Bonsoir à tous,
Tout est dans le titre, quelles observations et calculs nous donnent 13,7 milliards années ?
Si l’humanité, avec son savoir, existait il y a 10 milliards années, aurait-elle calculé le rayon de notre univers observable à 3,7 milliards années ?
Merci,
Salut,
On crée des modèles, basées sur les théories connues : relativité générale, thermodynamique, etc... Ce qui permet de calculer l'évolution de l'univers et en particulier son expansion, la variation de température au cours du temps, etc...Envoyé par daniel100
L'observation nous donne la densité de l'univers, la vitesse d'expansion, etc... En utilisant cela on trouve que l'univers a environ 13.7 millards d'années. Cela colle avec d'autres sources : age des plus vieux amas globulaires.
Ensuite, on sait à quelle température et pression l'hydrogène est ionisé. On peut donc facilement calculer à quel moment la température avait chuté pour que le gaz primordial devienne neutre. Ce dernier étant transparent, le rayonnement thermique s'est échappé et.... hop. Voilà.
Je suppose
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Avec les observations on trouve que l'univers est plat et que:
- densité de matière aujourd'hui:
- densité d'énergie sombre aujourd'hui
- paramètre de Hubble aujourd'hui:km/s/Mpc
La résolution de l'équation de Friedmann pour un univers plat, avec seulement de la matière et de l'énergie sombre, donne l'aĝe de l'univers t0:
où argsh est la fonction "argument sinus hyperbolique".
Pour les valeurs données plus haut on trouve simplement t0=13,67 milliards d'années.
Il y a 10 milliards d'années, celà correspond à un redshift z=1,815.
En utilisant toujours l'équation de Friedmann, le paramètre de Hubble au redshift z est simplement:
La densité de matière au redshift z est simplement:
Celle d'énergie sombre est:
Autrement dit en remplaçant par les valeurs, un observateur se situant à un redshit de 1,815 (donc il y a 10 milliards d'années) mesurerait:
- densité de matière:
- densité d'énergie sombre
- paramètre de Hubble:
Et remplaçant ces valeurs dans la formule qui donne l'âge de l'univers, cet observateur trouverait t=3,67 milliards d'années pour l'âge de l'Univers. Et on a bien 10+3,67 = 13,67...
Le rayon de l'univers observable est donnée par l'intégrale:
où RH=c/H0=13,77 milliards d'année-lumière est le rayon de Hubble.
Aujourd'hui (avec les valeurs mesurées aujourd'hui) le rayon de l'univers observable est de 47 milliards d'année-lumière.
Il y a 10 milliards d'années, autrement dit quand l'univers avait seulement 3,67 milliards d'années, ce rayon valait 11 milliards d'années lumière.
notons que à des facteurs numériques de l'ordre de l'unité près, l'ordre de grandeur est simplement l'inverse de la constante de Hubble 1/Ho, tout le reste étant des correctifs dus à la loi exacte de l'expansion de l'Univers en présence de constante cosmologique.
Précisément avec la valeur du pc (3,08. 10^16 m) et Ho = 71 km/s/Mpc, on trouve :
1/Ho = 10^6 * 3,08*16 /(71*1000)= 4,33.10 ^17 s = 13,7 Milliards d'année ce qui est presque pile poil le bon résultat (les effets de ralentissement dus à la gravitation et d'expansion dus à la constante cosmologique se compensent à peu près).
Or Ho est la taux relatif d'expansion de l'Univers puisque c'est la vitesse dD/dt divisé par la distance D, donc dD/Ddt = variation relative de la distance chaque année.
Donc la réponse la plus concise , il me semble, qu'on puisse faire , c'est qu'on sait que l'Univers a environ 13 milliards d'années parce qu'on a mesuré que les distances entre les galaxies s'accroissaient d'environ 1/13 milliardième chaque année.
Bonsoir et merci pour vos réponses,
Pas simple tout ça !
Connaît-on la cause de l’accélération, puis décélération, puis de nouveau une accélération de notre univers ?
Il y a forcément un paramètre (ou plusieurs) qui « interagit » sur l’univers, a-t-on des informations sur ce phénomène ?
bonjour,Avec les observations on trouve que l'univers est plat et que:
- densité de matière aujourd'hui:
- densité d'énergie sombre aujourd'hui
- paramètre de Hubble aujourd'hui:
La résolution de l'équation de Friedmann pour un univers plat, avec seulement de la matière et de l'énergie sombre, donne l'aĝe de l'univers t0:
où argsh est la fonction "argument sinus hyperbolique".
