vitesse de la lumière immuable

[mich70]

Bonjour à tous
J'ai toujours appris que la vitesse de la lumière était fixe et immuable, mais alors je me pose la question maintenant : pourquoi les galaxies les plus lointaines ont un redshift (décalage vers le rouge) plus important ?
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[bb98]

Bonjour

On peut lire la page :
http://fr.wikipedia.org/wiki/D%C3%A9..._vers_le_rouge

Ce décalage vers le rouge des galaxies qui "s"éloignent", ou vers le bleu des galaxies qui se "rapprochent" de nous est assimilé, dans nos modèles actuels, à l'expansion de l'univers.

Il n'y a pas d'impact sur la vitesse de la lumière dans le vide, un peu comme l'effet Doppler de la sirène, dans lequel la vitesse du son n'est pas modifiée. C'est la fréquence reçue qui est changée en raison du déplacement des sources.

Attention, le fameux RedShift n'est pas un véritable effet Doppler,mais est bien lié, dans nos modèles, à l'expansion de l'univers

Bien sûr, attendre d'autres avis

Bonnes lectures

[silberic]

Bonjour,

Parce que le redshift traduit l'éloignement des galaxies les unes par rapport aux autres. Les galaxies s'éloignant avec une vitesse proportionnelle à leur distance (loi de Hubble v= hd), les galaxies les plus éloignées ont un décalage vers le rouge plus important.

[Nicolas321]

Bonjour,

L'expansion se produisant en 3 dimensions, augmente-t-elle aussi l'amplitude des photons?

L'amplitude normalement est proportionnelle au carre de l'energie, donc comment se fait-il que l'energie des photons baisse au cours de l'expansion?

Jamais compris ca moi...

Nicolas.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Nicophil]

Bonjour,

L'amplitude normalement est proportionnelle au carre de l'energie, donc

Non : l'énergie est proportionnelle au carré de l'amplitude de l'onde EM.

comment se fait-il que l'energie des photons baisse au cours de l'expansion?

Rappel : l'énergie n'est pas invariante par changement de référentiel.

[Nicolas321]

Bonjour Nicophil,

Non : l'énergie est proportionnelle au carré de l'amplitude de l'onde EM.

Ok, ok, excuse...

Rappel : l'énergie n'est pas invariante par changement de référentiel.

En general on entend que c'est juste l'expansion de l'espace qui etire le photon, mais c'est plus complique que cela, c'est un effet de la relativite generale.

Merci,
Nicolas.

[Zefram Cochrane]

Bonsoir,

Rappel : L'énergie n'est pas invariante par changement de référentiel

Tel quelle, cette affirmation me pique les yeux, je demande un complément d'information.

piste de réponse:
si un voyageur en éloignement à v émet un photon en direction de l'observateur fixe, celui ci va le recevoir redschifté, soit. On peut dire que c'est par ce que l'énergie du voyageur ayant varié du fait de sa vitesse, l'énergie du photon émis va être différente de celle qu'elle serait si le voyageur était fixe par rapport à l'observateur fixe.
Si l'observateur fixe émet un photon en direction du voyageur, ce derner va le recevoir redschifté. est ce parce que l'énergie du voyageur n'est pas le même que celle qu'il aurait si il était fixe par rapport à l'observateur fixe?

L'expansion de l'espace pour un taux d'expansion constant, http://fr.wikipedia.org/wiki/Constante_de_Hubble , est un effet de la RR et non de la RG.

Cordialement,
Zefram

[Nicophil]

si un voyageur en éloignement à v émet un photon en direction de l'observateur, l'énergie du photon émis va être différente de celle qu'elle serait si le voyageur était fixe.

Si l'observateur fixe émet un photon en direction du voyageur, l'énergie du voyageur n'est pas la même que celle qu'il aurait s'il était fixe par rapport à l'observateur ?

C'est pareil que l'énergie cinétique d'une balle ou d'un boulet de canon.

L'expansion de l'espace pour un taux d'expansion constant, http://fr.wikipedia.org/wiki/Constante_de_Hubble , est un effet de la RR et non de la RG.

Pour moi, c'est de la RG.

[Deedee81]

Salut,

Il me semble que des confirmations sont les bienvenues. Donc :

C'est pareil que l'énergie cinétique d'une balle ou d'un boulet de canon.

Je confirme. Si je me déplace à la même vitesse que le boulet (et dans le même sens), dans mon référentiel il est immobile et son énergie cinétique nulle.

On a la même chose avec la lumière (même si sa vitesse de change pas).

Pour moi, c'est de la RG.

Il est possible de faire des approximations de la situation avec la RR et même avec la physique newtonienne (dans la plupart des cours ou livre, une bonne partie de la cosmologie est newtonienne) mais c'est en effet une conséquence de la relativité générale.

