Quelques petites questions de cosmologie...

[invited17825bc]

Bonjour chers cosmophiles!

Je suis intéressé par tout ce qui touche l'univers, et je suis en train de lire un livre intitulé "une brève histoire du temps" Stephen Hawking (que je recommande a tous les amateurs des théories de l'univers )

Et j'ai quelques questions a propos de ce livre et d'autres articles lus auparavant...

1) Les dimensions de l'espace, sont-elles courbes? et celle du temps?
2) Est-il juste de dire que le rayon de l'univers grandit a la vitesse c depuis le big bang? (en ragardant les grandeurs de Planck, c'est ca que j'en ai déduit...)
3) Comment se fait-il que la gravité ait agi pour former des galaxies? En gros, pourquoi y avait-il des irrégularités dans l'univers primitif du big bang?
4) La masse de la matière noir de l'univers ne pourrait-elle pas etre remplacée pas des trous noirs que nous n'aurions pas encore repéré?
5) Expansion infinie ou big crunch?
6) Est-il possible d'etre engagé comme chercheur en physique tout en ayant fait des études de mathématiques (je sais que cette question n'a rien avoir, mais je me renseigne pour ma vie future! )


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7) Petite question légèrement différente: Tout observateur verra la lumière a la vitesse c, quelque soit sa vitesse... Prenons 2 observateurs: le premier est pris comme référenciel. Il voit un rayon lumineux passer devant lui. Un 2eme observateur va a 90% de c et suit ce rayon lumineux qui va a 300 000 km/s devant lui. A quelle vitesse ira ce second observateur par rapport au référenciel? Il y a un truc un peu bizarre la-dedans.

Voila, répondez-moi vite et donner des liens sur des articles s'il faut.


PS: Le livre "Relativité générale et restreinte" d'A. Einstein, est-il un bon ouvrage? (au niveau vulgarisation biensur^^).
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[invite7af3fa3c]

La plupart des réponses à tes questions se trouvent dans le bouquin que tu es en train de lire, et dans les diverses discussions du forum Futura Sciences. Il suffit de chercher un peu, sur les deux supports. Si toutesfois tu n'as pas trouvé les infos recherchées, tu peux les trouver sur wikipedia et sur des sites dédiés à l'astronomie et à l'astrophysique.

[inviteae224a2b]

Bonjour,

même si les réponses existent ailleurs (ce qui est toujours le cas en fait), je pense qu'il n'est pas inutile de te donner des réponses concises.

1) Mathématiquement tu peux avoir une courbure pour n'importe laquelle de tes dimensions. Je ne me souviens jamais si c'est l'espace de 'de sitter' ou l'espace 'anti-de sitter' qui à une dimension de temps qui boucle. Par contre, la courbure dont on parle fréquemment en cosmologie est la courbure d'espace-temps à temps constant. De là à interpréter cela comme courbure d'espace seulement il doit n'y avoir qu'un pas.

2) Ta question est ambigue, parles-tu de l'univers observable (ce qu'on appel plus simplement univers en général) ou parles-tu de l'univers hypothétique? De toutes manières je peux te dire que ta suggestion est fausse dans les 2 cas. En revanche je peux uniquement te parler de l'univers observable: l'expansion de l'univers est un effet local intégré. En clair, l'expansion se déroule e,n tout point de l'espace temps en relation avec le contenu énergétique local. De ce fait les amas de galaxies et la galaxies de champs séloignent les uns des autres d'autant plus vite qu'ils sont éloignés. Si tu prends le points les plus éloignés que tu connaisse dans notre univers observable alors, tu trouve qu'ils s'éloignent plus vite que le vitesse de la lumière! pour autant tu ne brise pas la limite c (Je t'invite à aller voir les sujets sur ce forum qui en parlent déjà).

