Bonjour,
J'aurai tout simplement souhaité savoir quand et comment l'univers était-il devenu transparent?
Avec une question subsidiaire...Est-ce que la géométrie locale au moment de la transparence est celle de Minkowski? Et si oui, peut-on avoir des doutes sur une géométrie locale différente de cette dernière avant la transparence?
Merci et bonne journée.
les gens qui ont des montres n'ont pas le temps. Sagesse africaine
Quand: 384'567 ans
Pourquoi: atomes assez délayés.
Salut,
Environ oui, mais comment tu fais pour être aussi précis ?Envoyé par dragounet
(à cause de l'expansion)
=> la température a baissé (c'est le principe de de décompression adiabatique)
=> les électrons libres se sont combinés aux noyaux pour former des atomes neutres
=> c'est transparent
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Localement, oui, toujours, c'est le principe d'équivalence (formulation "moderne").
Globalement c'est plutôt du style Friedman.
Ce n'est que pendant le premier pouillème de seconde que c'était sans doute différent. Pendant les tous premiers instants de l'univers, il est assez clair que nos théories actuelles ne s'appliquent pas. On ne sait pas trop à quoi ça devait ressembler.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Salut,
Quand tu dis transparence de l'Univers, ça dépend de la longueur d'onde à laquelle tu regardes.
En effet, le rayonnement optique peut se propager depuis la recombinaison (environ 380 000 ans après le BB). Les photons émis à l'époque forment le fond cosmologique.
Les photons UV n'ont pas la même chance, car ils sont absorbé par les atomes d'hydrogène formé à la recombinaison. Néanmoins, les premières étoiles ionisent ces atomes et font que l'univers deviens transparent aux UV environ 1 million d'année après le BB.
Enfin, l'Univers est opaque aux photons gamma qui peuvent percuté les photons de basse énergie issu du fond cosmologique et des galaxies (photons optique et IR).
Cordialement,
Matthieu Béthermin
Salut,
Dans ce cas, pourrais-tu expliquer d'où viennent les GRB ?
L'univers n'est pas opaque aux gamma, sinon les GRB ne parviendraient pas sur terre.
Restons superficiel pour ne pas fâcher
Salut,
Et merci à tous pour ces réponses entres-elle complémentaires.
quelques questions...
Le principe d'équivalence ne "joue-t-il pas un rôle" dans l'expression du principe cosmologique?
La géométrie de Minkowski est-elle une approximation de celle de Friedman, à l'instar de la théorie de Newton, comme une version de la RG, en champ infini (de mémoire de lecture!)?
Est-il possible que la matière noire ait la propriété de modifier localement l'espace-temps de telle sorte qu'il devienne opaque au spectre complet du rayonnement électromagnétique?
Merci et bonne journée.
les gens qui ont des montres n'ont pas le temps. Sagesse africaine
Si c'était le cas, il y aurait des zones toutes sombres dans le ciel, voir même un ciel intégralement noir.
Car la matière noire est partout présente dans l'univers.
Or...
Restons superficiel pour ne pas fâcher
En fait, quand je dis opaque, ça ne veut pas dire totalement opaque. En fait, la section efficace d'une collision photon-photon est très faible. Il faut donc une très grande distance pour que l'absorption sot significative. En fait, si tu regardes les photons d'un GRB autour de GeV, l'interaction ne peut avoir lieu que pour des photons X et gamma qui sont très peu nombreux, leur absorption n'est donc détectable que si le GRB est à très haut redshift. Si on regarde autour du TeV, les photons gamma peuvent être absorbé par les photons optiques et infrarouge. Donc, le signal venant de blazars à haut redshift sera fortement absorbé. Enfin, si on est à très haute énergie (E>10¹⁹ eV), les photons peuvent alors interagir avec le fond cosmologique. Du coup, ces photons sont très fortement absorbé. Aucune source lointaine ne peut donc être observée à très haute énergie. On parle de coupure GZK.Salut,
Dans ce cas, pourrais-tu expliquer d'où viennent les GRB ?
