univers courbe et redshift

[Bluedeep]

(A part peut-être usenet avec sci.physic.relativiy, dont on lira avec délectation le "Immortal Fumbles" de Dirk Vandemortele. On y trouve des choses mémorables comme :

Le seul lien que j'ai trouvé avec ces trois entrées est :

http://mluttgens.pagesperso-orange.fr/Vdm.htm
-----

[pm42]

http://users.telenet.be/vdmoortel/di...alFumbles.html

Et il y a du lourd en effet : http://users.telenet.be/vdmoortel/di...testProof.html

[moijdikssékool]

Tu confonds courbure locale et courbure moyenne

non non, je parle de la courbure de l'espace traversée par la lumière. Je ne tiens pas compte des courbures locales, créées par les masses, qui ne créent pas de redshift. Malgré cette courbure quasi-nulle (A moins que je n'ai pas compris ce qu'est cette courbure: s'agit-il bien de l'inverse du rayon de courbure de la sphère, ou d'une portion de sphère, dans laquelle l'espace peut-être plongé?) s'il y a un effet tout à fait négligeable sur courte distance, il pourrait se faire sentir sur les grandes distances. Mais existe-t-il? Je veux dire est-ce qu'un effet redshift provoqué par la courbure des l'espace a-t-il été jugé impossible? On en parle dans un cours de RG?

c'est bêtement un effet de dilatation apparente des durées identique à l'effet Doppler classique

les céphéides et supernovae permettent aussi de déterminer les vitesses? Je croyais qu'il n'y avait que le redshift pour permettre de les obtenir

tu as tendance à brûler les étapes

au contraire. Avant que j'accepte que le redshift mesure exclusivement la vitesse d'expansion, j'aimerais donc qu'on me dise que la courbure de l'espace ne provoque pas de redshift ou que l'effet du décalage d'Einstein ne provoque aucun redshift lorsque la lumière traverse les âges (variation de la densité de l'Univers). Je ne suis pas en train de dire que le redshift ne mesure pas l'expansion mais que, peut-être, une part du redshift est provoquée par la courbure de l'espace, une autre par l'effet DE. Si un cours de RG en parle, je suis preneur!

[Mailou75]

non non, je parle de la courbure de l'espace traversée par la lumière. Je ne tiens pas compte des courbures locales, créées par les masses, qui ne créent pas de redshift. Malgré cette courbure quasi-nulle (A moins que je n'ai pas compris ce qu'est cette courbure: s'agit-il bien de l'inverse du rayon de courbure de la sphère, ou d'une portion de sphère, dans laquelle l'espace peut-être plongé?) s'il y a un effet tout à fait négligeable sur courte distance, il pourrait se faire sentir sur les grandes distances. Mais existe-t-il? Je veux dire est-ce qu'un effet redshift provoqué par la courbure des l'espace a-t-il été jugé impossible? On en parle dans un cours de RG?

Non, il est invoqué en tant qu'image pour aborder l'expansion (points qui s'écartent sur un ballon qui gonfle), la possibilité d'une surface finie "sans bord", mais à l'heure des calculs l'espace est toujours plat. En fait le modèle n'est pas exclu car il existe un paramètre de courbure, mais en tant que point on a beaucoup de mal a "mesurer" un triangle à grande échelle, résultat K=0, c'est ballot...

les céphéides et supernovae permettent aussi de déterminer les vitesses? Je croyais qu'il n'y avait que le redshift pour permettre de les obtenir

La vitesse comobile sera donnée par le modèle en fonction du Redshift. Comme on suppose connaitre la luminosité absolue de ces objets et qu'on mesure le flux incident et on en déduit une distance de luminosité. Le modèle dit que Dl=(z+1)² Da (Da distance angulaire) ce qui est confirmé par les mesures. CQFD. Non je plaisante... la méthode est absolument imprécise (on mesure la taille d'un point dont on est encore une fois supposés connaître la taille réelle).

au contraire. Avant que j'accepte que le redshift mesure exclusivement la vitesse d'expansion, j'aimerais donc qu'on me dise que la courbure de l'espace ne provoque pas de redshift ou que l'effet du décalage d'Einstein ne provoque aucun redshift lorsque la lumière traverse les âges (variation de la densité de l'Univers). Je ne suis pas en train de dire que le redshift ne mesure pas l'expansion mais que, peut-être, une part du redshift est provoquée par la courbure de l'espace, une autre par l'effet DE. Si un cours de RG en parle, je suis preneur!

