Relis calmement mon message, je n'ai pas dit ça. J'ai dit que l'expansion n'est pas une vitesse. Et que le décalage vers le rouge peut être attribué à l'effet Doppler, ou à l'expansion, selon la façon dont on voit les choses, et qu'on ne peut pas vraiment trancher de façon non ambiguë.Envoyé par paulb
Bonjour tous,
donc la différence entre un effet Doppler et l'effet de l'expansion :
Dans l'effet Doppler, un signal périodique est émis par la source. Pour la lumière, c'est le fait que le champs électrique et magnétique change de sens n fois par seconde.
Notons + quand le vecteur est "en haut" et - qd il est "en bas" et par des ... la distance séparant les crêtes du signal
Quand la source, notée *, est immobile on a ça :
* +.-.+.-.+ etc
Si elle s'éloigne : entre 2 crêtes séparée par un temps t, de la distance s'ajoute du fait de la vitesse de recul de la source :
*+...-...+...-...+...-... etc
La longueur d'onde est donc plus grande DÈS L'EMISSION ET CE DECALLAGE EST CONSTANT tout au long du trajet du signal jusqu'à l'observateur
Dans le cas de l'expansion c'est très différent : l'écartement des crêtes (l'augmentation de la longueur d'onde) est PROGRESSIF et AUGMENTE TOUT AU LONG DU TRAJET.
Ce qui donne un profil du signal qui ressemble à ça:
*+.-..+...-....+......-.......+........-.........+..........-...........+ etc
voilou
a+
Je me souviens qu'on m'avait dit un jour (pas sur le fourm) queSi elle s'éloigne : entre 2 crêtes séparée par un temps t, de la distance s'ajoute du fait de la vitesse de recul de la source :
"Si elle s'éloigne : entre 2 crêtes séparée par un temps t, de la distance s'ajoute du fait de la vitesse de recul de la source :"La variation du redshift n'est pas constante mais est est une fonction periodique non sinusoidale". Ca veut dire quoi ?...(C'est peut-être une connerie).
Benjamin
Dans un Univers en expansion, la distance *réelle* de la source est toujours plus éloignée que la distance mesurée en temps de trajet.
C'est assez facile de se représenter cela.
Quand le signal est emis, la source (par ex : la quasar) et l'observateur (ex : nous) sont éloigné d'une distance d1
Au cours du trajet du signal, la distance croit uniformément. C'est à idre qu'elle croît devant le signal (le chemin restant à parcourir ne cesse d'augmenter, mais moins vite que c, ce qui fait qu'il finit quand même par arriver à l'observateur) mais aussi derrière (le chemin déjà parcouru). A chaque instant t le signal a parcouru ct année-lumière et cette distance est bien évidemment inférieure à la distance qui le sépare effectivement de sa source.
Dans le cas du fond cosmo de l'Univers, le signal venu des quatre coin du ciel a voyagé durant T=13,7 Md d'année. Les photon ont donc pédalés, de leur point de vue, sur une distance exactement égale à cT année lumière. Mais la distance effective les séparant de la source au moment où ils achèvent leur trajet sur Terre est bcp plus grande : il faut intégrer l'expansion (dont le taux H(t) a varié au cours du temps, d'abord décroissant puis a nouveau croissant, si l'hypothèse de l'accélération est exacte) sur l'ensemble du trajet déjà parcouru et tout calcul fait il faut en gros multiplier par 3.
a+
Je me souviens qu'on m'avait dit un jour (pas sur le fourm) que
"Si elle s'éloigne : entre 2 crêtes séparée par un temps t, de la distance s'ajoute du fait de la vitesse de recul de la source :"La variation du redshift n'est pas constante mais est est une fonction periodique non sinusoidale". Ca veut dire quoi ?
Benjamin
Ban... je me gratte mon crâne, là. Je ne vois pas où caser de la périodicité dans la variation du signal.
a+
Alors oublie, ca devait etre n'importe quoi, ou ma mémoire doit me jouer des tours, lol merci quand même.Ban... je me gratte mon crâne, là. Je ne vois pas où caser de la périodicité dans la variation du signal.
