La lune et l'expansion de l'Univers

[invite73192618]

Salut ixi,

T'arrives juste à temps on dirait!

Pourquoi l'univers observable diminue?

C'est à cause de l'expansion de l'univers. Imagine un signal lumineux émis dans ta direction depuis un objet à la limite de ton univers visible. Il arrive à toi dans un temps t1. Imagine un autre signal émis peu après: il va arriver dans un temps t2, t2>t1 à cause de l'expansion de l'univers (la distance à parcourir est plus grande). En fait, il peut même ne jamais arriver, si l'expansion est suffisante. J'en conclue que l'univers observable se rétrécit. Avec une accélération extrème de l'expansion (genre vitesse de la lumière), tu ne peux pas avoir deux objets qui communiquent, ils sont donc isolés, et donc dans des univers différents.

Une précision: considèrez bien ça comme un jeu de l'esprit et pas la réécriture du nouveau testament selon Saint Gamma. Mais j'aimerais bien savoir ce qu'en pensent nos physiciens maison

Pourquoi le rayon de vacuole dépend de l'expansion?

Je dis ça intuitivement, mais ça me semble correct: plus deux objets sont séparées, plus la trajectoire orbital est déformée, jusqu'à une zone limite où la déformation devient séparation. Avec une accélération de l'expansion, on devrait avoir une diminution du rayon de cette zone limite. Deep_turtle, qu'est-ce que tu en penses?

Je vais être lourd, mais, ma voiture, elle peut être seule sur des milliers de km, sur tout ce qui est visible -on pourra même l'assimiler à un point- ce ne sera toujours pas un bouchon....

Imagine que ton autoroute rétrécisse jusqu'à la taille de ta voiture. C'est pas un beau bouchon ça?
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[deep_turtle]

Pourquoi l'univers observable diminue?

C'est à cause de l'expansion de l'univers. Imagine un signal lumineux émis dans ta direction depuis un objet à la limite de ton univers visible. Il arrive à toi dans un temps t1. Imagine un autre signal émis peu après: il va arriver dans un temps t2, t2>t1 à cause de l'expansion de l'univers (la distance à parcourir est plus grande). En fait, il peut même ne jamais arriver, si l'expansion est suffisante. J'en conclue que l'univers observable se rétrécit. (...) Mais j'aimerais bien savoir ce qu'en pensent nos physiciens maison.

Alors non l'Univers observable ne diminue pas forcément :

Dire que la taille de l'Univers observable diminue, ça voudrait dire qu'il y a des sources situées à une distance d1 de laquelle maintenant (t=t1) je reçois des photons mais desquelles demain je n'en recevrai plus. Les photons émis après ceux que je reçois aujourd'hui ne me parviendront jamais. Cette situation est possible si l'expansion est assez rapide.

Inversement dire que la taille de l'Univers observable augmente, ça voudrait dire qu'il y a des sources situées à une distance d1 de laquelle maintenant (t=t1) je ne reçois rien mais desquelles demain je recevrai quelque chose. Cette situation est possible si l'expansion est assez lente. A la limite, dans un Univers sans expansion (statique), ça se conçoit bien, l'Univers observable s'agrandit à la vitesse de la lumière, puisque sa taille est simplement l'âge de l'Univers multiplié par la vitesse de la Lumière (comme le temps passe, je peux voir les premiers photons émis te parviennent de plus en plus loin).

Tu es d'accord avec ça ?

Quant à la taille des vacuoles, ça n'est pas clair encore pour moi, ce qui lui arrive...

[invite6f044255]

salut,

je n'arrive pas à comprendre comment des photons émis dans ma direction pourraient ne jamais me parvenir??
Ou alors, il faudrait que mon mouvement relatif par rapport à la source soit supérieur à c, non?
Merci de m'éclairer!!

[deep_turtle]

OK, je te donnerai un exemple précis, sur une droite en expansion de cette situation. Là je dois filer mais si d'ici lundi je n'ai pas tenu ma promesse tu peux ...

[invitee9ed9cad]

La taille de l'univers observable ne bouge pas.
C'est ce que contient cet univers observable qui change.
Si tu regardes quelqu'un s'éloigner doucement dans la nuit avec une bougie allumée, au bout d'un moment tu ne verras plus la lumière, ça ne veut pas dire que tu vois moins loin mais simplement que la bougie s'éloigne.
Ca ne change en rien tes capacités visuelles.

