[questions d'ouvrier] expansion, métrique, G et Cie...

[Sethrius]

Je suis désolé d'empiéter sur ta conversation Alzen, mais j'ai juste une petite question à poser pour avoir la certitude d'avoir bien compris ce principe de base.

Dans le vide, la lumière "va tout droit" dans le vide, et ce même quand on la considère comme déviée près du Soleil.

La lumière définie donc "le quadrillage" ainsi que les lignes "droites" dans un espace courbe. Cela veut bien dire que quelque soit les perturbations que rencontrent la lumière sur son chemin, tel qu'une planète ou une étoile à neutron, (qui altèrent l'espace-temps) ce chemin constituera une ligne droite ?

Par ailleurs, l'expansion de l'univers correspond donc à une dilatation de ce quadrillage ou espace-temps à des échelles atteignant les centaines d'années lumières, en deçà l'intensité de l'interaction gravitationnelle prend le pas sur l'expansion.

Où se cache l'erreur ?

Merci
-----

[Gilgamesh]

La lumière définie donc "le quadrillage" ainsi que les lignes "droites" dans un espace courbe. Cela veut bien dire que quelque soit les perturbations que rencontrent la lumière sur son chemin, tel qu'une planète ou une étoile à neutron, (qui altèrent l'espace-temps) ce chemin constituera une ligne droite ?

Oui. Et puisque le terme ligne droite serait un peu confusant, on va parler de géodésique plutôt.

Par ailleurs, l'expansion de l'univers correspond donc à une dilatation de ce quadrillage ou espace-temps à des échelles atteignant les centaines de millions d'années lumières, en deçà l'intensité de l'interaction gravitationnel prend le pas sur l'expansion.

Oui, tant que la vitesse de chute libre des masse les unes sur les autres résultant de l'action de la gravité dépasse le flux de Hubble (l'expansion), alors on peut avoir condensation et donc augmentation de cette force motrice et in fine effondrement gravitationnelle (plus la distance diminue, plus la force augmente et plus la vitesse de récession Hd diminue). Au dela, d'un certain seuil le flux de Hubble supplante la vitesse de chute libre, et l'effet boule de neige joue dans l'autre sens : la distance augmente ce qui a pour effet concommitant de diminuer la force de gravité et d'augmenter la vitesse de récession.



a+

[invité576543]

tu veux bien nous faire un petit crobart ?

Taper quelques lignes ça me prend quelques dizaines de secondes, faire un dessin, c'est plus long. Je dis pas non, mais faut me laisser le temps.

Cordialement,

[Sethrius]

Au dela, d'un certain seuil le flux de Hubble supplante la vitesse de chute libre, et l'effet boule de neige joue dans l'autre sens : la distance augmente ce qui a pour effet concomitant de diminuer la force de gravité et d'augmenter la vitesse de récession.
a+

D'accord tout s'explique !

Ces deux forces opposés dessinent donc les grandes structures de notre univers. Cela voudrait dire que les galaxies relativement proches auront tendance à s'agglomérer les unes aux autres pour former des structures (amas de galaxies). Et au contraire celles éloignées s'écarteront encore davantage expliquant ainsi la formation de superamas séparés par d'immenses zones de vides.

A ce propos peut on exprimer algébriquement à l'aide d'une simple (je ne suis qu'en TS ) relation d'égalité l'échelle à la quelle ces deux forces s'annulent ?

D'autre part, c'est peut-être un peu présomptueux mais est-il possible de parler d'interaction pour ce flux de Hubble et ainsi le placer sur le même plan que l'interaction forte/faible/gravitationnelle/électromagnétique?

Merci

[invité576543]

Ces deux forces opposés dessinent donc

Quelles forces au pluriel? Il n'est question de d'une seule force dans le texte cité de Gilgamesh, non?

Cordialement,

[Sethrius]

Quelles forces au pluriel? Il n'est question de d'une seule force dans le texte cité de Gilgamesh, non?

Cordialement,

Oui je fais référence à l'interaction gravitationnelle et au flux de Hubble cité par Gilgamesh.

Merci

[Alzen McCAW]

j'attendrai, le jour et ...

Cà m'aidera . Pour le moment j'ai à peu près ça en tête:

[Alzen McCAW]

...mais du coup, quand j'essaye d'interpréter avec les segments, j'ai un peu de mal pour dire où est le monde "perçu" et le monde "réel"...

L'écart entre "noyau de deux perles imaginaires consécutives" schématise la distance unitaire du quadrillage.

Dans le monde de gauche :

• peut-être que si je place des miroirs à chaque point B, P1,P2, P3 et C, je pourrai vérifier ces équivalences avec un rayon lumineux ?
• quand Alzen est en A et Alex en C, il sont peut-être d'accord sur les longueurs et une trajectoire de la lumière parallèle à la frontière bleue ?

