Vitesse de la lumiere et expansion de l'univers?

[invite9b348bcc]

Bonjour a tous,
premierement je tiens a signaler que je suis novice donc veulliez m'excuser si ma question est ridicule,

enfin bon voila, en partant sur le principe du big bang et de l'expension de l' univers, en representant un peu comme un cone ou la base serais le BB et ensuite l'expension, la vitesse de la lumiere qui est se qu'il y'a de plus rapide du fait de la masse nulle des photons, pourquoi la lumiere ne pourais pas sortir de se "cone" de l'expension?, ou alors c'est la vitesse de la lumiere qui donne lieu a l'expension? Ou encore l'expension va plus vite que la vitesse de la lumiere? Enfin bon comme dit au debut je n'y connait pas grand chose donc peut etre ma question est ridicule.

Merci.
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[invite80fcb52e]

en partant sur le principe du big bang et de l'expension de l' univers, en representant un peu comme un cone ou la base serais le BB

C'est une représentation d'une partie de l'univers (comme l'univers observable par exemple).

Le Big Bang a lieu dans tout l'espace, ce n'est pas un point.

Une meilleure représentation serait plutôt comme ça:

[invite9b348bcc]

Ok, mais donc selon cette representation dans notre univers moderne 13,7 milliard d'années aprés le big bang la lumiere emise par notre soleil ou quelqu'onque etoile se deplace vers le future a la vitesse de la lumiere, esque ceci implique que l'expension de l'univers se depace egalement a cette vitesse,
ou meme plus vite sinon la lumiere irais plus vite vers le futur que l'univers lui meme.

Jai lu quelque part que le forme de l'univers etais un peu comme la surface de notre planette mais qui enflerais (expension) donc si l'expension de l'univers allais moin vite que la vitesse de la lumiere, celle si ne finirais pas par repasser au meme endroit?

J'avoue que je dois etre completement a coter de la plaque vu mais connaissance tres limiter alirs je compte sur votre indulgence et votre savoir pour m'eclairer (et a la vitesse de la lumiere svp )

[invited529ef30]

plus qu'un cône, l'histoire de l'Univers ressemble à un entonnoir:


Dans les théories actuelles, il y a eu au départ une phase d'inflation qui a applati l'Univers primordial.

L'expansion de l'univers s'accélère, c'est ce qui a été observé depuis 1998. Je ne connais pas exactement cette vitesse, mais à l'aide du décalage vers le rouge (ou redshift), on peut voir la vitesse d'éloignement des galaxies. Celle ci dépend de leur distance:

Le paramètre est la constante de Hubble, elle traduit cette expansion. Elle vaut aux alentour de 70 (km/s)/Mpc.

Je crois donc que la vitesse de l'expansion est plus faible que la vitesse de la lumière. C'est pourquoi notre horizon des évènements grandit.

J'espère avoir répondu à votre question

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite80fcb52e]

esque ceci implique que l'expension de l'univers se depace egalement a cette vitesse,
ou meme plus vite sinon la lumiere irais plus vite vers le futur que l'univers lui meme.

Il n'y a pas de limites à l'univers. Donc même si la lumière va à la vitesse de la lumière, elle se propagera toujours dans l'univers et dire "aller plus vite que l'univers" n'a pas de sens!

Jai lu quelque part que le forme de l'univers etais un peu comme la surface de notre planette mais qui enflerais (expension) donc si l'expension de l'univers allais moin vite que la vitesse de la lumiere, celle si ne finirais pas par repasser au meme endroit?

On donne cette image pour illustrer ce que représente un univers fini (la surface d'une sphère est finie) mais sans bords.
Effectivement la lumière pourrait en faire le tour si les conditions d'expansion et la taille de l'univers le permettent.
Mais un tel univers n'est pas admis encore! Il pourrait aussi très bien être infini...

plus qu'un cône, l'histoire de l'Univers ressemble à un entonnoir:

Je m'efforce de ne pas donner une image qui ressemble à un cône et toi tu le fais.
Bref pour ne pas donner de mauvaises idées, les bords de cet entonnoir NE SONT PAS les bords de l'univers, mais simplement indiquent comment les distances évoluent au cours du temps, et traduisent l'expansion de l'univers (avec l'inflation très abrupte au début).

Ce schéma trace l'évolution des distances avec le temps.