[invitee9ed9cad]

salut,

je n'arrive pas à comprendre comment des photons émis dans ma direction pourraient ne jamais me parvenir??
Ou alors, il faudrait que mon mouvement relatif par rapport à la source soit supérieur à c, non?
Merci de m'éclairer!!

Ba il me semble qu'a ce jour on arrive a "voir" juste apres l'emission du rayon de fond cosmologique (a peu de choses près).
C'est a dire au plus loin que l'on puisse voir (même si l'on pourra certainement notoirement améliorer la résolution dans le futur)
ca veut dire qu'on voit les plus anciennes émissions de l'univers, lorsqu'elle sont assez puissantes pour être vues.
Donc l'expansion n'a pas l'air d'éloigner les objets les plus distants de l'univers a une vitesse supérieure à c.
Quand on regarde a 13Gal on voit ce qui s'est passé il y a 13Gal, rien ne dit qu'on pourra encore voir quelque chose de cette émission dans 2Gal


Mais dans l'absolu, il n'est pas impensable que l'expansion puisse depasser c :
Ce qui a une vitesse d'éloignement supérieure a c n'est simplement pas dans notre cone de causalité, pas plus maintenant qu'il ne l'a jamais été.
Ce qui est important avec c c'est qu'aucune information ne puisse depasser cette vitesse.
Dans l'hypothèse de cones de causalité distincts, il n'y a pas d'informations echangée je ne pense pas qu'on puisse parler de violation de c.

[invite73192618]

En attendant deep_turtle qui ne devrait plus tarder, quelques petites remarques..

comment des photons émis dans ma direction pourraient ne jamais me parvenir?? Ou alors, il faudrait que mon mouvement relatif par rapport à la source soit supérieur à c, non?

Imagine un rayon lumineux qui normalement t'arrive en 2.10^9 ans: si l'espace double de taille tous les 10^9 ans, alors le signal ne t'arrivera jamais, puisque arrivé à la moitié du chemin, la distance restante sera devenue aussi grande que la distance de départ! (faudrait faire une intégrale pour calculer ça correctement -sans parler de l'accélération de l'expansion qui rajoute une complication supplémentaire, mais ça donne déjà une idée).

La taille de l'univers observable ne bouge pas.

Bien sur que si! Même sans parler d'expansion, l'univers observable est une notion qui mèle le temps et l'espace: 1 milliard d'années après le big bang, l'univers observable est de 1 milliard d'année-lumière, après 10 milliards d'années...

(même si l'on pourra certainement notoirement améliorer la résolution dans le futur)

Non! Ce rayonnement correspond au moment où l'univers devient assez froid pour être transparent aux photons, on ne peut donc espérer voir quelquechose dans l'électromagnétique datant d'avant lui. Par contre c'est vrai qu'en s'intéressant aux ondes gravitationnelles (qu'on est pas capable de détecter encore...), on devrait pouvoir remonter plus loin.

Ce qui a une vitesse d'éloignement supérieure a c n'est simplement pas dans notre cone de causalité,

Tout à fait, c'est pour ça que j'imagine qu'un trou noir isolé, avec l'accélération de l'expansion de l'univers, finit par constituer son propre univers, et concentre alors l'ensemble de l'énergie de cet univers.

[invitee9ed9cad]

Bien sur que si! Même sans parler d'expansion, l'univers observable est une notion qui mèle le temps et l'espace: 1 milliard d'années après le big bang, l'univers observable est de 1 milliard d'année-lumière, après 10 milliards d'années...

Désolé, mais c'est ce qui est observable qui change et en rien les facultés d'observation ...
Les caractéristiques physiques du photon n'ont PAS BOUGE entre 1Ga et 13Ga
Sinon cela voudrait dire que les lois physiques sont élastiques.
L'univers observable est LE MÊME entre 1Ga apres le BB et 13Ga apres le BB, seule sa composition aura un peu évolué (renforcement des anisotropies)

Non! Ce rayonnement correspond au moment où l'univers devient assez froid pour être transparent aux photons, on ne peut donc espérer voir quelquechose dans l'électromagnétique datant d'avant lui. Par contre c'est vrai qu'en s'intéressant aux ondes gravitationnelles (qu'on est pas capable de détecter encore...), on devrait pouvoir remonter plus loin.