L'univers n'est pas opaque aux gamma, sinon les GRB ne parviendraient pas sur terre.
En fait, n peut reconstruire le spectre du fond extragalactique grâce à l'absorption du spectre de quasars par celui-ci. Tu peux regarder par exemple le papier de Marzin&Raue 2007.
Cordialement,
Mat
Merci pour ces précisions, Mat B.
Du coup, ça m'a amené a me documenter un peu au sujet de la coupure GZK, et j'en profite pour mettre ici quelques liens intéressants :
Limite de Greisen-Zatsepin-Kuzmin
Le paradoxe de la coupure GZK ne débouche pas sur une nouvelle physique.
Rayons cosmiques : oui, la coupure GZK existe !
Par contre, je ne comprends pas pourquoi tu parles d'opacité au photon gamma alors que la limite GZK concerne les UHECR (Ultrahigh-energy cosmic rays) qui sont des flux de protons, voir des noyaux d'hélium, et non pas des photons gamma... ??
Je tiens a te préciser que je ne suis pas physicien mais un vulgarisé, et que pas mal de choses m'échappent dans ce domaine... mais je ne demande qu'a comprendre et apprendre.
Restons superficiel pour ne pas fâcher
Le spectre des GRB est très large (102 - 1012 eV) mais ça reste largement inférieur au seuil GZK donc l'univers est bien transparent pour ces phénomènes.
a+
Parcours Etranges
Comme pour les rayons cosmiques et la limite GZK, il existe une coupure pour les rayons gamma qui est de l'ordre du TeV je crois...
Quand le sage montre la lune, l'imbécile regarde le doigt...
Salut,
Quelle serait la cause physique de cette coupure pour les gamma ?
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
La même que pour les cosmiques, photons de basse énergie (infra-rouge, CMB etc...)
Quand le sage montre la lune, l'imbécile regarde le doigt...
Salut,
Merci,
Tiens, j'ignorais que ces interactions pouvaient limiter l'énergie des photons ultraénergétiques. Je suppose que la section efficace finit par devenir importante (surtout sur les distances parcourues).
Faudra que je potasse
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Pour voir si j'ai suivi cette histoire de coupure gamma :
Ça signifie qu'il existe un trou dans la répartition des gamma.
Et que ce trou serait dû au fait qu'une gamme de fréquence spécifique interagit avec le fond de rayonnement.
Mais pas les fréquences au dessus ni au dessous, c'est bien ça ?
Comme si une gamme de fréquence entrait en "résonance" avec le fond de rayonnement, ce qui l'affaiblirait beaucoup plus vite (sur la distance) que les autres sections ?
Merci pour vos réponses
Restons superficiel pour ne pas fâcher
Salut,
En fait, plus ton photon gamma (ou encore plus haute énergie...) est énergétique et plus il peut intéragir avec des photons de faible énergie. Or, plus tu coupes à basse énergie et plus tu as de photons disponibles. Du coup, pour une même distance à parcourir, l'opacité de l'Univers augmente avec l'Energie des photons.
En fait, plus le photon a une haute énergie et plus l'horizon observable (sphere dans laquelle l'aborbtion reste négligeable) est petite. Ceci a pour effet de créer des coupures dans le spectre. Comme le spectre basse énergie du fond extragalactique est compliqué (plein de bosses dans l'optique, l'IR et le fond cosmologique), ceci donne des motifs compliqués dans le spectre gamma.
J'espère avoir été assez clair...
Matthieu
PS: Désolé pour la confusion sur le vocabulaire, je ne savais pas qu'il existait une classe de photon plus énergétique que les gamma. J'ai donc appelé gamma tout les photons plus énergétique que les X par défaut.
Salut,
Tout à fait. Merci beaucoup,
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Salut,
Environ oui, mais comment tu fais pour être aussi précis ?