3) Même dans quelque chose d'homogène tu peux avoir des instabilités qui sont nottament dues au fait que les particules ont une vitesse. Tu commence par créer une petite surdensité sur laquelle va commencer à s'éfondrer les particules qui sont autour. Pour ce qui est des inhomogénéités acausales, ce sont de toutes petite inhomogénéités qui se sont formés avant la prériode d'inflation et qui ne sont pas rentrées dans l'horizon causale avant l'émisision du CMB (mais je ne suis pas sur que tu voulais vraiment parler des celles-ci).

4) La matière noire doit avoir des propriétés (nottament pour expliquer les rotations des étoiles dans les galaxies et la vitesse des galaxies dans les amas) qui sont bien loin des trous noirs. Je te laisse voir les sujets déjà postés car il y en a plein.

5) Depuis 1999 et l'introduction de l'énergie noire dans le modèle les prédictions vont vers une expansion infinie.

6) oui c'est possible, mais tu sera engager pour faire des mathématiques appliquées à la physique ou pour développer des méthodes d'analyses de données....

7) c'est parce que l'addition des vitesses que l'on fait en permanence (et que tu fais là) n'est qu'une approximation valable uniquement pour les faibles vitesses. La vrai "addition" des vitesses est un boost de Lorentz. Si tu l'applique tu verra que ça ne dépassera pas 'c'. De même il y a plein de sujets sur ce site qui développent le sujet.

Bonne continuation.

[invited17825bc]

Merci pour tous ces détails, je viens d'apprendre une chose: L'univers est en expansion jusqu'a l'infini, donc pas de big crunch (contrairement a ce qui est dit dans le livre, mais je suppose qu'il a été écrit avant 1999).

Pour l'expansion de l'univers, je parlais de tous l'univers dans son ensemble, pas seulement l'univers observable. Mais peut-etre est-il impossible de donner une valeur pour ce que l'on ne voit pas!

L'univers a 4 dimensions, n'est-ce pas? Donc, est-il juste (au niveau de vulgarisation) de voir l'univers comme une sphère? : Les 2 dimensions de la surface de la sphère représenteraient les 3D de l'espace, et le rayon de cette sphère représenterait la dimension du temps. D'ou ma question pour voir si les dimensions spatiales étaient courbes...

PS: Auriez-vous sinon un bon lien expliquant a quoi devrait ressembler l'univers? (assez simple a comprendre si possible!^^)

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteaeadaf9f]

Merci pour tous ces détails, je viens d'apprendre une chose: L'univers est en expansion jusqu'a l'infini, donc pas de big crunch (contrairement a ce qui est dit dans le livre, mais je suppose qu'il a été écrit avant 1999).

Pour l'expansion de l'univers, je parlais de tous l'univers dans son ensemble, pas seulement l'univers observable. Mais peut-etre est-il impossible de donner une valeur pour ce que l'on ne voit pas!

Il me semble que la "vitesse" d'expansion a été calculée, je ne me rapelle plus la valeur.

L'univers a 4 dimensions, n'est-ce pas? Donc, est-il juste (au niveau de vulgarisation) de voir l'univers comme une sphère? : Les 2 dimensions de la surface de la sphère représenteraient les 3D de l'espace, et le rayon de cette sphère représenterait la dimension du temps. D'ou ma question pour voir si les dimensions spatiales étaient courbes...

PS: Auriez-vous sinon un bon lien expliquant a quoi devrait ressembler l'univers? (assez simple a comprendre si possible!^^)

L'univers est impossible a representer pour notre conception des choses, je crois qu'on pourrait l'assimiler a une "hypersphère" ou un "hypertore"
Et il semblerait que l'univers posséde plus que les 3 dimensions spatiales+ dimension temporelle, allant de 11 a 26 dimensions spatiales selon la théorie des cordes et la théorie M.
mais ces dimensions seraient repliées sur elle même et extremment petites

Néanmoins tout cela reste très théorique, va falloir attendre d'avoir des instruments de mesure et d'observation très puissant avant de pouvoir infimer ou confirmer une telle théorie!

Voila j'espere avoir éclairé quelque peu ta lanterne!