Comment regarde t'on dans le passé de l'univers?

[invite248979]

Comment fait on pour regarder dans le passé de l'univers?

Car pour regarder dans le passé de l'univers, il a fallut que l'expansion de l'univers de réalise plus vite que la lumière non?

Car là ou s'est créé l'univers, tout doit "rentré dans l'ordre" à l'heure qu'il est....?

Autres questions, sait on exactement dans quelle direction regarder pour "voir" la création de l'univers? Car s'il y'a expansion, en pointant le téléscope dans une direction on voit l'évolution de l'univers (son futur/présent, expansion), et en le pointant dans l'autre sens, on voit son passé.

De plus, la théorie du big bang n'est elle pas opposé à la théorie de l'univers infini? Car s'il y'a eu big bang, il y'a eu expansion pour en arriver là ou on en est aujourd'hui. Mais si l'univers est infini, il l'a toujours été, car il n'aurait pas pu produire/créer l'infini....?
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[vanos]

Car pour regarder dans le passé de l'univers, il a fallut que l'expansion de l'univers de réalise plus vite que la lumière non?

Bonjour,

Non, ce n'est pas vrai, regarder loin dans l'Univers, c'est regarder des images du passé, un point c'est tout.

Salut.

[Amanuensis]

Même regarder près !

[vanos]

Même regarder près !

Oui, même de près, le Soleil que nous voyons est "vieux" de huit minutes envirion.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite6754323456711]

Oui, même de près, le Soleil que nous voyons est "vieux" de huit minutes envirion.

Même de plus prés encore.

On peut même constater que par exemple la présence d'un objet mes révélée par le sens de la vue, mais aussi celui du toucher et me donne l'impression au travers de la représentation que j'en vais via ma "conscience" que ce sont deux représentations similaire d'un même état-objet. Pourtant Les impressions qui nous sont venues de cet ( on pourrait vraisemblablement dire ces si on prend en compte l'aspect microscopique) objet ont suivi des chemins absolument différents, le nerf optique pour une mesure et le nerf acoustique pour l'autre mesure. Elles n'ont rien de commun au point de vue qualitatif.



Patrick

[vanos]

On peut même constater que par exemple la présence d'un objet mes révélée par le sens de la vue, mais aussi celui du toucher et me donne l'impression au travers de la représentation que j'en vais via ma "conscience" que ce sont deux représentations similaire d'un même état-objet. Pourtant Les impressions qui nous sont venues de cet ( on pourrait vraisemblablement dire ces si on prend en compte l'aspect microscopique) objet ont suivi des chemins absolument différents, le nerf optique pour une mesure et le nerf acoustique pour l'autre mesure. Elles n'ont rien de commun au point de vue qualitatif.

Bonsoir,

Là, c'est pousser un peu loin le bouchon,

Salut.

[invite6754323456711]

,

Là, c'est pousser un peu loin le bouchon,

Pourquoi ? Aucune information/signal ne peut (jusqu'à peut être que l'on mette en évidence la classe de particule spéculative tachyon) se déplacer plus vite que c et ceci indépendamment de tout observateur (en ce qui concerne c).

Le maintenant n'est plus depuis la relativité d'Einstein.

Patrick

[inviteec0d6e6f]

Salut,

Tu tombes quand même dans la philosophie, ù100fil, plus vraiment dans la physique.

(très) Grossièrement, d'un point de vue physique, on peut dire que tout ce qui se passe sur terre se passe dans le présent, mais que tout ce qu'on regarde a l'extérieur de notre puits gravitationnel (donc lune comprise) est déjà du passé : on pourrait peut-être symboliser le passage du présent au passé (de l'information reçue) lors d'un changement de géodésique (d'espace temps) par exemple.

Mais la notion de présent est surtout une notion philosophique, de mon point de vue.
En physique macroscopique (pas en MQ ou tout est toujours différent), tout est affaire de relativité entre les espace temps respectifs, le présent et l'instantanéité n'ont donc plus vraiment de sens en dehors de la relation entre les référentiels concernés.

La réponse à la question :

Comment regarde t'on dans le passé de l'univers?

est donc assez simple : il suffit de regarder loin.
Plus on regarde loin, plus on regarde "tôt" dans l'âge de l'univers.
Donc, plus on regarde loin dans son passé.

