Bjr,
En analysant le graphe qui reprend les diverses distances cosmologiques en f° du red-shift, j'ai du mal à comprendre pourquoi la courbe décrivant l'évolution de D(A) présente une cassure au red-shift 1.65
http://atunivers.free.fr/universe/Images/redshift.gif
Par exemple, une galaxie à un red-shift de 10 aura la même D(A) qu'une galaxie à un red-shift de 0.5.
Comment est-ce possible?
PS: merci de ne pas me redéfinir D(A), D(C) ...etc
La distance angulaire est en fait la distance qu'avait l'objet à l'émission.
Du coup un objet à un redshift de 10 (il y a 11,5 milliards d'années), s'éloignait beaucoup plus vite de nous qu'un objet aujourd'hui à la même distance (le taux d'expansion à un redshift de 10 était environ 20 fois plus grand qu'aujourd'hui). Du coup la lumière va mettre du temps à nous arriver, elle va mettre exactement 11,5 milliards d'années.
Mais pour l'objet à un redshift de 0,5 (il y a 5 milliards d'années), qui se situe à la même distance au moment de l'émission que l'objet à un redshift de 10, lui va s'éloigner beaucoup moins vite (le taux d'expansion est seulement 1,3 fois plus élevé qu'aujourd'hui). Du coup la lumière va mettre moins de temps pour nous arriver, elle va seulement mettre 5 milliards d'années.
Résultat: On peut recevoir au mêmme moment, aujourd'hui, la lumière de 2 objets qui ont émis leur lumière à des époques différentes mais qui étaient à la même distance de nous au moment de l'émission.
Simplement à cause de l'expansion!!
Bonjour
J'ai du mal à appréhender, là. Distance commune à l'émission, et durée du trajet de la lumière différente...alors vitesses de trajet de leur lumière différentes?Envoyé par Gloubiscrapule
Merci de bien vouloir expliquer.
Bonjour,
je ne suis pas d'accord du tout avec ton explication Gloubiscrapule!! C'est bien l'expansion le problème mais pas pour les raisons que tu indique.
Malgrés le post scriptum je pense qu'il est intéressant de redéfinir la distance angulaire. Comme elle intervient dans le calcul de la taille angulaire, elle doit être égale à la distance comobile divisée par (1+z) de sorte à prendre en compte l'expansion que subie l'écart entre les flux venant des bords opposés de la galaxie. Il y a bien un facteur (1+z) d'agrandissement de l'image.
Donc tu as la compétition entre la distance comobile qui augmente avec le redshift et qui donc réduit la taille apparente (car plus distant) et le facteur de grossissement induit par l'expansion sur le parcour.
Il s'avère que cette compétition tourne en faveur du facteur de grossissement autour de z=1.
Les photons des bords opposées vont certes subir l'expansion, mais vont aussi s'éloigner de nous, et en vertu du théorême de Thalès, l'angle sous lequel on voit l'objet est le même que l'angle sous lequel on aurait pu le voir quand la lumière a été émise. Ce n'est pas l'éloignement des photons des bords de la galaxie avec l'expansion qui induit un grossissement...
La distance angulaire est simplement la distance qui nous séparait de l'objet quand la lumière a été émise.
La distance comobile est la distance qui nous sépare de l'objet à la réception, voilà pourquoi il y a un facteur 1+z entre les deux, pour tenir compte de notre éloignement mutuel lié à l'expansion.
Donc je vois pas en quoi ce que j'ai dit est incorrect!!
Non justement, la distance angulaire n'est pas la distance qui nous séparait de l'objet au moment de l'émission.
D'ailleurs la phrase "distance qui nous séparait au moment de l'émission" n'a pas de sens non plus. Le facteur (1+z) vient de l'écartement des flux extrema.
L'écartement des flux extrema ne fait en rien grossir le diamètre apparent d'un objet.