Dans le monde de droite : chuis paumé!

• Cependant, Alzen et Alex, avec la même unité, ont l'air de mesurer, chacun dans leur localité respective, les mêmes distances.
• Mais que voient-ils l'un de l'autre, si Alzen est en A (confondu avec A' et A")
• en fait, là, c'est , rien que O_AO_C < 5O_AO_B
• Alors pour le reste... Mais par où donc passe la lumière ?

les petite flèches bleues c'est pour figurer une sorte de tension qui "tord" les distances, mais quid d'une représentation de l'effet gravité et de l'autre dû à l'expansion ?

vivement la TS, si j'y arrive un jour, mon cerveau devrait être bien mieux équipé pour réfléchir déjà non ?

[Alzen McCAW]

vous parvenez à lire qu'tte chose sur le schéma par chez vous ?

[invité576543]

vous parvenez à lire qu'tte chose sur le schéma par chez vous ?

Oui...

...mais du coup, quand j'essaye d'interpréter avec les segments, j'ai un peu de mal pour dire où est le monde "perçu" et le monde "réel"...

Mon analogie avec arc et corde n'est qu'une analogie. La transposer directement n'est pas simple. Faudrait que j'y réfléchisse mieux, en particulier comment le temps intervient.

Mais le dessin capture bien une partie de l'idée: des petites mesures locales prises comme approximations valables à petite échelle donnent des erreurs relatives de plus en plus grande quand on les additionnent.

Le dessin que j'aurais fait est celui de droite, mais pas avec la ligne A'C', mais avec (pour la plus grande longueur), O_AO_C. La longueur de ce segment est plus courte que la somme des longueurs des segments unitaires verts.

Cordialement,

[Alzen McCAW]

... en particulier comment le temps intervient.

ben justement, je me demandais si on figure le trajet de la lumière sur une distance, cela ne suffisait pas ?

mais je n'ai pas su où y dessiner une géodésique de lumière.
et dans ce type de schéma comment trouver une mise en évidence de la gravitation et de l'expansion, pourrait-on le faire avec des "sortes" de vecteurs ou des surfaces (champs?) ?


coucou Gilgamesh, tu fait de trés beaux dessins toi ! Cela te brancherai-t'il de nous aider ?



come back after s-pool...
respectueusement,
Alzen

[Gilgamesh]

D'accord tout s'explique !

Ces deux forces opposés dessinent donc les grandes structures de notre univers.

Comme l'a pointé mmy, il n'y a qu'une force dans mon propos. L'expansion n'est pas une force exercée sur les masses. C'est un effet sur l'espace (les distances entre les objets) et non sur le contenu matériel de cet espace. C'est fondamentalement très différent.

Cela voudrait dire que les galaxies relativement proches auront tendance à s'agglomérer les unes aux autres pour former des structures (amas de galaxies). Et au contraire celles éloignées s'écarteront encore davantage expliquant ainsi la formation de superamas séparés par d'immenses zones de vides.

Oui, c'est bien ça.

A ce propos peut on exprimer algébriquement à l'aide d'une simple (je ne suis qu'en TS ) relation d'égalité l'échelle à la quelle ces deux forces s'annulent ?

Je retrouve plus mon ancien post

Mais oui, c'est conceptuellement assez simple.

La vitesse limite de chute libre v_L à la distance R c'est la vitesse de libération à cette distance.



La vélocité du flux de Hubble v_H c'est :



On pose v_H = v_L



Si on imagine que la masse M est répartie uniformément dans un volume de rayon R et de densité uniforme (hypothèse d'homogénéité de l'Univers) :



On a :



En fixant R à 1 on a l'expression de la densité critique de l'Univers.

D'autre part, c'est peut-être un peu présomptueux mais est-il possible de parler d'interaction pour ce flux de Hubble et ainsi le placer sur le même plan que l'interaction forte/faible/gravitationnelle/électromagnétique?

C'est bien un effet de la gravitation, on pourrait même dire que c'est la gravitation elle même, et purement que cela, mais toute l'idée sous jacente est d'en faire un effet sur le référentiel c'est à dire de le retirer du bilan des forces pour en faire un pur effet sur la géométrie de l'espace-temps.

En gros, l'explication de la force de gravitation c'est que ce n'est pas une force . Et autant on peut négliger cette coquetterie du langage quand on parle de la Terre et de la Lune autant, quand ça aboutie a un effet comme l'expansion, alors il faut prendre au sérieux la Relativité Générale parce que si on fait de l'expansion une force dans ce cas là y'a plus rien qui rentre dans les cases.

a+

[Gilgamesh]

coucou Gilgamesh, tu fait de trés beaux dessins toi ! Cela te brancherai-t'il de nous aider ?

