Ere inflationnaire... Questions !

[inviteba0a4d6e]

Bienvenue à tous

Si vous le voulez bien, lisez attentivement ce qui suit, puis quelques questions seront posées en bas de page. Texte tiré de La mélodie secrète de Trinh Xuan Thuan...

Pendant l'ère inflationnaire, de 10e-35 à 10e-32 seconde, l'Univers s'est donc enflé d'un facteur de 10e50 pour atteindre la taille d'une orange de 10 cms de diamètre. L'horizon cosmologique, qui définit la région de l'Espace en communication par la lumière, s'est aussi enflé du même facteur. A 10e-32 seconde, il s'étend à 10e26 cms, 1000 fois plus large que l'Univers observable aujourd'hui.

L'inflation a non seulement fait grossir notre petit coin d'Univers, mais elle a aussi donné des tailles gigantesques à toutes les autres parties de l'Espace. Notre Univers n'est plus qu'une petite bulle perdue dans l'immensité d'une bulle méta-univers qui est des dizaines de millions de milliards de milliards de fois plus vaste.
Notre bulle méta-univers se perd à son tour dans une multitude d'autres bulles méta-univers toutes créées dans la phase inflationnaire à partir d'infimes régions d'espace disconnectées les unes des autres.

Si notre Univers observable s'agrandit au cours des âges au fur et à mesure que la lumière dispose de plus de temps pour nous parvenir, si dix nouvelles galaxies franchissent l'horizon cosmologique chaque année pour venir se présenter à nous, si notre méta-univers se dévoile de plus en plus, nous ne pourrons jamais entrer en communication et connaître ce qui se passe dans les autres méta-univers. Ils seront à jamais exclus de notre sphère d'observation. Ils pourront contenir des étoiles, des galaxies et d'autres formes de vie ou pourront être inhospitalières et vides, ils pourront être paradis ou enfer, nous ne le saurons jamais.

(...)

A 10e-12 seconde après l'instant originel, l'Univers a beaucoup grandi. Il est maintenant à peine plus petit que l'orbite de la Terre autour du Soleil. (...) L'Univers est âgé de 10e-6 seconde. Son volume est à peu près égal à celui du Système Solaire.

Alors, voici les questions :

1) Dans le premier paragraphe, l'auteur dit qu'à 10e-32 seconde après l'instant t0, notre Univers a la taille d'une orange et l'horizon cosmologique a déjà atteint la taille de 10e26 cms (1000 fois plus large que l'Univers observable aujourd'hui !)...

Je savais que le Big Bang avait créé l'espace, le temps et l'énergie/matière, mais je pensais également que l'espace était lié à notre bulle-univers comprenant l'énergie et que tout avait suivi l'expansion au fur et à mesure que le temps s'écoulait...

L'espace "vide" - 10e26cms ! ! - avait-il déjà été créé à 10e-32 seconde après t0 (avec en son "centre" la petite orange/énergie qui s'expand) ? Les dimensions spatiales se seraient-elles étendues "d'un coup" en dehors de l'Univers/énergie ?

2) Dans le deuxième et troisième paragraphe, l'auteur affirme que notre bulle/Univers est perdue dans l'immensité d'une bulle méta-univers (jusqu'ici, tout va bien, si et seulement si l'on accepte l'affirmation du 1er paragraphe, mais c'est pas encore gagné... ), mais également que cette immense bulle méta-univers se perd à son tour dans une multitude d'autres bulles méta-univers... (!) J'avoue accepter l'idée qu'il pourrait exister d'autres cosmos que le nôtre, mais...

Cette dernière affirmation est-elle confirmée par la majorité des théoriciens/scientifiques ou est-ce une opinion personnelle de l'auteur ?

3) Dans le dernier paragraphe, il est dit notamment que l'Univers (énergie/matière) à 10e-6 seconde après t0 avait la taille (à peu près) du Système Solaire...

La Relativité prédit bien que rien ne peut dépasser c (300 000 kms/s). Alors, comment cette "soupe" matière/énergie a-t-elle pu franchir (à peu près ) 5,5 heures/lumière en 10e-6 seconde ? (A moins que les constantes soient différentes dans de telles conditions de densité/température et que le temps et la distance n'aient pas les mêmes propriétés...).

