Expansion de l univers

[legyptien]

bonjour,

Je me demandais si je "teste" l'expansion de l'univers en tout endroit de l'espace temps alors je verrais le tissu s étirer dans toutes les directions peut importe où je fais mon teste.

1) J'imagine que plus on va loin plus le tissu s’étire ?
2) Est il vrai que même si rien ne peut aller plus vite que la vitesse de la lumière (dans le vide), l'expansion de l'espace-temps peut dépasser cette vitesse C ? Si oui a aurait de grave conséquence: notamment que certaines lumières ne nous parviendront jamais car la source s éloigne trop vite !!
3) On sait qu'une "reconfiguration" de l'espace-temps cree des ondes gravitationnelles. Parcontre je suis en train de me dire que meme si une planete s eloigne d'un observateur, ca veut pas dire qu'une onde gravitationnelle sera cree si la cause est l expansion de l'univers. Supposons maintenant que l objet s eloigne a cause de l'etirement de l espace temps ET parce qu il s'eloigne "par lui meme", les ondes gravitationnelles nous permettront de trouver la vitesse d eloignement "par lui meme" de la planete non ?


Merci
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[Antoniuum]

Bonjour,

Non tu te contredis avec tes prémisses ! Tout point de L'univers peut être considéré comme le "centre", c'est comme lorsqu'on gonfle la surface d'une sphère, ainsi l'expansion de l'Univers étant en accélération, c'est la vitesse de récession des galaxies qui augmente avec la distance, si tu trouves dans une autre galaxie, tu verras exactement le même phénomène.

Oui pour la 2), l'expansion de l'espace-temps peut bien sûr dépasser la vitesse de la lumière, la théorie de la relativité impose une vitesse limite (qui n'est pas obligatoirement celle de la lumière nefaite hein ! ) pour tout se qui est en mouvement de manière relatif, l'Univers lui-même étant le seul référentiel absolue en quelque sortes, il est libre de dépasser cette limite !
C'est de cette façon que nous avons la sphère cosmologique ou l'horizon cosmologique encore.

Pour la 3), je ne m'y connais pas assez sur les ondes gravitationnelles donc je laisse quelqu'un d'autre répondre par contre qu'est ce qu'une reconfiguration pour vous ?

[Deedee81]

Salut,

... parce qu il s'eloigne "par lui meme", les ondes gravitationnelles nous permettront de trouver la vitesse d eloignement "par lui meme" de la planete non ?

Hélas non, ce serait trop beau.

Tout d'abord, les ondes gravitationnelles émise par les masses en mouvement c'est tout comme les ondes électromagnétiques émises en mouvement. Une charge électrique en mouvement uniforme ne produit pas d'onde électromagnétique. De même pour les masses. Il faut des accélérations.

Donc, une planète s'éloignant à vitesse constante (quasi constante à très très peu de chose près pour l'expansion) ne produit pas d'ondes gravitationnelles.

Pire encore : pour des raisons techniques (*), les ondes gravitationnelles sont difficiles à émettre.
(*) les ondes électromagnétiques sont vectorielles/dipolaires et les ondes gravitationnelles sont tensorielles/quadripolaire.
Si c'est "trop symétrique", pouf, y a rien.

Et pire encore : les ondes émises sont toujours très faible (à moins de provoquer une collision violente entre deux étoiles à neutrons par exemple). Ceci est dû à la phénoménale faiblesse de la gravité par rapport aux autres interactions (il suffit d'un petit aimant pour soulever un copeau de métal retenu par la gravité de la Terre entière).

Donc, aucune chance de mesurer quoi que ce soit pour ce genre de phénomène.

[legyptien]

1) Donc si je comprends bien l’étirement de l'espace temps est partout pareil quelque soit l'endroit où on fait l’évaluation ? Parcontre la vitesse d’éloignement de 2 planètes dépend de la vitesse qui les séparent d’après la loi de Hubble. Je me souviens que j'avais compris la raison de ce fait/cette loi mais j'ai quand même réussi à l'oublier...

2)

Oui pour la 2), l'expansion de l'espace-temps peut bien sûr dépasser la vitesse de la lumière, la théorie de la relativité impose une vitesse limite (qui n'est pas obligatoirement celle de la lumière nefaite hein ! )

Troublant... Pouvait vous preciser ? pourquoi ce n'est pas la vitesse de la lumière dans le vide (C).

3) Une reconfiguration pour moi est un changement local de la manière dont l'espace temps est courbé ! De meme qu'une onde électromagnétique est générée par un changement de l'excitation locale.

[A voir en vidéo sur Futura]

[legyptien]

De même pour les masses. Il faut des accélérations.

Donc, une planète s'éloignant à vitesse constante (quasi constante à très très peu de chose près pour l'expansion) ne produit pas d'ondes gravitationnelles.

Y a un truc que je comprends pas. Si tu imagines une boules ''lourde'' sur un tissu. et que tu que la fait rouler sur le tissu. Tu changes la "configuration" de courbure de l'espace temps qui est devant la boule (dans la direction du déplacement). Meme si la boule va a vitesse constante tu changes quand meme cette configuration. Donc j'ai vraiment l'impression / l'intuition que l'onde gravitationnelle est cree. Je te crois sur parole car tu t y connais bien mieux que moi mais j'arrive pas a voir ou je peche. Peut etre que l'analogie du tissu a ces limites....