Celui que j'ai donné donne ce que l'on observe avec la distance, en regardant de plus en plus loin dans le temps aussi. Le Big Bang a lieu dans toutes les directions autour de nous!

Je crois donc que la vitesse de l'expansion est plus faible que la vitesse de la lumière. C'est pourquoi notre horizon des évènements grandit.

Je sais pas comment tu fais pour comparer un taux d'expansion en km/s/Mpc avec une vitesse en km/s. Si je prends la loi de Hubble, il existe une distance à laquelle v=c. Cette distance s'appelle le rayon de Hubble et indique que tout ce qui est au-delà s'éloigne ACTUELLEMENT plus vite que la vitesse de la lumière!

L'horizon des évènements ne grandit pas, il diminue. Par contre cet horizon n'a rien à voir avec ce qu'on peut observer aujourd'hui!

Pour plus de détails sur les horizons, voir le post 62, et le post 88 du sujet "accélération de l'expansion".

[invite9b348bcc]

Ok merci a vous deux je pence commencer a comprendre donc en gros pour imager a ma facon nous somme a l'interieur de se qui fu le big bang plus le temp passe plus on s'en eloigne comme si l'univers enflaie de l'interieur se qui fait que dans toute les direction il y'a le "big bang" enfin la "lumiere rouge" desoler pour le therme employer je repete que je n'y connait pas grand chose nais j essai et il me semble que c'est "l effet redshifté".

Encore un truc qui m'embete sur le principe d'un unuvers finis sans bords la lumiere donc d'une etoile pourrais revenir a son point de depart un peu comme j ai pu lire quelque part, une personne qui part de sa maison et qui fait le tour de la terre verais a un moment sa maison devant lui mais dans l'univers sachant que plus on s'eloigne plus c'est le passer si la lumiere arrive deriere son point de depart on pourais la voir avant meme qu'elle soit emise? j'imagine que sa ne doit pas etre sa du tous mais j'ai du mal a comprendre.

Dsl mes questions doivent sans doute vous parraitre stupide mais je m'interesse beaucoup a l'univers meme si je n'y comprend rien.
Au passage bravo a se site.

[Deedee81]

Salut,

j'imagine que sa ne doit pas etre sa du tous mais j'ai du mal a comprendre.

Non, c'est tout à fait ça. Ton raisonnement / analogie est correct.

Si ce n'est qu'avec l'expansion il n'est pas possible que la lumière puisse faire le tour (sauf si l'expansion ralentissait assez dans le futur, on est sur de rien).

Imagine celui qui part de sa maison pour faire le tour du monde. Si la Terre glonfle très vite, il risque de ne jamais arriver à faire le tour.

Une possibilité imaginée (par exemple par Luminet) est que l'univers serait en fait plus petit qu'il n'y parait. La lumière ferait effectivement le tour. Et l'univers nous paraitrait grand uniquement parceque on ne se rendrait pas compte de cet effet. Un peu comme si tu es dans un palais des glaces : une toute petite pièce tapissée de glaces. Avec les reflets tu as l'impression d'être dans une salle immense remplies de pleins d'images de toi.

Pour la même raison, on devrait observer des images multiples des objets dans le ciel. Mais rien n'est simple. En effet la la lumière peut mettre des milliards d'années pour nous atteindre. On verrait donc des images de galaxies à des époques différentes et on pourrait très bien ne pas les reconnaitre.

Seule solution: faire des calculs statistiques compliqués (des calculs dit de "corrélations") sur la répartition des galaxies et sur les fluctuations du rayonnement fossile.

Jusqu'ici on a rien trouvé. L'univers semble donc réellement très très grand.

[inviteec0d6e6f]

Une meilleure représentation serait plutôt comme ça:

(image de Gloubiscrapule que je ne remet pas)

Bravo Gloubiscrapule, cette image est vraiment tout a fait intéressante !
Effectivement, c'est confondant, la représentation en cône ou entonnoir qui donne forcément l'illusion d'une explosion a partir d'un point.

Finalement, notre situation spatiale et temporelle, c'est celle que tu donnes en exemple, et non pas le point de vue qui part de la singularité initiale.
Or, il n'y a pas de meilleure façon de comprendre ces choses qu'en se mettant a sa propre place, et non a la place d'un évènement qui préfigure les débuts de l'univers et qui n'a rien a voir avec notre expérience quotidienne, ni même avec notre physique présente.

