Expansion de l'univers : Pourquoi ce n'est pas si simple ? - Page 3
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Expansion de l'univers : Pourquoi ce n'est pas si simple ?



  1. #61
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Expansion de l'univers : Pourquoi ce n'est pas si simple ?


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    Citation Envoyé par papy-alain Voir le message
    Bien sûr, on peut concevoir des tas de variétés finies et non bornées.
    Mais ce n'est pas parce que quelque chose est superflu qu'il n'existe pas.
    Il existe des dizaines de modèles topologiques de l'univers : des tores de toutes sortes, des selles de cheval, etc.
    Je ne sais pas si on arrivera un jour à trancher entre ces différentes hypothèses, qui peuvent toutes tenir la route mathématiquement, mais malheureusement, c'est l'observation qui fait défaut (hormis les mesures de courbure).
    Donc, si je comprends bien, on rejette l'hypothèse d'un univers sphérique, euclidien, de courbure nulle, sous prétexte qu'on n'en n'a pas besoin ?
    Euclidien signifie "de courbure nulle". S'il est sphérique, il n'est pas euclidien, par définition.
    La seule chose qu'on puisse dire de l'univers observable, c'est que sa courbure est proche de zéro. Donc si, on sait qu'il est euclidien en première approx.

    Bon, mais autrement, je ne suis pas bien sur de m’être fait comprendre... Je parlais du volume qui entoure le ballon, dans l'analogie de l'univers représenté par une surface gonflable en expansion. Ce volume externe à la surface (donc externe à l'univers dans l'analogie) ne correspond à rien de réel.

    Citation Envoyé par Mailou75 Voir le message
    Avec un petit bémol : pendant cette inflation la terre et la lune sont déconnectées causalement puis reconectees causalement, ce qui est A-physique a mon goût...
    Mailou
    Ah non, y'a pas de reconnexion causale dans ma petite fable. La Lune sort de l'horizon cosmologique de la Terre (et vice versa), fin de l'histoire.

    Citation Envoyé par ronronladouceur Voir le message
    Si je regarde droit devant et que j'imagine toujours plus loin, en ligne droite, m'assurant que je ne dévie jamais de ma direction, arriverai-je à une limite et constaterai-je qu'elle s'éloigne toujours de plus en plus vite?

    Et ne serait-ce point la même chose si je regardais dans n'importe quelle direction?

    Si vous considérez un point de plus en plus éloigné, il s'éloignera de plus en plus vite, jusqu'à dépasser c. Ça se passera à une distance c/H (en première approximation - en pratique H est une variable qui dépend de t et il faudrait intégrer sur une durée à définir) et ça définit ce qu'on appelle l'horizon cosmologique, ou horizon des particules en terme plus technique.

    Et ensuite, j'ai envie de dire : vous ne pouvez plus le suivre des yeux.

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    Dernière modification par Gilgamesh ; 22/09/2016 à 17h25.
    Parcours Etranges

  2. #62
    invitee6546ae1

    Re : Expansion de l'univers : Pourquoi ce n'est pas si simple ?

    Je profite de ce sujet pour poser une question qui me turlupine depuis un bout de temps :

    Lorsque l'on parle d'expansion, on fait référence à l'espace-temps, c'est lui qui est censé être en expansion, si j'ai bien compris.

    Or, chaque article que je lis sur le sujet, y compris les interventions très claires de Gilgamesh ici-même, semblent plutôt évoquer une expansion de l'espace "dans" le temps. Un peu comme s'il existait un temps absolu, extérieur à l'univers, à l'intérieur duquel l'espace menait tranquillement son expansion.

    J'imagine qu'il s'agit d'un artifice de vulgarisation (?), mais tout de même, je me pose la question : Qu'entend-t-on par expansion de l'espace-temps?

    Parce qu'autant je n'ai aucun problème pour concevoir un espace en expansion "dans le temps", autant je ne vois pas du tout à quoi peut correspondre l'expansion du temps, ou pour le dire sans doute plus justement, l'expansion de la dimension temporelle de l'espace-temps.

