Taille de l'univers observable.

[papy-alain]

Question à cent balles:
où se trouve le barycentre de l'univers si celui-ci n'a pas de centre? (dans le cas où il est fini, bien sûr!)

Pas de centre, pas de frontière, --> pas de barycentre. Tu me dois cent balles.
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[invite80fcb52e]

...Et quand JP Luminet affirme qu'il n'existe pas de vérité absolue, j'aurais plutôt tendance à penser qu'il sait de quoi il parle.

Suffit d'être un minimum scientifique. C'est souvent les non scientifiques qui croit que la science est la vérité absolu et les scientifiques qui savent qu'elle ne l'est pas.

Tu vois un objet rouge, et tu dis "il est rouge, ça au moins c'est certain". Eh bien non, car les couleurs n'existent pas. C'est une interprétation de ton cerveau.

Même avant ça, tu vois un objet rouge parce que de la lumière est parti de l'objet jusqu'à ton oeil. Si sur la route de la lumière, tu as un mouvement relatif (effet doppler), un champ de gravitation, ou l'expansion de l'univers, alors la couleur est bien différente qu'au départ...
De façon générale toute observation/information est véhiculée par un messager avec une vitesse limitée, ce qui implique toute sorte de bizarreries comme la dilatation du temps etc...

où se trouve le barycentre de l'univers si celui-ci n'a pas de centre? (dans le cas où il est fini, bien sûr!)

Si c'est homogène et isotrope il est partout!

[invite499b16d5]

Si c'est homogène et isotrope il est partout!

Je préfère la réponse de Papy Alain, même si je lui dois cent balles!
Comment veux-tu qu'un corps puisse tourner autour de partout?

[invite499b16d5]

La quesiton est plus vicieuse qu'il n'y paraît: s ion admet qu'on corps quelconque tourne autour du barycentre du système de corps auquel il appartient, pourquoi la Terre orbite-t-elle autour du barycentre du système solaire, et pas celui de la Galaxie, ou de notre Amas, ou de tout l'univers?

[invite499b16d5]

La question est plus vicieuse qu'il n'y paraît: si on admet qu'on corps quelconque tourne autour du barycentre du système de corps auquel il appartient, pourquoi la Terre orbite-t-elle autour du barycentre du système solaire, et pas celui de la Galaxie, ou de notre Amas, ou de tout l'univers?
(oups double envoi après correction: merci à un modérateur de supprimer l'un des 2 messages!)

[invite499b16d5]

De façon générale toute observation/information est véhiculée par un messager avec une vitesse limitée, ce qui implique toute sorte de bizarreries comme la dilatation du temps etc...

A ce que j'en comprends ce n'est pas le fait que les messagers vont au maximum à c qui rend temps bizarre, mais ce serait plutôt la nature hautement contre-intuitive du temps physique qui a pour conséquence la limitation des vitesses.

[invite80fcb52e]

Comment veux-tu qu'un corps puisse tourner autour de partout?

On parles pas de tourner, on parle de barycentre.

Le point G est barycentre si:



Si c'est homogène et isotrope cette intégrale est vrai pour tous les points G. Donc tous les points sont barycentres!! Quelque que soit l'endroit où on est on, on est attiré de la même façon par toutes les directions!

A ce que j'en comprends ce n'est pas le fait que les messagers vont au maximum à c qui rend temps bizarre, mais ce serait plutôt la nature hautement contre-intuitive du temps physique qui a pour conséquence la limitation des vitesses.

Je suis pas d'accord. C'est la limite de c et le fait que c'est une constante qui implique directement la dilatation du temps!!

[invite499b16d5]

Quelque que soit l'endroit où on est on, on est attiré de la même façon par toutes les directions!

Oui, et cela amène une question: étant donné un grain de matière quelconque dans l'univers, il est soumis à des forces d'attraction (même si elles sont infimes) dans toutes les directions qui tendent à le faire éclater et auxquelles il doit résister!
Est-ce son auto-attraction qui s'y oppose, et comment exprimer le fait qu'elle devrait être alors justement égale et opposée aux attractions extérieures?