Pour les valeurs données plus haut on trouve simplement t0=13,67 milliards d'années.
à cette petite correction près :
selon wiki, les dernières données WMAP indiquent :
- densité de matière aujourd'hui:
- densité d'énergie sombre aujourd'hui
le calcul de gloubiscrapule donne alors un age de 13.73 milliard d'années.
Wiki anglais indique que les astrophysiciens ont calculé un age de l'univers de 13.75 millards d'année. J'ignore si cet écart est du à la non prise en compte, dans la formule donnée par gloubiscrapule, de la densité de radiation, (je suis même pas sur de cette terminologie)
cordialement
Dernière modification par piwi ; 07/02/2011 à 17h04. Motif: correction de fautes d'orthographe à la demande de l'auteur
Salut,
Gloubi tu pourrais éviter le terme "simplement", c'est véxant
Tout dépend quels paramètres cosmo ils ont pris, et c'est vraiment pas dit que ceux donnés dans wiki sont les mêmes utilisés que ceux pour trouver l'age de l'univers donné dans wiki!J'ignore si cet écart est du à la non prise en compte, dans la formule donnée par gloubiscrapule, de la densité de radiation, (je suis même pas sur de cette terminologie)
La courbure peut jouer aussi car la formule que j'ai donné est valable pour un univers plat. Si la densité totale n'est pas exactement égale à 1.000 alors la formule est différente.
Mais comme je le rappelle on est pas à 0.01 GA près, l'incertitude étant au moins 10 fois plus grande. Et en plus on peut aussi utiliser d'autres méthodes pour évaluer ces paramètres, dont la différence est bien plus grande que les barres d'erreur pour une méthode donnée.
Je te laisse regarder sur le site de wmap les valeurs avec les différentes méthodes:
http://lambda.gsfc.nasa.gov/product/...parameters.cfm
Choisit la première ligne, qui correspond au modèle LambdaCDM simple et en colonne tu as les différentes méthodes (exemple en rajoutant les données des oscillations acoustiques baryoniques ou de la mesure de H0).
bonjour gloubiscrapule
ce sont effectivement des possibilités
quand j'utilise une formule je suis un maniaque de la précision(des fois trop
). pour le modèle autant prendre le plus communément admis sans pour autant écarter les autres possibilités plausibles.
il semble que les données wiki soient les valeurs de la première colonne mais le site nasa donne
cordialement
bonsoir a tous
peut on comparer l age de l univers à la constante de plank?
Quel interet de comparer une constante avec quelque chose qui change à chaque instant?
A moins que tu pense que l'instant présent soit un moment spécial dans l'histoire de l'univers, ou que la valeur de la constante de plank ai évolué dans le temps
Non.
Le premier niveau qui te manque vraiment c'est celui des dimensions. La constante de Planck ce sont des J.s : des Joules fois des secondes. Une énergie multiplié par un temps. Il y a des compositions de dimensions qui sont intuitives (des mètres/seconde par exemple on sait que c'est une vitesse, on comprend ce que ça désigne intuitivement), des J.s j'avoue que ce n'est pas évident, mais c'est souvent le cas avec les constantes (qui sont des passeurs entre dimensions). En tout cas, ce n'est pas un temps et donc la réponse est non en première approche puisque un âge (en secondes) et la constante de Planck (des Joules.secondes) ne peuvent être mis en rapport simple. Je veux dire qu'on n'obtient pas t0, l'âge de l'univers en multipliant h par une constante a-dimensionnée (un simple nombre comme pi qui fait passer du rayon d'un cercle à sa circonférence).
On peut bien sûr fabriquer une constante dimensionnée idoine pour passer de t0 à h, il suffit de faire la division :
kt/h = t0/h
kt/h = 4,32.1017 s/6,63.10-34J.s = 6,52.1050 J-1.s-2
Mais est ce que kt/h peut être calculée autrement, en partant de lois connues, est ce que connaissant h on pourrait calculer t0 sans le connaitre d'abord, ou inversement est ce qu'on pourrait connaitre la constante de Planck à partir de l'âge de l'univers ? Non. Aucune loi ne les relie.
a+
Dernière modification par Gilgamesh ; 09/02/2011 à 00h28.
Parcours Etranges
Merci pour ta réponse, je suis d accord.
je me suis tromper, je voulais parler du temps de Plank.
si l Univers est en Expansion, si le debut de big bang est de plus en plus retreci, l image que nous envoi cobe devrai alors etre la plus petite distance...observable? soit le temps de plank.
merci pour vos réponse
Salut,
Attention, Cobe et autres satellittes ne nous renvoient pas une image du tout début de l'univers mais seulement de l'univers quand il était agé de 300000 ans. Avant il était opaque (gaz chaud et dense).
