico" Leonardo da Vinci
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[Deedee81]

Bonjour Callipsycho,

Je vais essayer de te donner quelques indices/explications, si ça peut t'aider. Je vais un peu au-delà de Doppler pour avoir du contexte

J'ai besoin de votre aide : j'aimerais savoir le rôle qu'a eu l'effet Doppler relativiste dans l'évolution du modèle du Big bang.
J'ai consulté pas mal de sites, mais apparemment, le modèle du Big-Bang s'est TOUJOURS basé sur l'effet relativiste. Je sais que ce n'est pas exact, quelqu'un saurait-il m'expliquer les modèles d'avant et d'après la découverte de l'effet Doppler, et l'influence qu'a eu cette découverte sur ce modèle ?

En fait, la découverte de l'expansion par Edwin Hubble utilisait l'effet Doppler classique. Mais, bien entendu, cela a coincidé avec la création des premiers modèles cosmologiques issus de la relativité générale, donc, forcément, les analyses théoriques ont tout de suite été relativistes.

Ceci dit, du point de vue des observations, à moins d'observer les objets les plus lointains, l'effet Doppler relativiste est pratiquement indiscernable de l'effet Doppler classique.

De plus, il suffit d'observer l'expansion pour en déduire le BigBang. Ce n'est que les "détails", les "variantes" ou les "paramètres libres" qui peuvent être influencées par des mesures plus fines (Doppler relativiste ou autres mesures).

Question subsidiaire : connaissez-vous des expériences qui ont été récemment faites mettant en doute le modèle actuel du Big-Bang ? (quand je dis actuel, j'entends par-là "prenant en compte l'effet Dopller-Relativiste")

Des "expériences" ? En laboratoire, par exemple ? Pas à ma connaissance (et encore moins sur l'effet Doppler).

Tu ne veux pas plutôt dire des observations ?

Tant qu'il y a des "anomalies" (masse manquante, énergie noire, anomalies aux grandes longueurs d'ondes dans le spectre des fluctuations du CMBR,...) on peut toujours avoir un petit doute à l'esprit. Et c'est très sain. Pour l'énergie sombre, qui sait, c'est peut-être une anomalie de l'effet Doppler relativiste ?

Je ne parle pas, bien sûr, des "énigmes" primordiales comme l'asymétrie matière - anti-matière qui ne remet rien en cause car : du point de vue modèle, c'est juste un paramètre, du point de vue théorique, il nous manque les théories applicables dans ce domaine, et du point de vue observation, on peut toujours courir

Quand à la formation et l'évolution des grandes structures, c'est extrêmement complexe et pas seulement dépendant de la cosmologie. C'est très mal "maitrisé". Je trouve donc totalement prématuré de crier "au loup" ou "victoire" à chaque donnée, comme j'ai trop tendance à le lire !

Ah, il y a aussi les "coïncidences", des objets qui sont apparemment en contact (qui se touchent, avec des jets qui forment des ponts) et qui ont un redshift très différent. Bon, c'est Doppler, pas Doppler relativiste, mais c'est déjà ça. Mais statistiquement c'est normal de constater de telles superpositions, c'est juste apparent et évidemment, il est assez difficile de le vérifier, par exemple, par la parallaxe (c'est trop éloigné) ! On a fait de telles statistiques (j'ai lu les chiffres dans PLS, mais je ne m'en souviens plus ) dans le cadre des lentilles gravitationnelles (qui ont aussi besoin d'un alignement fortuit). Donc, cette "anomalie" Doppler a pu faire douter certains mais seulement un temps.

De plus, depuis, la dilatation du temps observée sur les chandelles (supernovae) montre que le redshift est bien dû à une expansion et non à un autre phénomène mal compris.

Mais, bien entendu, puisque en réalité il y a des modèles du big bang et qu'un modèle est par essence (contrairement à une théorie) conçu pour avoir le maximum de paramètres ajustables, on peut toujours (enfin, jusqu'à maintenant) arriver à s'en sortir. Mais ce sont aussi des modèles qui ont une racine commune solide collant à l'ensemble des données connues (en particulier l'expansion, la nucléosynthèse).

