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L'accélération de l'expansion, conséquence des inhomogénéités de l'univers ?

  1. yves95210

    Date d'inscription
    septembre 2013
    Messages
    862

    Re : L'accélération de l'expansion, conséquence des inhomogénéités de l'univers ?

    Citation Envoyé par LeMulet Voir le message
    Mon sentiment sur la question, c'est qu'on a pris le problème à l'envers.
    Pour ma part, si je pose en hypothèse que l'expansion constante (à toute échelle) est la cause de tout et non pas une conséquence de quoi que ce soit.
    Alors, elle est la cause de l'apparition de la matière et de l'énergie.

    Ce qui amène indirectement à :
    Elle est la cause du champ gravitationnel.
    Il semble pourtant bien, depuis Friedmann et Lemaître, que la gravitation soit la cause de la variation du taux d'expansion.
    L'expansion est en revanche responsable de la diminution de la densité moyenne de matière dans l'univers.

    Elle est la cause du champ électromagnétique.
    C'est sûr que sans énergie il n'y a pas de champ EM... Il n'y a même "rien".

    Vu sous cet angle, l'accélération de l'expansion mesurée à grande échelle (et non pas à l'échelle locale...) est effectivement, à mon avis, une conséquence prévisible de la présence de structures du vide.
    Qu'est-ce qu'une structure du vide ?

    Peut-on en revenir au sujet beaucoup plus terre à terre de cette discussion, c'est-à-dire une théorie physique (et non métaphysique) basée sur la RG, et qui moyennant la prise en compte de l'inhomogénéité de l'univers à une certaine échelle, produit des équations prouvant l'existence d'une backreaction, à partir desquelles on peut prédire entre autres l'accélération de l'expansion ?
    Cette dernière ne serait alors qu'une conséquence de la gravitation, sous réserve que l'ordre de grandeur du terme de courbure dû à la backreaction soit le bon.

    -----

     


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  2. Oroche

    Date d'inscription
    octobre 2011
    Messages
    120

    Re : L'accélération de l'expansion, conséquence des inhomogénéités de l'univers ?

    Citation Envoyé par yves95210 Voir le message
    Il y a une échelle à partir de laquelle on peut effectivement considérer l'univers comme homogène et isotrope. Disons que si on prend un cube de 2 milliards d'années-lumière de côté n'importe où dans l'univers observable, on va y retrouver à peu près la même distribution de zones de sous- et de sur-densité et la même densité moyenne de matière.
    Même pas forcément.
    Certaines observations récentes suggèrent fortement la présence d'un "supervide" de 1,8 millards d'années-lumière de diamètre (qui pourrait d'ailleurs éventuellement correspondre au fameux "point froid" du CMB).
     

  3. brhmagupta

    Date d'inscription
    mai 2016
    Localisation
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    124

    Re : L'accélération de l'expansion, conséquence des inhomogénéités de l'univers ?

    Citation Envoyé par yves95210 Voir le message
    Mais l'important en science n'est pas les croyances personnelles ni les arguments esthétiques.

    Il y a un fait (en l'occurrence l'accélération de l'expansion) observé, ou plutôt déduit par calcul de certaines observations. Vous pouvez contester la validité des observations - ce que vous faites plus loin - ou celle du modèle sur lequel est basé ce calcul (en l'occurrence la cosmologie standard basée sur la métrique FLRW d'un univers parfaitement homogène et isotrope et sur une solution des équations de Friedmann) - ce que vous faites aussi ci-dessous. Soit dit en passant, vous n'avez pas besoin de contester les deux points à la fois pour considérer que l'accélération de l'expansion est un mythe. Là vous en faites beaucoup, au point qu'on pourrait vous soupçonner de faire preuve d'un a priori idéologique
    Mais admettez que ceux qui ne contestent aucun de ces deux points soient convaincus que l'expansion de l'univers est accélérée, et qu'il doit donc y avoir quelque-chose qui l'accélère ; c'est l'origine de l'expression énergie noire.

