Petite question

[gordien]

bonjour

je tiens d'abord à préciser que, même si le domaine me passionne, je n'ai aucune connaissance scientifique et que le peu que je sais viens d'émission ou d'ouvrage de vulgarisation. Je précise ça parceque j'ai parcouru le forum et certains ont l'air très calés et ma question sera peut-être, heu bête...

bref...

j'ai regardé l'émission des frangins bogdanov hier sur france2, émission fort intéressante et bien faite. Mais une question s'est posée à moi : si l'univers est en expansion, il s'expanse (je sais pas si ce verbe existe) dans quoi ? je veux dire, dans quel "contenant" ? Quand on gonfle un ballon, il grossit dans l'air qui nous entoure. Donc là dans quoi l'univers grossit-il ?

J'espère que ma question et mon analogie son claires.
Merci d'avance de vos réponses.
-----

[deep_turtle]

Bonjour,

Tu poses LA première question que tout le monde pose à propos de l'expansion. Cette question vient en effet de l'analogie avec le ballon qui gonfle, comme tu le rappelles (je n'aime pas du tout cette analogie, en partie parce qu'elle provoque ce genre d'erreur). Le truc, c'est que ce n'est qu'un analogie et l'Univers n'est pas un ballon qui gonfle...

Tu peux commencer par imaginer ce qui se passe dans un espace à trois dimensions (l'espace ordinaire auquel nous sommes habitués). Pour imaginer un tel univers en expansion, repère les points qui occupent les 8 coins de la pièce dans laquelle tu te trouves. A un instant ultérieur, ces 8 points se trouvent un peu plus loin,. A l'endroit qu'occupent maintenant ces 8 points se trouvaient avant 8 autres points qui sont maintenant un peu plus loin, etc... L'espace ne s'expand pas dans quelque chose, dans lui-même à la limite, si tu veux...

Je ne sais pas si ça t'éclaire un peu ?

[olle]

ça change rien au fait qu'on a du mal à s'imaginer qu'il n'y a pas de "derrière les murs". c'est ça sa question je crois.

[gordien]

en fait je savais pas que l'analogie du ballon était utilisée, c'était la plus proche de ce que je voulais dire alors...

sinon j'ai un peu de mal avec ton exemple, parceque si les coins de la pièce sont un peu plus loin c'est que la pièce grandit non ? et on revient au même problème...

ou alors j'ai rien compris à ce que tu me disais, ce qui est fort possible...

[A voir en vidéo sur Futura]

[mtheory]

Salut gordien. Il y a deux réponses possibles actuellement!

1)La réponse classique qui provient des mathématiques est la suivante:l'Univers n'est en expansion dans rien car sa géométrie peut être définie sans avoir besoin d'imaginer qu'il soit "plongé" dans un "méta" Univers à 5 dimensions, la géométrie d'une surface (par ex ) est définie de façon intrinsèque comme on dit en géométrie différentielle (don't panic je mexp).

Lorsque tu démontres des théorèmes sur les triangles ,droites ,polygones etc dans le plan tu ne fais jamais intervenir le fait que ce plan puisse se trouver dans l'espace.
De même on peut faire des théorèmes sur les figures tracées à la surface d'une sphére sans la supposer dans l'espace.
Il y a tout de même des différences ,la somme des angles d'un triangle ne fait plus
180 ° et le périmètre d'un cercle ce n'est plus 2piR .
En effet la courbure intervient alors et modifie les résultats de la géométrie qui devient non euclidienne.
Ce n'est pas intuitif de prime abord mais c'est mathématiquement rigoureux ,avec un peu d'effort cela se comprend facilement(qq jours ou qq mois av de s'habituer).
Donc les équations d'Einstein ne nous obligent pas à supposser
l'existence d'un espace extérieur à notre Univers!

2)On n'est pas obligé mais rien ne nous en empêche!
Ainsi dans le cadre de la théorie des membranes ,la théorie qui contient la théorie des cordes , on peut imaginer que notre univers est une sorte de "feuille" ou de bulle 4d se déplacant et étant en expansion dans un espace 5d--11d .

La référence la plus simple sur tout cela c'est le dernier livre du grand Stephen Hawking,"l'Univers dans une coquille de noix".


Cela est-il clair où ai-je fait empirer les choses?

[deep_turtle]

gordien tu peux aussi jeter un oeil ici :

discussion "Univers fini ou infini"

Le question que tu poses est abordée à partir du message #26 et tu pourras trouver pas mal d'éléments de réponse...

