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Question sur l'expansion de l'univers.



  1. #1
    evrardo

    Question sur l'expansion de l'univers.


    ------

    Bonjour,

    l'univers est en expansion, mais pourquoi plus les objets (étoiles et galaxies) sont éloignés de nous, plus leur vitesse est grande.

    Impossible de trouver la réponse à cette question sur google; Peut être qu'ici certains savent...

    Merci pour votre aide.

    -----
    Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.

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  3. #2
    Balistique

    Re : Question sur l'expansion de l'univers.

    impossible de te répondre si tu ne donne pas de référentiel.

  4. #3
    evrardo

    Re : Question sur l'expansion de l'univers.

    Citation Envoyé par Balistique Voir le message
    impossible de te répondre si tu ne donne pas de référentiel.
    Bonsoir Balistique.
    Le référentiel est la Terre: les étoiles et autres objets s'éloignent de plus en plus vite de nous.
    Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.

  5. #4
    Balistique

    Re : Question sur l'expansion de l'univers.

    Nôtre galaxie est en mouvement, notre systéme et 29 000 années lumière du centre, il faut au système solaire 250 millions d'années pour accomplir un tour autour du coeur de la Voie-Lactée. Et je sais qu'il monte et déscend dans sont orbite, il se raproche et s'eloigne mais je n'ait aucune idée des valeurs...

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    papy-alain

    Re : Question sur l'expansion de l'univers.

    Citation Envoyé par evrardo Voir le message
    Bonjour,

    l'univers est en expansion, mais pourquoi plus les objets (étoiles et galaxies) sont éloignés de nous, plus leur vitesse est grande.

    Impossible de trouver la réponse à cette question sur google; Peut être qu'ici certains savent...

    Merci pour votre aide.
    Bonjour evrardo, bonjour tout le monde.

    Tout d'abord, une petite mise au point : cette vitesse d'éloignement proportionnelle à la distance n'est mesurable qu'à grande échelle. Au sein des galaxies et des amas galactiques, il n'y a pas d'expansion, celle-ci étant annulée par la gravitation.
    Par contre, sur de longues distances, on mesure effectivement cette expansion entre les superamas. Et c'est bien une expansion de l'espace dont il s'agit, et non d'une vitesse propre des objets observés. Comme l'espace s'étend en tous points, il est simple de comprendre pourquoi la vitesse d'éloignement est proportionnelle à la distance. Prenons un point A situé à 1 milliards d'années-lumière d'ici. Puis un point B situé à 2 milliards d'AL. A s'éloigne de nous. Mais B s'éloigne aussi de A. Donc, par rapport à nous, B s'éloigne deux fois plus vite que A. C'est d'ailleurs en mesurant cela qu'on sait que l'expansion est uniforme partout dans l'univers observable, et sans doute dans tout l'univers.
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  8. #6
    evrardo

    Re : Question sur l'expansion de l'univers.

    Citation Envoyé par papy-alain Voir le message
    Prenons un point A situé à 1 milliards d'années-lumière d'ici. Puis un point B situé à 2 milliards d'AL. A s'éloigne de nous. Mais B s'éloigne aussi de A. Donc, par rapport à nous, B s'éloigne deux fois plus vite que A. C'est d'ailleurs en mesurant cela qu'on sait que l'expansion est uniforme partout dans l'univers observable, et sans doute dans tout l'univers.
    Merci pour ton explication Papy, mais pourquoi B s'éloigne deux fois plus vite?
    Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.

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  10. #7
    erik

    Re : Question sur l'expansion de l'univers.

    mais pourquoi B s'éloigne deux fois plus vite?
    Parce que c'est l'espace entre nous et A et B qui s'étend.

    Petit "dessin" pour illustrer les propos de papy Alain :

    A l'instant t on a :
    Nous --- A --- B (A est à trois unités de distance de nous, B à 6 unités)

    A l'instant t+dt on a :
    Nous ------ A ------ B (A est maintenant à 6 unités de distance de nous et B à 12)

    A semble donc s'éloigner de nous à la vitesse de 3 unités de distance/dt et B semble s'éloigner à la vitesse de 6 unités de distance/dt

  11. #8
    gammler

    Re : Question sur l'expansion de l'univers.