Prenons cette image:
Soit AB la taille de l'objet au moment de l'émission des photons des points A et B. Sous l'effet de l'expansion, au bout d'un temps arbitraire, la distance OB devient OD, et donc la distance AB des images des bouts de l'objet devient CD. En vertu du théorême de Thalès, on a
.
Autrement dit, l'angle sous lequel on voit l'objet reste inchangée que ce soit à l'émission ou à la réception.
La distance angulaire est définie par:
Autrement dit le rapport de la distance physique de l'objet sur le diamètre apparent sous lequel on le voit.
Or
La distance OD ici correspondrait à la distance comobile, qui est égal à Da fois (1+z).
Je sais pas si je suis clair!
Une présentation peut être plus claire, diapo 30:
http://www.fab128.net/astro/vulgaris...st07_print.pdf
Bonsoir
Dans mon dernier post, j'ai exprimé mon incompréhension devant une affirmation de ta part. Tu n' as pas eu, peut-être, le temps d'y répondre.
Seulement, peut-être peux-tu considérer que ton affirmation puisse avoir amener un doute, celui précisément que j'ai évoqué dans le post cité.
Afin d'avancer, acceptes-tu de répondre même sommairement à la question que j'avais posée. En effet, je croyais voir les choses plus clairement, et suite à ton post, ce doute...
merci
Prenons un exemple simple:
Tu roules en voiture, et 100 m devant tu aperçois une voiture rouge.
Toi tu roules à 30m/s et elle roule à 29m/s. Tu vas mettre un certain pour la rattraper, qui vaut 100s (100m à 1m/s).
Mais 10s avant de la rattraper, tu vois qu'il y a une voiture bleue encore 100m devant toi, et celle-ci roule à 20m/s. Tu vas donc mettre 10s aussi pour la rattrapper.
Donc au final tu vas rattraper les 2 voitures en même temps, sauf qu'à partir du moment où tu vois la voiture (à partir de 100m), le temps de rattrapage n'est pas le même pour la voiture bleue que pour la voiture rouge. pourtant la distance qui te sépare d'elles au moment où tu les vois est exactement la même.
En fait, ta voiture symbolise le photon, la distance à partir de laquelle tu les vois (ici 100m) symbolise la distance angulaire (distance au moment de l'émission).
La voiture rouge désigne un objet lointain et vieux (il s'éloigne vite de toi), et la voiture bleue symbolise un objet récent et proche (il s'éloigne moins vite).
Donc tu as 2 objets situés à la même distance au moment de l'émission, mais dont le trajet des photons n'est pas le même (100s pour la rouge, seulement 10s pour la bleue), simplement parce que ces objets n'ont pas la même vitesse au moment de l'émission de leur lumière, car le taux d'expansion varie en fonction des époques.
La grande différence c'est l'époque à laquelle la lumière est émise!!
C'est plus clair?
Non. Ca ne l'est pas pour moi, car le voyage dont tu parles dans ton illustration, met deux voitures, et tu le dits toi-même, à des vitesses différentes.
Or, ici, il ne s'agit pas de la vitesse de l'émetteur, mais bien de la chose émise, c'est à dire la lumière, qui est identique pour les deux objets.
Il s'agit bien d'émission, donc à partir d'un point initial pouvant être défini dans l'espace-temps indissociable, et propre à chaque émetteur.
Si l'univers est isotrope, alors, par définition, une double émission simultanée (pour simplifier, voyons-les comme spatialement très proches et à égale distance de nous-même), de deux photons, à un instant dit commun, nous parvient obligatoirement dans des temps simultanés. Ou alors, il n'y a pas isotropie.
La réciproque (entre le temps et l'espace), ne serait-elle pas vrai?
Un photon peut-il rattraper un autre?
merci
Très proches, l'un par rapport à l'autre s'entend, je ne voulait pas dire de nous-même. (mais ce n'est pas le fond).
Il faut imaginer que ta voiture représente simplement la propagation des photons, et quand tu arrives à 100m d'une voiture il y a émission, qui se propage donc à la vitesse de ta voiture.