Attention Gilgamesh, tu mets le finger sur ze truc qui est très délicat (pardon je viens de me faire polteirgester par Van Damme... C'est parti...). La distance "réelle" est quelque chose d'extrêmement délicat à définir en relativité général. Les distances dépendent ddes coordonnées que tu choisis, et qu'est-ce qui te dis que les petits dessins que tu présentes dans un message précédent ne seront pas complètement modifiés pour un observateur qui choisira d'autres coordonnées ? Rincevent m'a fait prendre conscience de ça de façon assez aiguë en me rappelant que les physiciens ont longtemps douté de l'existence des ondes gravitationnelles, car ils ne savaient pas si c'était un effet physique ou un effet de choix de coordonnées particulier. En gros, certains pensaient que les ondes gravitationnelles n'existaient pas mais représentaient juste la variation périodique d'un système de coordonnée...
Dans toutes ces histoires d'effet Doppler, l'interprétatino qu'on fait de ce qu'on observe est aussi sujette à ce genre de problème... Le coup des ondes avec des crêtes de plus en plus espacées c'est super chouette pour faire comprendre à quelqu'un qui ne connait pas, mais dès qu'on regarde de plus près on s'aperçoit que c'est très trompeur...
Bonjour,
J'ai un peu fouillé sur Google et j'ai trouvé:
http://www.cosmovisions.com/CTdistances.htm
Dont voici un extrait:
"Redshift* - Ce terme s'emploie spécialement pour désigner le décalage affecté par les longueurs d'onde d'un rayonnement soumis à un champ de gravitation. Lorsqu'il s'agit de l'effet du champ de gravitation global de l'univers, et le redshift traduit l'expansion cosmique (ce que l'on précise parfois en le désignant sous le nom de redshift cosmologique).
Constaté dans toutes les directions et croissant proportionnellement à la distance (évaluée par l'un quelconque des procédés mentionnés précédemment), ce décalage, interprété en termes d'effet Doppler nous placerait étrangement et inconfortablement au centre de l'univers. Si l'on admet, comme le font les théories cosmologiques, qu'il n'y a pas de centre de l'univers, et que la même "fuite" apparente s'observe de n'importe quel point, le redshift doit s'interpréter autrement : comme un effet de l'expansion de l'univers. La quantité v déduite du décalage z perd de sa pertinence. Les galaxies ne s'éloignent pas véritablement les unes des autres, c'est l'espace entre elles qui se dilate. Aussi, semble-t-il plus légitime de ne considérer que z, qui est un indicateur directement mesurable de distance pertinent dans le cadre d'un grand nombre de questions cosmologiques. La loi de Hubble s'écrit dans ce contexte :
cz = H.d,*
où c est la vitesse de la lumière dans le vide, z le redshift, H, le paramètre de Hubble, et d la distance (longueur du trajet du rayon lumineux). Le redshift z et la distance d peuvent toujours être rapportés à une distance définie plus classiquement, dès qu'un modèle particulier d'univers est adopté. Actuellement les galaxies les plus lointaines que l'on connaisse se situent un peu au-delà de* z = 6,5. Selon une annonce faite à la mi-février 2004, une galaxie, découverte grâce à l'amplification de sa lumière par effet de lentille gravitationnelle dans la direction de l'amas Abell 2218 (Dragon), semble même se situer à un redshift compris entre z = 6,6 et z = 7,1. Si l'on adopte les paramètres cosmologiques les plus courants, cela en ferait un objet situé à plus de 13 milliards d'années-lumière de nous, et formé seulement* quelque 750 à 800* millions d'années après le big bang."
Ça me semble assez clair, sauf que je n'arrive pas à faire le calcul correspondant aux 13 milliards d'années trouvées, en appliquant d=c*z/H. Que ce soit la dilatation de l'Univers ou une vitesse de fuite, c'est assez indifférent, l'important est que cette galaxie se trouvait à 13 Gal au moment de l'émission de la lumière, donc bien plus loin maintenant. Si l'on trouve "de l'autre côté" une galaxie à une distance comparable et aussi "jeune", mettons d'un milliard d'années, quelle était la distance entre les deux à l'époque de l'émission de leur lumière? Et quelle était la dimension de l'Univers? Elle semble bien dilatée à cette époque lointaine!