Merci pour vos réponses et suggestions (et votre patience... )
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[BioBen]

Juste pour apporter un élément de réponse à la question 3 :
L'expensaion peut etre superieur à c (l'expansion n'est pas à considérer comme une vitesse mais comme une sorte dilution, un taux d'expansion quoi). Dans l'espace-temps il n'est pas possible de transmettre l'information plus vite que c, mais rien ne limite la "vitesse d'expansion" (bien que ce ne soit pas une vitesse).
A confirmer.
a+
ben

[Coincoin]

Salut,
Pour compléter ce que dit BioBen, imagine des fourmis qui courent sur un ballon que tu gonfles. Elles auront l'air d'aller très vite, alors qu'en fait elle ne dépasse pas la célèbre vitesse limite des fourmis... Pour le reste des questions, il faut se rappeler que la vitesse d'expansion augmente avec la distance (loi de Hubble) donc au-delà d'une certaine distance, les objets semblent s'éloigner plus vite que c. Ils ne peuvent donc plus interagir avec nous. Il y a donc pour chaque point de l'espace un Univers observable et au-delà une zone qui n'a plus aucun lien et dont un observateur placé au point considéré ne pourra jamais rien savoir.

[inviteba0a4d6e]

Merci pour ces précisions (oui, cette explication sur l'expansion et c me paraît claire), mais qu'en est-il des réponses pour les questions 1 et 2 en rapport avec le texte ?

1) L'espace "vide" - 10e26cms ! ! - avait-il déjà été créé à 10e-32 seconde après t0 (avec en son "centre" la petite orange/énergie qui s'expand) ? Les dimensions spatiales se seraient-elles étendues "d'un coup" en dehors de l'Univers/énergie ?

2) (...) mais également que cette immense bulle méta-univers se perd à son tour dans une multitude d'autres bulles méta-univers... (!) J'avoue accepter l'idée qu'il pourrait exister d'autres cosmos que le nôtre, mais...

Cette dernière affirmation est-elle confirmée par la majorité des théoriciens/scientifiques ou est-ce une opinion personnelle de l'auteur ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[BioBen]

La théorie des multi-univers (question 2) est je pense pour l'instant plus hypothètique qu'autre chose.
mtheory confirmera mais je pense que la théorie des cordes prédit plein d'autres univers autour du notre sous forme de branes je crois...enfin là je m'aventur dans un terrain que je ne connais pas trop.
Il y a jean-pierre petit aussi qui a fait une théorie comme ca mais bon je ne le connais pas.

Je pense que tout ceci est encore des opinions personnelles qui pour l'instant ne sont confirmées par aucune observations...bref, quelqu'un répondra mieux que moi mais pour l'instnat je pense que tout est très spéculatif, donc que ce passage est plutôt un point de vue personnel.

La 1/ j'ai pas envie de dire de conneries donc je dis rien

a+
ben

[inviteba0a4d6e]

La théorie des multi-univers (question 2) est je pense pour l'instant plus hypothètique qu'autre chose.
mtheory confirmera mais je pense que la théorie des cordes prédit plein d'autres univers autour du notre sous forme de branes je crois...enfin là je m'aventur dans un terrain que je ne connais pas trop.
Il y a jean-pierre petit aussi qui a fait une théorie comme ca mais bon je ne le connais pas.

Je pense que tout ceci est encore des opinions personnelles qui pour l'instant ne sont confirmées par aucune observations...bref, quelqu'un répondra mieux que moi mais pour l'instnat je pense que tout est très spéculatif, donc que ce passage est plutôt un point de vue personnel.

OK, mais je pense que l'auteur est un astrophysicien reconnu par ses confrères, et qu'il pratique et maîtrise son sujet, les mathématiques et la physique (et notamment les calculs concernant les débuts de l'Univers). Avant de lancer n'importe quelle affirmation, que ce soit personnel ou pas, il aurait daigné écrire cette affirmation avec un "peut-être"... Je cherchais via ce fil obtenir la confirmation ou l'infirmation de la part des "cracks" et experts qui traînent sur ce forum...

La 1/ j'ai pas envie de dire de conneries donc je dis rien

a+
ben

Po grave BioBen, tu as donné ton avis pour les autres questions... Quelqu'un a-t-il une idée pour la question 1 ?

[deep_turtle]

OK, mais je pense que l'auteur est un astrophysicien reconnu par ses confrères, et qu'il pratique et maîtrise son sujet, les mathématiques et la physique (et notamment les calculs concernant les débuts de l'Univers). Avant de lancer n'importe quelle affirmation, que ce soit personnel ou pas, il aurait daigné écrire cette affirmation avec un "peut-être"...

