L'expansion.

[invite84b2941b]

Salut,

Tout ce que l'on sait de manière certaine sur l'expansion c'est qu'actuellement la distance entre 2 points divisée par la vitesse à laquelle ils s'eloignent l'un de l'autre est égale à Ho = 13 milliards d'années.

Mais selon vous quelle est la cause cette l'expansion ?

Ce n'est pas les points qui s'éloignent l'un de l'autre c'est la distance entre eux qui augmente (sinon des points très éloignés irait plus vite que la lumière)
Si l'expension est une propriété intrisèque de la distance entre les points et non pas des points eux même alors pourquoi la plupart des gens disent que les points de l'univers s'éloignent les uns des autres à vitesse constante ??

Si on suppose que les points s'éloignent les uns des autres à vitesse contante ca veut dire que :
aujourd'hui 2 points distants de 13 milliards d'a.l. s'éloignent l'un de l'autre à la vitesse de la lumière et dans 13 milliards d'années ils s'éloigneront toujours l'un de l'autre à la vitesse de la lumière pourtant la distance entre eux sera alors de 26 milliards d'a.l.
alors aujourd'hui une distance de 13 miliards d'a.l. ca grandi à la vitesse de la lumière mais dans le futur une distance de 13 miliards d'a.l. ca ne grandira qu'à la moitié de la vitesse de la lumière !
Pourtant une distance ca ne vieilli pas, c'est même pas du vide c'est un repère sur lequel on se place alors quoi de plus immuable ?
Moi je pense qu'une distance de 13 miliards d'a.l. ca grandi à la vitesse de la lumière, ca grandira toujours à cette vitesse dans le futur et ca a toujours grandi à cette vitesse dans la passé.

Conclusion : l'univers est en expension exponentielle, et en fait Ho est le temps que les distances mettent pour se multilplier par e (e=2,7).
Du coup l'univers est infiniment vieux, pas de big bang, l'univers à toujours existé c'est juste que ca densité se divise par e3 tous les Ho.
Et ca colle avec l'accélération de l'expension !
Cela dit ca ne causera pas de big rip. En effet si 2 objets liés par des intéractions ne s'éloignent pas l'un de l'autre aujourd'hui alors la distance entre eux sera toujours la même demain, elle grandira toujours à la vitesse demain, et l'intéraction entre les 2 objets compensera toujours cette vitesse.

Moi ca fait longtemps que je crois en cette théorie dont j'ai eu l'intuition un jour... et aujourd'hui g trouvé sur wikipedia qqun qui site

quelquechose de très proche sur http://fr.wikipedia.org/wiki/Radiation_Hawking (dans le 2eme paragraphe de la partie Évolution d'un trou noir isolé) : "À l'heure actuelle, on assiste à une accélération de l'expansion de l'univers, qui se traduit par le fait que l'expansion semble tendre vers une loi exponentielle, où les distance sont multipliées par 2,7 en un temps de l'ordre du temps de Hubble, soit 13,5 milliards d'années."
G enfin trouvé qqun qui pense la même chose que moi, et vous ? prêt à renoncer au big bang ?
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[Gilgamesh]

Salut,

Tout ce que l'on sait de manière certaine sur l'expansion c'est qu'actuellement la distance entre 2 points divisée par la vitesse à laquelle ils s'eloignent l'un de l'autre est égale à Ho = 13 milliards d'années.

Ben non...

La variation de la distance entre deux point d'âge cosmique pas trop éloigné l'un de l'autre est :

dx/dt = H(t).x

avec x la distance, t le temps et H(t) le taux d'expansion au temps t (H ~ 72 km/s/Mpc aujourd'hui).

Donc plus les points sont éloignés, plus la vitesse de récession est grande.

Pour des distances nettement plus grande que 2 Gly, il faut prendre en compte la variation du taux d'expansion avec le temps et intégrer. Le taux d'expansion H tend vers l'infini au début de l'expansion, diminue progressivement puis augmente de nouveaux quand l'Univers a un peu plus de la moitié de son âge actuel.

Pour des points situés au dela de l'horizon cosmologique, dx/dt > c, le redshift devient infini et ces points deviennent inobservable, ils sortent de l'horizon.


==

[invite84b2941b]

La variation de la distance entre deux point d'âge cosmique pas trop éloigné l'un de l'autre est :

dx/dt = H(t).x

avec x la distance, t le temps et H(t) le taux d'expansion au temps t (H ~ 72 km/s/Mpc aujourd'hui).