Amicalement paulb.
Bonjour, deep_turtle,
le fil ne bouge plus beaucoup!
Est-ce qu'il est difficile de répondre à mes questions, ou sont-elles trop stupides?
Le fait que les sources de lumière les plus lointaines s'éloignent de nous plus vite que la lumière ne me gêne pas, puisque en fait il ne s'agit pas de la vitesse de la lumière mais de l'expansion des coordonnées covariantes. Non?
Amicalement paulb.
c'est ça !La relativité interdit de se déplacer sur le tissus de l'univers plus vite que c mais elle n'interdit pas que le tissus se dilate plus vite que c .Mais ça ne veut pas dire pour autant que le red shift est d'origine Doopler dans les exemples de Deep-turtle.
Pour ceux qui lisent l'anglais et que ces subtilités intéressent, je conseille vivement ce papier :
Expanding confusion : common misconceptions of cosmological horizons and the superluminal expansion of the Universe,
T.M. Davis et C.H. Lineweaver,
astro-ph/0310808
Bonjour,
Merci deep_turtle et mtheory! Le texte est en train de s'imprimer et je vais forcer mes méninges à absorber l'anglais. Un petit coup de sonde me dit que ça va marcher. Quand j'ai dit que ça ne me gênait pas que des galaxies s'éloignent plus vite que c, j'étais dans le vrai.
Mais je n'ai toujours pas votre réponse au sujet des galaxies diamètralement opposées! Faites encore un petit effort SVP!
Amicalement paulb.
Tu verras dans le truc que tu viens d'imprimer, ça explique précisément pourquoi ça ne marche pas... La loi de Hubble, sous cette forme, vient de la relativité restreinte alors qu'il faut appliquer la relativité générale dès qu'on parle d'expansion (en effet, le référentiel dans lequel on se place en cosmologie n'est pas un référentiel inertiel).Ça me semble assez clair, sauf que je n'arrive pas à faire le calcul correspondant aux 13 milliards d'années trouvées, en appliquant d=c*z/H
Pour la distance entre tes deux galaxies, le chiffre t'intéresse vraiment ou c'est une question de principe ? Pasque là j'ai un peu la flemme de faire ce calcul...
Ce calcul m'intéresserait vraiment, car il serait marrant de savoir qu'elles étaient arrivées à cette distance en seulement 800 millions d'allées après le big-bang. (C'est leur distance au moment où elles ont émis leur lumière et la distance où elles se trouvent maintenant qui m'intéressent.)
Pour la distance entre tes deux galaxies, le chiffre t'intéresse vraiment ou c'est une question de principe ? Pasque là j'ai un peu la flemme de faire ce calcul...
Essaie de vaincre ta flemme!
Amicalement et avec mes remerciements anticipés paulb.
T'es un peu gonflé, paul...
En première approche il que semble que la distance au moment de l'émission peut être calculée par :
d = 3cT/(1+z)
T étant le temps de trajet de la lumière.
sans garantie du gouvernement.
a+
Grand Univers—petits calculs.
Bonjour, deep-turtle,
n'ayant pas de tes nouvelles, je me suis mis au travail et obtenu quelques résultats, que je soumets à ta sagacité. J'ai utilisé les dernières valeurs de l'âge de l'Univers et de la constante de Hubble que j'ai trouvées. L'ensemble (valeurs et résultats de calcul) me semble assez homogène. Qu'en penses-tu?
Et là je pars pour deux semaines.
Ces calculs sont destinés à évaluer la distance où se trouvent maintenant les galaxies qui ont émis la lumière captée actuellement et qui s'éloignent selon la loi de Hubble.
Les hypothèses suivants sont retenues:
- la constante de Hubble est restée constante depuis l'émission de la lumière;
- le redshift est un moyen adéquat pour évaluer l'éloignement des galaxies qui n'ont pas trop de mouvement par rapport aux coordonnées covariantes.