Sisi tu es clair mais je ne suis quand même pas d'accord.L'écartement des flux extrema ne fait en rien grossir le diamètre apparent d'un objet.
Prenons cette image:
Soit AB la taille de l'objet au moment de l'émission des photons des points A et B. Sous l'effet de l'expansion, au bout d'un temps arbitraire, la distance OB devient OD, et donc la distance AB des images des bouts de l'objet devient CD. En vertu du théorême de Thalès, on a
Autrement dit, l'angle sous lequel on voit l'objet reste inchangée que ce soit à l'émission ou à la réception.
La distance angulaire est définie par:
Autrement dit le rapport de la distance physique de l'objet sur le diamètre apparent sous lequel on le voit.
Or
La distance OD ici correspondrait à la distance comobile, qui est égal à Da fois (1+z).
Je sais pas si je suis clair!
Une présentation peut être plus claire, diapo 30:
http://www.fab128.net/astro/vulgaris...st07_print.pdf
Tout d'abord tu utilse la distance propre dans ton raisonnement. Or la distance angulaire ne vaut pas Distance-propre/(1+z) mais Distance-comobile/(1+z)
La distance comobile entre nous et l'objet observé n'à jamais changé et ce par définition de la distance comobile. Donc là ton raisonnement devient plus compliqué.
Ensuite appliqué le théorème de Thales dans un univers en expansion accélérée je ne suis pas convaincu. Pour finir, l'interprétation que tu es obligé de faire pour expliquer
Donc à toi de me convaincre
Pour essayer de préciser mon incompréhension, par rapport à ton affirmation:
Si nous percevons deux ondes électromagnétiques simultanément, c'est quelles étaient dans un instant identique, à l'émission de la deuxième.
Ainsi, si la distance totale parcourue par les deux est identique, comme tu le dis, ne serait-ce pas à dire que la première n'a pas entamé le chemin qui la sépare de nous avant d'atteindre le droit de l'émission de la deuxième?
'soir ylona,
Ce que veut dire Gloubi (pour les intimes), c'est que - la constante de hubble variant dans le temps- la distance à parcourir par les photons pour nous atteindre sera plus grande pour les plus vieux d'entre eux.
L'instant est commun, Ok; la distance angulaire aussi, Ok.
Mais pas la distance à parcourir par les photons...
Par exemple, tu prends un vieillard et un jeune athlète, tu les mets sur 2 "tapis-roulants" et leur demandes de marcher contre le sens de la marche.
Il y a un tapis roulant lent et un autre rapide.
Tu mets le vieux sur le rapide, le jeune sur le lent, au même point de départ.
Si l'expérience est bien réalisée (bon choix des candidats et des vitesses des tapis), tu devrais les voir marcher côte à côte!
Ok, j'ai souligné pour montrer ici que cela est acquis, nickel.
Justement : l'instant n'est commun qu'à partir du moment précis où les deux sont à égale distance de nous. Mais il s'agit bien dans le post de Gloubi de l'origine des distances, et pas du lieu de rencontre...L'instant est commun, Ok; la distance angulaire aussi, Ok.
Mais pas la distance à parcourir par les photons...
Toujours d'accord, Nono, mais la chose n'est pas la même. Dans le cas du "photon", le vieux et le jeune cheminent au même rythme depuis que le jeune a démarré. Et c'est toute la différence...Par exemple, tu prends un vieillard et un jeune athlète, tu les mets sur 2 "tapis-roulants" et leur demandes de marcher contre le sens de la marche.
Il y a un tapis roulant lent et un autre rapide.
Tu mets le vieux sur le rapide, le jeune sur le lent, au même point de départ.
Si l'expérience est bien réalisée (bon choix des candidats et des vitesses des tapis), tu devrais les voir marcher côte à côte!
