cosmologie et géométrie de l'univers

[Infra_Red]

salut,

deux questions sur la cosmologie :

- dans le cas d'un univers sphérique fermé (k>1), les galaxies/amas de galaxies se répartissent comment ? (voir pièce jointe)
Restent-elles toutes à la périphérie de la sphère (modèle 1) ou bien elles prennent tout le volume de la sphère (modèle 2) ?

- on dit que l'univers observable représente 45 milliards d'a-l, pourtant son âge est de 13.7 milliards d'a-l. Comment c'est possible ?

merci


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[Gilgamesh]

salut,

deux questions sur la cosmologie :

- dans le cas d'un univers sphérique fermé (k>1), les galaxies/amas de galaxies se répartissent comment ? (voir pièce jointe)
Restent-elles toutes à la périphérie de la sphère (modèle 1) ou bien elles prennent tout le volume de la sphère (modèle 2) ?

Elles se répartissent sur une surface (modele 1) dans l'image qui est employée pour représenter le phénomène.

- on dit que l'univers observable représente 45 milliards d'a-l, pourtant son âge est de 13.7 milliards d'a-l. Comment c'est possible ?

Une source qui a émis du rayonnement il y a t=13,7 Ga (donc qu'on observe dans l'état correspondant à cet âge cosmique) se situe à une distance bien plus grande que ct vu que les distances parcourues par le rayonnement ont grandi avec l'expansion dans le même rapport que le reste de l'univers.

13,7 milliards années lumière correspond à la Distance Propre de Propagation des Photons
45 milliards années lumière correspond à la Distance Comobile.

voir ici :
http://atunivers.free.fr/universe/redshift.html

a+

[Coincoin]

Salut,

Je vais d'abord répondre à la deuxième question, dont la réponse est plus rapide.
Imagine un photon qui se propage tranquillement pendant 13,7 milliards d'années avant de tomber dans ton œil. Pendant son trajet, l'Univers continue son expansion. Résultat, la partie déjà parcourue voit sa taille augmenter. Ainsi quand le photon t'arrive, les 13,7 milliards d'années-lumière qu'il a parcourus sont devenus 45 milliards d'années-lumière environ. Si le photon devait faire demi-tour et retourner à sa source, il mettrait bien plus de temps que 13,7 milliards d'années-lumière.

Pour ce qui est de la pièce jointe, je dirais que ce n'est aucun des deux modèles, même si les deux ont une part de vérité.
Pour bien imaginer, pars du modèle 1 avec un cercle et des points répartis le long de ce cercle.
Maintenant rajoute une dimension. Tu obtiens une sphère, avec les points répartis sur toute la surface de la sphère , un peu comme le modèle 2. C'est un peu comme la surface de la Terre.
Enfin, rajoute encore une dimension ! Tu obtiens une hypersphère, qu'il est malheureusement impossible de visualiser. À petite échelle, ça te semble un univers normal avec des galaxies dans tout le volume. Mais à grande échelle, tu as des effets de courbure assez contre-intuitifs et tu as une topologie complexe : en allant toujours tout droit, dans n'importe quelle direction, tu peux faire le tour de l'univers (tout comme à la surface de la terre, en allant tout droit dans n'importe quelle des 2 directions, tu peux faire le tour de la Terre).
Quand tu réalises les difficultés rencontrées par les cartographes pour représenter la surface de la Terre sur un planisphère, tu comprends bien que visualiser un espace hypersphèrique avec notre intuition utilisant un espace euclidien n'est pas facile.

[Infra_Red]

ok merci les gars .

encore un truc à mettre au clair :

je cite un extrait d'article :

...mais notons déjà qu'à l'heure actuelle la densité réelle est estimée à 30 pour cent de la densité critique.
Un autre facteur encore mal déterminé, la constante cosmologique ou une énergie sombre, fournit néanmoins les 70 pour cent nécessaires pour rendre l'Univers plat ou légèrement ouvert.

on pense vivre dans un univers plat (k=0), donc :



on a donc et
avec la matière non relativiste et la constante cosmologique, donc en gros la densité d'énergie sombre.

c'est bien ça ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Coincoin]

Oui, c'est ça. Sachant que la matière représente la matière noire et la matière baryonique (avec il me semble), et que si on veut être très rigoureux, il faut prendre en compte le rayonnement et les neutrinos, qui ont une densité très très faible.