Bon jusque la ont est d'accord puisque 72 km/s/Mpc c'est égale c/13x10^9al.

Mais tu trouve pas ca un peu tordu de dire:

Le taux d'expansion H tend vers l'infini au début de l'expansion, diminue progressivement puis augmente de nouveaux quand l'Univers a un peu plus de la moitié de son âge actuel.

Comment expliquer des variation aussi bizarre, infini, diminution puis augmentation....

Surtout qu'on ne peut pas mesurer ca de manière sure.

Comment expliquer qu'une constante lié a aucune autre varie avec le temps ?

[Gilgamesh]

Bon jusque la ont est d'accord puisque 72 km/s/Mpc c'est égale c/13x10^9al.

Mais tu trouve pas ca un peu tordu de dire:



Comment expliquer des variation aussi bizarre, infini, diminution puis augmentation....

Surtout qu'on ne peut pas mesurer ca de manière sure.

Comment expliquer qu'une constante lié a aucune autre varie avec le temps ?

H se calcule, à la base. La théorie de l'expansion est issue de la résolution de l'équation d'Einstein dans le cas d'un univers homogène. Ensuite, on s'est aperçu que effectivement, cela collait avec l'observation de la récession des galaxie proportionnelle à la distance. Mais la cosmologie moderne repose sur des bases de physique mathématique très solides qu'il te faut connaitre si tu veux t'attaquer au sujet.


repost :
L'équation de l'expansion, qui relie le taux d'expansion de l'espace à son contenu est :



avec

et
la densité d'énergie mesurée aujourd'hui.
K le nombre de courbure (+1, 0 ou -1)
la constante cosmologique.

a est le facteur d'échelle, c'est à dire n'importe quelle distance mesurée entre deux points suffisemment éloignés de l'Univers.

Les trois termes sont : la densité, la courbure et la constante cosmologique.

Tu peux en déduire sans difficulté que quand a tend vers 0, H tend vers l'infini.

==

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite84b2941b]

Après avoir essayé de vérifier l'équation aux dimensions pendant 1/4 d'heure je me suis apperçu que tu avais glissé des fautes dans ta formule:

En fait c'est:
H²/C²=8pi G d / C⁴ - K / a² + ^/3

C'est une formule très compliquée je v commencer par essayer de comprendre le premier terme.
Supposons que K et ^ sont nuls.
H²/C²=8pi G d / C⁴
ou plus simplement:
H²=8pi G d / C²

Comme tu l'as dit, si a diminue (ou d devient grand ici), l'expansion accélère.
Mais pourquoi ?
La densité d'énergie est le moteur de l'expansion ?
Pourquoi ? Comment ?
Que l'énergie pousse les objet : ok
Mais que l'énergie puisse agrandisse la distance entre les objets je comprend pas.
Et je comprend pas d'ou sort la formule qui dit ça.

Pourquoi ils ont écrit ça Einstein et Friedman ?

[invite84b2941b]

J'avais déja vue cette formule plusieurs fois mais j'avais l'impression que c'était incompréhensible alors que finalement je commence à y voir clair.

Finalement je préfère l'écrire:
(dx/dt)² = (8piGE/C²)/x -(KC²) +(^C²/3)*x²

Alors le premier terme je pense que ca signifie que l'énergie du vide (je pense que c'est des photons) exerce une pression de radiation d'un volume de vide sur le volume de vide voisin. L'énergie appuie sur l'énergie. Du coup le vide s'étale comme des molécules de gazs qui poussent les unes contre les autres. Et ca emporte les objets posé sur le vide comme le gaz emporterai des poussière. On dit que les objets qui subissent l'expansion ne vont pas plus vite que la lumière surement car la vitesse absolue c'est la vitesse par rapport au vide (lol pratique de choisir le vide comme repère !). Mais bon ca doit être ca.

Sinon pour l'équa dif : (dx/dt)² = cste/x
Faudrai que je réflechisse à la résolution mathématique, en tout cas par ordi ca donne une courbe qui ressemble à un logarythme pour x et une courbe genre 1/x pour la vitesse de x. Donc tu as raison : expansion rapide au début puis plus lente au fur et à mesure que l'énergie du vide se dilue.

Je v regarder la résolution mathématique de plus près et puis essayer de capter les 2 autres termes aussi.

[invite84b2941b]

Oups g oublier un 3 depuis le début.