[vanos]

Tu tombes quand même dans la philosophie, ù100fil, plus vraiment dans la physique.

Merci pour le soutien.

[invite6754323456711]

Salut,

Tu tombes quand même dans la philosophie, ù100fil, plus vraiment dans la physique.

Pourquoi le fait que nous avons constaté que dans le nature l'information ne peut être véhiculé plus vite que c c'est de la philosophie ?

Le principe de regarder dans le passe s'applique à tout objet de l'univers y compris à ceux qui nous sont relativement les plus proches. Je n'ai rien dit de plus

(très) Grossièrement, d'un point de vue physique, on peut dire que tout ce qui se passe sur terre se passe dans le présent, mais que tout ce qu'on regarde a l'extérieur de notre puits gravitationnel (donc lune comprise) est déjà du passé : on pourrait peut-être symboliser le passage du présent au passé (de l'information reçue) lors d'un changement de géodésique (d'espace temps) par exemple.

Mais la notion de présent est surtout une notion philosophique, de mon point de vue.
En physique macroscopique (pas en MQ ou tout est toujours différent), tout est affaire de relativité entre les espace temps respectifs, le présent et l'instantanéité n'ont donc plus vraiment de sens en dehors de la relation entre les référentiels concernés.

La réponse à la question :
est donc assez simple : il suffit de regarder loin.
Plus on regarde loin, plus on regarde "tôt" dans l'âge de l'univers.
Donc, plus on regarde loin dans son passé.

C'est une réponse plus philosophique que physique non ?

Patrick

[Amanuensis]

Avec un peu d'efforts, on peut arriver à "réaliser" que l'on voit seulement le passé (le cône passé) et qu'on imagine l'avenir (le cône futur).

Ce qu'il faut arriver à percevoir est que le cône passé à pour sommet (mobile) le point juste derrière les yeux, et que les rayons du cônes partant du sommet sont toutes les directions spatiales (parcourues à la vitesse c vers soi).

Et ensuite que le cône futur à pour sommet (mobile) le point juste derrière les yeux, et que les rayons partant du sommet sont toutes les directions spatiales (parcourues à la vitesse c en partant de soi).

Ensuite encore, réaliser qu'ils sont différents, et que "entre les deux", il y a le présent !

[inviteec0d6e6f]

Car pour regarder dans le passé de l'univers, il a fallut que l'expansion de l'univers de réalise plus vite que la lumière non?

Et ben c'est exactement l'inverse en fait !
Excepté la période d'inflation très spécifique et difficile d'accès, car la physique de cette période est très particulière et ne ressemble pas a la notre même si c'est la même (a beaucoup plus haute énergie et densité), a partir du moment ou la lumière peut aller plus loin que le prochain atome juste a coté, c'est à dire a partir du moment du découplage (380.000 ans après la singularité initiale), a partir, donc, du moment ou l'univers n'est plus "opaque", la lumière va aller toujours plus vite que l'expansion, localement.

Le terme localement est important : la lumière parcours plus vite l'espace que l'expansion ne l'étire.

C'est pour cette raison que si on reçoit un jour la lumière d'un astre, on la recevra toujours, même si a terme, cet objet va se séparer de nous a une vitesse > c !
Mais elle tirera de plus en plus vers le rouge.
C'est pour cette raison aussi que nous recevrons un jour les images d'un astre que nous ne voyons pas aujourd'hui, et qui est déjà, a l'heure actuelle a une telle distance de nous qu'il s'éloigne a une vitesse supérieure a celle de la lumière !
MAIS qui a été suffisamment proche de nous a une période de son histoire (aux débuts de l'univers) pour que sa lumière puise nous parvenir un jour.
La lumière allant plus vite que l'expansion localement, nous finirons pas recevoir sa lumière, un jour.
On peut donc dire que plus le temps passe, plus on obtient d'information sur l'Univers.
Ceci étant a concevoir a des échelles considérables, en relation avec la durée de vie de l'univers.

Merci pour le soutien.

Tu sais bien que je ne suis pas trop fan de philosophie sur les forums de physique

[invite6754323456711]

Ensuite encore, réaliser qu'ils sont différents, et que "entre les deux", il y a le présent !

Je rajouterais juste la précision le point évènement présent qui nous est propre.