Ben non pas plus, t'as la grosse Bertha en face, de la même plume que les manuels d'Histoire : une version !
(suite en MP, oreilles sensibles)

[moijdikssékool]

le modèle n'est pas exclu car il existe un paramètre de courbure, mais en tant que point on a beaucoup de mal a "mesurer" un triangle à grande échelle, résultat K=0, c'est ballot...

donc, s'il est courbe et que la courbure provoque un redshift, c'est aussi ballot...
Ca fait beaucoup de 'si' mais, comme j'ai l'impression qu'on ne sait visiblement pas si c'est bien la cas, pour l'instant on ne sait toujours pas si le redshift indique bien l'expansion. Le modèle semble indiquer que cette hypothèse est cohérente. Mais tant que l'on n'a pas encore, par exemple, trouvé ce qu'est la 'matière noire', le modèle est bancal, cette hypothèse est, donc, peut-être à revoir

La vitesse comobile sera donnée par le modèle en fonction du Redshift

ça c'est OK, c'est l'interprétation courante que l'on en fait. Mais j'avais l'impression que Deedee faisait remarquer les variations de luminosité d'une céphéide évoluaient avec la vitesse d'éloignement ou de rapprochement. Effectivement, lorsque deux pulses, séparés d'un temps tp, sont envoyés par un objet s'éloignant, les pulses arrivent ici séparés d'un temps tp+dt, dt étant fonction de la vitesse de l'objet. Mais j'imagine qu'il faut des vitesses relativistes pour pouvoir avoir un dt significatif, alors que ce n'est pas le cas pour les céphéides, très proches donc peu rapides, que l'on étudie. De plus il y aurait deux inconnues: la vitesse et la masse, étant donné que le temps tp dépend de la masse, inconnue, si j'ai bien compris: on connait la masse, et donc sa surface lumineuse, en fonction de tp, mais si ce temps devient tp+dt, on ne peut plus faire la part des choses: la vitesses d'éloignement ou la masse
Ceci, on doit pouvoir faire des statistiques: est-ce que la durée de variations des céphéides (qu'il faut mesurer très précisément), statistiquement, augmente peu à peu avec la vitesse d'éloignement. Je ne sais même pas si c'est possible d'enregistrer très précisément cette durée, étant données que la durée d'exposition des images prises par les télescopes doivent être assez importante...

(suite en MP, oreilles sensibles)

arf, s'il faut se catapulter des théories persos, mouarf. Je préfère me contenter d'identifier, dans ce forum, les faille possibles du modèle actuel. Dans les grandes lignes, pas dans les calculs
Admettons qu'il y ait un effet redshift quelconque qui fausse les données. Est-ce que ce serait dramatique? Je veux dire, est-ce que le modèle a vraiment besoin que les galaxies s'éloignent de nous comme ça? Dans le pire des cas, est-ce que le modèle peut se passer de l'expansion? Je crois même que ça arrangerait nos affaires (la quantité d'énergie produite par l'Univers serait alors nulle), non?

[Deedee81]

Salut,

Désolé d'avoir perdu le fil, sans jeu de mots. J'ai déchiré un pneu avant-hier

Je préfère me contenter d'identifier, dans ce forum, les faille possibles du modèle actuel.

Oui, mais pas au-delà des failles connues pour rester en charte. On ne "fait" pas la science sur Futura.

[Gilgamesh]

non non, je parle de la courbure de l'espace traversée par la lumière. Je ne tiens pas compte des courbures locales, créées par les masses, qui ne créent pas de redshift. Malgré cette courbure quasi-nulle (A moins que je n'ai pas compris ce qu'est cette courbure: s'agit-il bien de l'inverse du rayon de courbure de la sphère, ou d'une portion de sphère, dans laquelle l'espace peut-être plongé?) s'il y a un effet tout à fait négligeable sur courte distance, il pourrait se faire sentir sur les grandes distances. Mais existe-t-il? Je veux dire est-ce qu'un effet redshift provoqué par la courbure des l'espace a-t-il été jugé impossible? On en parle dans un cours de RG?

Le redshift est du à l'expansion, et non à la courbure.

Si on prend un univers statique (par exemple le modèle d'Einstein, en équilibrant tout bien avec la cte cosmo, même si à long terme c'est instable) on peut lui donner une courbure positive, négative ou nulle au choix en tournant le bouton "densité moyenne". A chaque fois je regarde une source éloignée : dans les trois cas, et quel que soit la valeur de la courbure, pas de redshift. Cet univers se déséquilibre. Il rentre soit en contraction : je vois ma source lointaine blueshiftée, ou en expansion : je la vois redshiftée.