    Bonjour,
    Imagine un élastique, avec les points A et C aux extrémités, et le point B au milieu. Quand tu tends l'élastique, le point C s'éloigne plus vite de A que le point B. C'est pareil avec l'expansion, sauf que 1) comme disait Papy-Alain, il ne s'agit pas à proprement parler de vitesses. 2) on ne peut pas définir de centre comme sur l'élastique

  12. #9
    evrardo

    Re : Question sur l'expansion de l'univers.

    Salut Erik et Gammler et Papy,
    merci pour vos explications, je comprends mieux.
    Mais alors est ce qu'on connait la vitesse d'expansion des étoiles de notre galaxie?
    Est elle significative?
    Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.

  13. #10
    papy-alain

    Re : Question sur l'expansion de l'univers.

    Dans notre galaxie, il n'y a pas d'expansion, ni dans aucune galaxie, comme je l'ai dit plus haut. L'expansion n'est effective qu'entre les superamas.
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  14. #11
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Question sur l'expansion de l'univers.

    Salut,

    En complément : pour des objets proches l'expansion est infime. Et comme les objets proches sont liés par d'autres interactions (gravitationnelle, électromagnétique), aucune chance d'observer l'expansion (contrairement à une affirmation stupide des B2, notre système solaire n'a pas augmenté de taille à cause de l'expansion).
    Keep it simple stupid

  15. #12
    evrardo

    Re : Question sur l'expansion de l'univers.

    Citation Envoyé par papy-alain Voir le message
    Dans notre galaxie, il n'y a pas d'expansion, ni dans aucune galaxie, comme je l'ai dit plus haut. L'expansion n'est effective qu'entre les superamas.
    Ok, est ce qu'on connait cette vitesse d'expansion de l'univers?

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    En complément : pour des objets proches l'expansion est infime. Et comme les objets proches sont liés par d'autres interactions (gravitationnelle, électromagnétique), aucune chance d'observer l'expansion (contrairement à une affirmation stupide des B2, notre système solaire n'a pas augmenté de taille à cause de l'expansion).
    C'est quoi les B2?
    Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.

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  17. #13
    erik

    Re : Question sur l'expansion de l'univers.

    Citation Envoyé par evrardo Voir le message
    Ok, est ce qu'on connait cette vitesse d'expansion de l'univers?
    C'est la constante de Hubble : environ 75 km/s par Megaparsec.
    Dernière modification par erik ; 22/01/2012 à 14h39.

  18. #14
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Question sur l'expansion de l'univers.

    Salut,

    Citation Envoyé par evrardo Voir le message
    C'est quoi les B2?
    Les jumeaux Bogdanov.
    Keep it simple stupid

  19. #15
    evrardo

    Re : Question sur l'expansion de l'univers.

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Salut,
    Les jumeaux Bogdanov.

    Excellent!
    B2 ça fait un boys band des années 1990 style 2B Free!
    Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.

  20. #16
    Andrei2010

    Re : Question sur l'expansion de l'univers.

    Les Bogdanoff, les boys bands... ça suffit, les obscénités !
    Dernière modification par Andrei2010 ; 23/01/2012 à 10h00.

  21. #17
    PlaneteF

    Re : Question sur l'expansion de l'univers.

    Bonjour,

    Citation Envoyé par evrardo Voir le message
    2B Free
    Nous sommes sur un forum scientifique où la précision, l'exactitude et la justesse sont de rigueur, et c'est pour cela que d'un ton grave, solennel et sentencieux je signale cette erreur qui touche aux fondements mêmes de notre culture post-boysbandienne : Il s'agit des 2B3 !

  22. #18
    papy-alain

    Re : Question sur l'expansion de l'univers.

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Salut,

    En complément : pour des objets proches l'expansion est infime. Et comme les objets proches sont liés par d'autres interactions (gravitationnelle, électromagnétique), aucune chance d'observer l'expansion (contrairement à une affirmation stupide des B2, notre système solaire n'a pas augmenté de taille à cause de l'expansion).
    Oui, en fait, c'est l'importance relative de la force gravitationnelle qui importe. On a en effet mesuré une très légère expansion au sein de certains superamas, là où la distance entre amas galactiques est suffisante que pour réduire la gravitation à presque rien. Dans ce cas, certains superamas pourraient se diluer complètement dans quelques milliards d'années.
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

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  24. #19
    evrardo

    Re : Question sur l'expansion de l'univers.