Perdu ! faut pas lire trop vite sinon on comprend mal ce qu'on lit :
je ne parle EN RIEN, ni nulle part, de voir quelque chose avant le 3K ...
je parle d'AMELIORER la résolution, donc d'avoir une image plus nette de la période post 3K
ce qui n'est pas un luxe au vu des clichés correspondants a cette période

[mtheory]

La taille de l'univers observable ne bouge pas.
C'est ce que contient cet univers observable qui change.
Si tu regardes quelqu'un s'éloigner doucement dans la nuit avec une bougie allumée, au bout d'un moment tu ne verras plus la lumière, ça ne veut pas dire que tu vois moins loin mais simplement que la bougie s'éloigne.
Ca ne change en rien tes capacités visuelles.

La taille de l'Univers ,tout comme la taille de l'Univers observable(l'horizon des événement) CHANGE avec le temps, c'est parfaitement évident et expérimentalement établit!!

[invite73192618]

je ne parle EN RIEN, ni nulle part, de voir quelque chose avant le 3K ...

Ah oui! Mes excuses pour avoir surinterprété ton message sur ce point!

Par contre sur la taille de l'univers observable je suis sur à 99.99% que tu fais fausse route: pour observer quelquechose, il faut que la lumière ai le temps de te parvenir. Hors, tu le sais l'univers n'existe que depuis 13.7 Ga, tu ne peux donc pas voir quelquechose qui se situe à plus de 13.7 Gal, vu que la lumière a pas eu le temps de te parvenir. Quand l'univers aura 15 Ga, alors tu pourras voir des choses se situant à 15 Gal, et quand il avait 1 Ga, l'univers observable était de 1 Gal... bref la taille de l'univers observable augmente avec le temps (à une vitesse de c si on nonobste l'expansion). Maintenant si on ajoute l'expansion de l'univers, alors l'augmentation de la taille de l'univers observable n'est plus aussi rapide, et si l'expansion continu à s'accélérer, alors on peut même imaginer une stabilisation de l'univers observable (si l'expansion=c), voir une diminution (expansion>c).

[invite37cfff3c]

La taille de l'Univers ,tout comme la taille de l'Univers observable(l'horizon des événement) CHANGE avec le temps, c'est parfaitement évident et expérimentalement établit!!

J'aimerais bien savoir comment moi.

Quelle est donc la ou les experience(s) permettant de montrer que l'univers observable diminue?

Là, j'avoue, je suis curieux.

Dans un univers en expansion, surtout accelerée, c'est effectivement ce qui se passerait. Pas de problème.
Je ne remets meme pas en cause l'expansion le big bang et tout ca mais l'experience en question me fascine.. Ca doit le faire waoh!

[mtheory]

J'aimerais bien savoir comment moi.

Quelle est donc la ou les experience(s) permettant de montrer que l'univers observable diminue?

Là, j'avoue, je suis curieux.

Dans un univers en expansion, surtout accelerée, c'est effectivement ce qui se passerait. Pas de problème.
Je ne remets meme pas en cause l'expansion le big bang et tout ca mais l'experience en question me fascine.. Ca doit le faire waoh!

J'ai dit que l'horizon changeait,j'ai rien dit sur son augmentation ou sa diminution.

[invite73192618]

(...) on peut même imaginer une stabilisation de l'univers observable (si l'expansion=c), voir une diminution (expansion>c).

Désolé pour l'autocitation, mais là j'ai dit une grosse connerie! Si expansion=c, alors l'univers observable se réduit à un point tout simplement. En fait, à partir du moment où l'univers connait une expansion, alors sa taille maximale devient une constante, calculable en fonction de c et du taux d'expansion (il faudra que je me creuse un peu plus pour trouver la fonction exacte, désolé!). Donc dans un univers en expansion accélérée, la taille maximale théorique de l'univers diminue forcément.

A+
G.

[deep_turtle]

comment des photons émis dans ma direction pourraient ne jamais me parvenir?? Ou alors, il faudrait que mon mouvement relatif par rapport à la source soit supérieur à c, non?

Imagine un rayon lumineux qui normalement t'arrive en 2.10^9 ans: si l'espace double de taille tous les 10^9 ans, alors le signal ne t'arrivera jamais, puisque arrivé à la moitié du chemin, la distance restante sera devenue aussi grande que la distance de départ!

Très bien formulé ! Après on peut effectivement le montrer sur un exemple explicite mais j'ai l'impression que tout est dit...

Si expansion=c, alors l'univers observable se réduit à un point tout simplement

Attention, l'expansion ne se mesure pas avec une vitesse, et ne peut être comparée à c ! L'expansion dit comment changent les longueurs au cours du temps. Comme d[longueur] est proportionnel à [longueur]*[temps], la constante de proportionnalité a la dimension de l'inverse d'un temps. En effet c'est la "constante de Hubble" H qui donne la mesure de la rapidité d'expansion, et elle s'exprime en km/s/Mpc, elle a bien la dimension inverse de celle d'un temps...

