Où dans l'univers ?

[bo61]

Bjr à tous,

Ca bouge beaucoup dans le domaine : je lisais récemment un article dans une revue de vulgarisation et j'ai subitement pris conscience qu'un trou noir n'était pas cette sorte d'entonnoir que l'on nous suggère un peu partout sur les dessins, mais une sphère ou un point tridimensionnel : je suis vraiment béotien en la matière.

Bref, mais là n'était pas ma question, j'aurais voulu savoir s'il est possible d'avoir une idée de la position qu'à notre galaxie dans la colossale sphère (?) en expansion qu'est l'univers ?
Ce serait étonnant de savoir que l'on pourrait être très proche d'un des bords ?

Beo
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[Deedee81]

Salut,

Bref, mais là n'était pas ma question, j'aurais voulu savoir s'il est possible d'avoir une idée de la position qu'à notre galaxie dans la colossale sphère (?) en expansion qu'est l'univers ?
Ce serait étonnant de savoir que l'on pourrait être très proche d'un des bords ?

Toutes les observations montrent que l'univers est homogène et isotrope (le même dans toutes les directions) et tel que le modélisent nos théories modernes (la relativité générale) l'univers est alors sans bord et sans centre.

Un moyen simple de visualiser ça est la surface d'une sphère : tous ses points sont identiques et il n'y a pas de centre sur la surface avec deux avertissements nécessaires
- Evidemment, l'univers est à 3 dimensions spatiales alors que la surface d'une sphère est à deux dimensions (longitude et latitude). C'est un peu plus difficile à se représenter mais géométriquement on peut avoir à peu près n'importe qu'elle forme à N dimensions.
- La sphère est une surface en forme de boule, la boule ayant un centre. Mais ça, c'est ce que nous utilisons pour représenter la sphère. On dit que la surface de la sphère à deux dimensions est "plongée" dans l'espace "ordinaire" à trois dimensions. Mais ça, c'est juste pour nous aider à visualiser. D'un point de vue géométrique on peut se représenter la surface de la sphère en soi, sans besoin d'un espace plus grand où elle se trouverait. Idem pour l'univers.

Un autre moyen de se le représenter est un univers type jeu vidéo, comme PacMan. Quand le joueur se déplace dans le monde du jeu, en allant toujours tout droit.... il se retrouve à son point de départ.

Bref, l'univers peut être fini (en taille), sans bord, sans centre, homogène, isotrope.

Dans ce cas notre Galaxie n'a pas de position particulière. Tout ce qu'on peut faire c'est la repérer par rapport aux autres Galaxies (par exemple, la galaxie M34 = Andromède est toute proche).

Dernier détail : il est clair que l'homogénéité ne s'applique qu'à la portion de l'univers que nous arrivons à voir. Nous n'avons aucun moyen de savoir pour le reste de l'univers. Mais puisque ce qui est hors de portée de toute observation est sans effet (forcément, sinon on l'observerait, à travers ces effets) on choisit habituellement l'hypothèse la plus simple, ne fut-ce que pour les calculs, les confrontations aux observations,...

[bo61]

Grand merci pour ces explication...presque claires (pour moi ).
J'ai des soucis avec la sphère sans centre, mais je crois que je commence à saisir.

Mon horizon s'ouvre...

[Deedee81]

Salut,

Une petite précision sur un terme qui fait toujours bondir (j'ai reçu le signalement).

géométriquement on peut avoir à peu près n'importe qu'elle forme à N dimensions.

Pour un univers homogène et isotrope, on peut définir un "temps cosmologique" parfaitement valable malgré la bonne vieille relativité (l'univers étant le même partout, définir un temps commun n'est pas problématique).
On peut donc considérer l'univers à un instant (cosmologique) donné. C'est-à-dire une "coupe" spatiale dans l'espace-temps.

Cet objet purement géométrique a une forme bien définie par la géométrie.