    Ensuite (et c'est l'objet de cette discussion) il semble bien qu'en contestant le deuxième point, certains arrivent cependant à construire une théorie permettant d'expliquer ces observations :

    Il n'est pas le seul à l'avoir remarqué. C'est l'objet des travaux auxquels je faisais référence dans mon premier message, et dont l'origine remonte au moins à George Ellis dans les années 80. Mais ces travaux font justement "émerger" des inhomogénéités de l'univers une constante cosmologique qui pourrait avoir le bon ordre de grandeur pour pouvoir se passer de l'hypothèse de l'énergie noire.


    C'est discutable, et comme je l'ai dit précédemment je ne suis pas expert en la matière et ne m'aventurerai donc pas à essayer d'expliquer pourquoi on considère cette luminosité comme constante. Je sais qu'il existe des arguments théoriques pour cela et qu'une petite recherche sur internet pourrait permettre de les retrouver.

    Mais j'ai quand-même un argument : si toutes les SN1a situées à peu près au même redshift n'avaient pas la même luminosité apparente (ou présentaient un écart de luminosité assez faible), je suppose que cela aurait été observé. Dans le cas contraire, on peut en déduire une quasi-constance dans l'espace, à un instant donné dans le référentiel comobile.
    En revanche, on ne peut pas en déduire de façon certaine une constance dans le temps puisque cela repose sur le modèle qu'on cherche à valider et ça serait donc une tautologie. Mais on peut néanmoins considérer que si la luminosité intrinsèque des SN1a était variable dans le temps du référentiel comobile, pour être compatible avec les observations il faudrait que cette variation soit la même pour toutes les SN1a. Les plus lointaines "vivaient" dans un univers plus jeune. Elles seraient moins lumineuses que les plus proches, vivant dans un univers plus vieux. La luminosité intrinsèque des SN1a dépendrait donc de l'âge de l'univers au moment où le signal que nous observons a été émis. Si c'est le cas il faudrait que ce soit supporté par une théorie scientifique. Laquelle ?
    Encore une fois, je n'ai aucune connaissance sur le sujet, mais je suppose que c'est une hypothèse sur laquelle des scientifiques se sont déjà penchés, puisqu'elle aurait un pouvoir explicatif certain, et que, s'il en était sorti quelque-chose de solide, ça se saurait ; et que si cet variation de luminosité était quantifiable, on pourrait en tenir compte dans l'utilisation des SN1a comme chandelles standard - et réfuter (ou pas) l'hypothèse de l'accélération de l'expansion.
    Vous avez raison de me reprendre sur mon emploi du verbe "croire". Je dirai donc plutôt que je fais plus confiance à l'hypothèse de la matière noire qu'à celle de l'énergie noire. Pour ce qui concerne la matière noire, il semble bien ne faire aucun doute que cette hypothétique matière noire exerce une influence gravitationnelle sur la matière connue. Aussi, que les physiciens aient imaginé la nouvelle particule "WIMP" (ou toute autre !) me semble plus naturel qu'imaginer une cinquième force pour la seule (à ma connaissance) explication d'un seul phénomène : la supposée accélération de l'expansion.
    Cela dit, soyez certain que toute idéologie est absente de mes réflexions.
    Cordialement.
    Dernière modification par brhmagupta ; 26/11/2017 à 17h23.
     

  4. LeMulet

    Date d'inscription
    septembre 2016
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    49
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    Re : L'accélération de l'expansion, conséquence des inhomogénéités de l'univers ?

    Citation Envoyé par yves95210
    Qu'est-ce qu'une structure du vide ?
    Les inhomogénéités, par exemple la matière et son organisation à des échelles plus grandes.

    Citation Envoyé par yves95210
    Il semble pourtant bien, depuis Friedmann et Lemaître, que la gravitation soit la cause de la variation du taux d'expansion.
    Certes, mais si vous ne comprenez pas ce qu'est "la gravitation", à savoir qu'elle n'est rien d'autre qu'un effet de l'expansion, vous inversez la cause et l'effet.
    Ne vous étonnez donc pas de tourner en rond, d'autant qu'une fois la RG appliquée, vous vous retrouvez de manière indépendante avec le mystère de la matière à petite échelle et que vous ne pouvez pas négliger l'origine de la matière dans vos calculs.
    Si l'origine de la matière est aussi un effet de l'expansion, tout se simplifie...
    Mais j'arrête de faire de la "métaphysique".
    Bonjour, et Merci.
     