Valeurs retenues:
Distances: Gal (milliards d'années-lumière) 3,26 Gal=1 Gparsec
Temps: Ga (milliards d'années)
Vitesse de la lumière: 1 Gal/Ga
Constante de Hubble: 71 km/sec/Mparsec=71 000 km/sec/Gparsec=
=~21800 km/sec/Gal=21800/300000=~0,073 Gal/Ga/Gal
Symboles:
D1: Distance de la galaxie au moment de l'émission de la lumière
D2: Distance actuelle de la galaxie;
d: Distance parcourue depuis l'émission (d=D2-D1) en Gal300000;
t: Temps de parcours de la galaxie en Ga;
H: constante de Hubble en Gal/Ga/Gal; H=0,073;
V1, V2: vitesse à D1 et D2;
Vmoy: vitesse moyenne entre D1 et D2.
Calcul:
La vitesse étant proportionnel à la distance, la vitesse moyenne entre D1 et D2
est
Vmoy=H*(D1+D2)/2
Le temps de parcours est:
t=(D2-D1)/Vmoy=2/H*d/(D1+D2) or D1+D2=D1+D1+d=2*D1+d
Donc t=2/H*d/(2*D1+d)
Calcul de d:
t*H/2=d/(d+2*D1)
t*H/2(d+2*D1)-d=0
t*h/2*d+t*H*D1-d=0
d*(t*H/2-1)+D1*t*H=0
d=-D1*t*H/(t*H-1)
La distance parcourue dans le temps t est:
d=D1*t*H/(1-t*H)
La galaxie qui se trouvait il y a 13 Ga à 13 Gal, se trouve maintenant à:
D1+d=13+13*13*0,073/(1-13*0,073)=13+12337/0,051=37,19 Gal
Deux galaxies diamétralement opposées se trouvent maintenant à 74,38 Gal l'une de l'autre.
Ce qui est remarquable, c'est qu'au-dessus de la valeur de t*H=1, valeur atteinte pour t=~13,7 Ga, l'âge actuellement attribuée à l'Univers, le résultat devient négatif, ce qui pourrait signifier qu'on atteint le big-bang.
Amicalement paulb.
Aie! J'ai fait une erreur, je recommence! paulb.
Grand Univers—petits calculs. Rectification.
Calcul:
La vitesse étant proportionnel à la distance, la vitesse moyenne entre D1 et D2
est
Vmoy=H*(D1+D2)/2
Le temps de parcours est:
t=(D2-D1)/Vmoy=2/H*d/(D1+D2) or D1+D2=D1+D1+d=2*D1+d
Donc t=2/H*d/(2*D1+d)
Calcul de d:
t*H/2=d/(d+2*D1)
t*H/2(d+2*D1)-d=0
t*h/2*d+t*H*D1-d=0
d*(t*H/2-1)+D1*t*H=0
d=-D1*t*H/(t*H/2-1)
La distance parcourue dans le temps t est:
d=D1*t*H/(1-t*H/2)
La galaxie qui se trouvait il y a 13 Ga à 13 Gal, se trouve maintenant à:
D1+d=13+13*13*0,073/(1-13*0,073/2)=13+12,337/0,5255=26 Gal
Deux galaxies diamétralement opposées se trouvent maintenant à 52 Gal l'une de l'autre.
Ce qui est remarquable, c'est qu'au-dessus de la valeur de t*H/2=1, valeur atteinte pour t=~27,4 Ga, double de l'âge actuellement attribué à l'Univers, le résultat devient négatif, ce qui pourrait signifier qu'on atteint le big-bang. La distance de 54,8 Gal entre deux galaxies pourrait être en même temps la limite de l'Univers et le lieu du big-bang. Naturellement ce serait vrai pour n'importe quel point d'observation dans l'Univers.
Amicalement paulb.
