Observations de 13 milliards d'années-lumière ?

[invitefdfb82d8]

Bonjour,

Il y a un petit bout de temps que je me pose une question, et vous allez sûrement pouvoir m'aider.

Aujourd'hui, nous sommes capables de voir des galaxies situées à 13 milliards d'années-lumière de la Terre. En fait cela veut dire que la lumière que l'on reçoit aujourd'hui d'elles sur la Terre a été émise il y 13 milliards d'années.

La lumière a commencé à pouvoir se propager librement dans l'espace 380 000 ans après le Big Bang; cela signifie qu'une galaxie datée de 13 milliards d'années observée aujourd'hui, se trouvait exactement à 13 milliards d'années-lumière de la Terre, 380 000 ans après le Big Bang. Si l'on considère qu'au moment du Big Bang l'univers était un point singulier, ceci implique donc que la Terre et cette fameuse galaxie se sont relativement éloignées de 13 milliards d'années-lumière en 380 000 ans, soit une vitesse de déplacement relative bien supérieure à celle de la lumière ?

Mon raisonnement est-il juste ?

Merci !
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[papy-alain]

Bonjour,

Il y a un petit bout de temps que je me pose une question, et vous allez sûrement pouvoir m'aider.

Aujourd'hui, nous sommes capables de voir des galaxies situées à 13 milliards d'années-lumière de la Terre. En fait cela veut dire que la lumière que l'on reçoit aujourd'hui d'elles sur la Terre a été émise il y 13 milliards d'années.

La lumière a commencé à pouvoir se propager librement dans l'espace 380 000 ans après le Big Bang; cela signifie qu'une galaxie datée de 13 milliards d'années observée aujourd'hui, se trouvait exactement à 13 milliards d'années-lumière de la Terre, 380 000 ans après le Big Bang. Si l'on considère qu'au moment du Big Bang l'univers était un point singulier, ceci implique donc que la Terre et cette fameuse galaxie se sont relativement éloignées de 13 milliards d'années-lumière en 380 000 ans, soit une vitesse de déplacement relative bien supérieure à celle de la lumière ?

Mon raisonnement est-il juste ?

Merci !

Bonjour.
Il est exact que le rayonnement électromagnétique n'a pu se libérer de la matière que 380.000 ans après le BB. Mais ce n'est par pour autant que la galaxie que tu observes date de cette époque. Le temps que met la lumière d'un objet à nous parvenir dépend uniquement de la distance à parcourir. Le seul rayonnement perçu qui date de 380.000 ans après le BB est celui du fonds diffus cosmologique. Le reste est postérieur.

[invitefdfb82d8]

Bonjour,

C'est vrai, ma question était mal posée et j'ai confondu deux choses.

Mais si l'on reprend mon exemple d'une galaxie observée distante de 13 milliards d'années, l'univers étant âgé de 13,7 milliard d'années, alors on peut dire, en suivant le même raisonnement que dans mon premier message, que la Terre et cette galaxie se sont éloignées de 13 milliard d'années-lumière en 700 millions d'années. La conclusion reste donc la même.

De plus, aujourd'hui on estime la taille de l'univers observable à 90 milliards d'années-lumières. Si l'on considère que la Terre comme un point fixe, cela revient à dire que l'univers observable autour de nous est une sphère de rayon 45 milliards d'années-lumière. L'univers c'est donc étendu de 45 milliards d'années-lumière en 13,7 milliards d'années.

Ces deux exemples prouveraient donc que la vitesse d'expansion moyenne de l'univers est supérieure à la vitesse de la lumière. Est-ce juste ?

Merci.

[papy-alain]

Oui, c'est correct. Aucun corps possédant une masse ne peut atteindre la vitesse de la lumière par rapport à l'espace. Mais le problème est que l'espace lui-même est en expansion. La vitesse d'éloignement d'une galaxie n'est donc pas à prendre telle quelle, mais doit être vue dans le cadre de la relativité générale qui est le résultat de cette expansion.

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteec0d6e6f]

Salut,

Ces deux exemples prouveraient donc que la vitesse d'expansion moyenne de l'univers est supérieure à la vitesse de la lumière. Est-ce juste ?

L'expansion, ce n'est pas une vitesse mais un taux :
H = 71 km s^-1 Mpc^-1
Ça signifie qu'il suffit de prendre des distances suffisamment grandes pour obtenir des valeurs > c, justement parce que c'est un taux et non pas une vitesse.
Donc ta question est mal formulée, il n'y a pas de "vitesse d'expansion moyenne" qui séparerait tous les constituants a une vitesse moyenne, mais un taux qui s'applique en fonction de la distance de séparation des objets.