Ils ont une différence de longueur d'onde, dépendante de leur date d'émission, (entre autres), mais leur vitesse est commune depuis qu'ils sont à la même distance de nous. Sinon, ils ne peuvent arriver ensemble. Ou le monde serait isotrope à toutes les échelles. Non?
Trop empressée d'écrire. Au vrai , l'idée était le mot "anisotrope".
excuses.
Ha bon? Faut me dire où tu le voit parce moi j'ai n'ai écrit que "distance comobile"...
La distance comobile d'un objet c'est simplement la distance "réelle" qu'on mesurerait AUJOURD'HUI, donc effectivement elle ne change pas pour un objet, mais elle prend en compte l'expansion (puisque c'est aujourd'hui) et il ne faut pas confondre avec les coordonnées comobiles. Donc si je veux remonter à la distance à l'époque z, il faut multiplier la distance comobile par le facteur d'échelle (car à l'époque la distance réelle était plus petite), donc on divise par 1+z et on retrouve la distance angulaire.
Ok je pense pas que dans un univers courbe ce soit vrai, mais en tout cas c'est vrai dans un univers plat, ce qui est le cas aux dernières nouvelles!!
Parce qu'à l'époque des objets plus lointains l'expansion était beaucoup plus forte donc elle les as éloignés d'autant plus que des objets aujourd'hui plus proche. Du coup les objets lointains pouvaient se retrouver plus proches de nous au moment de l'émission que des objets proches.Pour finir, l'interprétation que tu es obligé de faire pour expliquer
Beh je suis d'accord!
Salut,
mon problème est que la distance comobile est bien la distance calculée dans le référentiel comobile et donc avec les coordonnées comobiles. Donc dans ce référentiel la galaxie n'a jamais changée de distance par rapport à nous. Donc je ne vois pas pourquoi tu diviserai par (1+z) à la fin.
Ma phrase sur la distance propre vient du fait que ce que tu as exposé me semble utiliser la distance propre et non la distance comobile.
Après plus de réflexion sur mon interprétation je tombe sur un souci similaire qui est que dans le système comobile, les distances transversent ne subissent pas non plus d'expansion. Donc ça ne marche pas non plus!
Je vais repotasser quelques trucs.
Oui sauf que la distance comobile n'est pas la "vraie" distance physique, et comme elle est définie par rapport à la distance AUJOURD'HUI, ça veut dire que la distance comobile d'un objet est la même que la distance physique réelle de ce même objet AUJOURD'HUI.
Mais dans le passé cette distance était moindre, car l'univers est en expansion. Donc si on veut retranscrire cette distance comobile en distance réelle dans le passé, il faut diviser par 1+z.
Distance propre (au sens la vrai longueur physique si on la mesurait instantanément) et distance comobile aujourd'hui, c'est la même chose.
Exact, si tu restes en comobile, et que la géométrie est plate, l'angle sous lequel tu vois l'objet n'a pas changée!!
Dans le cas euclidien, admettons que tu appelles d la distance qui nous sépare réellement à l'émission. Alors la distance qui nous sépare aujourd'hui est toujours d dans le repère comobile, mais elle vaut en réalité D à cause de l'expansion telle que:
Or D est par définition ce qu'on appelle la distance comobile, puisque c'est la distance qui nous sépare réellement de l'objet aujourd'hui.
Et comme on a aussi par définition que:
Celà implique que
Bonjour
Ca n'est en effet pas clair pour ma compréhension. "que des objets proches" -> proches de qui ou de quoi, et à quel moment?
Je crois y comprendre "que des objets plus proches de nous aujourd'hui", et ayant émis en second lieu. C'est ça?
Alors, est-ce à comprendre que le premier objet émettant était antérieurement hors de notre cône de lumière, et y est entré par la diminution du taux d'expansion. Est-ce cela?
Tout alors concorderait.