Mais, comme on dit, qui vivra verra

[mtheory]

Bonjour,

J'ai besoin de votre aide : j'aimerais savoir le rôle qu'a eu l'effet Doppler relativiste dans l'évolution du modèle du Big bang.
J'ai consulté pas mal de sites, mais apparemment, le modèle du Big-Bang s'est TOUJOURS basé sur l'effet relativiste. Je sais que ce n'est pas exact, quelqu'un saurait-il m'expliquer les modèles d'avant et d'après la découverte de l'effet Doppler, et l'influence qu'a eu cette découverte sur ce modèle ?

Question subsidiaire : connaissez-vous des expériences qui ont été récemment faites mettant en doute le modèle actuel du Big-Bang ? (quand je dis actuel, j'entends par-là "prenant en compte l'effet Dopller-Relativiste")

Merci par avance de vos réponses

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"La meccanica è il paradiso delle scienze matematiche perché con quella si viene al frutto matematico" Leonardo da Vinci

Bonjour, ça fait bien longtemps que la théorie du Big Bang n'est pas basée sur l'effet Doppler, relativiste ou non.

[Gilgamesh]

En fait, la découverte de l'expansion par Edwin Hubble utilisait l'effet Doppler classique. Mais, bien entendu, cela a coincidé avec la création des premiers modèles cosmologiques issus de la relativité générale, donc, forcément, les analyses théoriques ont tout de suite été relativistes.

Hubble n'a jamais été très convaincu par la réalité de l'expansion, mais il n'attribuait pas cela à un effet Doppler, non plus. Jamais personne, il me semble, n'a adopté un point de vue plaçant notre galaxie au centre d'un univers qui nous fuirait de tout côté avec une vitesse propre, surtout en dépendance de la distance ! Pour quelle raison un objet éloigné aurait il une vitesse propre plus élevée qu'un objet proche ? Intellectuellement c'est aberrant.

Il me semble que Hubble penchait pour un univers de Sitter (statique mais avec redshift quand même). C'est Lemaitre, le premier, qui a emis l'hypothèse que cette loi v=Hd était à relier à un scénario dynamique de l'Univers, et ceci dès la mis en évidence expérimentale de cette relation. Autrement dit, la maturité de l'explication est réelle dès le départ.

a+

[A voir en vidéo sur Futura]

[Gilgamesh]

J'ai consulté pas mal de sites, mais apparemment, le modèle du Big-Bang s'est TOUJOURS basé sur l'effet relativiste.

Jamais, en fait (si tu parles du Doppler relativiste)...

Le redshift est relié dès le départ à la variation du facteur d'échelle avec le temps sur le trajet de la lumière.

a0/a = 1+ z

avec
z le redshift
a0 le facteur d'échelle aujourd'hui
a le facteur d'échelle à l'émission du rayonnement

Et ça n'a pas changé.


a+

[Deedee81]

Salut Gilgamesh,

Ok pour les commentaires sur le point de vue de Hubble.
Je ne suis pas historien et je ne savais pas.

Même sur l'effet Doppler ? Pourtant on lit toujours "vitesses des galaxies mesurées par Hubble" (avec d'ailleurs parfois la remarque que ses mesures étaient peu précises et l'échantillon restreint). Alors ça m'étonne !

Mais :

Jamais personne, il me semble, n'a adopté un point de vue plaçant notre galaxie au centre d'un univers qui nous fuirait de tout côté avec une vitesse propre, surtout en dépendance de la distance ! Pour quelle raison un objet éloigné aurait il une vitesse propre plus élevée qu'un objet proche ? Intellectuellement c'est aberrant.

Ca je ne suis pas du tout d'accord.
Constater un éloignement dans toutes les directions n'implique pas une position privilégiée. Il ne faut pas être grand ponte pour savoir (et c'est trivial, alors t'imagine pour un Hubble ) que si la relation est proportionnelle c'est synonyme de "pas de centre".

[Gilgamesh]

Salut Gilgamesh,

Ok pour les commentaires sur le point de vue de Hubble.
Je ne suis pas historien et je ne savais pas.

Même sur l'effet Doppler ? Pourtant on lit toujours "vitesses des galaxies mesurées par Hubble" (avec d'ailleurs parfois la remarque que ses mesures étaient peu précises et l'échantillon restreint). Alors ça m'étonne !