Et ce fait était vérifiable (localement) avec l'effet de lentillage gravitationnel : on observe parfois des images multiples d'une source d'arrière plan. Comme la lentille est quelque peu bosselée, les deux trajets de la lumière n'ont pas subit exactement la même déviation, et donc la même courbure, mais on observe le même redshift (d'origin purement cosmologique) sur les deux images de la source.

[Mailou75]

arf, s'il faut se catapulter des théories persos, mouarf.

Boîte MP pleine, mais je ne t'enverrai rien, promis.

[Deedee81]

Salut,

Le redshift est du à l'expansion, et non à la courbure.

On va se fâcher (car j'ai dit presque le contraire il y a deux jours) Il faut préciser qu'ici tu parles de la courbure spatiale (qui peut être nulle). Mais le redshift est bien lié à la courbure de l'espace-temps (liée aussi à l'expansion). Sans courbure de l'espace-temps, on est en RR.

[Gilgamesh]

Non, non on est d'accord, je parle bien de la seule courbure spatiale.
Il n'y a pas de redshift dans l'univers d'Einstein (1917), bien qu'il soit courbé.

[Deedee81]

J'avais juste peur que moijdiksekool comprenne mal

[redrum13]

Autant je comprends que des signaux primitifs évoluant dans une structure géométrique en *expansion* soient "étirés" = effet Doppler.

Autant je ne comprends pas ce que vient faire la courbure de l'espace-temps dont parle DeeDee?

[Deedee81]

Salut,

Autant je comprends que des signaux primitifs évoluant dans une structure géométrique en *expansion* soient "étirés" = effet Doppler.
Autant je ne comprends pas ce que vient faire la courbure de l'espace-temps dont parle DeeDee?

L'expansion de l'univers n'est pas à proprement parler un mouvement des galaxies. Leur mouvement propre étant d'ailleurs toujours faible.
Et des galaxies très éloignées pouvant même avoir une vitesse de récession supérieure à la vitesse de la lumière.

Dans le cas de l'expansion, il est sans doute plus juste de parler d'un "étirement" de l'espace. Une tranche spatiale (à temps cosmologique donné) de l'espace-temps complet grossissant au cours du temps.
De fait, c'est quelque chose d'analogue au redshift gravitationnel, lorsque de la lumière quitte une étoile et sort du puits gravitationnel de l'étoile.
Ici, par le passé, l'espace étant plus "compact", un photon qui voyage passe d'un potentiel gravitationnel faible à un plus élevé (plus on s'éloigne d'une étoile, plus le potentiel gravitationnel est élevé, idem pour l'espace en expansion).
On a donc un redshift cosmologique analogue au redshift gravitationnel.

Or cet étirement de l'espace implique de facto un espace-temps courbe. Tout comme une étoile courbe l'espace-temps. Et ce phénomène ainsi que le redshift gravitationnel/cosmologique sont intimement liés.

Ce n'est que pour des distances courtes, où l'effet de la courbure ne sait pas trop sentir, qu'il y a équivalence entre effet Doppler et redshift cosmologique. Mais pour de grandes distances, ce n'est plus la même chose.

[Mailou75]

On est pourtant pas vendredi ?

Ce n'est que pour des distances courtes, où l'effet de la courbure ne sait pas trop sentir, qu'il y a équivalence entre effet Doppler et redshift cosmologique. Mais pour de grandes distances, ce n'est plus la même chose.

Faudrait arreter de dire tout et son contraire : C'est la courbure mais c'est pas la courbure parce que c'est l'expansion sauf quand c'est le Doppler... A ma connaissance (mais je me trompe peut etre) la courbure eventuelle engendrée par la "densité" initiale n'est PAS à l'origine du redshift cosmologique puique celui ci est uniquement du à l'etirement de l'espace entre emission et reception z+1=Dc/Da (distance comobile/ distance angulaire). Localement (z~1 cad pas loin de la moitié de l'univers visible) on peut estimer que c'est un Doppler = mouvement dans l'espace et non pas DE l'espace.

En fait il n'existe aucune experience realisée qui permettre de dire que le redshift peut avoir une autre origine que la vitesse DANS l'espace, aucune experience qui ait jamais prouvé que l'espace ait une capacité a "changer de dimension" et pourtant tout l'edifice de l'expansion est basé sur cette supposition, absurde. Le fait que je sois le seul a le penser ne prouve pas que j'ai tort, ca ne fait qu'en augmenter la probabilité !

