Pourquoi voit-on l'univers primaire ?

[invite3b2b4539]

Bonjour,
ma question peut sembler triviale , mais à chaque fois que l'on présente dans l'actualité une nouvelle avancée dans notre capacité à voir l'univers primaire, alors qu'il n'avait que un ou deux milliards d'années voire moins, je suis à chaque fois dérangé. En effet, comme rien ne va plus vite que la lumière et si l'on admet la théorie du big bang et donc l'expansion de l'univers, comment se fait-il que la lumière de cet univers primaire ne nous ai pas déjà dépassé ? De plus quand notre univers était relativement jeune, sa taille devait être beaucoup plus réduite, la distance à parcourir entre des objets existant il y a 12 ou 13 miliards d'années et l'espace occupé aujourd'hui par notre système solaire devait donc être beaucoup plus petite. La lumière de ces objets n'avait donc pas un univers aussi grand à traverser et même si il s'étend, sa vitesse d'expansion est certainement très inférieure à 3.10⁵ km/s, elle aurait donc dû avoir toutes les chances de nous "rattraper".
Evidemment, les astrophiciens ne se trompant certainement pas sur ce genre de découverte, on voit encore l'univers tel qu'il était il y a plus milliards d'années. Ma question en entraînera alors une autre, quelles sont les limites de remontée dans le temps dans l'observation de l'univers ?


Nicolas
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[invite6ed3677d]

Bonjour,

Ce dont tu parles est le fond cosmologique. Il s'agit de la première lumière émise dans l'univers, parce que les photons (la lumière) n'étaient plus capturés par les électrons (je passe sur les détails, ca s'appelle la recombinaison, ca s'est passé 300 000 ans après le bigbang si je ne me trompe pas.)

Il y a 13 milliards d'années, il n'y avait pas encore d'objets créés.

Maintenant, si l'expansion de l'univers était plus "lente" que la propagation de la lumière, on en verrait le bord ...

La limite d'observation est donc une sphère centrée sur l'observateur dont le rayon grandit à la vitesse de la lumière.

[invitef3473336]

Pour être plus précis, c'est parce que le big bang a eu lieu partout dans l'univers (et en gros nous sommes à l'interieur). A l'époque, l'univers etait petit et très chaud...
L'inflation a fait enfler enormement la taille de l'univers.
La recombinaison a eu lieu bien après l'inflation à une époque où il était dejà immensement grand.

De fait, nous recevons les photons qui ont été émis au moment de la recombinaison à 13,7 milliard d'années lumière de nous (enfin, il faut tenir compte de l'expansion etc etc), mais en gros c'est ça.

cdlt

[invite417be55c]

Il faut préciser que l'inflation c'est une phase où l'expansion de l'univers s'est faite plus vite que la lumière, ce qui est possible selon la relativité générale, et ça ne contredit pas la relativité restreinte puisque localement les objets ont des vitesses bien plus petites que c, mais c'est l'espace qui grandit plus vite.

Donc, l'univers actuel est bien plus grand que l'univers visible, ceci est possible grâce à l'inflation.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitef92586a2]

Ca n'explique toujours pas comment il se fait que la lumière émise au début ne nous ai pas dépassés... Je suis comme Nicoaen, je bute la dessus.

[invite417be55c]

Je n'ai pas compris la question. Ca veut dire quoi dépassé ?

[invite6ed3677d]

La lumière que nous voyons a simplement été émise de plus loin (mais au même moment) que celle que nous avons déjà recu. Il ne s'agit pas de l'image d'une sphère (la surface "intérieure" d'une boule) mais de tout l'univers. Le CMB que l'on observe actuellement a été émis pas toutes les régions qui se trouvent à X années lumières, où X est l'age de la recombinaison.

[invite6ed3677d]

Peut-être que ce sera plus clair avec une analogie.

Les photons sont des petits cailloux suspendus au dessus d'une mare. A la recombinaison, ce qui retient les cailloux disparait (les électrons se combinent autour des noyaux). Ils tombent tous dans la mare, sur toute sa surface. les vagues qu'ils produisent se déplacent toutes à la même vitesse mais, pour un observateur à un endroit donné sur la mare, elles ne vont pas toutes arriver en même temps. Donc, l'observateur va constamment voir une image de la recombinaison (une série de vagues) mais qui aura été créé de plus en plus loin, à mesure que le temps s'écoule. Et ce, quelque soit la forme ou l'expansion de la mare.