Je suis pas d'accord. C'est la limite de c et le fait que c'est une constante qui implique directement la dilatation du temps!!

J'avais l'intuition inverse, mais je ne me crois pas en capacité de trancher!

[invite80fcb52e]

il est soumis à des forces d'attraction (même si elles sont infimes) dans toutes les directions qui tendent à le faire éclater et auxquelles il doit résister!

Univers homogène = potentiel gravitationnel constant = pas de forces!!
Rappel: la force est causée par la variation du potentiel.

Ou si tu préfères les forces venant de partout s'annulent deux à deux dans les directions opposées!

J'avais l'intuition inverse, mais je ne me crois pas en capacité de trancher!

Je vais reprendre l'explication que j'avais entendu dans un documentaire de Hawking:

Imagines un train qui va presque à la vitesse de la lumière (disons c-1 m/s. Imagines une fille dedans qui se met à courrir à 2 m/s, ce qui porterait à c+1 m/s sa vitesse en classique. Or la RR nous dit que c est une limite donc la fille parcourera bien 2 m par seconde de son point de vue, mais vu de l'extérieur elle parcourra 2m en plus de 2 secondes, de telle sorte que sa vitesse totale ne dépasse pas c. Elle paraitra courir au ralenti à cause de la dilatation du temps.

Autre explication: Tu prends 2 miroirs parallèles et un rayon lumineux fait l'aller retour entre les deux. Il va parcourir une distance 2L en un temps 2t.
Si maintenant les 2 miroirs se déplacent (perpendiculairement aux photons) à une vitesse v proche de c. La distance parcourue par les photons ne sera plus 2L mais d'après le théorême de Pythagore. Sachant que la distance est plus grande mais que la vitesse du photon est constante, ça implique que le temps pour faire l'aller retour est aussi plus grand.



Et

Donc

Ce qui donne:

La dilatation du temps c'est simplement à cause de la propagation des photons qui est limitée à c et est la même dans tous les référentiels.

[Deedee81]

Salut,

Un petit addendum pour éviter peut-être une confusion pour ceux qui liraient ton message.

La dilatation du temps c'est simplement à cause de la propagation des photons qui est limitée à c et est la même dans tous les référentiels.

La dilatation du temps c'est simplement à cause de la vitesse c qui est la même dans tous les référentiels.

Une particule (disons un électron) qui se propagerait (presque) à c, aurait (presque) la même vitesse dans tout référentiel (comme la fille du train).

Il se fait que les photons vont à cette vitesse car ils sont sans masse.

On peut aussi dire que, tout autant l'existence de cette vitesse que la dilatation du temps etc... sont la conséquence d'une géométrie particulière de l'espace-temps (Minkowski), c'est-à-dire que les distances dans l'espace-temps (pas les distances dans l'espace tout court) sont données par une métrique de signature +++-.

Pourquoi en est-il ainsi ? On l"ignore. C'est un constat.

[papy-alain]

@ Gloubi : Petite précision : tu dis que le barycentre est partout et je dis qu'il n'est nulle part. Sommes nous en contradiction ? J'ai le sentiment que non, car on ne se base pas sur la même conception, dés lors où je l'ai pris dans le sens de sa définition la plus basique, mais j'aimerais avoir ton avis. Merci.

[invite80fcb52e]

J'ai le sentiment que non, car on ne se base pas sur la même conception, dés lors où je l'ai pris dans le sens de sa définition la plus basique, mais j'aimerais avoir ton avis.

La seule définition c'est celle donnée par l'intégrale que j'ai écrit plus haut. Et dans un univers fini sans bord homogène tous les points sont barycentres!

[papy-alain]

Le problème est que je ne vois pas, avec un barycentre qui est partout, comment on peut vérifier, par exemple, les lois de Kepler dans ces conditions ?

[invite499b16d5]

Le problème est que je ne vois pas, avec un barycentre qui est partout, comment on peut vérifier, par exemple, les lois de Kepler dans ces conditions ?