H²/C² = 8piGd/3C⁴ -K/a² +^/3

(dx/dt)² = (8piGE/3C²)/x -(KC²) +(^C²/3)*x²

[invite84b2941b]

Sur wikipedia, g trouvé la résolution de l'équation avec seulement le premier terme:
x=x₀*(t/t₀)^2/3
donc
dx/dt=2/3*x₀/t₀*(t/t₀)^-1/3
donc
H=2/3t

Intéressant mais bon... reste à savoir d'ou sort ce premier terme:
son orgine physique: l'énergie du vide ?
la démonstration de la formule: comment il ont mixé G, H et la densité d'énergie ensemble ?

Au niveau du deuxième terme, alors la franchement je vois pas comment l'univers pourrait être non euclidien ! Pourquoi imaginé que l'univers puisse être courbe ? Et puis surtout qu'est ce que ca veu dire la courbure d'un volume infini ? K=0 me semble vraiment plus raisonable.

Niveau 3éme terme c encore plus discutable:
L'expansion s'accèlére ok mais on ne sait pas pourquoi
Du coup les physicien on inventé l'énergie noir mais c'est pas très convainquant.
Et les mathématiciens on inventé ce troisième terme qui est complétement inexpliqué...

Bref, le premier terme est très intéressant et il a changer ma conception de l'expansion mais j'aimerai qd même en savoir plus sur l'origine physique et la demonstration de la formule.

[Gilgamesh]

Après avoir essayé de vérifier l'équation aux dimensions pendant 1/4 d'heure je me suis apperçu que tu avais glissé des fautes dans ta formule:

En fait c'est:
H²/C²=8pi G d / C⁴ - K / a² + ^/3

C'est une formule très compliquée je v commencer par essayer de comprendre le premier terme.
Supposons que K et ^ sont nuls.
H²/C²=8pi G d / C⁴
ou plus simplement:
H²=8pi G d / C²

Comme tu l'as dit, si a diminue (ou d devient grand ici), l'expansion accélère.
Mais pourquoi ?
La densité d'énergie est le moteur de l'expansion ?
Pourquoi ? Comment ?

Pour la variation de H, c'est à cause

- de la pression p que rho engendre, et qu'on relie à la densité d'énergie par un paramètre w, c'est l'équation d'état :



Aujourd'hui, pour la matière, w = 0 (cad que si tu entoures un amas de galaxie avec une membrane, la pression moyenne due aux gaz raréfié et au choc des galaxies sur la membrane est nulle, à vraiment très peu de chose près). Pour le rayonnement w = 1/3. Le densité de rayonnement étant très faible aujourd'hui, la pression radiative est quasi nulle elle aussi.

- de ce qu'on pourrait exprimer comme une force de rappel de la gravité


La variation de H s'exprime comme :

Que l'énergie pousse les objet : ok

L'énergie ne "pousse" pas les objets, il faut d'extraire de cette vision et faire abstraction de la matière au niveau dynamique. L'expansion concerne la métrique de l'espace temps, le référentiel lui même, c'est directement à ce niveau que ça se joue. Un espace vide, sans matière (ou on ne conserverait que la constante cosmo pour que H ne soit pas nul) serait en expansion pareil. Ce serait fondamentalement le même phénomène.

Mais que l'énergie puisse agrandisse la distance entre les objets je comprend pas.
Et je comprend pas d'ou sort la formule qui dit ça.

Pourquoi ils ont écrit ça Einstein et Friedman ?

Je ne suis, trois fois hélas, pas assez calé pour passer de l'équation d'Einstein (qui exprime la relation fondamentale entre le tenseur d'espace et le tenseur impulsion-énergie) au système d'équation de Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker (les deux ci dessus, qui sont indépendante) qui en donne la solution analytique dans le cas d'un univers homogène et isotrope.


Tu peux voir à quoi ça ressemble ici :
http://en.wikipedia.org/wiki/Friedma...-Walker_metric
ou en français, un peu plus succint :
http://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9...bertson-Walker


voui, je sais, dans un cas comme dans l'autre


Bon mais sans pouvoir creuser outre, je peux te dire quand même que le plus tuant c'est qu'il n'existe pas de solution non dynamique, sauf choix très particulier (donc très improbable) de la densité d'énergie et de lambda, les deux devant s'équilibrer exactement pour que rien ne bouge ; et encore cette solution n'est pas stable, la moindre inhomogénéité ne pouvant que s'amplifier et enclencher une dynamique de l'espace temps. Le seul univers statique stable, c'est l'univers vide avec une constante cosmo strictement nulle.

a+