Mailou

[moijdikssékool]

aucune experience qui ait jamais prouvé que l'espace ait une capacité a "changer de dimension"

effectivement, je me place dans un Univers que l'on plonge dans une sphère. C'est d'ailleurs l'image que l'on prends de notre Univers, un ballon qui gonfle. L'inflation puis l'expansion de l'Univers caractérisent, dans ce cas, une courbure de l'espace, sans aucun rapport avec la masse. Suivant l'interprétation que l'on fait actuellement, si l'on rajoute des galaxies en quinconce sur le ballon, le ballon va continuer à gonfler avec le même rythme. Ou alors va falloir choisir: ou c'est la masse qui gouverne le phénomène que l'on appelle l'expansion ou alors c'est le vide (le ballon) qui se dilate (j'ai fait assez de barouf pour signaler que ces deux interprétations ne sont pas équivalentes). Dites plutôt: 'dans un Univers en expansion, la densité diminue' et non 'une chute de la densité provoque un Univers en expansion (en apparence donc)'

A ma connaissance (mais je me trompe peut etre) la courbure eventuelle engendrée par la "densité" initiale n'est PAS à l'origine du redshift cosmologique puique celui ci est uniquement du à l'etirement de l'espace entre emission et reception z+1=Dc/Da (distance comobile/ distance angulaire)

je cite gilgamesh:

La réponse est qu'on a une compensation parfaite : la fraction de rayonnement émise à z=1178 a été émise à une température T0 plus élevée que la fraction émise à z=983, et le rapport des températures d'émission T0 de ces deux époques séparée de 120 ka est exactement le rapport de leur redshifts respectifs.

température et redshift semblent donc reliés. Or la température permet de donner la densité... Alors certes, je refais la même remarque qu'au début du message. On obtient la densité par la calcul, mais ça ne veut pas dire que la densité, ou du moins la différence de densité entre deux époques, provoque le redshift. Je fais du sport donc ma densité osseuse augmente mais ce n'est pas forcément une augmentation de densité osseuse, par un phénomène quelconque, qui va me faire faire du sport...
J'ai l'impression de jouer sur les mots mais je n'ai pas spécialement envie qu'on utilise des arguments qui ont classé mes messages en 'théorie perso'. Donc la densité est-elle une simple déduction de calculs ou a-t-elle un impact sur l'expansion, le redshift? C'est pas clair...

[pm42]

Le fait que je sois le seul a le penser ne prouve pas que j'ai tort

Si, si. En fait, vu ton niveau en physique, ce que tu penses ou pas n'a pas grande importance à part de polluer les fils avec une remise en cause permanente de théories que tu connais mal et ne comprend pas mieux.

[Gilgamesh]

effectivement, je me place dans un Univers que l'on plonge dans une sphère. C'est d'ailleurs l'image que l'on prends de notre Univers, un ballon qui gonfle.
L'inflation puis l'expansion de l'Univers caractérisent, dans ce cas, une courbure de l'espace, sans aucun rapport avec la masse. Suivant l'interprétation que l'on fait actuellement, si l'on rajoute des galaxies en quinconce sur le ballon, le ballon va continuer à gonfler avec le même rythme. Ou alors va falloir choisir: ou c'est la masse qui gouverne le phénomène que l'on appelle l'expansion ou alors c'est le vide (le ballon) qui se dilate (j'ai fait assez de barouf pour signaler que ces deux interprétations ne sont pas équivalentes). Dites plutôt: 'dans un Univers en expansion, la densité diminue' et non 'une chute de la densité provoque un Univers en expansion (en apparence donc)'

température et redshift semblent donc reliés. Or la température permet de donner la densité... Alors certes, je refais la même remarque qu'au début du message. On obtient la densité par la calcul, mais ça ne veut pas dire que la densité, ou du moins la différence de densité entre deux époques, provoque le redshift. Je fais du sport donc ma densité osseuse augmente mais ce n'est pas forcément une augmentation de densité osseuse, par un phénomène quelconque, qui va me faire faire du sport...
J'ai l'impression de jouer sur les mots mais je n'ai pas spécialement envie qu'on utilise des arguments qui ont classé mes messages en 'théorie perso'. Donc la densité est-elle une simple déduction de calculs ou a-t-elle un impact sur l'expansion, le redshift? C'est pas clair...

Un univers que l'on plonge sur une sphère, ça ne veut rien dire. Que l'on représente (en 2D) comme une sphère, oui. Avec un rayon de courbure si grand que localement il est plat.