Patrick

[doul11]

bonsoir,

La réponse à la question :
est donc assez simple : il suffit de regarder loin.
Plus on regarde loin, plus on regarde "tôt" dans l'âge de l'univers.
Donc, plus on regarde loin dans son passé.

ou très près, ou très petit, ça marche aussi : en regardant de plus en plus petit regarde de plus en plus tôt en ce rapprochant de la naissance de l'univers ...

... je parle bien de ce qui ce passe dans les accélérateurs de particules.

regarder très loin ou très prés revient au même finalement, on remonte le temps dans le sens inverse de l'évolution de l'univers, ça donne a réfléchir ça non ?

[inviteec0d6e6f]

C'est une réponse plus philosophique que physique non ?

J'essaye, autant que possible, malgré l'anthropocentrisme inhérent a notre espèce, donc aussi incluse dans mes gènes, et la culture chrétienne, d'éviter de sur-interpréter les phénomènes physiques pour tenter de leur donner un sens, philosophique ou ésotérique.
Tenter de comprendre "comment ça marche" est ma seule démarche.
Même si je n'arrive pas toujours à la respecter.

[inviteec0d6e6f]

ou très près, ou très petit, ça marche aussi : en regardant de plus en plus petit regarde de plus en plus tôt en ce rapprochant de la naissance de l'univers ...

... je parle bien de ce qui ce passe dans les accélérateurs de particules.

regarder très loin ou très prés revient au même finalement, on remonte le temps dans le sens inverse de l'évolution de l'univers, ça donne a réfléchir ça non ?

reflexion très pertinente, mais a prendre avec du recul pour la raison que je cites plus haut : le LHC, c'est la même physique que la notre, mais dans des conditions considérablement différentes.

Si savoir ce qui s'est passé au début est indispensable afin de comprendre ce qui se passe aujourd'hui, c'est une condition nécessaire mais non suffisante pour élaborer la physique de notre environnement.
Ça ne peut pas servir pour établir l'histoire de l'univers par exemple.
Sauf ses tout premiers (mais alors vraiment tout premiers) instants.
Après ça, si tu veux savoir ce qui s'est passé dans l'histoire de l'univers (titre du topic), il faut sortir les grosses optiques a traitement informatique et lever la tête.
Et, bien sûr, avoir des spécialistes derrière les œilletons

[doul11]

Ça ne peut pas servir pour établir l'histoire de l'univers par exemple.

indirectement ça peut, si la physique des particule comprends comment fonctionne l'énergie noire par exemple ça permettra de mieux comprendre la courbe d'inflation de l'univers, et donc mieux définir son histoire.

courbe d'inflation qui a été modélisée par "les grosses optiques a traitement informatique", en fait on peut dire que les deux domaines d'observation (très grand et très petit) sont complémentaires.

on peut dire que les détecteurs du LHC sont aussi une sorte de grosses optiques a traitement informatique

[f6bes]

Avec un peu d'efforts, on peut arriver à "réaliser" que l'on voit seulement le passé (le cône passé) et qu'on imagine l'avenir (le cône futur).

Ce qu'il faut arriver à percevoir est que le cône passé à pour sommet (mobile) le point juste derrière les yeux, et que les rayons du cônes partant du sommet sont toutes les directions spatiales (parcourues à la vitesse c vers soi).

Et ensuite que le cône futur à pour sommet (mobile) le point juste derrière les yeux, et que les rayons partant du sommet sont toutes les directions spatiales (parcourues à la vitesse c en partant de soi).

Ensuite encore, réaliser qu'ils sont différents, et que "entre les deux", il y a le présent !

Bjr à toi,
Pas beosin de cone ou quoi que ce soi !
Faut d'ABORD définir le mot "présent" !
Et là c'est pas facile !
Tout ce que l'on peut "voir" nous provient du "passé".
Meme l'objet qui se trouve à qq métres (et meme moins) de toi , c'est du..passé.
Tout simplement c'est que pour parcourir la distance qui sépare "l'objet" de ton oeil , FAUT un certain temps aux photons en provenance cet objet,MEME si ce temps est INFINITESIMAL court.
SI l'on ne "définit" pas la VALEUR du retard que l'on veut "attribuer" au présent,il n'est pas évident de parler du.....présent.