C'est pour cette raison que la représentation a partir de la singularité induit quasi systématiquement les personnes vulgarisées qui veulent aborder ce sujet vers un modèle "explosif".
Ici, aussi, tout est relatif au point de vue de l'observateur, et le seul qui soit valable pour nous, en particulier dans le souci de comprendre les fondamentaux, c'est celui ou nous nous trouvons vraiment en ce moment.
Dans cette optique, la représentation que tu donnes est nettement plus juste que la représentation habituelle.
Ça explique bien que si on veut observer le Big-Bang, ce n'est pas un point historique éloigné, mais au contraire une sphère qui nous englobe intégralement.

En résumé, il faudrait réserver la représentation sous forme de cône uniquement aux personnes qui ont parfaitement intégré le fait qu'il ne faut surtout pas prendre cette représentation a la lettre.
Tout comme il ne faut surtout pas prendre à la lettre la représentation de la gravitation sous la forme d'un tissu tendu dans lequel les masses s'enfoncent.

Néanmoins, ces deux types de représentation classiques (cône et tissu) sont tout a fait pertinentes à la condition que la personne en connaisse les limites et se restreigne à leur domaine de démonstration sans extrapoler davantage.
En gros, il faut prendre le temps de les comprendre (les deux représentations classiques, le "cône" du BB et le tissu d'espace temps), car elles ne sont pas si triviales que ça !

[inviteec0d6e6f]

Je crois donc que la vitesse de l'expansion est plus faible que la vitesse de la lumière. C'est pourquoi notre horizon des évènements grandit.

Attention, tu confonds un taux avec une vitesse.
Ce taux, c'est une mesure de vitesse de séparation entre deux objets pour une distance donnée.
Ça signifie que si tu prends une distance suffisamment grande, alors tu fini forcément par obtenir des vitesses de séparation > c.

Il te donne justement la distance a laquelle tu arrives a cette vitesse de séparation > c.
Et cette distance, c'est la taille de l'univers observable : 13.7Ga.
Avec un taux de 71 km s^-1 Mpc ^-1 (si je ne m'abuses, car wiki dit 75 mais j'ai cru lire ici que c'était 71 (+-3 ou 4) aux dernières nouvelles).

[Zefram Cochrane]

plus qu'un cône, l'histoire de l'Univers ressemble à un entonnoir:


Dans les théories actuelles, il y a eu au départ une phase d'inflation qui a applati l'Univers primordial.

L'expansion de l'univers s'accélère, c'est ce qui a été observé depuis 1998. Je ne connais pas exactement cette vitesse, mais à l'aide du décalage vers le rouge (ou redshift), on peut voir la vitesse d'éloignement des galaxies. Celle ci dépend de leur distance:

Le paramètre est la constante de Hubble, elle traduit cette expansion. Elle vaut aux alentour de 70 (km/s)/Mpc.

Je crois donc que la vitesse de l'expansion est plus faible que la vitesse de la lumière. C'est pourquoi notre horizon des évènements grandit.

J'espère avoir répondu à votre question

bonsoir, pourrais t'on me dire à quoi correspond l'arc de cercle situé au rayon (temporel) de 13.7 milliards d'années et quel est sa longueur?

[invited529ef30]

bonsoir, pourrais t'on me dire à quoi correspond l'arc de cercle situé au rayon (temporel) de 13.7 milliards d'années et quel est sa longueur?

J'ai effectivement fait une erreur de montrer ceci:
À 13.7 milliards d'années c'est aujourd'hui.
Et il n'y a pas de longueur. Juste un facteur d'échelle.
Ce dessin ne représente que l'évolution de l'échelle sur un même point de l'univers.

[papy-alain]

Il semble que sur cette figure, la période d'inflation a duré moins d'un nanoseconde, voire moins d'une picoseconde. Est ce exact ?

[invited529ef30]

je ne suis pas expert en la matière, mais effectivement, l'inflation correspond à une période de temps très courte avec une variation énorme du paramètre d'échelle: de à pour certains modèles.

[papy-alain]

je ne suis pas expert en la matière, mais effectivement, l'inflation correspond à une période de temps très courte avec une variation énorme du paramètre d'échelle: de à pour certains modèles.

On peut donc dire que dés la première seconde, la taille de l'univers était déjà beaucoup plus grande que la taille de l'univers observable. Mais peut on dire que cette proportion s'est maintenue jusqu'aujourd'hui ?