  3. #63
    Mailou75

    Re : Expansion de l'univers : Pourquoi ce n'est pas si simple ?

    Salut,
    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message
    Pourquoi?....
    Parce que j'imagine les objets proches (lune) depassent c, enfin l'espace vide qui les entoure, le truc qui empeche les photons d'avancer tu sais... ils reculent plus vite qu'ils n'avancent > déconnection ?

    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    Ah non, y'a pas de reconnexion causale dans ma petite fable. La Lune sort de l'horizon cosmologique de la Terre (et vice versa), fin de l'histoire.
    Ok, mais dans la version originale l'expansion de l'espace ralenti et les photons finissent par revenir > reconnection ?

    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    Si vous considérez un point de plus en plus éloigné, il s'éloignera de plus en plus vite, jusqu'à dépasser c. Ça se passera à une distance c/H (...)
    WTF tu lui donnes la version Hubble ?

    Citation Envoyé par Oroche Voir le message
    1) Lorsque l'on parle d'expansion, on fait référence à l'espace-temps, c'est lui qui est censé être en expansion, si j'ai bien compris.

    2) Or, chaque article que je lis sur le sujet, y compris les interventions très claires de Gilgamesh ici-même, semblent plutôt évoquer une expansion de l'espace "dans" le temps. Un peu comme s'il existait un temps absolu, extérieur à l'univers, à l'intérieur duquel l'espace menait tranquillement son expansion.
    C'est malheureusement la 2) il y a le temps cosmique reputé universel

    L'avantage de la 1) c'est qu'en 4D, en changeant d'axe de temps (trajectoire, ligne d'univers) il n'y a pas de "distorsion" des axes

    Mailou
    Trollus vulgaris

  4. #64
    Amanuensis

    Re : Expansion de l'univers : Pourquoi ce n'est pas si simple ?

    Citation Envoyé par Mailou75 Voir le message
    C'est malheureusement la 2) il y a le temps cosmique reputé universel
    Non, c'est juste une datation privilégiée, qui découle d'une symétrie postulée dans le modèle. Mais le modèle ne représente pas l'Espace-Temps (c'est seulement un modèle approximatif d'une "moyenne à grande échelle" de l'Espace-Temps).

    Note: J'écris Espace-Temps avec des majuscules "ce qui est", la "réalité" ; majuscules comme à tout terme référant un référent unique.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  5. #65
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Expansion de l'univers : Pourquoi ce n'est pas si simple ?

    Citation Envoyé par Mailou75 Voir le message
    Salut,

    Parce que j'imagine les objets proches (lune) depassent c, enfin l'espace vide qui les entoure, le truc qui empeche les photons d'avancer tu sais... ils reculent plus vite qu'ils n'avancent > déconnection ?

    Ok, mais dans la version originale l'expansion de l'espace ralenti et les photons finissent par revenir > reconnection ?
    D'accord puisque que le besoin s'en fait sentir, envisageons comment s'envisage cette reconnexion.

    Pour simplifier, disons pour commencer que la Lune se situe à 1 seconde-lumière de la Terre. Un astronaute sur la Lune dispose d'un gros télescope et vise l'horloge de Big Ben. Le cadran occupe tout le champ du télescope. Il reçoit un rayonnement qu'on va dire monochromatique de fréquence 1015 Hz et d'énergie 1 eV. L'astronaute reçoit l'image du cadran marquant 12h00:00, tandis que la trotteuse de l'horloge qui se déplace à un rythme régulier est déjà positionnée sur 12h00:01. Toute l'image de son déplacement de la position 00 à la position 01 est encodée dans 1015 fronts d'ondes régulièrement espacés entre le cadran de Big Ben et l’œil de l'astronaute.

    Then, something happen, et peu importe comment, cet espace de 1 seconde lumière rentre en inflation : une fraction négligeable de seconde plus tard, la Lune se trouve à 1015 années-lumière de la Terre. Soit un facteur d'échelle a=1015 années-lumière/1 seconde-lumière = 1022. Puis ça s’arrête aussi brutalement que ça a commencé, et pour que la reconnexion puis se faire un jour, disons que tout l'univers devient alors statique, pendant au moins les 1015 années suivantes.