A+

[invitee1947bcb]

La bonne nouvelle est qu'on aura toujours 20 ans quelque part n'est-ce pas, à moins bien sûr que ce ne soit qu'une question de latence propre à l'info, et que le présent suive une autre voie que celle des ondes.

[invite6754323456711]

Et là c'est pas facile !

Faut comprendre comment nous observons le monde auquel on fait partie. La vision est une interprétation constante du monde effectuée par notre cerveau. L'information qui nous parvient ne peut dépasser la vitesse c. Les informations transmises sont donc traitées par le cerveau qui crée une sensation (perception) relative du monde conforme à ses attentes. Un exemple la couleur (perception immatérielle produite par notre cerveau).

Notre cerveau/conscience établit une relation entre ce que nous appelons des propriétés physiques et ce que nous désignons sous le nom de perception/image/sensation telles que la couleur, l’odeur, le sensation lié au touché, la sensation de chaud/froid …

Voir les approches relationnallistes avec la notion d'un "temps thermique" en analogie avec la notion de température.

Patrick

[invite75963d7c]

Salut.
Juste une petite question d'un néophyte (que je suis !)

-beaucoup de personne s'accorde à dire que l'univers connu à commencer suivant le théorie du bigbang et qu'il est en expansion suivant cette théorie.
Donc, notre petit systeme solaire est donc né à partir de ce bigbang, l'instant zéro pour tout le monde......
Alors, comment est il possible de pouvoir "remonter" le temps pour s'approcher du bigbang ?
Je fais une image:
On démarre d'un point X dans une voiture les phares allumés, on roule 10 Km, on s'arrête et on se retourne pour voir les premières lueur des phares de notre voiture 1 Km après son démarrage....
Pour ce faire, je pense qu'il faudrait aller plus vite que la lumière ?
Bon, je pense que l'on va donner surement une explication !

[invite6754323456711]

Alors, comment est il possible de pouvoir "remonter" le temps pour s'approcher du bigbang ?

On ne remonte pas le temps. On reçoit des informations des autres, mais lors de leur réception l'évènement qui à donnée lieu à cette information est dans notre cône du passé car l'information se déplace à une vitesse limite c dans le vide.

Je fais une image:
On démarre d'un point X dans une voiture les phares allumés, on roule 10 Km, on s'arrête et on se retourne pour voir les premières lueur des phares de notre voiture 1 Km après son démarrage....
Pour ce faire, je pense qu'il faudrait aller plus vite que la lumière ?
Bon, je pense que l'on va donner surement une explication !

Cela signifierait que tu pourrais recevoir l'image de ta naissance

On observe l'évolution des autres en se focalisant sur des points ciblés.

Appliqué aux galaxies lointaines, celles situées à des milliards d'années-lumière, le délai de transmission de la lumière prend des proportions considérables. La lumière de ces galaxies ayant mis des milliards d'années à nous parvenir, on ne peut plus affirmer qu'elles ressemblent encore aujourd'hui à ce que nous en voyons.

On observe l'Univers avec un retard qui grandit à mesure que l'on regardent de plus en plus loin. Par exemple pour la Lune, le délai vaut à peu près une seconde tandis que pour pour le Soleil il est de huit minutes. Ce qui fait qu'en observant le soleil, nous le voyons tel qu'il était il y a huit minutes.

Comme il semble que d'après les observations des galaxies que nous ayons fait et nos loi de l'astrophysique qu'il n'y ait aucune raison de penser que la nature des galaxies diffère d'une région à une autre, ils est alors possible de reconstituer leur évolution globale en choisissant des échantillons à diverses distances. Et ainsi se faire une bonne idée de l'évolution de l'ensemble des galaxies.

De plus nous n'avons accès qu'a l'univers observable.

Tous cela n'est que ma compréhension, un astro-physicien pourra te donner plus de précision voir corriger mes propos si ils s'avèrent comporter des erreurs car ce n'est pas mon domaine.

Patrick

[Gilgamesh]

Bon, je pense que l'on va donner surement une explication !

C'est un grand classique, disons.