La densité d'énergie totale (matière + rayonnement + cte cosmologique) donne à la fois la courbure et le taux d'expansion via l'équation de Friedman. Sous une forme simplifiée, elle s'écrit :



avec, rapporté à la densité critique ρ₀=(8,62±0,12)×10^-27 kg/m³ :

Ω_{0, r} = (4,6±0,5)×10^-5 : densité de rayonnement (aujourd'hui)
Ω_{0, m} = 0,3089±0,0062 : densité de matière (aujourd'hui)
Ω_{0, k}< 0,01 : courbure (aujourd'hui). Ce qui implique Ω_k < 10^-62 à l'ère de Planck...
Ω_{0, Λ}= 0,6911±0,0062 : cte cosmologique

H(a) : taux d'expansion pour une valeur donnée du facteur d'échelle
H₀ = 67,74±0,46 km s^-1 Mpc^-1 : taux d'expansion actuel (lorsque a=1)

La température (du CMB) et le redshift sont liés, oui.



avec :

T(a) : température pour une valeur donnée du facteur d'échelle
T₀ = 2,73 K : température aujourd'hui (a=1)

Mais la température, la valeur moyenne de la température je veux dire, ne donne aucune information sur la densité .

On obtient les densités par diverses mesures (chaque Ω est un paramètre libre du modèle).

La densité de rayonnement Ω_{0, r} est mesurée directement par l'intensité du CMB (auquel il faut rajouter la densité de neutrinos qui est déduite du modele standard des particules et de l'histoire thermique du jeune univers), la densité de matière baryonique et noire est évaluée par les grands relevés de galaxies, par la nucléosynthèse primordiale et par le modèle de concordance de façon à ajuster exactement le spectre de fluctuations de température du CMB. La constante cosmologique est évaluée par son effet sur l'accélération de l'expansion (mesure des distances des SNIa située à des distances cosmologiques) et par mesure de la courbure qui se déduit de la taille angulaire des fluctuations de température du CMB.

[moijdikssékool]

Sous une forme simplifiée

elle intègre la matière noire. C'est noté mais imaginons deux secondes que la matière noire n'existe pas sous forme de matière à intégrer dans la RG. Comment réécrirait-on cette équation? J'imagine qu'il faut repartir du début... Ou trouve-t-on les hypothèses de l'équation de Friedman? une source à la fois pédagogique et détaillée?

Mais la température, la valeur moyenne de la température je veux dire, ne donne aucune information sur la densité

ah! Je dois avoir une ancienne définition du FDC alors, j'ai cru qu'il représentait, via la température, les fluctuations de densité de matière. Après tout les photons que l'on reçoit du FDC ont été émis par de la matière. Ne détermine-t-on pas, en fonction du flux de photon que l'on reçoit au m², son flux originel (du temps du FDC) et donc la quantité de matière par m² l'ayant émise?
J'avais par exemple compris qu'il y a des 'zones froides' (qui posent problème au modèle d'ailleurs) qui correspondent à des zones peu denses en matière. Ce n'est pas le cas en fait?

La constante cosmologique est évaluée par son effet sur l'accélération de l'expansion (mesure des distances des SNIa située à des distances cosmologiques) et par mesure de la courbure qui se déduit de la taille angulaire des fluctuations de température du CMB

rhâââ, faut que je me repenche dessus, le pète-crâne par excellence, y'aurait pas un lien à la fois pédagogique et détaillé?

une remise en cause permanente de théories que tu connais mal et ne comprend pas mieux

Si la matière noire s'avère être cruciale au modèle de l'expansion alors qu'il s'avère qu'elle n'a pas les caractéristiques d'une matière à intégrer dans la RG, il ne faut pas s'étonner qu'il y en a qui ne comprenne pas une théorie supposant cette matière noire. Et pour l'instant, la matière noire n'existe pas sous forme de 'matière' ou du moins, on n'a pas encore caractérisé ses interactions avec la matière, la lumière
Mais je suis d'accord, il vaut quand même mieux travailler le truc et proposer des solutions, ou, puisque l'on ne refera pas la physique ici, d'identifier les failles possibles à la théorie. Et à moins que la logique défie la logique humaine (un peu comme l'a fait la MQ), on a encore le droit d'en parler en assemblant des faits avec de la logique et la théorie qui rassemblerait le plus de faits deviendra prédominante. Et si nous ne trouvons toujours rien concernant la matière noire d'ici mille ans, nous considérerons l'absence de matière noire en tant que matière comme un fait et il faudra alors considérer une théorie qui suppose que la matière noire n'existe pas sous forme de matière. La fenêtre d'observation de la matière noire se rétrécit avec le nombre d'expériences et je ne sais si on la quantifie comme la probabilité de la caractériser un jour. Je vais inventer un chiffre, mais si cette probabilité tombe à 0.1 aujourd'hui, tous les détracteurs du modèle actuel ont droit à la parole... Et personne sur cette Terre (à part moi bien sûr) n'a encore trouvé un modèle cohérent qui valide toutes les observations, y compris la loi Tully-Fisher

[Gilgamesh]

elle intègre la matière noire. C'est noté mais imaginons deux secondes que la matière noire n'existe pas sous forme de matière à intégrer dans la RG. Comment réécrirait-on cette équation? J'imagine qu'il faut repartir du début... Ou trouve-t-on les hypothèses de l'équation de Friedman? une source à la fois pédagogique et détaillée?