[invited529ef30]

Pour beaucoup, l'Univers est infini: en effet, selon le principe cosmologique, l'Univers est partout pareil. Son apparence ne dépend pas de la position.
Il n'y a donc pas de bords.

Donc impossible de parler de taille!
L'univers ne grandit pas. Son facteur d'échelle grandit.
C'est difficile à comprendre, mais c'est une différence énorme.

Si tu veux t'intéresser au débuts de l'Univers, je te conseille de jeter un oeil sur l'article wiki du problème de l'horizon qui explique une des causes de l'hypothèse d'inflation.

[papy-alain]

Pour beaucoup, l'Univers est infini: en effet, selon le principe cosmologique, l'Univers est partout pareil. Son apparence ne dépend pas de la position.
Il n'y a donc pas de bords.

Donc impossible de parler de taille!
L'univers ne grandit pas. Son facteur d'échelle grandit.
C'est difficile à comprendre, mais c'est une différence énorme.

Si tu veux t'intéresser au débuts de l'Univers, je te conseille de jeter un oeil sur l'article wiki du problème de l'horizon qui explique une des causes de l'hypothèse d'inflation.

Supposer que l'univers soit partout pareil me paraît logique, c'est ce que j'ai toujours pensé. Qu'il soit non borné même s'il est fini est compréhensible également. Ce qui me pose le plus de problème par rapport au BB serait qu'il soit infini. En effet, s'il est infini, il l'était aussi il y a 13,7 milliards d'années. Si l'expansion est en vigueur partout, comment expliquer qu'elle puisse avoir débuté partout en même temps dans cet univers infini ? (partout en même temps se réfère au temps cosmologique)
J'imagine mal un signal se transmettant instantanément sur des distances infinies pour signifier "allez, les gars, c'est le moment, on y va".
Ou alors, peut on imaginer que cette expansion ne soit que locale ? Ce serait tout de même étonnant, non ?

[Deedee81]

Ce serait tout de même étonnant, non ?

Etonnant (que ce soit l'une ou l'autre des possibilités) mais pas impossible a priori. L'univers nous réserve sans doute (encore) bien des surprises.

[papy-alain]

Etonnant (que ce soit l'une ou l'autre des possibilités) mais pas impossible a priori. L'univers nous réserve sans doute (encore) bien des surprises.

Sûrement, oui. L'ennui, c'est que si l'univers est infini, on ne pourra jamais en avoir une confirmation définitive.

[invited529ef30]

J'imagine mal un signal se transmettant instantanément sur des distances infinies pour signifier "allez, les gars, c'est le moment, on y va".
Ou alors, peut on imaginer que cette expansion ne soit que locale ? Ce serait tout de même étonnant, non ?

Un signal non. Mais une transition de phase due à une dilution d'énergie, c'est possible.
La localité de l'expansion certain en parle mais ça n'est pas une majorité. Encore une fois à cause du principe cosmologique: c'est pareil partout dans l'Univers!

[papy-alain]

Un signal non. Mais une transition de phase due à une dilution d'énergie, c'est possible.
La localité de l'expansion certain en parle mais ça n'est pas une majorité. Encore une fois à cause du principe cosmologique: c'est pareil partout dans l'Univers!

Ce principe coule de source pour un univers fini. Peut on aussi facilement l'extrapoler à un univers infini, sans savoir ce qui se passe un milliard de milliards de milliards de milliards d'années-lumière d'ici ?

[invited529ef30]

quand on ne sait pas, on émet des hypothèses.
Et là l'hypothèse la plus simple c'est que c'est pareil dans tout l'Univers.

C'est peut-être faux, mais pour le moment ça n'est pas mis en tort, alors on garde cette hypothèse.

[papy-alain]

quand on ne sait pas, on émet des hypothèses.
Et là l'hypothèse la plus simple c'est que c'est pareil dans tout l'Univers.

C'est peut-être faux, mais pour le moment ça n'est pas mis en tort, alors on garde cette hypothèse.

Quand même, imaginer que l'expansion ait pu démarrer partout en même temps dans un univers infini me paraît audacieux. On ignore tout de "l'élément déclencheur", mais si on accepte l'hypothèse que l'expansion de notre univers observable est partie d'un espace égal ou inférieur à l'espace de Planck, c'est faire abstraction du fait que l'univers n'est isotropique qu'à grande échelle, et qu'à une petite échelle locale c'est même le contraire.