C'est pas une notion facile à comprendre ...

[invite417be55c]

Il faut admettre que l'univers est bien plus grand que ce que nous pouvons voir, ce qui veut dire qu'il y a des objets plus loin que 13.7 années lumière (qui est l'âge de l'univers)

[Garion]

Ca n'explique toujours pas comment il se fait que la lumière émise au début ne nous ai pas dépassés... Je suis comme Nicoaen, je bute la dessus.

Blackmatter a répondu. Le big bang n'a pas eu lieu en un point mais partout à la fois. Du coup, il y a toujours des photons pour nous arriver à n'importe quel moment et de toutes les directions à la fois.

[f6bes]

Ca n'explique toujours pas comment il se fait que la lumière émise au début ne nous ai pas dépassés... Je suis comme Nicoaen, je bute la dessus.

Bjr arglosse...
Ben si effectivement elle peut nous"dépasser."
Reste à savoir quel "sens" tu donnes à ce mot.
Petite explication:
Suppose un photons (ou plus) qui proviennent de TRES LOIN.
Sur son chemin, il y a deux ALTERNATIVES,
soit il RENCONTRE ton oeil (et tu VERRAS), soit il passe à coté et tu ne peux le VOIR (tu l'ignoreras TOUJOURS).
De meme ce (s) photons (on va parler du VISIBLE) peuvent TRES BIEN passer à PROXIMITE de la Terre dans le vide intersellaire.
La pareil on ne peut les voir par "l'arriére" comme des feux rouges de véhicules.
On peut dire qu'il nous on "dépassé",mais on ne peut les voir.
Et il y en a à tout instant !!!
Pour etre VISIBLE un photon doit terminer sa vie dans ton oeil. Tout ce qui passe à coté est INCONNU .
Bonne journée

[invite3b2b4539]

Ok, cette histoire de recombinaison m'éclaire si je puis dire . Du coup, si je comprends bien, on verra le moment de cette recombinaison tant que la lumière du "bout" de l'univers ne nous aura pas atteint ?
En fait ce fond cosmologique ne serait-il pas un abus de langage ? Le fond n'étant que ce que l'on arrive à voir, il serait donc repoussé à chaque seconde que l'on en verrai un peu plus.

Mais alors, concernant l'univers, comme il n'a pas de bord au sens courant : on ne peut aller au delà de la limite, puisqu'il n'y a rien au délà, pour la bonne raison que l'univers contient tout, j'ai entendu parler d'une théorie qui dit que passer à travers cette limite nous ferait apparaître à l'autre extrémité. La première lumière de la recombinaison une fois arrivée au bout réapparaîtrai à l'autre extrémité ? On pourrai donc voir le fond cosmologique indéfiniment ? Et même voir ce qui s'est passé par la suite continuellement ?

En tout cas merci pour vos réponses !

ps : par "dépassé", j'étais simplement dans une vision sans recombinaison et sans inflation préalable je voulais simplement dire que la lumière aurait inévitablement été plus vite que l'expansion.

[invite88ef51f0]

En fait ce fond cosmologique ne serait-il pas un abus de langage ?

Quand les cosmologistes parlent de "fond" ce n'est pas au sens "fond de l'univers" mais "fond du ciel". Quand on observe, on voit les différents objets et derrière ce fond.

Mais alors, concernant l'univers, comme il n'a pas de bord au sens courant : on ne peut aller au delà de la limite, puisqu'il n'y a rien au délà, pour la bonne raison que l'univers contient tout, j'ai entendu parler d'une théorie qui dit que passer à travers cette limite nous ferait apparaître à l'autre extrémité. La première lumière de la recombinaison une fois arrivée au bout réapparaîtrai à l'autre extrémité ? On pourrai donc voir le fond cosmologique indéfiniment ? Et même voir ce qui s'est passé par la suite continuellement ?

Si la topologie de l'univers est complexe, comme tu le décris, alors un bon moyen de s'en rendre compte est d'observer les corrélations dans le fond diffus. En effet, la lumière d'un point donné pourrait arriver par plusieurs endroits, donc quand on regarde dans ces différentes directions ce qu'on voit doit être corrélé. Je dirais que c'est le test principal pour étudier la topologie de l'univers (car le fond diffus permet de voir tout l'univers observable d'un coup), mais pour l'instant ça n'a rien donné de convaincant.