Et à cette époque il devait déjà être très grand (voire infini ?).
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Bonjour.
Comment concilier big bang et univers infini ?
Le bigbang n'est pas l'expansion à partir d'un point mais le fait que chaque partie s'éloigne des autres.
Ce n'est donc pas incompatible.
(je met des points au lieu de blancs, sinon l'éditeur me les mange
infini au début :
...=============== ...
infini peu après
...=.=.=.=.=.=.=.=.=.=.=.=.=.= .=....
infini maintenant
...=...=...=...=...=...=...=.. .=...=...=...=...=...=...=...= ....
avec des irrégularités
...=...=...=...=.=.....=...=.. .=...=...=...=...=...=...=...= ....
qui s'effondrent sous leur propre poids et donnent des étoiles, etc.
...=...=...=...O........=...=. ..=...=...=...=...=...=...=... =....
Simple
Evidemment, même dans ce cas, toute la partie actuellement visible était au début contenue dans un petit volume. D'où l'affirmation fréquente que l'univers était tout petit au début. Abus de langage.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Oui, mais si l'univers est infini, c'est qu'il l'a toujours été. Dans ce cas, l'espace a toujours été infini. Trouves tu logique qu'une expansion de l'espace intervienne dans une dimension infinie ? Sans compter que si les dimensions sont infinies, le temps du passé l'est également, et donc l'instant zéro n'a pas pu exister, car une expansion qui crée de l'espace n'a pas de sens dans un espace préexistant.
Tu peux être infini et être en expansion. Imagine la droite des réels de - l'infini à + l'infini, tu peux très bien multiplier tout ça par 2 ou ce que tu veux (>1), ça va éloigné tout les points les uns des autres et pourtant c'est un espace infini.
On ne parles pas de temps infini mais d'espace!
Tout à fait d'accord, mais quand on parle de l'expansion, on parle de "création" d'espace. Est ce une question de sémantique ?
Quand tu as 2 points, en position 3 et en position 6. tu as 3 d'écart entre les deux. Avec l'expansion tu passes de 3 à 6 et de 6 à 12, donc un écart de 6 entre les deux. En gros l'espace entre les deux est plus grand, donc on parle de création d'espace, c'est tout!
Ah non, ce n'est pas la même chose. Si j'écarte mes mains l'une de l'autre, l'espace entre les deux grandit, mais je ne crée pas d'espace au sens où on l'entend pour justifier le fait que de la matière se trouve au-delà de notre horizon cosmologique. Car, dans ce cas, on devrait admettre que la matière se déplace plus vite que la lumière, ce qui est impossible dés lors où l'on entend "augmentation de l'espace" au lieu de "création d'espace". Il me semble avoir compris que cette notion de création d'espace était nécessaire au modèle de l'expansion telle qu'on la conçoit aujourd'hui.
Je parle pas d'écartement, je te parles d'expansion, les points représentent l'espace. Si l'espace entre les deux points a grandi c'est bien que de l'espace s'est créé entre les deux.
Pour moi oui
Mais je trouve les explications de Gloubi satisfaisantes alors je ne vais pas tout embrouiller avec ma façon de voir
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Donc, en partant du point de départ qu'est le big bang, il y a eu inflation d'un espace au sein d'un autre espace préexistant sans que l'on puisse dire pour autant qu'il y ait eu chevauchement entre l'espace infini préexistant et l'espace en expansion que nous connaissons, c'est bien ça l'idée ? En quelque sorte, nous sommes dans une bulle d'espace/temps sans aucune relation avec l'espace/temps infini qui serait censé entourer notre univers.
Dernière modification par papy-alain ; 09/02/2011 à 13h07.
Après le point fixe, voici l'idée fixe.
Papy, plusieurs ont déjà discuté de ça avec toi.
Si tu as le droit d'imaginer ton propre modèle de l'univers, why not.
Mais pour le modèle actuel (Modèle Standard de la cosmologie) et pour la relativité générale : il n'y a pas d'espace préexistant.
Cela a déjà été dit plusieurs fois
Evidemment, que ce soit des cakes aux raisons, des mains avec des doigts, des ballons qui gonflent, toutes ces images prennent placent dans un espace préexistant : celui dans lequel nous vivons. Mais cela ne veut pas dire que cela est le cas pour l'univers. Dans toutes ces analogies il faut faire abstraction de cet espace dans lequel est plongé l'objet servant à faire l'analogie.