Je pense que c'est un de mes posts plus haut qui introduit une confusion, et je m'en excuse.
Je dis en effet que tout corps tourne autour du barycentre du système de corps auquel il appartient, et c'est vrai, même si ce système est l'univers entier. Mais ce que je n'ai pas dit, c'est que "voir" cette rotation implique qu'on se place dans le référentiel de ce grand système.
Pour les rotations dans le système solaire, ou dans la Voie Lactée, etc... la rotation a lieu autour du barycentre du système réduit que l'on considère. Cela va mieux en le disant, mais j'avoue que c'est pas très clair quand même!

[invite499b16d5]

On peut aussi dire que, tout autant l'existence de cette vitesse que la dilatation du temps etc... sont la conséquence d'une géométrie particulière de l'espace-temps (Minkowski)...
Pourquoi en est-il ainsi ? On l"ignore. C'est un constat.

C'est à peu près ce que j'avais en tête!

[papy-alain]

Je pense que c'est un de mes posts plus haut qui introduit une confusion, et je m'en excuse.
Je dis en effet que tout corps tourne autour du barycentre du système de corps auquel il appartient, et c'est vrai, même si ce système est l'univers entier. Mais ce que je n'ai pas dit, c'est que "voir" cette rotation implique qu'on se place dans le référentiel de ce grand système.
Pour les rotations dans le système solaire, ou dans la Voie Lactée, etc... la rotation a lieu autour du barycentre du système réduit que l'on considère. Cela va mieux en le disant, mais j'avoue que c'est pas très clair quand même!

Ce que j'en pense (mais je ne suis pas un prix Nobel de physique), c'est qu'au départ un barycentre est défini comme le point d'équilibre des forces gravitationnelles de deux corps. On peut ensuite élargir son application à un système de plusieurs corps (système solaire, galaxie, etc.). Mais si on tombe dans un système dans lequel toutes les forces gravitationnelles s'annulent en tous sens, il n'y a plus de barycentre, vu qu'il n'y a plus de force mesurable.

[invite499b16d5]

Mais si on tombe dans un système dans lequel toutes les forces gravitationnelles s'annulent en tous sens, il n'y a plus de barycentre, vu qu'il n'y a plus de force mesurable.

Ca se rejoint... Si le système est l'univers, c'est vrai. Si on le limite à la Voie Lactée, eh bien, là où nous sommes, au deux-tiers d'un bras, les forces gravitationnelles ne sont pas pour nous les mêmes dans tous les sens, et c'est justement pour ça qu'on tourne autour du centre galactique.
Pour en revenir au sujet, l'idée à retenir est que l'univers, au delà de sa partie observable, pourrait fort bien ne pas être homogène.
Ce qui m'embête, c'est que s'il y a mettons un grand Attracteur en dehors de la zone observable, et qu'il produit un effet sur des galaxies qui sont, elles, dans notre zone observable, et que nous leur mesurons une vitesse de fuite dûe à cet attracteur, il y a bien une chaîne de causalité entre l'attracteur et nous, même si elle n'est qu'informationnelle.
J'avais déjà émis ce questionnement, et je n'ai pas l'impression d'avoir eu de réponse satisfaisante...

[Deedee81]

Salut,

J'avais déjà émis ce questionnement, et je n'ai pas l'impression d'avoir eu de réponse satisfaisante...

En particulier de moi. Moi aussi j'attendais de voir la réponse

Je trouve ta remarque très intrigante. Mais la cosmologie et la RG sont souvent hautement non intuitive. Et je me doute bien qu'il y a juste un "détail" qui m'échappe.

[invite80fcb52e]

Mais si on tombe dans un système dans lequel toutes les forces gravitationnelles s'annulent en tous sens, il n'y a plus de barycentre, vu qu'il n'y a plus de force mesurable.

C'est justement la résultante nulle en tout point qui fait que le barycentre est partout!

il y a bien une chaîne de causalité entre l'attracteur et nous, même si elle n'est qu'informationnelle.