[gordien]

A mtheory :

heu, merci pour tes explications, j'ai pas tout compris (j'ai une allérgie assez sérieuse aux math et à la physique , c'est assez dommage quand on est fasciné par l'univers et qu'on veut en savoir plus) mais je lirais le bouquin de hawkins (dont j'ai une brève histoire... mais que je n'ai pas encore lu) et je ferais un effort de concentration

A deep_turtle

merci pour le lien j'y vais tout de suite

[gordien]

j'ai lu les post du lien que tu m'as donné, je ten remercie car ils m'ont grandement éclairé, même si je reste perplexe.

[deep_turtle]

N'hésite pas à relancer la discussion sur ce qui te laisse perplexe !!

[mtheory]

A mtheory :

heu, merci pour tes explications, j'ai pas tout compris (j'ai une allérgie assez sérieuse aux math et à la physique , c'est assez dommage quand on est fasciné par l'univers et qu'on veut en savoir plus) mais je lirais le bouquin de hawkins (dont j'ai une brève histoire... mais que je n'ai pas encore lu) et je ferais un effort de concentration

A deep_turtle

merci pour le lien j'y vais tout de suite

Merci beaucoup mais apparemment j'ai été TRES mauvais J'en suis désolé .
Pourrais tu me dire là où j'ai été affreusement obscur ?je pourrais
peut être me rattraper.

Note bien ,la théorie des membranes est récente donc elle ne se trouve pas dans l'ouvrage de Hawking que tu cites.

[gordien]

deep_turtle :

en fait si j'ai bien compris on peut résumé par : l'univers "s'expanse" dans rien.

et c'est ce rien que j'ai du mal à appréhender, parceque imaginer rien c'est dur. Je l'écrirais même avec une majuscule tiens, le Rien.
c'est un problème plus métaphysique qu'autre chose là...


mtheory :

j'ai suivi le lien vers une précedente discussion, donné par deep_turtle et j'ai mieux compris maintenant, je te remercie.

[invitebc27acd4]

En fait on peut pas dire qu'il soit en expansion car dans quoi le serait-il. Ce qu'on
entend par expansion c'est que les galaxies s'éloignent les unes des autres de plus en
plus vite. Ce sont donc les distances qui grandissent entres ce qui "rempli l'univers",
d'ou le terme d'expansion.

[deep_turtle]

Non il ne s'expand pas dans Rien. Il s'expand dans lui-même, les galaxies sont de plus en plus loin les unes des autres mais aucune ne va quelque part où il n'y avait rien. Dans un des messages de la discussion à laquelle je renvoie un peu plus haut, j'essaie d'expliquer les choses en considérant juste l'expansion sur une droite, et on voit assez bien que tous les points de la droite s'expandent dans la droite...

Je ne sais pas si ça aide, mais j'ai proposé dans une autre fil une autre façon d'envisager l'expansion :

http://forums.futura-sciences.com/sh...ad.php?t=10825

Et effectivement "profane", le terme "expansion" est peut-être mal choisi !

[invite9ed017d7]

En fait, lorsqu'on dit que l'univers est en expansion, on est obligé de dire qu'il est fini? Je m'explique, si au départ, nous avons un univers de rayon infini, il ne peut donc plus "grandir" Non? Si?

Ou alors, comme le dit Profane, ce sont les galaxies qui s'éloignent les une des autres et donc on a une impression que notre univers est en expansion.

J'ai eu aussi une autre idée (peut-être débile) : C'est l'univers visible qui est en expansion. C'est à dire qu'au tout début, imaginons, il n'y avait rien, puis soudain le big bang, les rayons lumineux vont un peu partout et après une seconde, l'univers est une sphère de 300 000km de rayon... Et maintenant, l'univers est agé de 14milliards d'année (si mes souvenirs sont bon ) donc notre univers est une sphère de 14milliards d'année lumière de rayon. Enfin ceci est ma vision de l'expansion, ce n'est pas la même expansion que les scientifiques vu que eux pensent que l'agrandissement de l'univers s'accélère ou diminue pour former le big crunch.
Vous ne trouvez pas que c'est une sorte d'expansion?

[mtheory]

Non il ne s'expand pas dans Rien. Il s'expand dans lui-même, les galaxies sont de plus en plus loin les unes des autres mais aucune ne va quelque part où il n'y avait rien. Dans un des messages de la discussion à laquelle je renvoie un peu plus haut, j'essaie d'expliquer les choses en considérant juste l'expansion sur une droite, et on voit assez bien que tous les points de la droite s'expandent dans la droite...

Bonsoir deep_turtle.
Je crois qu'on a raison tous les deux!
-si l'Univers est clos , ce que suggère WMAP, alors l'image de la droite n'est pas adéquate.
-si l'Univers est VRAIMENT plat alors tu as raison car il était initialement infini et le Big Bang a eu lieu partout comme dans l'image que tu donnes(Reeves?).
WMAP ne tranche malheureusement pas (Omega=1.02+-0.02).
C'est vrai j'avais oublié ce cas de figure,merci de me corriger!