    L'inflation a espacé les 1015 fronts d'onde, qui se retrouvent maintenant séparés de 1 années-lumière chacun.

    Chose étrange, l'astronaute voit toujours le cadran plein champ dans son oculaire : cela illustre le fait que l'angle sous lequel on voit les objets célestes dépend de la distance à l'émission (=distance angulaire). Mais l'image s'est totalement assombrie. L'énergie des photons qui parviennent au télescope a été divisée par le facteur d'échelle et n'est plus que de 10-22 eV. Mais disons qu'il dispose d'un CCD super efficace refroidi au zéro absolu et qu'il peut continuer de détecter chacun des photons pour reconstituer l'image du cadran.

    Pendant 1015 années, l'astronaute (et ses descendants) voient l'aiguille de Big Ben avancer de 10-15 secondes par an.

    Puis le front d'onde provenant de l'horloge passant de 12:00:01 à 12:00:02 leur parvient. C'est cet instant qu'on va appeler la reconnexion, mais il est bien dans la continuité de ce qui précède. Vu que l'univers est devenu statique, les photons n'ont pas perdu d'énergie durant le trajet et leur parviennent à 1 eV, et ça prend exactement 1 seconde à la montre de l'astronaute pour passer de la position 12h00:01 à 12h00:02 mais par contre l'horloge a brutalement rapetissé dans le champ du télescope d'un facteur 1022 : il va falloir désormais de bonnes lunettes pour lire le cadran.

    Au final, comme de juste, aucun événement n'a été perdu, il n'y a aucun saut temporel, la trotteuse a gardé un mouvement continu depuis 12h00:00 jusqu'à 12h00:02.

    Et si l'univers ne devient pas statique à l'issu de l'inflation, mais retrouve son taux d'expansion actuel ? Alors l'astronaute (et ses descendants) ne verront pas l'aiguille de Big Ben avancer de 10-15 secondes par an, mais d'un intervalle de plus en plus petit, et transporté par des photons de moins en moins énergétiques. Il faudra un temps infini pour que l'image de l'aiguille touchant la graduation 01 leur parvienne, transportée par des photons d'énergie asymptotiquement nulle.
    Dernière modification par Gilgamesh ; 23/09/2016 à 12h00.
    Parcours Etranges

  6. #66
    papy-alain

    Re : Expansion de l'univers : Pourquoi ce n'est pas si simple ?

    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    Si l'univers est sphérique, il n'est pas euclidien, par définition.
    Pour une sphère non, bien sûr. Mais si nous sommes simplement à l'intérieur d'une boule ?

    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    Ce volume externe à la surface (donc externe à l'univers dans l'analogie) ne correspond à rien de réel.
    Pourquoi ?
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  7. #67
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Expansion de l'univers : Pourquoi ce n'est pas si simple ?

    Citation Envoyé par papy-alain Voir le message
    Pour une sphère non, bien sûr. Mais si nous sommes simplement à l'intérieur d'une boule ?



    Pourquoi ?
    Ok, donc là tu représente l'univers observable dans ses 3 dimensions, et évidemment qu'il se prolonge au delà.
    Parcours Etranges

  8. #68
    papy-alain

    Re : Expansion de l'univers : Pourquoi ce n'est pas si simple ?

    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    Ok, donc là tu représente l'univers observable dans ses 3 dimensions, et évidemment qu'il se prolonge au delà.
    Je suggère simplement qu'on pourrait se le représenter ainsi : une boule en expansion dans un vide infini.
    Je ne dis pas que c'est comme ça, vu qu'on ne connaît pas sa topologie.
    Mais je me demande pourquoi cette possibilité (parmi tant d'autres) est systématiquement rejetée.
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  9. #69
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Expansion de l'univers : Pourquoi ce n'est pas si simple ?