Pour les amoureux des termes plus techniques que j'avais voulu éviter mais que certains préfèrent :
- l'espace-temps décrivant l'univers est une variété différentielle bien précise 4D (en RG une variété différentielle sauf en un certain nombre de points formant un sous-ensemble de mesure nulle).
- on effectue un feuilletage spatial 3D (qu'on peut montrer bien défini grâce au fait que les équations d'Einstein sont hyperbolique et donc on peut choisir pour feuilletage des surfaces de Cauchy, il y a une caractérisation globale bien foutue de ce découpage dans le cours de Thiemann sur la gravité quantique.... dans la partie classique du cours, évidemment). Et pour un univers homogène et isotrope on peut avoir un feuilletage par des variétés de courbure constante, ça peut même servir de définition à "homogène et isotrope".
- Ces variétés sont géométriquement et topologiquement bien définies. Pour un univers homogène et isotrope cela donne des variétés 3D du type espace euclidien, sphère, espace hyperbolique.... plus de nombreuses variantes comme le tore plat T3 ou l'univers dodécaédrique de Luminet.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Amanuensis]

La phrase dans son contexte est coincée entre des phrases parlant de sphères. On ne savait pas trop si cela paraît seulement de sphères ou d'autres choses. Evidemment, toutes les sphères à N dimensions ont la même "forme".

Un moyen simple de visualiser ça est la surface d'une sphère : tous ses points sont identiques et il n'y a pas de centre sur la surface avec deux avertissements nécessaires
- Evidemment, l'univers est à 3 dimensions spatiales alors que la surface d'une sphère est à deux dimensions (longitude et latitude). C'est un peu plus difficile à se représenter mais géométriquement on peut avoir à peu près n'importe qu'elle forme à N dimensions.
- La sphère est une surface en forme de boule,

[Deedee81]

La phrase dans son contexte est coincée entre des phrases parlant de sphères. On ne savait pas trop si cela paraît seulement de sphères ou d'autres choses. Evidemment, toutes les sphères à N dimensions ont la même "forme".

Ah oui, d'accord, je comprend le coté ambigu. Désolé pour le manque de clarté.

[morrow]

Bonjour,
Mon point de vue est que l'Univers est, et a toujours été, infini. Cette idée ne va en rien à l'encontre du Modèle Standard, du moins je le crois.
Partant de là notre galaxie, comme n'importe quel objet de l'espace, n'a de position que par rapport à d'autres objets : nous sommes proches d'Andromède, nous faisons partie de l'amas local qui lui-même fait partie etc, etc ...
Mais je le répéte, c'est mon idée, et je la partage.
Au revoir.

[nonoator74]

En fait ne cherchez plus nous sommes a peu pres ......là

[PPathfindeRR]

Bonjour,
Mon point de vue est que l'Univers est, et a toujours été, infini. Cette idée ne va en rien à l'encontre du Modèle Standard, du moins je le crois.
Partant de là notre galaxie, comme n'importe quel objet de l'espace, n'a de position que par rapport à d'autres objets : nous sommes proches d'Andromède, nous faisons partie de l'amas local qui lui-même fait partie etc, etc ...
Mais je le répéte, c'est mon idée, et je la partage.
Au revoir.

Je partage aussi ton avis, et comme beaucoup je pense... c'est pour cela qu'on parle "d'univers observable" !

On entend souvent dire que l'univers est né du Big bang... pourquoi pas si on considère que l'univers est de géométrie plus complexe qu'une simple sphère... de manière à ce que celui-ci, soit considéré fini et ne possédant pas de bord, et pourrait nous conduire à une espèce de monde à la Pacman ou autre !

Mais on peut aussi concevoir que l'univers soit plat et infini, et qu'il n'a jamais eu de naissance !
En d'autres termes, que le big bang (l'expansion) ne représente pour nous que la "naissance" de notre univers observable.
Mais au-delà de l'univers observable (au-delà du fond diffus cosmologie), qui nous dit qu'il n'y a pas d'autre galaxie ?
D'autre galaxie dont nous avons pas encore reçu leurs lumière... et qu'au fur et à mesure, nous découvrons une portions supplémentaire de l'univers observable à chaque seconde qui passe... soit un horizon d'observabilité (fond diffus cosmologique) qui grandi continuellement au fil du temps par la simple cause que la vitesse de la lumière soit limitée ?

J'aurais tendance à croire (donc avis personnel) que l'être humaine à tendance de toujours vouloir un début et une fin pour chaque chose et donc par incompréhension ne voulant pas admettre qu'il puisse être infini... échafaudant par cette raison un tas de théorie pour tenter de s'expliquer un univers de géométrie complexe pour qu'il soit sans bord tout étant à la fois fini !
Mon avis personnel, me dit donc que croire à un univers "inimaginablement" plat et infini (ce dont je crois) est autant valable qu'un univers fini mais sans bord (qui est lui aussi, autant impossible à se visualiser) !

[polmichet]

Bonsoir, il me semble qu'un certain pragmatisme scientifique (celui qui impose l'observable) ne définit que ce qui peut (pratiquement) être mesuré. Alors c'est normal d'éviter l'incommensurable !