Certains vulgarisateurs sont plus enclins que d'autres à prendre ce genre de gants. On va dire que TXT est plus du côté mitaines que du côté moufles...

Pour la question 1/, c'est toujours pareil, les gens parlent de l'Univers alors qu'il veulent dire l'Univers observable. L'Univers est homogène dans les modèles cosmologiques qu'utilisent les astrophysiciens, et l'orange qu'est notre Univers n'était pas entourée de vide. Dison plutôt que L'Univers observable était alors une portion grosse comme une orange d'un univers beaucoup plus grand, voire infini.

Pour la question 2/ j'ai l'impression que l'auteur veut simplement dire qu'il existe des portions de l'Univers dont nous ne recevrons jamais la moindre lumière et donc qu'on ne pourra jamais connaitre. Le reste (paradis et enfer) est un enrobage dont l'auteur est coutumier. On aime ou on aime pas. Moi je trouve ça très trompeur.

[inviteba0a4d6e]

Certains vulgarisateurs sont plus enclins que d'autres à prendre ce genre de gants. On va dire que TXT est plus du côté mitaines que du côté moufles...

Pour la question 1/, c'est toujours pareil, les gens parlent de l'Univers alors qu'il veulent dire l'Univers observable. L'Univers est homogène dans les modèles cosmologiques qu'utilisent les astrophysiciens, et l'orange qu'est notre Univers n'était pas entourée de vide. Dison plutôt que L'Univers observable était alors une portion grosse comme une orange d'un univers beaucoup plus grand, voire infini.

Ca donne le tournis, mais c'est plus clair comme ça... T'as déjà pensé à écrire un livre ?

Pour la question 2/ j'ai l'impression que l'auteur veut simplement dire qu'il existe des portions de l'Univers dont nous ne recevrons jamais la moindre lumière et donc qu'on ne pourra jamais connaitre.

Mais il dit aussi que ce sont d'autres univers, des univers à part entière... Bon, on laissera ça sur une simple vue d'esprit...

Notre Univers n'est plus qu'une petite bulle perdue dans l'immensité d'une bulle méta-univers qui est des dizaines de millions de milliards de milliards de fois plus vaste.
Notre bulle méta-univers se perd à son tour dans une multitude d'autres bulles méta-univers toutes créées dans la phase inflationnaire à partir d'infimes régions d'espace disconnectées les unes des autres.

[deep_turtle]

Pour la question 2/ j'ai l'impression que l'auteur veut simplement dire qu'il existe des portions de l'Univers dont nous ne recevrons jamais la moindre lumière et donc qu'on ne pourra jamais connaitre.

Mais il dit aussi que ce sont d'autres univers, des univers à part entière... Bon, on laissera ça sur une simple vue d'esprit...

Il dit ça parce que dans ces parties de l'Univers qui nous sont à jamais inaccessibles, si le principe cosmologique est exact, c'est-à-dire si l'Univers est homogène, alors là-bas c'est pas très différent d'ici et il y a aussi des galaxies, des étoiles, etc... On peut effectivement présenter ça comme d'autres Univers que le nôtre (même si techniquement ce sont d'autres parties de notre Univers à nous...).

[inviteba0a4d6e]

L'Univers est homogène dans les modèles cosmologiques qu'utilisent les astrophysiciens, et l'orange qu'est notre Univers n'était pas entourée de vide. Dison plutôt que L'Univers observable était alors une portion grosse comme une orange d'un univers beaucoup plus grand, voire infini.

Est-il juste d'affirmer alors que si notre Cosmos (Univers observable compris dans un univers bien plus grand) avait la forme d'une petite sphère (plus ou moins parfaite à ses débuts) de la taille finie d'une orange, on pourrait en déduire son centre ?

Une heure, 300 000 ans ou 13,7 milliards d'années plus tard, même si l'inflation a fait "gonfler" cet Univers observable, pourrait-on supposer qu'il possède un centre (même si nos moyens actuels ne nous permettent pas de le savoir pour l'instant voire jamais) puisqu'il devait en avoir un à ses débuts (moyenne de toutes les extrémités de la sphère en passant par le centre justement) ?

[Coincoin]

Salut,
Oui, l'Univers observable a un centre : c'est nous... tout simplement car il s'agit de notre Univers observable

[BioBen]

Est-il juste d'affirmer alors que si notre Cosmos (Univers observable compris dans un univers bien plus grand) avait la forme d'une petite sphère (plus ou moins parfaite à ses débuts) de la taille finie d'une orange, on pourrait en déduire son centre ?