Faudrait-il en déduire qu'une distance n'est pas la résultante des chemins à parcourir, somme de valeurs absolues, mais qu'il faut considérer dans la notion de distance toute boucle (entendue par éloignement suivi d'un rapprochement réciproque, les deux étant égaux en valeur absolue) comme ayant valeur nulle dans le parcours?
A partir de la concordance de toutes ces allégations, surtout confirmation de la dernière, je peux alors bien visualiser ce que tu nous enseignes.
Veux-tu valider?
Veuilles bien excuser mon manque à pouvoir demander clairement.
Merci encore.
Le sens de base de "plus proche", c'est "z plus faible" pour l'observateur. Tout le reste en découle.
Plus un objet a un grand z, plus l'observateur le voit à la fois loin et ancien. C'est la notion de "cône passé".
Remarquons que cela marche aussi à faible distance : la Lune est vue par un observateur terrestre avec 1 seconde de retard, le Soleil avec 500 secondes de retard, etc.
La question de l'apparence angulaire est celle-ci : si on prend un objet de taille connue supposée invariante dans tout l'Univers, comme par exemple la distance inter-atomique de la molécule d'hydrogène (difficile à observer, mais c'est juste pour avoir un étalon clair), quel va être l'angle sous lequel on le voit en fonction de z, ce qui inclut à la fois une idée d'éloignement et une idée de retard, sans qu'on puisse décorréler l'un de l'autre.
Proches de nous aujourd'hui.
Oui les objets "proches" ont émis leur lumière après ceux qui sont lointains, mais on la reçoit en même temps, parce que la lumière des objets lointains a été émises avant.
C'est possible que l'objet lointain au moment de l'émission était au delà de la sphère de Hubble (autrement dit nous et l'objet s'éloigniont à une vitesse supérieure à c), mais il a fini par y entrer avec la diminution du taux d'expansion. Un lien sympa qui montre l'expansion et le trajet d'un photon. On voit bien qu'au moment de l'émission les 2 galaxies étaient très proches, et qu'elles s'éloignaient plus vite que c...
Heu si c'est la résultante des chemins à parcourir... Enfin si j'ai bien compris ce que tu as voulu dire!!
Désolé, mais ce genre d'expression, c'est n'importe quoi. "Instantanément" = impossibilité, ce qui veut tout le contraire de "vraie".
Il est bien plus clair d'admettre qu'il y a plusieurs notions de "distance", et elles sont montrées dans le diagramme du message #1.
La distance comobile c'est DC sur le diagramme. Si tu veux parler d'autres distances, ce serait plus simple que tu donnes sa référence sur le diagramme, plutôt que de parler de "vraie", de "mesure instantanée", "si la géométrie était...", "réellement", et autre contrafactualité, etc. La difficulté est bien de comprendre la géométrie de l'espace-temps telle qu'elle est !
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Par ailleurs, il est assez clair visuellement que DA(1+z)=DC. Où est le problème ?
Bonjour
Ceci est maintenant acquis.
Gloubiscrapule, tu as confirmé cette proposition : la distance totale parcourue par une onde électromagnétique est la somme algébrique de la valeur absolue des distances par rapport au point d'émission, prises en compte à chaque changement éventuel de signe, et à la fin du voyage, à l'absorption. : "Heu si c'est la résultante des chemins à parcourir".
D'où ma question concernant mon incompréhension de ton affirmation, enseignant qu'il est possible de percevoir simultanément deux ondes électromagnétiques issues d'émissions non-simultanées en date et toutefois issues de points équidistants de nous à l'émission.
C'est ce point qui me parait contradictoire.
Ce soulignement de Michel sur "à la fois" me conforte dans ma perception.Plus un objet a un grand z, plus l'observateur le voit à la fois loin et ancien. C'est la notion de "cône passé".
Excuses-moi d'insister, (cette notion est pour moi cruciale, bloquante jusqu'à résolution), et encore de te demander de bien vouloir lever cette apparente contradiction.
Cordialement.
Cette distance là est la distance propre de propagation des photons.