Là comme ça j'ai pas trop d'idée graphique à proposer, mais je peux y réfléchir.

a+

[Sethrius]

Comme l'a pointé mmy, il n'y a qu'une force dans mon propos. L'expansion n'est pas une force exercée sur les masses. C'est un effet sur l'espace (les distances entre les objets) et non sur le contenu matériel de cet espace. C'est fondamentalement très différent.

Ok, elle n'agit pas sur les objets eux mêmes mais sur l'espace. Ce qui revient indirectement, à la même chose. Dumoins en ce qui concerne les observations.

La vitesse limite de chute libre v_L à la distance R c'est la vitesse de libération à cette distance.


La vélocité du flux de Hubble v_H c'est :



On pose v_H = v_L

J'ai refais les calculs mais j'ai trouvé un résultat différent quant à l'expression de R en fonction de la vélocité du flux de Hubble et de la vitesse de chute libre :



Donc








Lorsque que tu fais mention de la densité critique de l'univers cela n'a pas un rapport avec sa topologie par hasard (je crois avoir vu des sujet en rapport avec cela) ?

En gros, l'explication de la force de gravitation c'est que ce n'est pas une force . Et autant on peut négliger cette coquetterie du langage quand on parle de la Terre et de la Lune autant, quand ça aboutie a un effet comme l'expansion, alors il faut prendre au sérieux la Relativité Générale parce que si on fait de l'expansion une force dans ce cas là y'a plus rien qui rentre dans les cases.

Pour résumé, tu veux dire que le flux de Hubble, est un effet sous jacent de la gravitation universelle. C'est à dire que théoriquement on doit le prendre en considération dans les equations mais par soucis de simplification (à l'échelle du système solaire voir de la galaxie)

[Gilgamesh]

J'ai refais les calculs mais j'ai trouvé un résultat différent

Oups, tu as raison j'ai simplifié de travers.

Lorsque que tu fais mention de la densité critique de l'univers cela n'a pas un rapport avec sa topologie par hasard (je crois avoir vu des sujet en rapport avec cela) ?

Avec sa courbure, la topologie n'est pas fixée par la RG. Si la topologie est simplement connexe, une densité d'énergie supérieur à la densité critique est associée à une espace de courbure positive et négative en dessous de la densité critique. Et dans cette densité d'énergie il faut compter toutes les formes d'énergie, dont la constante cosmologique.

Pour résumé, tu veux dire que le flux de Hubble, est un effet sous jacent de la gravitation universelle. C'est à dire que théoriquement on doit le prendre en considération dans les equations mais par soucis de simplification (à l'échelle du système solaire voir de la galaxie)

Sans même simplifier les équations : un espace strictement homogène va se diluer uniformément, mais en cas de fluctuation de la densité, ce fluide va s'effondrer localement autours des germes constitués par les inhomogénéité pour former des galaxies et des étoiles. Et localement, le potentiel de gravitation sera suffisant pour empêcher le contenu de suivre le flux de Hubble.


a+

[Alzen McCAW]

ben justement, je me demandais si on figure le trajet de la lumière sur une distance, cela ne suffisait pas ?

ben non justement...

Interprétation moderne
Si on applique la relativité générale à l'Univers tout entier, on est amené à décrire ce dernier par un espace-temps dans lequel les distances physiques entre deux points quelconques dépend explicitement du temps.
En particulier, la distance entre deux galaxies lointaines augmente au cours du temps. La théorie de la relativité permet aussi de calculer la façon dont la lumière se propage dans cet espace-temps aux distances changeantes. On trouve alors que la lumière émise par un objet lointain est décalée vers le rouge. De plus, pour les objets pas trop éloignés de nous, ce décalage est conforme à la loi de Hubble. Par contre, pour les objets plus lointains, des différences notables apparaissent.

[_Goel_]

Un petit bonjour à Alzen pour signaler plusieurs points qui méritent d'être dit autrement que par MP :
- L'intelligence n'est pas liée au métier mais à l'individu : être ouvrier ne veut pas dire être imbécile ! (heureusement !)
- Ensuite l'intelligibilité de ton texte et de tes questions (orthographe, rédaction) sont largement au dessus de la moyenne du forum !

Et j'ai un conseil (que tu as sans doute suivi, mais bon, on sait jamais) : Se ballader sur wikipédia, qui dans le domaine scientifique est très bien documenté, avec très peu d'erreurs. il y a souvent photos et schémas à l'appui.

Mais surtout : n'hésite pas à poser toutes les questions qui t'intéressent ! Il n'y a pas de question idiote ! (avec une petite recherche au préalable pour voir si des questions similaires n'on pas été déjà posées)

Et il y a des sections bricolages/dépanages/techniques sur FS ou tu pourra sûrement être très utile pour répondre à des questions scientifiques que t'autres se posent...

quelques liens intéressants (pour pas être complètement HS)
http://fr.wikipedia.org/wiki/Univers
http://fr.wikipedia.org/wiki/Espace_temps
http://fr.wikipedia.org/wiki/Espace_(cosmologie)
etc...