Euh ....ne serait-on pas au centre de notre Univers observable justement ? (par contre la notion de centre de l'Univers n'a pas de sens, attention à ne pas faire de confusion).
Ca répond un peu à ton autre question aussi.

a+
ben

[EDIT] Croisement avec CoinCoin[/EDIT]

[inviteba0a4d6e]

Salut,
Oui, l'Univers observable a un centre : c'est nous... tout simplement car il s'agit de notre Univers observable

Oui, je l'attendais celle-là ! Mais je ne parle pas de ce que NOUS voyons ou pouvons voir, mais du centre de cette ancienne petite sphère, laquelle s'est dilatée avec le temps. Je ne demande pas où il se situe, mais s'il est concevable d'imaginer qu'il en existe un.

Sinon, la notion d'une sphère de la taille d'une orange ou du Système Solaire quelque temps après t=0 n'a plus aucune valeur (pourquoi utilise-t-on ces expressions alors ?)...

[deep_turtle]

Sinon, la notion d'une sphère de la taille d'une orange ou du Système Solaire quelque temps après t=0 n'a plus aucune valeur (pourquoi utilise-t-on ces expressions alors ?)...

Parce que c'est la forme qu'avait notre univers observable tôt dans l'histoire de l'Univers...

Mais je ne parle pas de ce que NOUS voyons ou pouvons voir, mais du centre de cette ancienne petite sphère, laquelle s'est dilatée avec le temps. Je ne demande pas où il se situe, mais s'il est concevable d'imaginer qu'il en existe un.

Il n'y a absolument aucune raison de penser que l'Univers soit une sphère avec un centre, pas plus qu'il ait la forme d'une crèpe à la fraise dans une papamobile (elle est pour Rincevent celle-là...). Aucune raison théorique, aucun indice expérimental... Partant de là, ça devient difficilement tenable...

[inviteba0a4d6e]

Parce que c'est la forme qu'avait notre univers observable tôt dans l'histoire de l'Univers...

Il n'y a absolument aucune raison de penser que l'Univers soit une sphère avec un centre, pas plus qu'il ait la forme d'une crèpe à la fraise dans une papamobile (elle est pour Rincevent celle-là...). Aucune raison théorique, aucun indice expérimental... Partant de là, ça devient difficilement tenable...

Si, comme tu le dis, il avait cette forme sphérique après t=0, tu confirmes alors que cette "sphère" avait un centre ? mmh ?

Admettons qu'avec le temps elle ait pris des formes diverses, peu importe lesquelles, on peut deviner que quelque soit la forme d'un objet, d'un astre, ou de l'Univers observable + la lumière d'objets qui ne nous est pas encore parvenue , il existe un centre (j'insiste bien : même si on en sait pas où il se situe).

Imagine que tu te retrouves à la surface d'une météorite cabossée qui ressemble à une sphère, une patate, un plat à tarte, ou aux chaussettes de Mère-Grand, même si tu ne vois pas la météorite en entier et sa forme exacte avec tous les détails nécessaires pour calculer son volume, tu déduis quand même que cette météorite doit bien posséder un centre quelque part sans savoir où il se trouve exactement...

[deep_turtle]

Heu... c'est un dialogue de sourd, là... Tu ne sembles pas avoir saisi la nuance entre "Univers" et "Univers observable", je me trompes ?

[inviteba0a4d6e]

Heu... c'est un dialogue de sourd, là... Tu ne sembles pas avoir saisi la nuance entre "Univers" et "Univers observable", je me trompes ?

Je vais quand même essayer...

Univers observable : la portion universelle dont on peut en déduire sa forme selon les structures observées jusqu'à nos jours, et dont les ondes électromagnétiques des astres contenus dans cette même portion sont parvenues à atteindre la Terre ; nouvelles ondes qui révéleront d'autant plus d'astres que le temps passe...

Univers : ce qui contient TOUT ce qui existe , y compris l'Univers observable et autres astres dont nous n'avons pu détecter la présence, et d'autres dont nous ne capterons jamais la présence...

Verdict ?