Avec ou sans matière noire, ça ne change rigoureusement rien à l'équation de Friedmann. La matière noire est une forme d'énergie non relativiste, elle ne se distingue en rien de la matière baryonique sous l'angle de la gravité.

Un repost un peu générique pour comprendre les bases théoriques de la cosmologie.

On part de l'équation d'Einstein qui s’écrit :



avec :
R_μν le tenseur de Ricci
R la courbure scalaire
g_μν le tenseur métrique de signature (+---), c'est l'inconnue de l’équation
Λ la constante cosmologique ;
T_μν le tenseur énergie-impulsion ;
κ la constante d'Einstein :


En très simplifié cette équation établie que le tenseur qui décrit la courbure de l'espace temps (la partie gauche de l’équation) peut être égalé un une constante κ près au contenu de cet espace (le tenseur impulsion énergie, la partie droite de l’équation)

R = κT

L'équation relie fondamentalement le contenant (l'espace) avec ce qu'il contient (vide + matière). C'est ça, la révolution conceptuelle majeure.


Malheureusement on ne sait pas résoudre cette équation en toute généralité. Mais on sait le faire dans deux cas simplifiés, qui suffisent en fait a traiter la plupart des situations astrophysiques :

1) quant T est nul autours d'une masse sphérique
2) quand T est le même partout (univers homogène et isotrope).

Dans le premier cas ça donne la métrique de Schwarzschild, dans le second celle de Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker.

A la base, la métrique c'est ce qui donne la distance d'espace temps entre deux événements de l'univers. Dans un espace sans gravité, c'est la métrique dit "pseudo-euclidienne" de Minkowski.



où
c est une cte d'espace temps, communément désignée par "vitesse de la lumière"
ds est la l'intervalle d'espace temps,
dt l'intervalle temporel
dr l'intervalle spatial


Dans un espace avec gravité, on va introduire des facteurs entre crochets [ ] devant l'élément temporel et spatial de la métrique.

Pour T=0, c'est à dire dans le vide, à la distance r d'une masse sphérique de masse M (métrique de Schwarzschild) les coefficients dépendent de la masse et de la distance qui nous en sépare, ça devient :



où G est la cte de gravité

C'est cette équation qui est à l'origine fondamentalement du concept de trou noir.

Pour T=cte partout dans l'univers, (métrique de Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker) les coefficients dépendent de la courbure et du temps :



où a est le facteur d'échelle
k le signe de courbure (k= +1, 0 ou -1)

Pour k=0 (univers de courbure nulle) ça devient :



C'est cette équation qui est à l'origine fondamentalement du concept d'expansion de l'univers.

La nouveauté révolutionnaire c'est ce facteur d'échelle a(t) qui vient en facteur de dr, la distance spatiale. Ce que ça dit c'est que selon cette métrique, la distance entre deux points de coordonnée fixe est indexée par un facteur qui est une fonction du temps. Un espace dont les distances sont une fonction du temps est dynamique, et non plus statique.

Et c'est un solution générique. Cela signifie que selon la relativité générale, un univers homogène et isotrope (T non nul et de même valeur partout) est dynamique.

ah! Je dois avoir une ancienne définition du FDC alors, j'ai cru qu'il représentait, via la température, les fluctuations de densité de matière. Après tout les photons que l'on reçoit du FDC ont été émis par de la matière. Ne détermine-t-on pas, en fonction du flux de photon que l'on reçoit au m², son flux originel (du temps du FDC) et donc la quantité de matière par m² l'ayant émise?

Non, car le rayonnement d'un corps noir, s'il est optiquement épais (pense a la surface du Soleil), ne dépend pas de la nature de la surface émettrice, ni de sa densité. Elle ne dépend QUE de la température. Dans le cas des étoile, y'a des petites inhomogénéité et des émissions non thermique qui écartent légèrement le spectre de celui du corps noir. Mais dans le cas de l'univers, l'accord est rigoureusement parfait. La démonstration de la nature thermique du CMB à toutes les longueurs d'onde par le satellite COBE a valu un prix Nobel au patron de la manip.

J'avais par exemple compris qu'il y a des 'zones froides' (qui posent problème au modèle d'ailleurs) qui correspondent à des zones peu denses en matière. Ce n'est pas le cas en fait?