Bizarre. j'ai souvent lu que le rayon est de 46 Gal ...t'aurais pas fait une erreur ?La galaxie qui se trouvait il y a 13 Ga à 13 Gal, se trouve maintenant à:
D1+d=13+13*13*0,073/(1-13*0,073/2)=13+12,337/0,5255=26 Gal
Alors Paulb, tu commets une erreur de principe dès le début, en associant à la distance une vitesse, qui te sert ensuite à calculer une distance parcourue. Ce n'est pas ce qui se passe en réalité. L'effet Doppler n'est pas due à une vitesse (voir les messages précédents)...
Bonjour!
Ce n'est pas moi, Msieu! C'est M. Hubble qui a commencé! Jouer sur les mots de "vitesse" et d'"éloignement" me paraît un peu oiseux!
Tu dis "ça se passe pas comme ça". Alors, comment ça se passe? Peut-on le dire simplement?
Merci d'avance! paulb.
Ben non, c'est ce qu'on s'époumonne à répéter sur ce forum, environ trois fois par semaine... La notion de distance en relativité n'est pas du tout triviale, et ce n'est pas jouer sur les mots que de faire attention à la signification précise de ces mots. Jouer sur les mots, c'est justement les sortir de leur contexte, faire une phrase avec et penser qu'on a compris le phénomène physique...Jouer sur les mots de "vitesse" et d'"éloignement" me paraît un peu oiseux!
OK, tentative numéro FS-6453... Les objets que nous observons émettent de la lumière, dans laquelle on peut distinguer des propriétés spectrales bien particulières, par exemple les raies d'émission d'un élément donné. L'expansion de l'Univers a pour effet de décaler ces raies vers le rouge, et on les observe effectivement à des fréquences plus faibles.Alors, comment ça se passe? Peut-on le dire simplement?
Si on veut relier ce décalage vers le rouge à une distance, il faut définir ce qu'est une distance. Ca parait trivial dans la vie de tous les jours, ça ne l'est pas en cosmologie (défi : imagine que tu observes un quasar, comment définis-tu la distance qui nous en sépare ?). Il y a plusieurs manière de le faire, mais à chaque fois iin trouve que la relation entre distance et décalage vers le rouge n'est pas linéaire. Elle l'est de façon approximative pour les objets assez proches, d'où le résultat observé par Hubble, mais pas pour les objets assez lointains.
Et la cause physique n'est pas l'effet Doppler, mais l'expansion cosmologique...
Deep_Turtle, oiseux de mauvais augure...Pardon...
Cher deep_turtle,
Tu as certainement des connaissances cosmologiques nettement supérieures aux miennes, mais sur le plan didactique ce n'est pas terrible.
Réponse FS-6454… nous sommes d'accord là-dessus depuis les premiers échanges! Je te rappelle mon premier exemple d'un éclair d'un mètre de long. Quand il arrive chez nous, il a rallongé (à cause de l'expansion de l'Univers), ce qui donne un décalage vers le rouge, puisqu'il continue à voyager à la vitesse c. OK? S'il a subi ce rallongement, c'est qu'il a voyagé un bon bout de temps. Ce temps, que ce soit en coordonnées physiques ou covariantes, correspond à une distance parcourue. Non? En plus, l'objet que nous observons est un objet d'il y a X giga-années qui, depuis, se trouve plus loin grâce à l'expansion. L'éclair qu'il émettrait maintenant mettrait plus de temps à nous parvenir que celui observé maintenant, si jamais il nous parvenait. Non?OK, tentative numéro FS-6453... Les objets que nous observons émettent de la lumière, dans laquelle on peut distinguer des propriétés spectrales bien particulières, par exemple les raies d'émission d'un élément donné. L'expansion de l'Univers a pour effet de décaler ces raies vers le rouge, et on les observe effectivement à des fréquences plus faibles.
Le bizarre dans l'histoire, c'est que notre brave mètre n'a pas l'air d'avoir rallongé because l'Univers, puisqu'au moment où le début de l'éclair atteint son bout arrière, la fin de l'éclair traîne encore loin de son bout avant!
