Apparente contradiction entre age des étoiles et leur distance

[Laurent79]

Bonjour à tous,

La question a peut-être déjà été posée mais je ne l'ai pas retrouvée dans les centaines de topics!
On nous dit régulièrement que l'on observe des étoiles très distantes, à 10 Milliards d'années lumières. On nous dit alors que ces étoiles nous apparaissent telles quelles étaient il y a 10 milliards d'années, puisque la lumière qui nous en parvient à mis 10 millards d'années à parcourir la distance qui nous sépare.
Cependant, l'univers est en expansion, donc il y a 10 Milliards d'années ces étoiles étaient beaucoup plus proches de notre position. La lumière émis par ces étoiles à l'époque ne devrait donc surement pas mettre 10 millards d'années à arriver à notre position. Quelqu'un pourrait m'expliquer cette apparent contradiction?

Merci!

Laurent
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[Lansberg]

Bonsoir,

c'est exact. Si la distance qui nous sépare d'une galaxie lointaine est inférieure à 1 milliard d'années lumière, on peut directement passer au décalage
dans le temps avec lequel on l'observe. Si cette galaxie est à 800 millions d'années lumière de nous, on la voit telle qu'elle était il y a 800 millions
d'années.L'expansion de l'univers ne joue pas de manière importante pour de telles distances, et l'erreur commise est inférieure à 10%.
Quand on dit que la lumière en provenance d'une galaxie lointaine a mis 10 milliards d'années pour nous parvenir, il ne faut pas en conclure qu'elle
se trouve à 10 milliards d'années lumière. Nous la voyons telle qu'elle était il y a 10 milliards d'années et qu'elle se trouvait bien plus près de nous
que 10 milliards d'années lumière. Mais à cause de l'expansion de l'univers, sa lumière a du parcourir une distance de plus en plus grande ce qui a
pris beaucoup plus de temps que si l'univers était statique.
Et aujourd'hui cette même galaxie se trouve à une distance bien plus grande que 10 milliards d'années lumière, mais nous n'avons aucun moyen
de l'observer telle qu'elle est aujourd'hui.

Pour un temps de voyage de la lumière, en provenance d'une galaxie, de 10,5 milliards d'années on peut calculer que la galaxie observée se situait
à environ 5,8 milliards d'années lumière de nous au moment où sa lumière en est partie. Nous la voyons donc telle qu'elle était il y a 10,5 milliards
d'années et cette galaxie se trouve aujourd'hui, à cause de l'expansion, à une distance d'environ 17 milliards d'années lumière de nous.

[Gilgamesh]

Incidemment, on ne résout pas encore d'étoiles à une telle distance, seulement des galaxies ou des quasars.

[HugoD]

Bonjour,

Ce sujet m'a l'air assez intéréssant. Est-ce qu'une formule mathématique permettrait de calculer l'âge d'une étoile à partir de sa distance, en prenant compte de l'expansion de l'univers ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Lansberg]

Bonsoir,

l'étude des étoiles ne peut vraiment se faire que dans notre galaxie. Celles des autres galaxies sont trop distantes pour être vues séparément (on a toutefois des images récentes de
champs d'étoiles de la galaxie d'Andromède). On peut aussi observer des supernovae dans d'autres galaxies. L'âge d'une étoile ou plutôt sa durée de vie se déduit de ses caractéristiques
physiques (couleur, luminosité, masse) et des modèles d'évolution stellaire.
L'expansion de l'univers intervient quand on observe les galaxies lointaines et ce qu'on essaye de connaître c'est l'âge des premières galaxies ou plus exactement l'âge
de l'univers au moment de la formation des premières galaxies. Je crois que pour l'instant on a observé des galaxies lorsque l'univers n'avait que 600 ou 700 millions
d'années. Et pour déterminer "l'âge" d'une galaxie on doit déterminer son décalage spectral, z. On analyse la lumière en provenance de la galaxie et on repère certaines
raies spectrales (on doit en parler dans les programmes de 2de et de 1ère !) qui sont fortement décalées vers le rouge, et ce, d'autant plus que la galaxie est lointaine.
À partir de ce décalage spectral et du modèle d'univers adopté actuellement on peut calculer l'âge de l'univers au moment où la lumière est partie de la galaxie en question.
Il y a bien sûr "des formules mathématiques" (pas simples) dans lesquelles on tient compte du décalage spectral, z, et de différents paramètres qui caractérisent notre
univers, comme la densité d'énergie noire et les densités de matière noire et ordinaire !!

[Anta.C]

Bonsoir,

Bonjour,

Ce sujet m'a l'air assez intéréssant. Est-ce qu'une formule mathématique permettrait de calculer l'âge d'une étoile à partir de sa distance, en prenant compte de l'expansion de l'univers ?

pour faire simple, pas vraiment. La distance ne peut indiquer que le moment où la lumière a été émise. L'objet observé avait déjà un âge à ce moment là : le Soleil est à 8 minutes lumière mais il aurait dans les 4,57 milliards d'années. Il y a même une étoile dans la Voie Lactée qui est donnée pour être née parmi les premières , juste après le BB. Si nous étions de son système, nous pourrions contempler un univers partout plus jeune

[Lansberg]

Bonjour,

Bonsoir,


Il y a même une étoile dans la Voie Lactée qui est donnée pour être née parmi les premières , juste après le BB. Si nous étions de son système, nous pourrions contempler un univers partout plus jeune

Raisonnement difficile à suivre ! Quelques explications ?

[Anta.C]

Bonjour,

quel raisonnement ? la syntaxe n'est pas bonne ?

j'ai répondu à la question posée , en référence , pas à une autre ...

[Lansberg]

Juste la partie : " si nous étions de son système, nous pourrions contempler une univers partout plus jeune" ?

[Anta.C]

si nous étions sur une planète du système stellaire de cette étoile ( celle qui a 13 mds ++ d'années ) , nous ne verrions pas grand chose de plus jeune qu'elle , puisque son âge remonte au BB ...

[Anta.C]

j'aurais du ajouter à HugoD que sachant que l'univers avait environ 14 mds d'années, un objet observable situé dans le temps à 13 mrds ne peut avoir plus d'un milliard d'ancienneté. C'est la source de la confusion puisqu'une news qui parle d'un objet à cette distance ne rappelle pas toujours qu'il a forcément un âge supérieur à 13 mais inférieur à l'ancienneté du BB , 14 ( 13.8 grosso modo , y a des modèles ... ).

[gammler]

si nous étions sur une planète du système stellaire de cette étoile ( celle qui a 13 mds ++ d'années ) , nous ne verrions pas grand chose de plus jeune qu'elle , puisque son âge remonte au BB ...

Nous ne sommes pas dans le système stellaire de cette étoile, et pourtant nous ne voyons pas grand-chose de plus jeune qu'elle, "puisque son age remonte au BB". Moi non plus plus, je ne comprends pas la logique. Mais c'est un détail!

[Anta.C]

je voulais dire que la distance n'ordonnait pas l'âge parfaitement. Que des objets très proches pouvaient être plus vieux que tout.

Hugo cherchait un âge en fonction de la distance. La distance seule ne donne que la borne inférieure de l'âge.