  5. Gilgamesh

    Date d'inscription
    janvier 2003
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    13 141

    Re : L'accélération de l'expansion, conséquence des inhomogénéités de l'univers ?

    Citation Envoyé par LeMulet Voir le message
    Certes, mais si vous ne comprenez pas ce qu'est "la gravitation", à savoir qu'elle n'est rien d'autre qu'un effet de l'expansion.
    C'est logiquement l'inverse. D'où sort cette affirmation ?
    Parcours Etranges
     


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  6. yves95210

    Date d'inscription
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    862

    Re : L'accélération de l'expansion, conséquence des inhomogénéités de l'univers ?

    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    C'est logiquement l'inverse. D'où sort cette affirmation ?
    Bonsoir Gilgamesh,

    Please don't feed the troll. Au pire c'est du n'importe quoi, au mieux c'est HS et du domaine de la théorie personnelle. Si l'intéressé le souhaite il peut ouvrir un autre fil pour exprimer ses idées.
    J'aimerais bien qu'on puisse discuter sérieusement du sujet que j'ai ouvert.
     

  7. LeMulet

    Date d'inscription
    septembre 2016
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    997

    Re : L'accélération de l'expansion, conséquence des inhomogénéités de l'univers ?

    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    C'est logiquement l'inverse. D'où sort cette affirmation ?
    C'est une hypothèse qui permet de répondre à de nombreuses questions, il me semble.
    Mais le mieux c'est d'attendre de nouvelles données, il est vrai.
    Ce qui serait intéressant ce serait d'avoir le résultat de l'expérience Microscope par exemple, mais rien ne vous empêche dés à présent de vous poser la question de savoir ce qui pourrait bien être à l'origine d'une violation du principe d'équivalence si violation il y avait lieu.

    Citation Envoyé par Pour La Science
    L'égalité entre la masse qui mesure l'inertie et la masse 
qui détermine la gravitation est au fondement 
de la relativité générale d'Einstein. Une expérience récente censée la tester sur des objets quantiques 
divise les spécialistes.
    http://www.pourlascience.fr/ewb_page...ique-33030.php

    Personnellement je vois bien les implications mais je vous laisse y réfléchir car vous devriez pouvoir trouver la réponse par vous-même.
    Bonjour, et Merci.
     

  8. brhmagupta

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    Re : L'accélération de l'expansion, conséquence des inhomogénéités de l'univers ?

    Citation Envoyé par LeMulet Voir le message
    C'est une hypothèse qui permet de répondre à de nombreuses questions, il me semble.
    Mais le mieux c'est d'attendre de nouvelles données, il est vrai.
    Ce qui serait intéressant ce serait d'avoir le résultat de l'expérience Microscope par exemple, mais rien ne vous empêche dés à présent de vous poser la question de savoir ce qui pourrait bien être à l'origine d'une violation du principe d'équivalence si violation il y avait lieu.


    http://www.pourlascience.fr/ewb_page...ique-33030.php

    Personnellement je vois bien les implications mais je vous laisse y réfléchir car vous devriez pouvoir trouver la réponse par vous-même.
    Bonjour,
    Vous citez la sérieuse revue de vulgarisation "Pour la Science" qui est l'adaptation française du "Scientific American".
    C'est bien.
    Mais attention, la vulgarisation d'une théorie n'est pas la théorie et bien souvent les analogies, indispensables en vulgarisation, induisent le lecteur en erreur.
    C'est en particulier le cas pour une discipline que je connais relativement bien : La mécanique quantique.
    Donc, prudence.
    Cordialement.
     

  9. yves95210

    Date d'inscription
    septembre 2013
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    862

    Re : L'accélération de l'expansion, conséquence des inhomogénéités de l'univers ?

    Bonjour,

    Je rappelle que cette discussion n'avait pas pour but de débattre sur le fait que l'expansion est accélérée ou sur l'éventail des hypothèses évoquées pour expliquer cette accélération, mais de parler plus particulièrement d'une de ces hypothèses, des travaux théoriques qui y conduisent et de l'éventuelle succès de ces travaux à prédire des résultats compatibles avec les observations.

    Ces travaux s'appuyant uniquement sur la relativité générale et, dans la publication consacrée à l'estimation de l'effet de la backreaction comme explication possible de l'accélération de l'expansion dans un univers sans "énergie noire", les hypothèses qui ne rentrent pas dans ce cadre sont hors-sujet ici, aussi intéressante soient elles.