[deep_turtle]

OK, alors dans ce cas je ne comrpends pas tes questions... La forme de l'Univers observable est uniquement déterminée par la distance maximale dont peut nous parvenir la lumière. Cette distance est la même dans toutes les directions, l'Univers observable a donc la forme d'une sphère, dont par définition nous sommes le centre... Qu'est-ce qui te chiffonne là-dedans ?

[inviteba0a4d6e]

OK, alors dans ce cas je ne comrpends pas tes questions... La forme de l'Univers observable est uniquement déterminée par la distance maximale dont peut nous parvenir la lumière. Cette distance est la même dans toutes les directions, l'Univers observable a donc la forme d'une sphère, dont par définition nous sommes le centre... Qu'est-ce qui te chiffonne là-dedans ?

Ce qui me chiffonne, c'est le fait que tu aies dit que cette petite sphère après t=0 était notre Univers observable. Sphère comprise dans un Univers bien plus grand qu'elle même (tu as même parlé d'une éventuelle infinité)...

Je vais réitérer ma question de départ (oublions le centre et revenons aux dimensions) :

Le Big Bang a-t-il créé d'une part :

- à 10e-32 s après t=0 les dimensions de sorte que l'Univers ait pu acquérir une "taille" de 10e26cms (dans toutes les directions)?

- l'énergie/matière dans son ensemble avec, parmi cet ensemble, une portion (indissociable de l'ensemble bien entendu) qui deviendra plus tard l'Univers observable depuis la Terre ?

Alors, quelle était la "taille", la dimension ou les dimensions prévues par les équations de l'ensemble de toute l'énergie/matière (pas uniquement celle qui engendrera plus tard l'Univers observable) après t=0 ?

Ou bien nous ne connaissons pas toute la matière et les astres présents en dehors de l'Univers observable, et les calculs se basent uniquement sur la quantité de matière/énergie que l'on observe actuellement...

[deep_turtle]

Alors, quelle était la "taille", la dimension ou les dimensions prévues par les équations de l'ensemble de toute l'énergie/matière (pas uniquement celle qui engendrera plus tard l'Univers observable) après t=0 ?

Si on a confiance en les astronomes, on observe que l'UNivers visible est plat.
Si on a confiance en les théoriciens, le principe cosmologique suppose que l'Univers est homogène.

Un univers plat homogène est infini, ou bien s'il est fini est topologiquement non trivial, en se rebouclant sur lui-même. Dans le premier cas la réponse à ta question est "infini", dans le second "on ne sait pas". Il a été proposé (par Luminet entre autres) que l'Univers soit à peine plus grand que l'Univers observable, mais qu'il se referme sur lui-même, si on part d'un côté coucou on revient de l'autre...

[Garion]

Il a été proposé (par Luminet entre autres) que l'Univers soit à peine plus grand que l'Univers observable, mais qu'il se referme sur lui-même, si on part d'un côté coucou on revient de l'autre...

Il me semblait que Luminet disait au contraire que l'univers observable était légèrement plus grand que l'univers réel et que certaines choses qu'on voyait pouvait donc être en double (la lumière nous atteindrait par les deux "cotés").
(L'univers visible serait la sphère qui englobe le dodécaèdre).

[inviteba0a4d6e]

Si on a confiance en les astronomes, on observe que l'UNivers visible est plat.
Si on a confiance en les théoriciens, le principe cosmologique suppose que l'Univers est homogène.

Un univers plat homogène est infini, ou bien s'il est fini est topologiquement non trivial, en se rebouclant sur lui-même. Dans le premier cas la réponse à ta question est "infini", dans le second "on ne sait pas". Il a été proposé (par Luminet entre autres) que l'Univers soit à peine plus grand que l'Univers observable, mais qu'il se referme sur lui-même, si on part d'un côté coucou on revient de l'autre...

Et pour cette question, est-ce raisonnable et confirmé ?

Après le Big Bang :

- à 10-43 s après t=0, l'Univers "mesurait" 10-33 cms.

- à 10e-32 s après t=0 il s'est agrandi de telle sorte que ses dimensions aient pu acquérir une "taille" de 10e26cms (dans toutes les directions).

[deep_turtle]

Il me semblait que Luminet disait au contraire que l'univers observable était légèrement plus grand que l'univers réel et que certaines choses qu'on voyait pouvait donc être en double (la lumière nous atteindrait par les deux "cotés").
(L'univers visible serait la sphère qui englobe le dodécaèdre).

Si je me souviens bien on a tous les deux tort et la sphère coupe le dodacaèdre... Bon en tout ces les deux ont une taille très proche !