    Salut,

    Citation Envoyé par papy-alain Voir le message
    Mais je me demande pourquoi cette possibilité (parmi tant d'autres) est systématiquement rejetée.
    Ce n'est pas rejeté mais seulement peu envisagé car cela signifie un univers non homogène (une boule de matière dans du vide).
    Or on constate un univers (au moins observable) homogène et isotrope.
    Et les physiciens n'aiment pas ajouter des hypothèses sans raison impérieuse.
    Ce qui n'empêche pas d'explorer certains modèles (une telle inhomogénéité, pas aussi radicale mais quand même, pourrait être une cause de l'accélération apparente de l'expansion. A ma connaissance la possibilité reste ouverte).

    Et c'est aussi une question de facilité. Mathématiquement c'est quand même plus facile de garder l'homogénéité plutôt que d'ajouter une frontière.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  10. #70
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Expansion de l'univers : Pourquoi ce n'est pas si simple ?

    Citation Envoyé par papy-alain Voir le message
    Je suggère simplement qu'on pourrait se le représenter ainsi : une boule en expansion dans un vide infini.
    Je ne dis pas que c'est comme ça, vu qu'on ne connaît pas sa topologie.
    Mais je me demande pourquoi cette possibilité (parmi tant d'autres) est systématiquement rejetée.
    Je ne te cache pas qu'il est assez déconcertant de constater qu'après 7 ans sur le forum tu en sois encore à ce stade de la réflexion...

    Expansion DE l'espace, et pas DANS l'espace.
    Parcours Etranges

  11. #71
    Amanuensis

    Re : Expansion de l'univers : Pourquoi ce n'est pas si simple ?

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Et c'est aussi une question de facilité. Mathématiquement c'est quand même plus facile de garder l'homogénéité plutôt que d'ajouter une frontière.
    ??? Le choix de l'homogénéité/isotropie n'est pas retenu par facilité, mais bien parce qu'il est corroboré par les observations.

    A contrario, le modèle proposé (mais faudrait l'analyser) n'a pas grande chance d'être corroboré!
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  12. #72
    papy-alain

    Re : Expansion de l'univers : Pourquoi ce n'est pas si simple ?

    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    Expansion DE l'espace, et pas DANS l'espace.
    Ca, il y a effectivement longtemps que j'ai compris que personne n'envisage l'expansion de l'univers (et donc de l'espace qu'il contient) dans un espace infini. Pour reprendre une analogie classique, si je souffle dans un ballon de baudruche, son expansion se fait dans un espace plus vaste.
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  13. #73
    JPL
    Responsable des forums

    Re : Expansion de l'univers : Pourquoi ce n'est pas si simple ?

    Citation Envoyé par papy-alain Voir le message
    si je souffle dans un ballon de baudruche, son expansion se fait dans un espace plus vaste.
    C'est en quoi cette analogie devient fausse car elle passe de 3D (et même 4D) à 2D. Autrement dit dans le ballon c'est sa surface qui représente la totalité de l'espace.
    Rien ne sert de penser, il faut réfléchir avant - Pierre Dac

  14. #74
    papy-alain

    Re : Expansion de l'univers : Pourquoi ce n'est pas si simple ?

    Citation Envoyé par JPL Voir le message
    C'est en quoi cette analogie devient fausse car elle passe de 3D (et même 4D) à 2D. Autrement dit dans le ballon c'est sa surface qui représente la totalité de l'espace.
    Pourquoi pas son volume ?
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  15. #75
    JPL
    Responsable des forums

    Re : Expansion de l'univers : Pourquoi ce n'est pas si simple ?

    Parce que dans cette analogie on commence par dessiner les galaxies sur la paroi du ballon.
    Rien ne sert de penser, il faut réfléchir avant - Pierre Dac

  16. #76
    papy-alain

    Re : Expansion de l'univers : Pourquoi ce n'est pas si simple ?

    Citation Envoyé par JPL Voir le message
    Parce que dans cette analogie on commence par dessiner les galaxies sur la paroi du ballon.
    Pourquoi pas DANS le ballon ?
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  17. #77
    JPL
    Responsable des forums

    Re : Expansion de l'univers : Pourquoi ce n'est pas si simple ?

    Et tu les fais tenir comment ?