    Ici les ingrédients de la discussion devraient être
    - la relativité générale, et plus particulièrement la méthode utilisée par Buchert pour calculer à partir des équations locales de la RG des valeurs moyennes de la courbure dans un domaine compact quelconque, conduisant des équations dans lesquelles apparaît un terme de backreaction,
    - les observations concernant les inhomogénéités de l'univers à une échelle inférieure à quelques milliards d'al.
     

  10. brhmagupta

    Date d'inscription
    mai 2016
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    Île de France
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    124

    Re : L'accélération de l'expansion, conséquence des inhomogénéités de l'univers ?

    Citation Envoyé par brhmagupta Voir le message
    Bonjour,
    Vous citez la sérieuse revue de vulgarisation "Pour la Science" qui est l'adaptation française du "Scientific American".
    C'est bien.
    Mais attention, la vulgarisation d'une théorie n'est pas la théorie et bien souvent les analogies, indispensables en vulgarisation, induisent le lecteur en erreur.
    C'est en particulier le cas pour une discipline que je connais relativement bien : La mécanique quantique.
    Donc, prudence.
    Cordialement.
    Je voudrais illustrer par un exemple (hors sujet et je m'en excuse) combien la vulgarisation peut être trompeuse.
    J'ai lu, dans un ouvrage de vulgarisation de la mécanique quantique que les "diagrammes de Feynman" sont utilisés pour montrer graphiquement une interaction entre particules.
    C'est tout simplement faux : Ces diagrammes ne représentent pas du tout la réalité et Feynman les a inventés uniquement pour aider à la mise en équation de ces interactions.
    En voici un exemple simplifié :
    diagf1.jpg
     

  11. pascelus

    Date d'inscription
    décembre 2014
    Localisation
    Mars
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    458

    Re : L'accélération de l'expansion, conséquence des inhomogénéités de l'univers ?

    Citation Envoyé par yves95210 Voir le message
    C'est à propos de l'accélération de l'expansion que les résultats semblent aujourd'hui les plus significatifs. Elle pourrait n'être que l'effet de la "backreaction" des inhomogénéités de la distribution de matière dans l'univers, sur la courbure moyenne obtenue lorsqu'on fait cette opération sur un volume assez grand (correspondant à l'échelle à laquelle l'univers commence à paraître homogène). Je vous propose donc de limiter la discussion au problème de l'"énergie noire", puisque c'est le seul pour lequel le lien a été fait entre le modèle théorique et les observations.
    Idée séduisante s'il en est, mais...

    Les inhomogénéïtés de la distribution de matière dans l'univers étant étroitement corrélées aux inhomogénéïtés du CMB, et les observations de Plank de ce fond diffus nous ayant appris que la platitude de l'univers est avérée jusqu'à le 4e décimale au moins, il me parait surprenant que des hétérogénéités puissent générer des fluctuations du taux d'expansion significatives au delà d'une certaine échelle. Si tel était le cas pourquoi n'en feraient-elles pas autant sur la platitude?

    A moins que l'on ne se limite pas à l'univers observable et que l'on postule des inhomogénéïtés au delà de la sphère de hubble? (laquelle ne serait du coup plus une sphère mais un "patatoïde bosselé", avec des anisotropies un jour mesurables?)
    Dernière modification par pascelus ; 27/11/2017 à 09h55.
    "L'imagination est plus importante que le savoir." A.E.
     

  12. viiksu

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    juin 2017
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    492

    Re : L'accélération de l'expansion, conséquence des inhomogénéités de l'univers ?

    Citation Envoyé par pascelus Voir le message
    Idée séduisante s'il en est, mais...

    Les inhomogénéïtés de la distribution de matière dans l'univers étant étroitement corrélées aux inhomogénéïtés du CMB, et les observations de Plank de ce fond diffus nous ayant appris que la platitude de l'univers est avérée jusqu'à le 4e décimale au moins, il me parait surprenant que des hétérogénéités puissent générer des fluctuations du taux d'expansion significatives au delà d'une certaine échelle. Si tel était le cas pourquoi n'en feraient-elles pas autant sur la platitude?