Je suppose que c'est de cette approximation dont Zefram parlait (car il disait "à taux constant"). Dans ce cas, au moins jusqu'à quelques milliards d'années-lumière, on peut considérer que le redshift cosmologique dû aux effets de la RG est identique à un effet Doppler dû à l'éloignement des galaxies.

[Nicolas321]

Bonsoir,

Merci Deedee, Zefram et Nicophil pour vos clarifications.

Si je comprends bien l'affaire, la courbure de l'espace temps diminuant a cause de l'expansion, le photon perd de l'energie parce que son energie potentielle negative diminue lors de l'expansion, et que la somme des 2 doit rester egale a 0 ( l'energie totale de l'univers etant egale a 0 ).

Mais si l'energie du photon et son energie potentielle diminuent constamment (la somme restant egale a 0), ou s'en vont ces pertes? Vont-elles a faire augmenter l'entropie? Ou bien a remplir tout ce nouvel espace de champ gravitationnel et d'energie du vide?

Merci,
Nicolas.

[Gilgamesh]

Bonsoir,

Merci Deedee, Zefram et Nicophil pour vos clarifications.

Si je comprends bien l'affaire, la courbure de l'espace temps diminuant a cause de l'expansion, le photon perd de l'energie parce que son energie potentielle negative diminue lors de l'expansion, et que la somme des 2 doit rester egale a 0 ( l'energie totale de l'univers etant egale a 0 ).

Mais si l'energie du photon et son energie potentielle diminuent constamment (la somme restant egale a 0), ou s'en vont ces pertes? Vont-elles a faire augmenter l'entropie? Ou bien a remplir tout ce nouvel espace de champ gravitationnel et d'energie du vide?

Merci,
Nicolas.

Dans l'histoire il n'y a que les particules relativistes qui morflent.

Dans l'expression de l'énergie relativiste



seul p est impacté par l'expansion de la métrique.

A métrique constante on retrouve le monde tel qu'on le mesure et il n'y a donc pas de contradiction avec la réalité locale.

[Zefram Cochrane]

Bonjour,
Je ne pense pas qu'il soit correct de dire qu'à cause de l'expansion la courbure de l'univers diminue, je demande plus ample information.

voici un élément d'explication:

si à t = 0 deux observateurs s'éloignent l'un de l'autre avec une vitesse constante v,
au bout d'un temps T1 ils seront séparé de la distance D = vT1
la lumière mettra un temps T2 pour franchir cette distance D = c T2
donc T2 = v/c T1

cela veut dire que chacun des observateurs verra l'autre à une date T = T1 + T2 quand l'autre avait l'âge T1 (c'est l'effet doppler classique) qui combiné avec l'effet de la diltation du temps due à la vitesse relative,
donne donc pour un photon émis à une fréquence


c'est la formule du redschift cosmologique. Dans la réalité, il faut avoir conscience que pour l'expansion la vitesse relative observée n'est qu'apparente parce qu'en réalité les référentiels des observateurs sont inertiels, ils ne subissent aucune accélération propre du fait de l'expansion, malgré la variation de vitesse relative au cours du temps.

Cordialement,
Zefram

[Deedee81]

Salut,

Je ne pense pas qu'il soit correct de dire qu'à cause de l'expansion la courbure de l'univers diminue, je demande plus ample information.

Moi ça me parait plutôt évident, c'est exactement comme lorsqu'on gonfle un ballon (la courbure de la surface diminue).

[Nicolas321]

Bonjour Gilgamesh et Zefram,

Je pense que je me suis trompe, il n'y a pas de courbure de l'espace temps, parce que l'energie totale est egale a 0. Il me semble que l'effet de l'energie negative sur la courbure est compensee par l'effet de l'energie positive, et c'est pour ca qu'on dit que l'univers est plat... Je ne suis pas absolument sur par contre...

Bonne journee,
Nicolas.

[Nicolas321]

Bonjour Deedee,

Je viens de voir ton post. C'est comme ca que je voyais ca aussi, mais bon la je suis completement mele.

En tout cas il faut que j'y alle.

Bonne journee,
Nicolas.

[Deedee81]

Attention, dans ces messages il me semble qu'il y a un mic mac entre la courbure de l'espace-temps et la courbure de l'espace.

Actuellement, l'univers semble plat. Et il suffit pour ça que la densité de matière/énergie soit la densité critique (donnée par les modèles cosmologiques). Indépendamment de la constante cosmologique. Là on parle de la courbure de l'espace.

Mais la courbure de l'espace-temps est non nulle (sinon il n'y aurait même pas expansion).