Si, quand on s’intéresse aux infimes fluctuations, et seulement alors, on peut relier les écarts de température avec des écarts de densité.

rhâââ, faut que je me repenche dessus, le pète-crâne par excellence, y'aurait pas un lien à la fois pédagogique et détaillé?

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Si la matière noire s'avère être cruciale au modèle de l'expansion alors qu'il s'avère qu'elle n'a pas les caractéristiques d'une matière à intégrer dans la RG

Ce qui n'est pas le cas.

[invite69406436]

la densité de matière baryonique et noire est évaluée par les grands relevés de galaxies,

Je pense qu'il faut être clair aujourd'hui rien absolument rien ne prouve l'existence de matière dite noire parmi la jungle des particules esotériques et hypothétiques proposées. AUCUNE de ces soi-disant particules n'a été détectée. Tout ce que l'on sait c'est que les galaxies ne se comportent pas comme on l'attendait avec la matière visible qui les compose en fonction de la RG. Je pense qu'il est prématuré de spéculer sur les WHIMPs ou sur les neutrinos stériles alors qu'on n'aura peut-être la réponse que dans cent ans.

[Gilgamesh]

Je pense qu'il faut être clair aujourd'hui rien absolument rien ne prouve l'existence de matière dite noire parmi la jungle des particules esotériques et hypothétiques proposées. AUCUNE de ces soi-disant particules n'a été détectée. Tout ce que l'on sait c'est que les galaxies ne se comportent pas comme on l'attendait avec la matière visible qui les compose en fonction de la RG. Je pense qu'il est prématuré de spéculer sur les WHIMPs ou sur les neutrinos stériles alors qu'on n'aura peut-être la réponse que dans cent ans.

*WIMPs

Le faisceau d'indices est aujourd'hui suffisamment épais, résultant d'observables indépendantes et les estimations quantitatives croisées suffisamment cohérentes pour qu'on puisse considérer que la matière noire froide est une substance réelle de notre univers. C'est ainsi qu'en juge la communauté des cosmologistes.

[moijdikssékool]

Ce que ça dit c'est que selon cette métrique, la distance entre deux points de coordonnée fixe est indexée par un facteur qui est une fonction du temps. Un espace dont les distances sont une fonction du temps est dynamique, et non plus statique.

Comment définit-on la distance? Est-elle 'modulo' la courbure? Plus l'espace est courbe entre deux points, moins il y a de distance, plus la courbure est nulle, plus il y a de distance? Je veux dire, aujourd'hui, lorsque l'on considère une distance intergalactique, on dit qu'elle augmente parceque la 'longueur d'espace à courbure nulle' augmente?
Parceque, finalement, pour définir l'expansion, si l'on se base sur l'augmentation de la 'longueur d'espace à courbure nulle', on peut aussi dire que c'est une question de rapport: le rapport entre 'la longueur d'espace à courbure nulle' entre deux galaxies et 'la longueur d'espace à courbure non nulle, "modulo la courbure"' augmente... Finalement, il suffirait que la gravité 'pèse' plus avec le temps, pour que les distances, apparentes donc, augmentent avec le temps. J'ai l'impression de revenir à la charge avec ma théorie perso mais j'aimerais être sûr qu'on parle le même langage...

Si, quand on s'interesse aux infimes fluctuations, et seulement alors, on peut relier les ecarts de temperature avec des ecart de densite

Ce n'est pas réciproque? on peut voir des variations de densité sans variations de température?

[invite69406436]

*WIMPs

Le faisceau d'indices est aujourd'hui suffisamment épais, résultant d'observables indépendantes et les estimations quantitatives croisées suffisamment cohérentes pour qu'on puisse considérer que la matière noire froide est une substance réelle de notre univers. C'est ainsi qu'en juge la communauté des cosmologistes.

OK je n'ai jamais pensé que le zoo actuel des particules puisse être complet: trop hétéroclite et puis cette interaction faible avec les bosons Z et W qu'est-ce que c'est qu'un bazar pareil pour décrire quoi? La seule radio-activité? Alors quel est aujourd'hui le meilleur candidat à matière noire?

[Mailou75]

Alors quel est aujourd'hui le meilleur candidat à matière noire?

Le fait qu'on ne sait pas interpreter ce qu'on voit ?

[invite69406436]

Parmi toutes les hypothèses y en a t'il une ou deux qui soient plus plausibles?