    C'est l'inconvénient des analogies. Elles peuvent donner une image simple pour essayer de faire comprendre quelque chose de plus compliqué mais si on extrapole en dehors du tout petit domaine où l'image peut être utile on en tire une compréhension et des conclusions fausses. D'autant manifestement tu ne connais cette comparaison que par oui-dire mais tu n'en as jamais lu l'énoncé. Je répète c'est juste un truc pour transposer en 2D ce qui se déroule en 4D.
    Rien ne sert de penser, il faut réfléchir avant - Pierre Dac

  18. #78
    papy-alain

    Re : Expansion de l'univers : Pourquoi ce n'est pas si simple ?

    Citation Envoyé par JPL Voir le message
    Et tu les fais tenir comment ?

    C'est l'inconvénient des analogies. Elles peuvent donner une image simple pour essayer de faire comprendre quelque chose de plus compliqué mais si on extrapole en dehors du tout petit domaine où l'image peut être utile on en tire une compréhension et des conclusions fausses. D'autant manifestement tu ne connais cette comparaison que par oui-dire mais tu n'en as jamais lu l'énoncé. Je répète c'est juste un truc pour transposer en 2D ce qui se déroule en 4D.
    D'accord, mais tout ce qui est observé l'est en 3D (4D avec le temps).
    Et tout ce qu'on observe, c'est une portion d'univers en expansion, uniforme dans toutes les directions, avec une courbure qui, au fil des observations, tend de plus en plus vers 0.
    Sur base de ces seuls éléments, je ne vois pas au nom de quoi on exclut certaines hypothèses et pas d'autres.
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  19. #79
    Garion

    Re : Expansion de l'univers : Pourquoi ce n'est pas si simple ?

    On n'exclue rien, on essaie de représenter de manière visuelle en 2D spatial un truc qui est "contre-intuitif" en 3D spatial.
    L'image du ballon a été imaginé en enlevant une dimension d'espace, elle n'est pas valide en 3D, c'est tout.

  20. #80
    papy-alain

    Re : Expansion de l'univers : Pourquoi ce n'est pas si simple ?

    Citation Envoyé par Garion Voir le message
    On n'exclue rien.
    Ah, alors d'accord.
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  21. #81
    Nicophil

    Re : Expansion de l'univers : Pourquoi ce n'est pas si simple ?

    Bonjour,

    Citation Envoyé par JPL Voir le message
    Je répète c'est juste un truc pour transposer en 2D ce qui se déroule en 4D.
    Pour transposer l'expansion de l'Espace 3D en expansion de la surface 2D du ballon (il n'y a qu'une dimension en moins).
    Dernière modification par Nicophil ; 24/09/2016 à 00h55.
    La réalité, c'est ce qui reste quand on cesse de croire à la matrice logicielle.

  22. #82
    pm42

    Re : Expansion de l'univers : Pourquoi ce n'est pas si simple ?

    Citation Envoyé par papy-alain Voir le message
    D'accord, mais tout ce qui est observé l'est en 3D (4D avec le temps).
    Et tout ce qu'on observe, c'est une portion d'univers en expansion, uniforme dans toutes les directions, avec une courbure qui, au fil des observations, tend de plus en plus vers 0.
    Sur base de ces seuls éléments, je ne vois pas au nom de quoi on exclut certaines hypothèses et pas d'autres.

    On dit souvent ici quand même que ce sont des analogies pour vulgariser, rien de plus et que réfléchir ou faire des hypothèses sur la base de ces analogies ne marche absolument pas.

  23. #83
    papy-alain

    Re : Expansion de l'univers : Pourquoi ce n'est pas si simple ?

    Citation Envoyé par pm42 Voir le message
    On dit souvent ici quand même que ce sont des analogies pour vulgariser, rien de plus et que réfléchir ou faire des hypothèses sur la base de ces analogies ne marche absolument pas.
    En effet, le ballon qui gonfle est une très mauvaise analogie dés l'instant où l'on transpose les trois dimensions spatiales sur une surface sphérique. Il serait plus réaliste de mettre des petites billes dans le ballon, reliées par des élastiques de sorte que les billes s'écartent proportionnellement au fur et à mesure quand le ballon gonfle.
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  24. #84
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Expansion de l'univers : Pourquoi ce n'est pas si simple ?