Il n'y a donc aucun lieu de comparer H à c... Par contre on pourrait être tenté de comparer la vitesse relative d'un objet lointain par rapport à nous, à la vitesse de la lumière et on trouve si on applique naïvement la loi de Hubble que certains objets s'éloignent de nous plus vite que la lumière. Aucun paradoxe cependant comme cela a été discuté pas mal de fois dans ce forum !

[invite73192618]

Quelques petites questions:

1. l'expansion est-elle isotrope (est-ce que sa mesure n'est pas limitée techniquement à une région particulièrement vide de l'espace)?

2. est-ce vrai que l'expansion limite la taille de l'univers observable? si oui comment le calculer?

3. y a-t-il une limite à la vitesse d'expansion de l'univers? Est-elle affectée par le contenu en matière ou en énergie?

et

Spécial mtheory: quel est le rapport entre expansion et entropie?

Spécial deep_turtle: Mpc = mégaparsec? Une vitesse se mesure en d/t, H en km/s/Mpc, c'est à dire en d^2/t. Pourquoi parler de dimension inverse du temps, qui serait plutôt en t/d?

[deep_turtle]

Spécial deep_turtle: Mpc = mégaparsec? Une vitesse se mesure en d/t, H en km/s/Mpc, c'est à dire en d^2/t. Pourquoi parler de dimension inverse du temps, qui serait plutôt en t/d?

Oui, Mpc = mégaparsec. Pour l'unité l'écriture est ambiguë (mais standard...), ce sont des km/s par unité de Mpc (la vitesse de récession qu'on gagne par Mpc d'éloignement) , les longueurs se simplifient bien...

[invite37cfff3c]

J'ai dit que l'horizon changeait,j'ai rien dit sur son augmentation ou sa diminution.

Ce n'est pas du tout ma question.

la taille de l'Univers observable(l'horizon des événement) CHANGE avec le temps, c'est parfaitement évident et expérimentalement établit!!

C'est le "experimentalement" qui me pose un problème. Augmenter ou diminuer ne change pas la problèmatique.
Je voudrais savoir quelle est l'experience en question.

[mtheory]

A partir du moment où tu as observé l'expansion de l'Univers en accord avec les modèle FRW en relativité générale, tu as automatiquement un horizons des événement qui évolue avec le temps.
Tu ne peux pas échappé à cette conclusion.

[invite37cfff3c]

Une Observation n'est pas une Experience. Elle ne fournit qu'une description, pas une démonstration (empirique en l'occurrence).

[invite37cfff3c]

Petite correction :
Une observation est le moyen de lire le résultat d'une experience.
Voila qui lève une ambiguité potentielle.

[deep_turtle]

Il y a une ambiguïté de toutes façons, car dans le domaine de l'astronomie on ne peut pas vraiment faire des expériences (en choisissant un protocole expérimental) mais juste recueillir des observations, en espérant que celles-ci recouvrerons des conditions physiques assez variées pour pouvoir en inférer les rôles de tous les paramètres de la théorie. La nature scientifique de l'astronomie a été longuement débattue et je crois que les épistémologues se sont mis d'accord pour élargir les critères que doit satisfaire une discipline pour être scientifique (c'est le même problème en sciences humaines avec l'histoire...).

[mtheory]

Une Observation n'est pas une Experience. Elle ne fournit qu'une description, pas une démonstration (empirique en l'occurrence).

Si tu as un modèle cosmologique qui te dis que la lumière doit être décalé vers le rouge selon une certaine loi tu fais l'expérience de mesurer ce décalage en fonction des distances,c'est une question de mots.
Il faut bien voire ,de toute façon,qu'une fois que tu as les équations d'Einstein tu DOIT avoir un Univers en évolution.
Lorsque tu applique ces équations avec la physique nucléaire et atomique tu fais des prédictions mesurables.Ex plus tu regarde loin plus le rayonnement doit être chaud,tu observe par example que les niveaux d'énergire de certaines molécules sont exitées par le CMB dont la température est plus chaude que 3°K dans le passé exactement comme tu t'y attends.
Donc au moins depuis la première seconde,pour être large, l'essentiel du modèle du Big Bang est correcte et il y a automatiquement une évolution de l'horizons des événements .
C'est une conséquence obligatoire de la propagation à vitesse finie de la lumière dans un Univers jeunne et en expanssion avec sa vitesse mesurée tel que le nôtre.
Fait des diagrammes avec des cônes de lumière cela sera évident pour toi.