    A moins que l'on ne se limite pas à l'univers observable et que l'on postule des inhomogénéïtés au delà de la sphère de hubble? (laquelle ne serait du coup plus une sphère mais un "patatoïde bosselé", avec des anisotropies un jour mesurables?)
    Je suis assez d'accord avec toi, mais quid de gens qui comme Aurélien Barrau et carlo Rovelli ne voit dans l'energie noire qu'un tenseur qui trouve naturellement sa place dans l'équation d'Einstein à cause d'un groupe de Poincaré?
    Quoi Dieu n'existerait pas? Mais alors j'aurais payé ma moquette beaucoup trop cher (WA).
     

  13. Nicophil

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    Re : L'accélération de l'expansion, conséquence des inhomogénéités de l'univers ?

    Bonjour,

    Citation Envoyé par pascelus Voir le message
    Les inhomogénéïtés de la distribution de matière dans l'univers étant étroitement corrélées aux inhomogénéïtés du CMB,
    Je dirais même :
    Les anisotropies du fond radio sont étroitement corrélées aux anisotropies de la distribution de matière dans l'univers : moins il y a de matière dans la ligne de visée et plus le CMB est froid ?
    La réalité, c'est ce qui reste quand on cesse de croire à la matrice théorique.
     

  14. yves95210

    Date d'inscription
    septembre 2013
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    862

    Re : L'accélération de l'expansion, conséquence des inhomogénéités de l'univers ?

    Citation Envoyé par pascelus Voir le message
    Idée séduisante s'il en est, mais...

    Les inhomogénéïtés de la distribution de matière dans l'univers étant étroitement corrélées aux inhomogénéïtés du CMB, et les observations de Plank de ce fond diffus nous ayant appris que la platitude de l'univers est avérée jusqu'à le 4e décimale au moins, il me parait surprenant que des hétérogénéités puissent générer des fluctuations du taux d'expansion significatives au delà d'une certaine échelle. Si tel était le cas pourquoi n'en feraient-elles pas autant sur la platitude?

    A moins que l'on ne se limite pas à l'univers observable et que l'on postule des inhomogénéïtés au delà de la sphère de hubble? (laquelle ne serait du coup plus une sphère mais un "patatoïde bosselé", avec des anisotropies un jour mesurables?)
    Pas besoin d'accélération de l'expansion pour expliquer la formation des structures à partir des inhomogénéités du CMB, la gravitation de la matière suffit. D'ailleurs ce qui importe est le poids relatif des paramètres de densité. La masse de matière (+ énergie de rayonnement) étant constante, dans l'univers à l'époque du CMB, beaucoup plus petit qu'à l'époque actuelle, on avait Omegam >> OmegaLambda, même en supposant l'existence d'une constante cosmologique Lambda non nulle.
    Au contraire l'expansion, et qui plus est son accélération, freine la formation des structures, et c'est bien pour ça qu'il ne faut pas que Lambda soit trop grande si on veut arriver à un univers tel que nous l'observons (et dans lequel nous pouvons vivre).

    L'effet de l'accélération de l'expansion ne commence à être du même ordre de grandeur que celui de la gravitation de la matière que bien plus tard, à une époque où les grandes structures sont déjà formées. Donc une explication de cette accélération (via la prise en compte des inhomogénéités dans l'univers "récent") comme conséquence de la formation de ces structures n'a rien de contradictoire avec les observations du CMB.
     

  15. Nicophil

    Date d'inscription
    octobre 2011
    Localisation
    en translation elliptique dans le champ d'un objet peu compact
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    Re : L'accélération de l'expansion, conséquence des inhomogénéités de l'univers ?

    Citation Envoyé par yves95210 Voir le message
    L'effet de l'accélération de l'expansion ne commence à être du même ordre de grandeur que celui de la gravitation de la matière que bien plus tard, à une époque où les grandes structures sont déjà formées.
    C'est le télescope Hubble qui nous a permis il y a 20 ans de prolonger la courbe distance/redshift. Le résultat en a surpris plus d'un.
    Le télescope Webb va nous permettre de prolonger encore la courbe et on ne peut pas exclure une surprise encore plus grande ! Patience...
    La réalité, c'est ce qui reste quand on cesse de croire à la matrice théorique.
     


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