J'imagine que j'observe un quasar (ça me ferait bien plaisir). Je pense qu'il y a plusieurs méthodes pour déterminer sa distance, ce qui permet justement de penser que l'expansion s'accélère, mais en la matière il est bien présomptueux de parler de certitudes (n'oublions pas que ce que nous observons maintenant s'est passé il y a un sacré moment!). Si déjà on pouvait expliquer des paradoxes comme l'immense distance entre objets presque "neufs", d'à peine quelques centaines de millions d'années, alors qu'ils provenaient donc du big bang récent (pour eux)!
Si on veut relier ce décalage vers le rouge à une distance, il faut définir ce qu'est une distance. Ca parait trivial dans la vie de tous les jours, ça ne l'est pas en cosmologie (défi : imagine que tu observes un quasar, comment définis-tu la distance qui nous en sépare ?). Il y a plusieurs manière de le faire, mais à chaque fois iin trouve que la relation entre distance et décalage vers le rouge n'est pas linéaire. Elle l'est de façon approximative pour les objets assez proches, d'où le résultat observé par Hubble, mais pas pour les objets assez lointains.
Alors, je crois qu'il vaut mieux d'arrêter là, faute du début d'une explication. Ça ne sert à rien de répéter des choses connues depuis le début, sans répondre aux questions (impertinentes?) posées.
Amicalement paulb.
Désolé...Tu as certainement des connaissances cosmologiques nettement supérieures aux miennes, mais sur le plan didactique ce n'est pas terrible.
Pour le reste, je ne comprends pas ce que tu veux dire dans ton dernier paragraphe, re-désolé. Je comprends les mots individuels mais pas le propos.
Pour le début :
Le bizarre dans l'histoire, c'est que notre brave mètre n'a pas l'air d'avoir rallongé because l'Univers, puisqu'au moment où le début de l'éclair atteint son bout arrière, la fin de l'éclair traîne encore loin de son bout avant!
Non, sérieux je ne comprends pas...
Oui à tout ça, et alors ?Réponse FS-6454… nous sommes d'accord là-dessus depuis les premiers échanges! Je te rappelle mon premier exemple d'un éclair d'un mètre de long. Quand il arrive chez nous, il a rallongé (à cause de l'expansion de l'Univers), ce qui donne un décalage vers le rouge, puisqu'il continue à voyager à la vitesse c. OK? S'il a subi ce rallongement, c'est qu'il a voyagé un bon bout de temps. Ce temps, que ce soit en coordonnées physiques ou covariantes, correspond à une distance parcourue. Non? En plus, l'objet que nous observons est un objet d'il y a X giga-années qui, depuis, se trouve plus loin grâce à l'expansion. L'éclair qu'il émettrait maintenant mettrait plus de temps à nous parvenir que celui observé maintenant, si jamais il nous parvenait. Non?
où est le paradoxe ??Si déjà on pouvait expliquer des paradoxes comme l'immense distance entre objets presque "neufs", d'à peine quelques centaines de millions d'années, alors qu'ils provenaient donc du big bang récent (pour eux)!
C'est assez normal car H varie avec le temps. Au moment du BB, le facteur d'expansion H est égal à l'infini (enfin, dans les équations) puis il décroit. Pour réaugmenter ensuite, dans les théories de l'accélération de l'Univers.
-- Elle était bien plus proche. Et le calcul est assez simple.Que ce soit la dilatation de l'Univers ou une vitesse de fuite, c'est assez indifférent, l'important est que cette galaxie se trouvait à 13 Gal au moment de l'émission de la lumière,
a/a0 = z+1
a est le facteur d'échelle de l'Univers au moment de l'observation. a0 le facteur d'échelle a l'époque de l'émission. Si tu observe un objet dont le z est de 3, ça veut dire que l'Univers était z+1 = 4 fois plus petit à l'époque de l'émission.
donc bien plus loin maintenant. Si l'on trouve "de l'autre côté" une galaxie à une distance comparable et aussi "jeune", mettons d'un milliard d'années, quelle était la distance entre les deux à l'époque de l'émission de leur lumière? Et quelle était la dimension de l'Univers? Elle semble bien dilatée à cette époque lointaine!
Amicalement paulb.
Oui, l'univers c'ést dilaté depuis...
a+