    Citation Envoyé par papy-alain Voir le message
    Oui, en fait, c'est l'importance relative de la force gravitationnelle qui importe. On a en effet mesuré une très légère expansion au sein de certains superamas, là où la distance entre amas galactiques est suffisante que pour réduire la gravitation à presque rien.
    Tout ça ne me convainc pas vraiment.
    Puisque l'univers s'expanse, cela agit sur tout ce qui existe, à commencer par les atomes et les particules subatomiques, tenus par la force électromagnétique force, infiniment beaucoup plus élevée que la gravitation.
    Donc comment est ce que la gravitation pourrait empêcher cette expansion?
    Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.

  25. #20
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Question sur l'expansion de l'univers.

    Citation Envoyé par evrardo Voir le message
    Tout ça ne me convainc pas vraiment.
    Puisque l'univers s'expanse, cela agit sur tout ce qui existe, à commencer par les atomes et les particules subatomiques, tenus par la force électromagnétique force, infiniment beaucoup plus élevée que la gravitation.
    Donc comment est ce que la gravitation pourrait empêcher cette expansion?
    L'expansion c'est comme jeter un caillou en l'air (l'action de le jeter, c'est le tout début.... qu'on ne sait pas expliquer). Analogie grossière mais sympatique et parlante que j'ai déjà utilisé plusieurs fois dans ce forum pour expliquer les différentes possibilités (expansion éternelle ou big crunch).

    Si des cailloux sont jetés dans toutes les directions, ils vont s'éloigner les uns des autres au cours du temps. C'est l'expansion.

    Mais suppose maintenant que quelque chose les lies : force électromagnétique, force de gravité,... On peut traduire ça comme si une ficelle les reliait.

    Au début la tension dans la ficelle va lutter contre l'écartement des cailloux. Les empêchant de s'écarter. Mais après, même plus besoin de cette force d'attraction : ils partent dans la même direction et ne s'éloignent plus l'un de l'autre. On a alors un vrai système lié sur lequel l'expansion n'a pas d'effet (en fait, ce n'est pas tout à fait vrai. C'est un des aspects grossiers de l'analogie. L'expansion comparée à un éloignement réel, ce n'est valable qu'à petite échelle. A grande échelle, le point de vue de la relativité générale devient inévitable et il vaut mieux parler d'expansion de l'espace. Mais ici, c'est pas grave puisqu'on parle justement des objets proches, liés entre eux. Par contre ça deviendrait faux en cas de Big Rip, l'expansion devenant tellement violente que même les atomes éclateraient..... gasp ).

    La gravité est assez faible. Mais elle est suffisante. D'autant qu'elle est cumulative (plus il y a de matière plus elle est forte, contrairement à la force électromagnétique pour laquelle les charges opposées s'annulent). A grande échelle, c'est elle qui domine et qui lie les planètes, les étoiles les galaxies.

    Evidemment, la gravité diminue avec le carré de la distance. Donc il y a toujours une distance où cette force devient insuffisante pour lier les systèmes entre eux. Pour nos cailloux, c'est comme si la ficelle devenait trop fine. Elle ralentit l'écartement des cailloux mais pas complètement, la ficelle s'étire et se casse. Il est assez facile de deviner quand cela se produit pour l'univers : la taille des plus grande structures observables (structures façonnées par la gravité). C'est-à-dire les super amas.

    Par contre, je ne savais pas que cette "zone floue" (un peu de lien gravitationnel vs un peu d'expansion) avait été mesurée. Merci Papy,
    Dernière modification par Deedee81 ; 23/01/2012 à 15h00.
    Keep it simple stupid

  26. #21
    gammler

    Re : Question sur l'expansion de l'univers.