[Alzen McCAW]

intermède hors sujet relatif au "préfixe" du titre : "[questions d'ouvrier]"


Rétrospectivement et mieux instruit de certaines considérations, je demande à la modération de bien vouloir statuer qu'un tel suffixe n'a aucune légitimité et qu'il est contraire à la Charte (et à mes convictions finalement) quand aux sentiments qu'il induit ainsi que sa répercussion possible dans une fonction "recherche".

Je présente mes sincères excuses à toute personne ayant lu ce fil.
Les questions que je pose et ma "capacité intellectuelle" n'engage que moi et ne veulent pas être perçus comme un possible étalon de classe. FSG ne saurait être tenu pour responsable, quiconque devant être persuadé qu'il ne s'agit là que de ma maladresse.


Amitiés sincères et respectueuses,
Alzen

[Carcharodon]

Salut Alzen McCAW (et les autres).

Je vois que Gilgamesh a craqué et a sorti l'arsenal des formules, mais faut avouer que ça ne nous parle pas beaucoup a nous autres, vulgarisés et nul en math (ouvriers ou non).

Alors je te propose de te reposter l'explication vulgarisée, au sujet de l'expansion uniquement, que j'avais mise il y a quelques mois a ce sujet, et qui, il me semble, permet de bien illustrer, de façon vulgarisée (donc compréhensible facilement par toi et moi), les effets de l'expansion et ses limites face à la gravitation :

l'univers est homogène et isotrope a très grande échelle, mais ne l'est plus du tout a moins grande echelle.
L'echelle a laquelle l'univers est homogène & isotrope est supérieure a la taille d'un amas de galaxie.
C'est a dire une taille proprement phénoménale.
Les amas de galaxie subissent en leur sein (entre les galaxies qui les composent) des perturbations gravitationnelles qui contrecarrent les effets de l'expansion. Pour simplement la faire disparaitre sous la pression exercée par les forces de gravitation du système.

l'univers est comme une mousse qui grossit.
la matière de l'univers se trouve très majoritairement sur les parois des bulles de cette mousse, regroupée sous forme de galaxies, et la taille des bulles croit lentement.
Les points de contacts entre plusieurs de ces bulles constituent les plus gros amas galactiques.

Contrairement a ce qui se passe au cœur, donc a l'intérieur d'une bulle de mousse, ou l'expansion opère et augmente progressivement le diamètre de la bulle, sur les parois, la ou il y a la grande majorité de la matière (sous forme de galaxie), cette dernière a tendance a se regrouper en paquets, en fonction des desequilibres gravitationnels locaux.
Instabilités gravitationnelles locales qui peuvent aboutir a des situations de telescopages de galaxies.

Avec l'augmentation progressive de la taille des bulles, ce qu'on appelle l'expansion, on assiste donc a deux phénomènes distincts :

1) le progressif éloignement des très grands amas les uns des autres, a cause de l'augmentation de la taille des bulles qui accroit la distance séparant les intersection de bulles, où ils sont localisés.
Cet effet est, bien entendu, cumulatif et abouti a des vitesses d'éloignement d'autant plus importantes que les amas considérés sont éloignés (donc séparés de plusieurs bulles)

2) A une concentration de la matière sur la paroi de ces bulles, et particulièrement a la jonction de plusieurs bulles.
Donc a un phénomène qui lutte contre l'expansion au niveau local, au point d'en faire disparaitre tout les effets et toute notion dans ces amas galactiques.
Sauf les amas qui s'étendent sur une distance prodigieuse, qui sont donc sur une grande partie de la paroi de la bulle et qui s'étiolent progressivement en général (tout en continuant de "s'effondrer" gravitationnellement en local) au fur et a mesure que la bulle grossit.

Alors quelle est la taille de ces bulles ?
Là j'aurais besoin d'un petit complément d'information
je sais qu'elles sont variables mais je ne me souviens plus vraiment des tailles.
ça doit osciller entre la 10aine et la centaine de millions d'al de mémoire défaillante (confirmé a postériori).

au final, il est simplement inutile de parler d'expansion a des échelles inférieures a ces bulles, a des echelles inférieures, donc, a plusieurs méga parsec.

Ca ne répond qu'a une partie de ta question, mais celle ci est assez vaste.

[Alzen McCAW]

@Sethrius (big-up pour la vérif) & Gilgamesh, formules nécessairement bienvenues

merci, Carcharodon, ...d'où l'image de l'éponge, ...
...Mais soit, gardons les bulles.

fait "voir" une géodésique là dedans ? d'une vue 3d, à une vue avec "t" et la déformation des espaces...