[invitee6f0086a]

Bonjour,

Sauf erreur de ma part, des astres devraient même se « séparer » à un taux des milliards de fois C, voire une infinité de C, je m’explique :

Nous ne voyons que notre univers observable ; on ne les voit pas, mais il y a des astres à peut-être des milliards de milliards de … d’années-lumière de nous. Et si l’univers est infini, des astres se « séparent » à une infinité de C du fait de ce taux d’expansion.

J’aurais tendance à dire, qu’à chaque seconde qui passe, l’univers est infiniment plus grand qu’avant cette seconde. Mais bon, il y a le problème de simultanéité (que j’ai du mal à conceptualiser), et est-ce qu’une seconde ici est la même que tout la bas très loin à l’infini ?

Mon raisonnement est-il correct ?

[stefjm]

L'expansion, ce n'est pas une vitesse mais un taux :
H = 71 km s^-1 Mpc^-1

C'est aussi une fréquence exprimée dans une unité à la c.. [/quote]

[papy-alain]

Bonjour,

Sauf erreur de ma part, des astres devraient même se « séparer » à un taux des milliards de fois C, voire une infinité de C, je m’explique :

Nous ne voyons que notre univers observable ; on ne les voit pas, mais il y a des astres à peut-être des milliards de milliards de … d’années-lumière de nous. Et si l’univers est infini, des astres se « séparent » à une infinité de C du fait de ce taux d’expansion.

J’aurais tendance à dire, qu’à chaque seconde qui passe, l’univers est infiniment plus grand qu’avant cette seconde. Mais bon, il y a le problème de simultanéité (que j’ai du mal à conceptualiser), et est-ce qu’une seconde ici est la même que tout la bas très loin à l’infini ?

Mon raisonnement est-il correct ?

Ben, pour que ton raisonnement soit correct, il faudrait admettre que l'univers soit infini, ce qui est loin d'être une certitude. En fait, c'est même peu probable, mais on n'en n'a pas la preuve.

[invitee6f0086a]

Ben, pour que ton raisonnement soit correct, il faudrait admettre que l'univers soit infini, ce qui est loin d'être une certitude. En fait, c'est même peu probable, mais on n'en n'a pas la preuve.

Bonsoir,

Non, pas forcement, si je considère un univers fini d’un kilomètre cube (par exemple), et notre univers observable représentant un point d’un millimètre cube, deux astres distants d’un kilomètre devraient se « séparer » ou « s’éloigner » à une « vitesse » de plusieurs millions ou milliards (ou bien plus) de fois la vitesse de la lumière.

Si je ne suis pas dans l’erreur, il serait intéressant de faire le calcul.

[Gilgamesh]

Bonjour,

Sauf erreur de ma part, des astres devraient même se « séparer » à un taux des milliards de fois C, voire une infinité de C, je m’explique :

Nous ne voyons que notre univers observable ; on ne les voit pas, mais il y a des astres à peut-être des milliards de milliards de … d’années-lumière de nous. Et si l’univers est infini, des astres se « séparent » à une infinité de C du fait de ce taux d’expansion.

J’aurais tendance à dire, qu’à chaque seconde qui passe, l’univers est infiniment plus grand qu’avant cette seconde. Mais bon, il y a le problème de simultanéité (que j’ai du mal à conceptualiser), et est-ce qu’une seconde ici est la même que tout la bas très loin à l’infini ?

Mon raisonnement est-il correct ?

Non, parce la vitesse de récession entre A et B dépend de la distance AB elle n'appartient pas au corps lui même (A ou B).

Je suis A et je me situe à 1 Mpc de B et à 1 Gpc de C.

A<---1MPc--->B<-----999 Mpc------>C

B me mesure à 70 km/s,
C me mesure à 70 000 km/s

Quelle est ma vitesse? Ni l'une, ni l'autre. Je n'ai aucune vitesse propre, non plus que B ou C. En particulier, la vitesse élevée que mesure C (éloigné) ne s'ajoute pas à celle que mesure B (proche). C'est l'inverse : ce que mesure C, c'est la mesure de B (H x distance AB) + la mesure de la vitesse de B vu de de B₁ situé 1 Mpc plus loin (H x distance BB₁) + ... + (H x distance B₉₉₈C), en imaginant 998 points B_N intermédiaires entre B et C.

a+

[papy-alain]

...Et donc la seule possibilité pour qu'une vitesse d'éloignement puisse tendre vers l'infini, serait une distance qui tende elle-même vers l'infini, dans un univers infini. Mais si ca existe, on n'en saura jamais rien. il est plus rationnel de s'en tenir à ce qu'on observe.

[Deedee81]

Salut,

[l'infini] si ca existe, on n'en saura jamais rien.

Je ne suis pas d'accord, il suffit de demander aux bonnes personnes
http://fr.wikipedia.org/wiki/Buzz_l'%C3%89clair