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    L'expansion c'est comme jeter un caillou en l'air (l'action de le jeter, c'est le tout début.... qu'on ne sait pas expliquer). Analogie grossière mais sympatique et parlante que j'ai déjà utilisé plusieurs fois dans ce forum pour expliquer les différentes possibilités (expansion éternelle ou big crunch).
    Analogie sympathique et trompeuse amha: dans le cas du caillou, il y a une énergie initiale emmagasinée par l'objet sous forme de vitesse (énergie cinétique). Si on supprime la vitesse, le caillou retombe immédiatement.
    Dans le cas de l'expansion, il n'y a pas de vitesse, pas d'énergie cinétique. Il doit donc y avoir une autre forme d'énergie qui éloigne en permanence les objets (lointains) les uns des autres.

    Sinon, je n'avais pas moi non plus connaissance de la zone floue mentionnée par papy-alain. A-t-il des sources précises? Merci.

  27. #22
    mariposa

    Re : Question sur l'expansion de l'univers.

    Citation Envoyé par gammler Voir le message
    Analogie sympathique et trompeuse amha: dans le cas du caillou, il y a une énergie initiale emmagasinée par l'objet sous forme de vitesse (énergie cinétique). Si on supprime la vitesse, le caillou retombe immédiatement.
    Dans le cas de l'expansion, il n'y a pas de vitesse, pas d'énergie cinétique. Il doit donc y avoir une autre forme d'énergie qui éloigne en permanence les objets (lointains) les uns des autres.

    Sinon, je n'avais pas moi non plus connaissance de la zone floue mentionnée par papy-alain. A-t-il des sources précises? Merci.
    Bonjour,

    Le principe fondamental de la RG est que la densité de matière rho détermine la métrique de l'espace-temps, cad la distance entre 2 points.

    Pour un univers homogène et isotrope on montre que la distance spatiale dR entre 2 points dont la différence de coordonnées est dr s'écrit:

    dL = R(t) (1 + K.r2).dr

    où la valeur de k caractérise la courbure de l'espace.

    Pour K= 0 l'espace est plat et l'équation d'Einstein s'écrit:

    1/R2 [dR/dt]2 = 8/3.Pi.G.rho

    où rho est dans la densité de matière correspondant à K= 0

    Ceci explique que l'accroissement de R cad dR/dt (cad l'expansion de l'espace par unité de temps) est proportionnelle au facteur d'expansion R (t).

    Visuellement cela correspondant à l'allongement R(t) d'un élastique sous l'influence d'une force croissante linéairement avec le temps, sauf que l'origine de cette force c'est la densité de matière. C'est toute la beauté de la RG.


    CQFD

  28. #23
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Question sur l'expansion de l'univers.

    Citation Envoyé par gammler Voir le message
    Analogie sympathique et trompeuse amha: dans le cas du caillou, il y a une énergie initiale emmagasinée par l'objet sous forme de vitesse (énergie cinétique). Si on supprime la vitesse, le caillou retombe immédiatement.
    Dans le cas de l'expansion, il n'y a pas de vitesse, pas d'énergie cinétique. Il doit donc y avoir une autre forme d'énergie qui éloigne en permanence les objets (lointains) les uns des autres.
    Comme je l'ai dit, l'analogie ne marche qu'à faible distance (tout est relatif, je parle quand même de l'ordre du milliards d'A.L.). Au delà, les subtilités de la RG sont inévitables (comme dire : les objets ne bougent pas, c'est l'espace qui se dilate). A "courte" distance, une description newtonienne marche très bien (expansion = éloignement "réel" des objets).

    La possibilité à courte de distance de pouvoir utiliser l'une ou l'autre façon de voir les choses peut paraitre étonnante mais est logique et découle de deux choses :
    - à courte distance la courbure moyenne de l'espace-temps est assez faible pour que la gravitation de Newton soit applicable (à plus grande échelle, les effets de la courbure finissent par se faire sentir, c'est exactement la même chose que de voir la Terre dans son ensemble ou de très prêt : sur une surface de quelques km², la surface de la mer sans vague semble plate. Attention, ici pour l'univers je parle bien de la courbure de l'espace-temps car il semblerait que la courbure moyenne de l'espace seul est nulle ou proche de zéro).
    - La deuxième raison c'est l'indépendance à l'arrière-plan de la RG (il n'existe pas de scène de théâtre a priori sur laquelle les objets sont déposés, l'espace-temps et son contenu sont intimement lié). Sans une telle scène de théâtre pré-existante, dire qu'un objet se déplace ou que c'est juste la coordonnée spatiale qui change sans réel mouvement, c'est kif kif bourricot. A grande échelle c'est différent car il y a la courbure qui est une référence "fixe" (on peut voir ça en disant que l'espace-temps est remplit d'un champ gravitationnel, il n'y a pas plus équivalence entre les deux points de vue).