[deep_turtle]

Salut mtheory,

-si l'Univers est clos , ce que suggère WMAP, alors l'image de la droite n'est pas adéquate.

Je peux faire la même avec un cercle dont le rayon augmente au cours du temps si tu veux... Mais c'est vrai que du coup ça peut donner l'impression que le cercle s'expand dans quelque chose... Arghh...

[mtheory]

Salut mtheory,


Je peux faire la même avec un cercle dont le rayon augmente au cours du temps si tu veux... Mais c'est vrai que du coup ça peut donner l'impression que le cercle s'expand dans quelque chose... Arghh...

Merci ,j'avais compris ça aussi .En fait on avait vu que deux aspects du problème ,de plus, je suis un fan du modèle de Hartle-Hawking d'où mon jugement biaisé.

En outre ,je voulais indiquer de façon simple ,mais apparemment c'est raté , le concept de variété intrinsèque.

Salut

[gordien]

[QUOTE=deep_turtle]Non il ne s'expand pas dans Rien. Il s'expand dans lui-même, les galaxies sont de plus en plus loin les unes des autres mais aucune ne va quelque part où il n'y avait rien.


là je comprend mieux, j'avais lu pourtant texto que l'univers ne s'expand dans rien, c'est ce qui m'avait frappé.

c'est quand même dur à concevoir

[invite4c7a167b]

Ce qui est le plus dur à comprendre :

- C'est que l'univers est le seule endroit où le contenu est en même temps le contenant. Il s'expend dans lui même et dès lors on ne peut donner aucune image pour illustrer ceci car, sauf erreur de ma part c'est un cas unique.

- L'univers est infini, là non plus on ne peut donner d'exmple concrait car de ce que nous connaissons tout est fini.

- La cerise sur le gateau et... alors..... là L'instenton gravitationnel singulier de taille zero ! Mes poils se sont dressés lorsque j'ai entendu ce nom et que j'ai cru comprendre ce qu'il était, de plus lui aussi se trouve dans rien et pourtant il contient tout ! Car si l'univers s'étend dans lui même alors je me demande bien dans quoi est cette instenton puisque l'univers n'existe pas encore !

Cordialement
L'illuminé

[mtheory]

Ce qui est le plus dur à comprendre :

- C'est que l'univers est le seule endroit où le contenu est en même temps le contenant. Il s'expend dans lui même et dès lors on ne peut donner aucune image pour illustrer ceci car, sauf erreur de ma part c'est un cas unique.

- L'univers est infini, là non plus on ne peut donner d'exmple concrait car de ce que nous connaissons tout est fini.

- La cerise sur le gateau et... alors..... là L'instenton gravitationnel singulier de taille zero ! Mes poils se sont dressés lorsque j'ai entendu ce nom et que j'ai cru comprendre ce qu'il était, de plus lui aussi se trouve dans rien et pourtant il contient tout ! Car si l'univers s'étend dans lui même alors je me demande bien dans quoi est cette instenton puisque l'univers n'existe pas encore !

Cordialement
L'illuminé

Bonsoir,je reconnais que c'est pas évident mais lorsque l'on se forme à la pensé mathématique on se sent beaucoup plus à l'aise (pas toujours) avec les concepts de la physique théorique.

Comme Einstein,Heisenberg,Dirac et d'autres nous ont appris à le faire.

Refléchis déjà attentivement sur mon poste du 06/08/2004 11h34
dans cette rubrique.

Dans ces questions le piège est du même ordre que l'objection à la rotondité de la Terre (les gens devraient avoir la tête en bas!pourquoi ne tombent-ils pas?etc...).

L'instanton n'occupe pas vraiment d'espace,certains instantons en théorie quantique des champs oui mais pas celui-là!
Il faut adopter un renversement de perspective,il existerait quelque chose hors du temps et de l'espace qui génère l' espace et le temps!

Je vais te donner un example qui te montrera les limites des raisonnements habituels mais qui se traite bien lorsqu'on est entrainé à l'abstraction mathématique.

Multiplie chaque nombre entier par 2 alors à chaque nombre entier tu associe un nombre pair et un seul,donc les nombres pairs sont aussi nombreux que les nombres entiers.
Or ceux-ci contiennent les nombres impaires ->nombre de nombre pair=nombre de nb pair+ nombre de nb impaire!!!.
Ne cherche pas d'erreur y en a pas (Cantor 19éme siecle).C'est juste que les raisonnements sur les collections finis d'objets ne sont plus valides lorsque l'on passe à l'infini.


A+

[invite4c7a167b]

C'est vrai que le raisonnement mathématique aide à mieux comprendre.
Merci pour ta réponse.