Ca je ne suis pas du tout d'accord.
Constater un éloignement dans toutes les directions n'implique pas une position privilégiée. Il ne faut pas être grand ponte pour savoir (et c'est trivial, alors t'imagine pour un Hubble ) que si la relation est proportionnelle c'est synonyme de "pas de centre".

Salut,

mais tous se tient. Si c'est un Doppler, cela veut dire les objets ont une vitesse propre, c'est à dire que le décallage se fait dès l'emission du rayonnement. Si ce n'est pas cela, c'est que le décalage se met en place tout au long du trajet de la lumière, d'où la dépendance avec la distance. Et dans ce cas, l'expression de la metrique n'est pas triviale (euclidienne).

a+

[Deedee81]

mais tous se tient. Si c'est un Doppler, cela veut dire les objets ont une vitesse propre, c'est à dire que le décallage se fait dès l'emission du rayonnement. Si ce n'est pas cela, c'est que le décalage se met en place tout au long du trajet de la lumière, d'où la dépendance avec la distance. Et dans ce cas, l'expression de la metrique n'est pas triviale (euclidienne).

Oui, oui, je suis d'accord et je ne préjuge pas non plus des croyances de Hubble. Je signalais juste que l'argument "on n'est pas au centre" n'apporte rien.

[invite420f3ca6]

Merci de vos réponses, je vais essayer de demêler tout ça

Hubble n'a jamais été très convaincu par la réalité de l'expansion, mais il n'attribuait pas cela à un effet Doppler, non plus. Jamais personne, il me semble, n'a adopté un point de vue plaçant notre galaxie au centre d'un univers qui nous fuirait de tout côté avec une vitesse propre, surtout en dépendance de la distance ! Pour quelle raison un objet éloigné aurait il une vitesse propre plus élevée qu'un objet proche ? Intellectuellement c'est aberrant.

Il me semble que Hubble penchait pour un univers de Sitter (statique mais avec redshift quand même). C'est Lemaitre, le premier, qui a emis l'hypothèse que cette loi v=Hd était à relier à un scénario dynamique de l'Univers, et ceci dès la mis en évidence expérimentale de cette relation. Autrement dit, la maturité de l'explication est réelle dès le départ.

a+

Moi aussi je croyais que c'était Hubble qui avait, le premier, annoncé une expansion de l'univers, grâce à sa fameuse loi, d'ailleurs établie par ses observations de redshift...
Justement, si j'ai bien compris, le décalage vers le rouge est uniquement dû à l'effet Doppler classique ? Mais alors, où est-ce que l'effet relativiste intervient ?

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"La meccanica è il paradiso delle scienze matematiche perché con quella si viene al frutto matematico" Leonardo da Vinci

[alain_r]

Merci de vos réponses, je vais essayer de demêler tout ça


Moi aussi je croyais que c'était Hubble qui avait, le premier, annoncé une expansion de l'univers, grâce à sa fameuse loi, d'ailleurs établie par ses observations de redshift...
Justement, si j'ai bien compris, le décalage vers le rouge est uniquement dû à l'effet Doppler classique ? Mais alors, où est-ce que l'effet relativiste intervient ?

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"La meccanica è il paradiso delle scienze matematiche perché con quella si viene al frutto matematico" Leonardo da Vinci

Vous pouvez interpréter le décalage vers le rouge par un effet Doppler classique. Mais si vous cherchez une description cohérente de l'univers tel que peut l'offirir la relativité générale, vous réalisez alors que ce n'est pas un mouvement des objets dans l'espace, mais un mouvement d'expansion de l'espace. Évidemment cela ne vous prouve pas que l'interprétation dela relativité générale est la bonne, mais c'est la seule connue qui soit mathématiquement cohérente.

[Deedee81]

Bonjour,

Justement, si j'ai bien compris, le décalage vers le rouge est uniquement dû à l'effet Doppler classique ? Mais alors, où est-ce que l'effet relativiste intervient ?

Pour des objets extrêmement lointains (proche de la frontière de l'univers observable) et pour des objets extrêmements rapides (jets relativistes).

Et encore, pour des objets très lointains il vaut mieux se placer dans le cadre de la relativité générale (ou la situation devient à la fois plus compliquée et conceptuellement très différente des raisonnements classiques avec leurs effets Dopplet et tout le tointoin).