Je t'ai lacher pour l'histoire de la symetrie mais j'ai deja entendu l'expression tenseur Impulsion-energie. J'ai pas assez de vecu la dessus, j'ai beaucoup de choses a comprendre avant ca. Je promets de te revenir dans une dizaine d'annees avec les ideees plus clair .

[Antoniuum]

Pour le 2), oui on peut un peu préciser, enfaite il s'agit surtout du cadre des postulats de la relativité qui implique l'invariance de la vitesse de la lumière pour tout observateurs dans le vide. Mais il s'agit juste de remarquer que la célérité de la lumière a été prise car pour des raisons en lien avec maxwell et aussi réaliste, il parait normale qu'aucune informations ne puissent voyager plus vite que la lumière mais bien sûr il s'agit d'une constante par définition et donc, si tu changes la valeur de cette constante, le cadre de la relativité générale reste le même !
Bon bien sûr cette remarque n'est pas tellement importante, la théorie avec cette limite marche très bien !

pour ta question sur la 3), l'analogie sur le tissu peut parfois tromper, en effet c'est la présence de masse-energie (tenseur d'energie-impulsion qui est juste le produit tensoriel des quadrivecteurs vitesses fois la masse volumique ) qui courbe la structure de l'espace-temps, de même avec le principe d'équivalence, tout situation ou tu subies une accélération, peut être représenté comme un champ gravitationnel et donc présence d'une masse.
Il faut d'ailleurs remarquer la chose fort intéressante que le quadrivecteur accélération est nul, et les normes des quadrivecteurs vitesse et énergie-impulsion sont constantes!

Ainsi pour finir, si ta vitesse est constante, aucune accélération n'est subie, tu es dans un référentiel inertiel et aucune déformation de l'espace-temps a lieu !

[legyptien]

Ainsi pour finir, si ta vitesse est constante, aucune accélération n'est subie, tu es dans un référentiel inertiel et aucune déformation de l'espace-temps a lieu !

J'aimerai vraiment qu'on s'arrete sur ca. Ta planete est "localisee" sur un "point" de ton tissu espace temps. Si elle bouge a vitesse constante d'un point A a un point B alors ta planete qui a une masse (composee de particule stable) va bien courbee l'espace temps au point B grace a l'energie contenu dans sa masse (E=MC^2) ? Me fourvois-je ?

[Antoniuum]

Oui l'espace-temps sera courbé au point B mais tout comme au point A ! Et sachant que la vitesse est constante alors aucune force ne vient modifier le mouvement et d'après le principe d'inertie le corps physique est en mouvement rectiligne uniforme, ce qui est totalement équivalent à l'immobilité !

[legyptien]

Oui l'espace-temps sera courbé au point B mais tout comme au point A !

Si les points A et B sont "tres distant" les uns des autres alors si la planete est en B, elle peut pas etre en A en meme temps, je suis sur qu on est d accord la dessus. Donc si rien n'est en A qu'est ce qui courbe son espace-temps ? Mon point de vue est que des lors que la planete sort de l'immobilite pour bouger a vitesse constante, il y a une petite periode de temps pendant laquelle la planete accelere evidemment et la nous serons tous d'accord qu'il y a creation d'onde gravitationnelle (aussi faible soit sa valeur). Pour moi la creation de cette onde gravitationnelle n'est que l'illustration de "l'evacuation" de l'energie locale qui courbait l'espace en A. Il en resulte a la fin une courbure en B mais pas en A. Vous en dites quoi ?

[Antoniuum]

Enfaite voilà le schéma :

En A, l'espace-temps sera courbé par la masse du corps, en effet lorsque la planète va être mise en mouvement il faudra l'accélérer, en effet lors de l'accélération, l'énergie totale du corps va augmenter car on ajoute à l'énergie de masse, l'énergie cinétique mais comme l'a dit DeeDee, les ondes gravitationnelles seront indétéctables ! Mais lors du trajet à vitesse constante, aucune déformations de l'espace-temps a lieu !

[legyptien]

pardon mais vous ne donnez aucune precisions sur la chose suivante. Je vais etre tres directe, clair et precis.

Il y a deplacement a vitesse constante de la planete, cette derniere arrive au point B qui tres distant du point A. Quand elle arrive au point B, comment est la configuration de l'espace-temps a ce moment ? Vous avez dit tout a l'heure qu'il y aurait deformation au point A ET B. Vous confirmez ?

merci

[Antoniuum]

Non mais oubliez ma remarque pour le point A, je pensais que vous parliez d'un mouvement uniforme du point A au point B sans la position au repos et que vous vouliez savoir la différence de courbure....

Donc au point A bien sûr sans masse, il n'y aura pas de courbure, et au point B, l'espace temps sera courbé !

[legyptien]

ok.

Maintenant prenons le cas ou la trajectoire de la planete passe par A ET B (sans position de repos en A ou B). La, on devrait avoir la deformation qui suit la masse, autrement dit quand la deformation sera en A, il n y aura pas de deformation en B. Sommes nous d'accord ?

[Antoniuum]

Oui bien sûr