L'expansion a commencé à l'endroit même où vous vous trouvez, comme en tout point de l'univers, simplement tous ces points étaient plus rapprochés dans le passé. Le rayonnement qui baignait l'univers a donc également été émis en tout point, y compris donc de l'endroit où vous êtes. Ce rayonnement a voyagé en ligne droite dans toutes les directions durant 13,5 milliards d'années et ce que nous voyons aujourd'hui d'où nous somme c'est ce qui a été émis à cette époque depuis des régions éloignées. Elles étaient à l'époque 1000 fois plus proche de nous, mais au cours du voyage, l'univers en expansion a allongé le chemin que devaient parcourir les photons pour arriver jusqu'à nous. De même les habitants de ces régions éloignés doivent recevoir aujourd'hui la lueur du big bang émise depuis l'endroit où vous êtes à cette époque.

Toutefois, cette lumière n'a pu voyager aussi loin qu'à partir du moment où l'univers était devenu assez transparent pour qu'un photon voyage plus de qq cm avant d'être absorbé par le gaz opaque qui replissait l'univers. Cela a eu lieu "d'un coup" (en moins de 100 000 ans disons...) : la température a diminué suffisamment pour que le plasma (protons, électrons libres) devienne un gaz atomique (H = proton + électrons liés). La température était de 3000 K et la longueur d'onde de 3000/3000K = 1 micron, soit dans les rouges profonds. Cette longueur d'onde de 1µ a été étirée par un facteur 1000, au même titre que le reste de l'univers et aujourd'hui on perçoit ce rayonnement à 1 mm ce qui correspond à une température de 3000/1000µ = 3 K

Si l'univers avait été transparent dès le départ, le big bang resterait invisible car le décalage vers le rouge tend vers +oo quand on s'approche du t=0. C'est ce qu'on appelle l'horizon cosmologique. De la même façon, le rayonnement d'un objet qui franchit l'horizon d'un trou noir est décalé à l'infini pour l'observateur extérieur.


les différentes notions de distances en cosmologie

1- La distance première notion de distance est en fait un temps : le temps de trajet du photon (ou temps de regard en arrière, t_lookback dans les graphique du bas). C'est celle qui est donnée usuellement, en années-lumière. Il s'agit bien d'année qu'a passé le photon dans l'espace, pour nous parvenir. Mais à quelle distance en mètre cela correspond ?

Dans un univers en expansion, il n'y a pas de définition univoque de la distances, il y en a deux (plus une troisième et une quatrième qu'on verra après).

2- la distance entre les objets au moment de l'émission du photon (distance dite angulaire) Da
3- la distance entre les objets au moment de la réception du photon (distance dite propre) Dp.

La distance angulaire Da est ainsi nommé parce que c'est celle qu'il faut prendre en compte pour juger de la taille angulaire de l'objet source sur la voute céleste. L'angle alpha (sous lequel on observe l'objet de taille h est :

alpha = h/Da
(pour les petits angles)


Donc, quand le photon a été émis, la source était la la distance Da de l'endroit où nous sommes. Et à ce moment là, le taux d'expansion H(t) était plus élevé que maintenant. Le photon "remonte" donc un "flot d'espace" comme un saumon remonte la rivière (à une vitesse propre constante : c) pour arriver jusqu'à nous. On conçoit que si l'intégrale sur le temps de trajet du courant d'espace qui s'écoule sur les flancs du saumon excède ct, il ne progresse pas, mais recule et ne parvient jamais à l'observateur. Pour l'instant, ce n'est pas le cas : l'intégrale sur le temps de H(t) n'a jamais été si grande qu'elle nous empêche de voir tous les photons émis dans notre direction depuis que l'univers émet librement des photons. Les cosmologistes d'aujourd'hui sont bien chanceux.

Donc notre photon-saumon progresse, c'est à dire que à tous les instants la distance entre lui et la source diminue. Mais bien sur elle diminue bien plus lentement que ct puisque à chaque instant la distance augmente de Hd entre le photon situé à la distance d et l'observateur futur. Quand d et H était maximal (donc à l'émission) la progression était minimal. Puis peu à peu le photon-saumon progresse de plus en plus efficacement vers l'observateur, car la distance d diminue (c'est la principale raison) ainsi que le taux d'expansion.

En même temps qu'il progresse difficilement vers le futur observateur, la distance qui le sépare de sa source augmente plus vite que ct. Car en plus de la distance parcourue par les moyens propres du photons (soit ct) il faut ajouter la distance que rajoute l'expansion. Quand le photon-saumon regarde dans son rétroviseur, il voit une source qui s'éloigne de plus en plus vite de lui, quoique sa vitesse propre soit constante.