Mais il y a d'autres distances, comme la distance angulaire, qui correspond à la distance à l'émission des photons, avant que le récepteur ne s'éloigne à cause de l'expansion.
Et enfin la distance comobile qui est cette fois la distance aujourd'hui entre la source et le récepteur et qui donc prend en compte l'éloignement entre la source et le récepteur.
En fait la distance angulaire ne prend pas en compte l'expansion et est la distance au moment de l'émission.
Puis l'expansion fait qu'on s'éloigne du photon émis, la distance propre de propagation du photon prend en compte le fait qu'on s'éloigne de lui.
Enfin si on tient compte aussi de l'éloignement de la source pendant le trajet du photon, on tombe sur la distance comobile (à la réception).
Regarde le lien que j'ai indiqué plus haut, ils l'expliquent bien avec une petite animation, et on retrouve les schémas posés en début de fil.
Prend deux tapis roulant de 2m, et tu te mets au bout de chacun (pas sur le tapis). Un tapis va à 2m/s, l'autre à 1m/s, en direction opposée de toi (ils symbolisent l'expansion de l'univers, plus ou moins rapide selon l'époque).
A t=0, y a quelqu'un qui veut te rejoindre (un photon émis d'une galaxie), il prend le tapis roulant à 2m/s (le plus rapide car c'est vieux), et avance à la vitesse constante c=3m/s (c'est une constante universelle), donc par rapport à toi sa vitesse est de 1m/s, il va donc mettre 2s pour traverser le tapis.
A t=1s, une autre personne décide de te rejoindre (une galaxie plus récente), il prend l'autre tapis à 1m/s (l'expansion s'est ralentie), et avance aussi à la vitesse constante de c=3m/s (toujours cette constante), donc il se déplace à 2m/s par rapport à toi, il va mettre ainsi 1s pour arriver.
A t=2s, les deux personnes arrivent en même temps au bout du tapis et te rejoignent (tu reçois le photons dans tes détecteurs en même temps).
Donc tu as bien eu émission à des distances égales (2m), mais à des instants différents (t=0s et t=1s) et pourtant tu les reçois en même temps (à t=2s).
C'est la vitesse d'expansion différente, qui affecte en fait la "vitesse relative" du photon, qui l'explique, comme si dans le cas d'un objet lointain, le photon se déplaçait moins vite par rapport à nous, qu'un photon émis par un objet récent.
Allez courage, tu vas finir par comprendre
Ca rejoint l'exemple naré au post #15, même si , vue l'heure tardive, je me suis emmêlé les crayons: c en fait le vieux qui va sur le lent et le jeune qui va sur le tapis rapide
Pour en finir avec la métaphore des tapis roulants.
Si tu marques d'une croix l'emplacement des 2 bonhommes (qui symbolisent chacun un train de photons d'une source hypothétique), tu peux aussi retrouver les distances comobiles.
En résumé:
- ils partent du même point (D angulaires identiques)
- après un certain temps, on voit bien que le repère placé sur le tapis roulant de l'athlète prend de plus en plus d'avance sur celui du vieillard (D comobiles différentes)
- au final, ils avancent au même rythme, bien que le jeune athlète a parcouru une distance bcp plus importante; si je me place à leur hauteur à côté des tapis (symbolisant le récepteur des photons), je suis capable de prendre EN MEME TEMPS la main des 2 protagonistes (réception simultanée).
Bonjour
Je ne peux pas illustrer le voyage des photons par l'image des tapis roulants, pour cette raison:
* les deux tapis ont une vitesse différente tout au long de leur parcours.
* L'expansion est identique, par l'isotropie, quand les deux photons voyagent. Même si son taux est évolutif, il n'y en a qu'un pour une date, donc depuis l'émission la plus récente, (deuxième photon), et jusqu'à nous parvenir simultanément, la somme vitesse de la lumière + vitesse d'éloignement due à l'expansion, est la même pour les deux photons. Non?