[Gilgamesh]

Comment définit-on la distance? Est-elle 'modulo' la courbure? Plus l'espace est courbe entre deux points, moins il y a de distance, plus la courbure est nulle, plus il y a de distance? Je veux dire, aujourd'hui, lorsque l'on considère une distance intergalactique, on dit qu'elle augmente parceque la 'longueur d'espace à courbure nulle' augmente?

La courbure ne change pas la définition de la distance. Pense à la façon dont on définit la distance à la surface de la Terre. C'est le nombre de pas qu'il faut faire en suivant la géodésique pour rejoindre A et B.

Ce n'est pas réciproque? on peut voir des variations de densité sans variations de température?

Dans le cas présent, quand je dis qu'ils sont reliés, ce sont bien les fluctuations de densités qui sont à l'origine des fluctuations de température.

Il y en as deux types concevable de fluctuation primordiales : les fluctuations adiabatiques et celles d'isocourbures.

Dans une fluctuation de densité adiabatique
La surdensité de tous les type de particule (baryons, photons ...) est la même. Si à un endroit, il y a 1% de densité d'énergie supplémentaire en baryons par rapport à la moyenne, il y a aussi 1% d'énergie supplémentaire en photons et 1% d'énergie en neutrinos.

Dans une fluctuation de densité d'isocourbure
La surdensité moyenne est nulle si on fait la somme (donc la courbure est la même partout), c'est-à-dire qui si à un endroit donné, il y a 1% d'énergie supplémentaire en baryons et 1% d'énergie supplémentaire en photons il y aura 2% d'énergie en moins dans les neutrinos par exemple.

La théorie de l'inflation cosmique prédit que les perturbations primordiales sont adiabatiques, et c'est ce qui est observé.

[Gilgamesh]

OK je n'ai jamais pensé que le zoo actuel des particules puisse être complet: trop hétéroclite et puis cette interaction faible avec les bosons Z et W qu'est-ce que c'est qu'un bazar pareil pour décrire quoi? La seule radio-activité? Alors quel est aujourd'hui le meilleur candidat à matière noire?

? C'est justement parce qu'on pense que le tableau des particules n'est pas complet qu'on pense aux WIMPs.

Sur le meilleur candidat matière noire j'en avais déjà parlé ici : http://forums.futura-sciences.com/as...ml#post5733934

[invite69406436]

Bon bon est-ce qu'il y a des expériences en cours qui ont une bonne chance de débusquer bientôt la matière noire?
Concernant le courbure un univers sans énergie ni matière ni constante cosmologique peut-il avoir une courbure intrinsèque?

[Deedee81]

Salut,

Bon bon est-ce qu'il y a des expériences en cours qui ont une bonne chance de débusquer bientôt la matière noire?

De mémoire, à vérifier, l'expérience Edelweiss.

Concernant le courbure un univers sans énergie ni matière ni constante cosmologique peut-il avoir une courbure intrinsèque?

A priori oui, par exemple un univers uniquement rempli d'ondes gravitationnelles. Celles-ci ayant de l'énergie, elles peuvent participer à une courbure globale et une expansion.
On pourrait même (toujours en théorie) avoir des trous noirs formés (initialement) d'ondes gravitationnelles.

[Gilgamesh]

Bon bon est-ce qu'il y a des expériences en cours qui ont une bonne chance de débusquer bientôt la matière noire?

Je perds un peu le compte des expériences en cours, y'en a vraiment un paquet, dont effectivement la manip de longue haleine EDELWEISS mentionnée par DD.

J'ai trouvé ce graphique pour résumer, qui donne les limites expériementales (à un niveau de confiance de 90%) de la section efficace indépendante du spin de l'interaction WIMP-nucléon (en ordonné) comme une fonction de la masse du WIMP (en abcisse).

We show the limit obtained from the exposure analyzed in this work alone (blue dotted line), and combined with the CDMS II Si data set reported in [23, 28] (blue solid line).

Also shown are limits from the CDMS II Ge standard [17] and low-threshold [29] analysis (dark and light dashed red), EDELWEISS low-threshold [30] (longdashed orange),

XENON10 S2-only [31] (dash-dotted green),
and XENON100 [32] (long-dash-dotted green).

The filled regions identify possible signal regions associated with data from CoGeNT [33] (dashed yellow, 90% C.L.),
DAMA/LIBRA [10, 34] (dotted tan, 99.7% C.L.),
and CRESST [12, 35] (dashdotted pink, 95.45% C.L.) experiments. 68% and 90% C.L.

contours for a possible signal from these data are shown in light blue. The blue dot shows the maximum likelihood point at (8.6 GeV/c², 1.9 × 10⁻⁴¹ cm2).

source : Dark Matter Search Results Using the Silicon Detectors of CDMS II