    On emploie tout autant l'image du plum pudding et des raisins.

    L'essentiel est de comprendre que l'agrandissement de l'univers n'implique pas l'occupation d'un espace existant. C'est ça l'idée neuve et qui doit être correctement assimilée. Après on peut imaginer toute sorte de situations, y compris la plus probable selon le modèle actuel, celle d'un univers observable en expansion qui se prolonge par un multivers soumis à la même expansion (on peut parier là dessus) qui se prolonge lui même par un multivers en inflation (là c'est beaucoup plus hypothétique).
    Parcours Etranges

  25. #85
    invite51d17075
    Animateur Mathématiques

    Re : Expansion de l'univers : Pourquoi ce n'est pas si simple ?

    Citation Envoyé par papy-alain Voir le message
    En effet, le ballon qui gonfle est une très mauvaise analogie dés l'instant où l'on transpose les trois dimensions spatiales sur une surface sphérique. Il serait plus réaliste de mettre des petites billes dans le ballon, reliées par des élastiques de sorte que les billes s'écartent proportionnellement au fur et à mesure quand le ballon gonfle.
    pas exactement, la limite de l'analogie est dans l'interprétation de sa représentation.
    en enlevant une dimension avec donc les galaxies en "surface" de la sphère , on représente une sphère dans un espace géométrique virtuel 3D.
    donc on fait apparaître un bord (vu de l'extérieur ).
    ce "bord" n'apparait que par le défaut de la représentation ( qui enlève une dimension )
    l'extrapolation visuelle "serait" donc ici d'ajouter une 4 ème dimension spatiale pour une représentation analogue.
    par de "remplir" la sphère.
    et c'est je crois la confusion que tu fais.

  26. #86
    papy-alain

    Re : Expansion de l'univers : Pourquoi ce n'est pas si simple ?

    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    On emploie tout autant l'image du plum pudding et des raisins.

    L'essentiel est de comprendre que l'agrandissement de l'univers n'implique pas l'occupation d'un espace existant. C'est ça l'idée neuve et qui doit être correctement assimilée. Après on peut imaginer toute sorte de situations, y compris la plus probable selon le modèle actuel, celle d'un univers observable en expansion qui se prolonge par un multivers soumis à la même expansion (on peut parier là dessus) qui se prolonge lui même par un multivers en inflation (là c'est beaucoup plus hypothétique).
    Le gros problème, c'est qu'on ne sait pas si l'univers est fini ou infini.
    S'il est infini, on ne le saura jamais.
    Mais s'il est fini, pourrait on le savoir un jour ? Quel genre d'observation permettrait de conclure dans ce sens ?
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  27. #87
    invitee6546ae1

    Re : Expansion de l'univers : Pourquoi ce n'est pas si simple ?

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message
    Non, c'est juste une datation privilégiée, qui découle d'une symétrie postulée dans le modèle. Mais le modèle ne représente pas l'Espace-Temps (c'est seulement un modèle approximatif d'une "moyenne à grande échelle" de l'Espace-Temps).
    Ok, mais ça ne répond pas vraiment à mes questions, au contraire ça ne fait guère que rendre les choses plus confuses pour moi.

    Je pense que je vais me contenter d'imaginer un espace en expansion dans un temps "absolu"...

  28. #88
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Expansion de l'univers : Pourquoi ce n'est pas si simple ?

    Citation Envoyé par papy-alain Voir le message
    Le gros problème, c'est qu'on ne sait pas si l'univers est fini ou infini.
    Non, ce n'est pas un problème (pour la cosmologie) et ça n'a rien à voir avec ce débat.

    Essaye de comprendre la bases d'abord tu vas voir que le reste n'est pas compliqué à conceptualiser.
    Parcours Etranges

  29. #89
    pascelus

    Re : Expansion de l'univers : Pourquoi ce n'est pas si simple ?

    Citation Envoyé par Oroche Voir le message
    Je profite de ce sujet pour poser une question qui me turlupine depuis un bout de temps :

    Lorsque l'on parle d'expansion, on fait référence à l'espace-temps, c'est lui qui est censé être en expansion, si j'ai bien compris.