Par exemple, dans l'exemple du balon, il faut considérer la surface du balon et faire "comme ci" il n'avait ni intérieur, ni exitérieur.
Et avec les doigts, efface par la gomme "imagination" l'espace dans lequel la main est plongé. N'existe plus que les doigts et la distance qui les sépare.
Je sais que c'est une abstraction assez contre-intuitive, mais on n'a pas le choix. L'étude de la topologie et des métriques aide beaucoup pour ça je trouve.
Je crois que tu n'y arriveras pas sans te taper le livre MTW plus quelques bons cours de topologie différentielle
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Mais, Deedee, nous sommes ici dans l'hypothèse d'un univers infini. S'il y a inflation de l'espace dans un univers infini, c'est qu'il y a au départ un espace infini. Tout ce que tu dis concerne "notre" univers pour lequel j'ai bien assimilé le fait que l'espace s'y crée, et ce depuis le big bang. Comment peux tu envisager qu'un espace infini, indépendant du big bang, ne puisse exister hors de l'espace créé par l'inflation du big bang ?
J'ajouterai d'ailleurs qu'il existe des théories plausibles faisant état de la possibilité d'existence d'autres univers, en dehors du nôtre. Ces suppositions ne pourront évidemment jamais être vérifiées par l'observation, mais le seul fait d'en envisager la possibilité souligne, si besoin en est, la possibilité d'existence d'un "autre espace", indépendant du nôtre, tout comme je le soulignais ci-dessus.
Yoyoyoyo ! Je crois avoir compris ce que tu voulais dire.
Désolé, mais "espace au sein d'un espace pré-existant" ça m'a fait bondir.
Attention toutefois, à moins d'envisager des théories quantiques ou du style (voir ci-dessous), en relativité générale, même pour un univers infini, t = 0 est un point de départ. Il y a "création" ex nihilo de l'espace infini (je n'aime pas trop le mot création, mais je n'en ai pas d'autre) et big bang = création de l'espace et son expansion.
Je sais, ça fait très bizarre voire limite farfelu, mais mon imagination s'en accomode très bien
Et pour ce qui est de "créer de l'espace", allez, je donne mon point de vue
Attention, je sais que tout le monde n'est pas entièrement d'accord avec moi sur cette façon de voir !!!!! Hé bé oui, on touche à aux limites des connaissances en cosmologie, alors forcément. Suffit de voir les discussions sur le caractère fondamental du temps ou sur son caractère émergent (point de vue de Rovelli) !!!!
Et là, oui, on est d'accord. C'est comme si on introduisait la mécanique quantique ou quand je parlais d'avoir sa propre théorie.
Toutes les théories candidates à la gravitation quantique ont pour particularité que le temps t = 0 n'est qu'une transition depuis un "pré big bang". C'est conceptuellement plus ça (mais c'est malheureusement la seule simplification, le reste est pire à comprendre, surtout en gravité quantique à boucles)
Enfin, bon, autant commencer par la RG. J'insiste sur la nécessité de lire un super bon bouquin comme MTW. En plus, c'est totalement passionant. Une fois dedans, on n'en décole plus (à cause de la gravité ?
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
il existe aucune ligne droite dans l espace.Ou du moins jusqu'à une certain limite qui nous convient.(cela revient au problème de cartographie suivant l échelle)
l espace est courbe et discontinu dans le temps.
Quand le sage montre la lune, l'ignorant regarde le doigt...
Ouf, l'ambiguité est levée. Pour le reste toute discussion rationnelle serait vaine pour des sujets tels que les multivers (par opposition à univers) ou ce qui a pu se passer à t-1, si toutefois cela existe ici ou ailleurs, etc. La science-fiction peut fertiliser l'imagination, et pour un profane il est parfois des limites floues ou incertaines entre des théories bidon, des théories plausibles, et des théories solides. Dans les théories solides, les raisonnements sont logiques, généralement soutenus par une mathématique implacable. C'est moins clair quand on veut à tout prix donner une réponse à ce qu'on ignore. Par exemple, le graviton répond au besoin impérieux de comprendre la gravitation qui, sans particule vectrice, paraît aussi mystérieuse que l'énergie noire. Alors, j'espère fortement qu'on arrive un jour à identifier un graviton et qu'on arrive aussi à comprendre la nature de l'énérgie noire, sinon où est la limite à nos connaissances ?