[DonPanic]

Slu

Une Observation n'est pas une Experience. Elle ne fournit qu'une description, pas une démonstration (empirique en l'occurrence).

N'importe quoi ! quand Halley prédit le retour de la comète, et qu'elle revient à la date prédite,
si ce n'est pas une démonstration de la validité de sa théorie, on se demande bien ce que tu appelles une démonstration.

[invite37cfff3c]

N'importe quoi ! quand Halley prédit le retour de la comète, et qu'elle revient à la date prédite,
si ce n'est pas une démonstration de la validité de sa théorie, on se demande bien ce que tu appelles une démonstration.

Faux, ceci est justement une experience parce qu'il y'a prédiction d'un résultat et lecture ultérieure d'icelui. Il fait ça pour plusieurs comètes et il a une démonstration emprique du modéle.

[invite37cfff3c]

(...) Fait des diagrammes avec des cônes de lumière cela sera évident pour toi.

C'est déjà évident pour moi (c'est pas comme si c'était compliqué) mais ce n'est pas en escamottant les observations contradictoires qu'une démonstration devient valide.
Ce que je veux dire c'est que le manque de rigueur et le dogmatisme en cosmologie sont exaspérants.

Et puis pour tout dire je ne suis même pas en désaccord avec le big bang ou plutôt le modèle standard. C'est du descriptif à donf et même pas utile pour faire de la physique utile.
Mais des scientifiques éminents (des prix nobel et tout) le sont en désaccord et c'est comique... ou plutot effrayant.

[mtheory]

C'est déjà évident pour moi (c'est pas comme si c'était compliqué) mais ce n'est pas en escamottant les observations contradictoires qu'une démonstration devient valide.
Ce que je veux dire c'est que le manque de rigueur et le dogmatisme en cosmologie sont exaspérants.

Et puis pour tout dire je ne suis même pas en désaccord avec le big bang ou plutôt le modèle standard. C'est du descriptif à donf et même pas utile pour faire de la physique utile.
Mais des scientifiques éminents (des prix nobel et tout) le sont en désaccord et c'est comique... ou plutot effrayant.

Quels manques de rigueur en cosmologie?Le modèle standard a toujours été prédictif et ses prédictions testables et testées.
Si tu fait références à Alfven,Hoyle saches qu'ils disent n'importe quoi et n'écoutaient pas les objections théoriques et expérimentales qu'on leur présentait.Narlikar est plus mesuré mais il se trompe,Arp j'avoue que je n'ai pas d'opinions.

[invitee9ed9cad]

Ce que je veux dire c'est que le manque de rigueur et le dogmatisme en cosmologie sont exaspérants.

pardon ?
Tu connais une science (à part la biogénétique) qui evolue aussi vite que la cosmologie toi ?
Moi non
presque chaque mois on a des nouvelles d'amélioration de mesures et de progrès dans tel ou tel domaine.
dogmatisme mon cul, tu parles pour ne rien dire là ...
Manque de rigueur quand on te lis certes, mais pas quand je lis des ouvrages de cosmologie.

[invitee9ed9cad]

bon ba pour l'admin : je me suis laisser un peu aller juste au dessus je suis désolé
je n'ai pas a faire mention d'une partie aussi personnelle de mon anatomie, fut-elle croustillante.

[DonPanic]

Faux, ceci est justement une experience parce qu'il y'a prédiction d'un résultat et lecture ultérieure d'icelui. Il fait ça pour plusieurs comètes et il a une démonstration emprique du modéle.

Pinaillage, l'arrivée de la comète est une observation, pas une expérience.
Idem la relativité, elle n'a pas été émise adhoc pour rendre compte de l'excès d'avance du périhélie de Mercure

[invite37cfff3c]

Pinaillage, l'arrivée de la comète est une observation, pas une expérience.
Idem la relativité, elle n'a pas été émise adhoc pour rendre compte de l'excès d'avance du périhélie de Mercure

Décidement c'est difficile à saisir.
La premiere ou l'unique observation d'un phénomène n'est pas une experience scientifique en soi. C'est seulement s'il y'a prédiction et vérification qu'il y'a démarche scientifique.

Si les comètes ne revenaient pas il serait bien du cul le gars.

De plus, il est bien facile de citer un exemple de démarche scientifique (prédictions d'Einstein et vérifications multiples) pour redorer le blason d'une science aussi tarée que la cosmologie d'aujourd'hui qui n'en finit pas de se perdre en conjectures.