    Or, chaque article que je lis sur le sujet, y compris les interventions très claires de Gilgamesh ici-même, semblent plutôt évoquer une expansion de l'espace "dans" le temps. Un peu comme s'il existait un temps absolu, extérieur à l'univers, à l'intérieur duquel l'espace menait tranquillement son expansion.

    J'imagine qu'il s'agit d'un artifice de vulgarisation (?), mais tout de même, je me pose la question : Qu'entend-t-on par expansion de l'espace-temps?

    Parce qu'autant je n'ai aucun problème pour concevoir un espace en expansion "dans le temps", autant je ne vois pas du tout à quoi peut correspondre l'expansion du temps, ou pour le dire sans doute plus justement, l'expansion de la dimension temporelle de l'espace-temps.
    Il me semble que cela a été évoqué ici http://forums.futura-sciences.com/as...ml#post5216811. Il y aurait bien expansion d'espace-temps et pas "dilatation de 3 dimensions d'espace dans la 4e de temps"

  30. #90
    Mailou75

    Re : Expansion de l'univers : Pourquoi ce n'est pas si simple ?

    Salut,
    Citation Envoyé par papy-alain Voir le message
    Pourquoi pas DANS le ballon ?
    Tu craques papy et tout le monde te fais la meme reponse, dans l'analogie on ne considere que la surface 2D pour imager le fait que si le ballon gonfle des petits points dessinés sur le ballon s'ecarteront les uns des autres sans direction privilegiée. La 3eme dimension c'est le temps, si tu pousses l'analogie le centre de la sphere c'est le big bang, t=0. Puis tu traces un rayon qui va du centre a un des points (voie lactee par exemple) et tu peux ecrire sur l'axe : 13.7Gannées. Cette tige c'est la ligne d'univers du point et son axe de temps, normal on est en relativité. Mais il existe "dedans" une infinitié de spheres qui sont les etats de l'espace dans le passé, ex: une sphere de 5Ga de rayon c'est l'etat de l'espace à 5Ga. Une sphere de 15Ga est l'etat dans lequel sera l'espace a 15Ga. L'interieur de la boule est donc un "solide" d'espace2D- temps (c'est de l'histoire gravée dans le marbre) et l'exterieur c'est le futur.

    Quand tu parles rajouter de la matiere dans la boule, tu repasses en 3D et il te manque le temps, ton image est figée. Tu parles en fait d'une represention de "l'univers visible comobile" (si je peux me permettre..) cad l'etat actuel de la portion d'univers que l'on voit, une boule de 45GaL de rayon (deja tu remarques que c'est une unité de longueur et plus de temps). Mais tu comprends bien que dans ce cas ce n'est qu'une portion de l'Univers et ca ne dit rien sur ce qui se passe au dela. On suppose qu'il y a quelque chose au dela, que notre univers visible n'est pas l'Univers (entier). On suppose qu'il y a aussi de la matiere au dela. On suppose aussi tout un tas d'autres trucs obscurs, lol. Et on a beaucoup de mal a admettre qu'il y ait une limite sans se demander pourquoi on ne serait pas "au bord", donc pour ecarter le sujet on le suppose infini. Si tu as envie de le supposer limité, spherique (egal ou plus grand que l'univers visible), cubique, pyramidal ou n'importe.. ca ne change rien, a ta guise.

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message
    Non, c'est juste une datation privilégiée, qui découle d'une symétrie postulée dans le modèle. Mais le modèle ne représente pas l'Espace-Temps (c'est seulement un modèle approximatif d'une "moyenne à grande échelle" de l'Espace-Temps).
    Note: J'écris Espace-Temps avec des majuscules "ce qui est", la "réalité" ; majuscules comme à tout terme référant un référent unique.
    Je sais, mais le fait que chaque objet comobile puisse lire ~13.7Ga sur sa montre n'implique pas que tous les axes de temps (lignes d'univers) soient "paralleles", cad reliant deux graduations de valeur egale de l'echelle grandissante. Evidement qu'en les supposant paralleles il n'y a pas d'aberration par changement de referentiel. On peut se permettre de faire varier l'espace de façon irreguliere dans un temps regulier, c'est la fete..