Exact. En fait on aurait eu un lien causal avec l'attracteur avant l'inflation. Puis l'inflation l'a envoyé au delà de l'univers observable...

[invite499b16d5]

Exact. En fait on aurait eu un lien causal avec l'attracteur avant l'inflation. Puis l'inflation l'a envoyé au delà de l'univers observable...

Attends, on ne parle même pas d'inflation, là! Je croyais que l'horizon était juste une conséquence de l'expansion, sans qu'il y ait besoin d'inflation.

[invite80fcb52e]

Oui mais si on veut échange d'informations avec quelque chose au delà l'horizon il faut faire intervenir l'inflation!

[papy-alain]

C'est justement la résultante nulle en tout point qui fait que le barycentre est partout!

Oui, non mais attends. Il y a une incohérence, là. Je suis bien d'accord pour dire que le centre de l'univers est partout. Mais pour le barycentre c'est différent. Pour qu'il y ait PARTOUT une résultante nulle de l'effet gravitationnel, il faudrait une isotropie parfaite de chaque atome de l'univers. Ici, devant mon PC, cette résultante n'est pas nulle. (Je viens de lâcher mon bic et j'ai bien vérifié qu'il est attiré vers le centre de la Terre) . C'est bien la première fois que je suis en désaccord avec ce que tu dis, ça promet d'être intéressant.

[Deedee81]

Oui mais si on veut échange d'informations avec quelque chose au delà l'horizon il faut faire intervenir l'inflation!

D'accord, moi je viens de comprendre. Merci,

S'il faut reformuler, on en reparle demain. Bonne soirée à tous,

[invite80fcb52e]

Ici, devant mon PC, cette résultante n'est pas nulle. (Je viens de lâcher mon bic et j'ai bien vérifié qu'il est attiré vers le centre de la Terre) .

Tu as l'impression qu'au niveau de de ton PC l'univers est homogène? Donc forcément le barycentre local se situe proche du centre de la Terre et donc ton stylo tombe vers là.

[papy-alain]

Tu as l'impression qu'au niveau de de ton PC l'univers est homogène? Donc forcément le barycentre local se situe proche du centre de la Terre et donc ton stylo tombe vers là.

Ben oui, donc ici la résultante n'est pas nulle. En fait, elle ne l'est nulle part et donc le barycentre de l'univers n'existe pas.

[invite80fcb52e]

Je parle pas de l'Univers mais d'un univers homogène....

[papy-alain]

Sorry, j'avais perdu de vue qu'on parlait d'un truc tout à fait théorique.

[invite499b16d5]

En fait, la notion de barycentre s'avère relative au système que l'on considère et permet de rendre compte des orbites dans un référentiel plus ou moins lié à ce système.
Je dis "plus ou moins", car:
-il est difficile de "fixer" un référentiel à un ensemble de corps qui bougent les uns par rapport aux autres
-le volume que l'on choisit de considérer comme "faisant partie du système" a aussi une importance...
Bref, c'est pas demain que je suis astrophysicien!

[papy-alain]

-il est difficile de "fixer" un référentiel à un ensemble de corps qui bougent les uns par rapport aux autres

Je ne vois pas où est la difficulté.

-le volume que l'on choisit de considérer comme "faisant partie du système" a aussi une importance...

Que veux tu dire par là ? Si, par exemple, tu veux calculer l'endroit où se trouve en ce moment le barycentre Soleil-Jupiter, seules leurs masses respectives et la distance qui les séparent entre en jeu, indépendamment de toute notion de volume qui serait censé englober le système.

Bref, c'est pas demain que je suis astrophysicien!

Qui sait ?

[invitebd2b1648]

Que veux tu dire par là ? Si, par exemple, tu veux calculer l'endroit où se trouve en ce moment le barycentre Soleil-Jupiter, seules leurs masses respectives et la distance qui les séparent entre en jeu, indépendamment de toute notion de volume qui serait censé englober le système.

A cause du problème à N corps !

@ +