(à cause de l'expansion)
=> la température a baissé (c'est le principe de de décompression adiabatique)
=> les électrons libres se sont combinés aux noyaux pour former des atomes neutres
=> c'est transparent
Deedee a apporté la réponse la + simple et directe ... A une question simple et ma foi directe aussi ...
On appelle ça la grande recombinaison, qui est évaluée a bigbang + 380 000 ans ... a une époque ou l'univers en pleine expansion encore rapide a l'époque était 1100x + petit qu'aujourd'hui
(1100x parce qu'on estime que en constatant le rayonnement diffus fossile de cette période qu'on appelle Fond diffus cosmologique, et qu'aujourd'hui on le mesure a 2.72 °kelvin, et que l'on a estimé que les photons de l'époque furent libérés vers 0,3 eV, pour une température de 3000 K soit un facteur de 1100 qui caractérise l'expansion induite depuis normalement et tout autant vérifiable par le redshift de ce qu'on en observe aujourd'hui lui aussi de 1100)
Donc en gros, l'univers est devenu transparant a la lumière, quand sa t° moyenne baissa vers 3000 °Kelvin avec son expansion, t° qui était celle ou les noyaux d'atomes des 3 matériaux nés avec le bigbang (hydrogène, hélium et lithium) ont pu capturer les électrons par force électromagnétique
Avant cette période, les électrons étaient trop excités par la haute t° moyenne du milieu et donc entièrement libres : ils rendaient l'univers entièrement opaque aux photons qui ne pouvaient que ricocher ...
Pour te faire une idée, il se passe a peu près le même genre de chose, dans le coeur d'une étoile : tout les photons produits par l'énorme t° dans le coeur de l'étoile, ricochent pendant des millions d'années contre les électrons libres dans un milieu hyper dense et très chaud ... Dans certains cas ils mettent près de 10 millions d'années pour sortir du coeur de l'étoile !
Mais bon, ça empêche en fait pas l'étoile de produire de la lumière vers son extérieure bien avant que les photons du coeur de l'étoile aient pu réussir a sortir : la simple convection thermique de la très haute chaleur de l'étoile, permet de produire une quantité massive de photons dans le plasma du manteau de l'étoile et en surface qui n'auront eux pas a affronter le labyrinthe très dense du coeur de l'étoile ...
(sinon on pourrait hélas pas voir les étoiles naitre a leur différent stade de proto-étoile dans ce cas, hors on les voit pourtant se pavaner un peu partout dans les nébuleuses pouponnières a tout les stades différents : parce que la lumière produite ne dépend heureusement pas des photons produits au coeur, mais du transfert d'énergie thermique élevés qui permet au plasma des zones moins dense de faire sortir la lumière sans contrainte dès les premiers stades d'état de plasma du gaz en contraction dans le disque stellaire)
Tu as du surement entendre parler du fond diffus cosmologiques, le fameux "rayonnement fossile" ?
C'est tout simplement le fossile de lumière, transformé avec les milliards d'année en micro-ondes (donc plus vraiment de la lumière qui illumine) de cette période ou l'univers a libéré d'un coup (enfin + ou - progressivement avec les densités et t° des zones de l'époque qui fluctuaient évidemment) la lumière qui demandait qu'a sortir de la soupe en question ...
Enfin c'était l'avant dernier stade de la fameuse "soupe" du big bang qui n'était plus "primordiale" : les noyaux d'atomes s'était formés, et n'attendaient plus qu'a capturer les électrons ...
Puis après naissèrent les étoiles en grappes dans les immenses nuages de gaz qui deviendront des galaxies ect, ses naissances massives d'étoiles très massives aussi et qui étaient "pures" en terme de matériaux (uniquement consitutées d'hydrogène, hélium et de lithium : les 3 types d'atomes nés de la soupe primordiale a ses derniers stades) un dernier stade de la matière générale dans l'univers apparu : le re - ionisation de l'hydrogène en particulier du au exposition des bulles de gaz autour des étoiles a la forte production d'UV
Mais a cette période il était déja transparent