Quand il arrive à l'observateur et achève sa glorieuse (quoique monotone) existence sur la rétine de l'observateur, il a parcouru par ses moyens propres ct = 13 Gal mais la source est bien plus éloignée que cela désormais. Et cette distance réelle est ce qu'on appelle la distance propre. C'est la distance à laquelle se trouve aujourd'hui la source, après 13 Ga d'expansion.

Le ratio entre Da la distance angulaire (à l'émission) et Dp la distance propre (à la fin du trajet) est extrêmement simple à calculer, il est égal par définition au facteur d'expansion a0/a = 1 + z, a0 étant n'importe quelle distance mesurée aujourd'hui et a la même distance au moment de l'émission, z étant le décalage vers le rouge.

Dp = Da (1 + z)


4- Distance de luminosité
Les objets lointains nous apparaissent comme étant très proches (Da relativement petit) mais par contre il sont beaucoup moins lumineux que ce que leur taille angulaire pourrait laisser supposer, car le photon-saumon en luttant contre le flot d'espace qui défilait sous lui, a perdu du 'gras', c'est à dire de l'énergie. Il arrive exténué à l'observateur : c'est le décalage vers le rouge z. De façon totalement équivallente, ça nous fait mesurer la température de la source du rayonnement plus froide qu'à l'émission. On définit donc une distance de luminosité Dl qui est celle qu'il faut prendre en compte pour savoir combien d'énergie va arriver au récepteur depuis la source. C'est Dl qui nous donne la magnitude de l'objet. La encore c'est très facile à calculer avec le z :

Dl = Da (1 + z)²


Ainsi, un objet qui nous parait, d'après sa taille angulaire être situé à mettons Da = 1 Gal avec un z = 6 est situé aujourd'hui à une distance propre Dp = 1 Gal * (1 + 6) = 7 Gal et l'énergie qui nous en parvient est la même que s'il était situé à 1 Gal (1 + 6)² = 49 Gal.

Pour savoir quel est le temps de regard en arrière (ou temps de trajet du photon), il faut intégrer H(t) et cela dépend cette fois ci du modèle d'expansion que l'on choisit, c'est à dire du choix de Omega_m (densité de matière) et de Omega_lambda (constante cosmo).


Edit : correction du 03/1/2020 - remplacement du terme distance comobile par distance propre. La distance comobile est la distance séparant deux objets en faisant abstraction de l'expansion de l'Univers. La distance propre est le produit de la distance comobile par le facteur d'échelle.

[invite6754323456711]

C'est un grand classique, disons.

Exposé très intéressant .

Le temps utilisé t "dans par exemple "le taux d'expansion H(t)" correspond au temps cosmique défini dans certains modèles, en particulier dans le modèle de Friedman-Lemaître, c'est à dire dans des modèles où l’on suppose une certaine isotropie de l’espace ?

Patrick

[Amanuensis]

Il me semble qu'on peut rajouter une "distance" : z.

Ceci dit, le point le plus important à comprendre, c'est que la notion de distance n'est pas unique pour les très grandes distances.

[Gilgamesh]

Exposé très intéressant .

Le temps utilisé t "dans par exemple "le taux d'expansion H(t)" correspond au temps cosmique défini dans certains modèles, en particulier dans le modèle de Friedman-Lemaître, c'est à dire dans des modèles où l’on suppose une certaine isotropie de l’espace ?

Patrick

Oui, ça correspond au temps propre d'un objet comobile dans un univers homogène et isotrope.

a+

[xxxxxxxx]

bonjour gilgamesh

j'ai adoré c'est très clair.

sauf là.

Donc notre photon-saumon progresse, c'est à dire que à tous les instants la distance entre lui et la source diminue. Mais bien sur elle diminue bien plus lentement que ct puisque à chaque instant la distance augmente de Hd entre le photon situé à la distance d et l'observateur futur.

...je subodore une coquille. il ne s'agit pas du recepteur en lieu et place de la source?


cordialement

[Gilgamesh]

bonjour gilgamesh

j'ai adoré c'est très clair.

sauf là.



...je subodore une coquille. il ne s'agit pas du recepteur en lieu et place de la source?


cordialement

exact