    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    D'accord puisque que lebesoin s'en fait sentir, envisageons comment s'envisage cette reconnexion.

    Pour simplifier, disons pour commencer que la Lune se situe à 1 seconde-lumière de la Terre. Un astronaute sur la Lune dispose d'un gros télescope et vise l'horloge de Big Ben. Le cadran occupe tout le champ du télescope. Il reçoit un rayonnement qu'on va dire monochromatique de fréquence 1015 Hz et d'énergie 1 eV. L'astronaute reçoit l'image du cadran marquant 12h00:00, tandis que la trotteuse de l'horloge qui se déplace à un rythme régulier est déjà positionnée sur 12h00:01. Toute l'image de son déplacement de la position 00 à la position 01 est encodée dans 1015 fronts d'ondes régulièrement espacés entre le cadran de Big Ben et l’œil de l'astronaute.

    Then, something happen, et peu importe comment, cet espace de 1 seconde lumière rentre en inflation : une fraction négligeable de seconde plus tard, la Lune se trouve à 1015 années-lumière de la Terre. Soit un facteur d'échelle a=1015 années-lumière/1 seconde-lumière = 1022. Puis ça s’arrête aussi brutalement que ça a commencé, et pour que la reconnexion puis se faire un jour, disons que tout l'univers devient alors statique, pendant au moins les 1015 années suivantes.

    L'inflation a espacé les 1015 fronts d'onde, qui se retrouvent maintenant séparés de 1 années-lumière chacun.

    Chose étrange, l'astronaute voit toujours le cadran plein champ dans son oculaire : cela illustre le fait que l'angle sous lequel on voit les objets célestes dépend de la distance à l'émission (=distance angulaire). Mais l'image s'est totalement assombrie. L'énergie des photons qui parviennent au télescope a été divisée par le facteur d'échelle et n'est plus que de 10-22 eV. Mais disons qu'il dispose d'un CCD super efficace refroidi au zéro absolu et qu'il peut continuer de détecter chacun des photons pour reconstituer l'image du cadran.

    Pendant 1015 années, l'astronaute (et ses descendants) voient l'aiguille de Big Ben avancer de 10-15 secondes par an.

    Puis le front d'onde provenant de l'horloge passant de 12:00:01 à 12:00:02 leur parvient. C'est cet instant qu'on va appeler la reconnexion, mais il est bien dans la continuité de ce qui précède. Vu que l'univers est devenu statique, les photons n'ont pas perdu d'énergie durant le trajet et leur parviennent à 1 eV, et ça prend exactement 1 seconde à la montre de l'astronaute pour passer de la position 12h00:01 à 12h00:02 mais par contre l'horloge a brutalement rapetissé dans le champ du télescope d'un facteur 1022 : il va falloir désormais de bonnes lunettes pour lire le cadran.

    Au final, comme de juste, aucun événement n'a été perdu, il n'y a aucun saut temporel, la trotteuse a gardé un mouvement continu depuis 12h00:00 jusqu'à 12h00:02.

    Et si l'univers ne devient pas statique à l'issu de l'inflation, mais retrouve son taux d'expansion actuel ? Alors l'astronaute (et ses descendants) ne verront pas l'aiguille de Big Ben avancer de 10-15 secondes par an, mais d'un intervalle de plus en plus petit, et transporté par des photons de moins en moins énergétiques. Il faudra un temps infini pour que l'image de l'aiguille touchant la graduation 01 leur parvienne, transportée par des photons d'énergie asymptotiquement nulle.
    Merci, et pour les unités parlantes.
    Mais ce n'est pas ca la deconnection causale... c'est le fait que dans l'expansion, a un moment, un objet (et l'espace qui l'entoure) va avoir une vitesse relative >c. Dès lors les photons cessent d'arriver jusqu'a l'observateur, a moins que l'expansion ne ralentisse..

    Mailou
    Trollus vulgaris

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