    En outre, tu te trompes pour la fin. si les objets ne s'éloignaient pas ou plus (fin de l'expansion, pour une raison quelconque), la gravité provoquerait une contraction (big crunch). Exactement comme le caillou qui retombe.

    La forme d'énergie qui éloigne les objets (énergie noire) n'est nécessaire que pour expliquer l'accélération de l'expansion.

    Tout cela est traduit en partie dans l'explication quantitative de Mariposa ci-dessus.
    Keep it simple stupid

  29. #24
    papy-alain

    Re : Question sur l'expansion de l'univers.

    Citation Envoyé par gammler Voir le message
    Sinon, je n'avais pas moi non plus connaissance de la zone floue mentionnée par papy-alain. A-t-il des sources précises? Merci.
    J'ai lu ça plusieurs fois, sur différends sites. Par exemple, ici : http://www.astronomes.com/les-galaxi...rande-echelle/
    (§2)
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  30. Publicité
  31. #25
    Gloubiscrapule

    Re : Question sur l'expansion de l'univers.

    Citation Envoyé par papy-alain Voir le message
    On a en effet mesuré une très légère expansion au sein de certains superamas, là où la distance entre amas galactiques est suffisante que pour réduire la gravitation à presque rien. Dans ce cas, certains superamas pourraient se diluer complètement dans quelques milliards d'années.
    Oui les superamas ne sont pas liés et subissent l'expansion!
    Quand le sage montre la lune, l'imbécile regarde le doigt...

  32. #26
    papy-alain

    Re : Question sur l'expansion de l'univers.

    Citation Envoyé par Gloubiscrapule Voir le message
    Oui les superamas ne sont pas liés et subissent l'expansion!
    Entre eux, non, bien sûr. Mais en leur sein il y a aussi une expansion car les interactions gravitationnelles entre amas sont parfois trop faibles pour l'annihiler complètement.
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  33. #27
    Gloubiscrapule

    Re : Question sur l'expansion de l'univers.

    Citation Envoyé par papy-alain Voir le message
    Entre eux, non, bien sûr. Mais en leur sein il y a aussi une expansion car les interactions gravitationnelles entre amas sont parfois trop faibles pour l'annihiler complètement.
    Je parle pas des superamas entre eux mais du superamas en lui-même. Les amas sont donc les plus grosses structures qui ne subissent pas l'expansion. Plus grand (superamas etc....), il y a expansion.
    Quand le sage montre la lune, l'imbécile regarde le doigt...

  34. #28
    papy-alain

    Re : Question sur l'expansion de l'univers.

    Citation Envoyé par Gloubiscrapule Voir le message
    Je parle pas des superamas entre eux mais du superamas en lui-même. Les amas sont donc les plus grosses structures qui ne subissent pas l'expansion. Plus grand (superamas etc....), il y a expansion.
    Oui, ok, j'avais mal compris ce qui précédait, désolé.
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  35. #29
    evrardo

    Re : Question sur l'expansion de l'univers.

    Citation Envoyé par Gloubiscrapule Voir le message
    Je parle pas des superamas entre eux mais du superamas en lui-même. Les amas sont donc les plus grosses structures qui ne subissent pas l'expansion. Plus grand (superamas etc....), il y a expansion.
    Mais arrête avec tes super mamas, elles aussi ont subi l'expansion.

    Excusez moi j'ai craqué.
    Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.

  36. #30
    alizak

    Re : Question sur l'expansion de l'univers.

    Salut. parce que les amas de galaxies se rapprochent les unes des autres pour finalement constitue une grande toile d’araignée qui se répète dans l’espace a trois dimension, pour prendre la forme d'une éponge dont les trous devient de plus en plus nombreux .

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