Collision de galaxies

[RSRS]

Si l'expansion de l'univers est homogène, pourquoi des galaxies pourraient entrer en collision ... Au contraire, elles devraient s'éloigner plutôt que se rencontrer !!!
Merci de votre réponse.
Bien amicalement
RS
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[papy-alain]

Si l'expansion de l'univers est homogène, pourquoi des galaxies pourraient entrer en collision ... Au contraire, elles devraient s'éloigner plutôt que se rencontrer !!!
Merci de votre réponse.
Bien amicalement
RS

Bonjour RSRS, bonjour à tous.

L'univers n'est pas parfaitement homogène. Il est à peu près homogène à grande échelle, au-delà du milliard d'années-lumière. A plus petite échelle (disons de l'ordre d'une dizaine à une centaine de millions d'AL) il est très hétérogène : les galaxies s'y regroupent en amas, les amas s'y regroupent en superamas et les collisions de galaxies se produisent au sein de ces amas. Par contre, les superamas s'éloignent tous les uns des autres, de manière assez homogène. Et si je dis que l'univers n'est qu'à peu près homogène à grande échelle, c'est à cause du dark flow : un courant de plusieurs milliers de galaxies qui se déplacent à des vitesses ne correspondant pas aux vitesses attendues par la loi de Hubble (les écarts mesurés sont de l'ordre de 600 à 1.000 km/s) et qui semblent être attirées par un grand attracteur se trouvant hors de notre sphère d'univers visible. L'univers n'est donc pas si homogène que ça.

[Mailou75]

(...)à cause du dark flow : un courant de plusieurs milliers de galaxies qui se déplacent à des vitesses ne correspondant pas aux vitesses attendues par la loi de Hubble (les écarts mesurés sont de l'ordre de 600 à 1.000 km/s) et qui semblent être attirées par un grand attracteur se trouvant hors de notre sphère d'univers visible. L'univers n'est donc pas si homogène que ça.

Salut,

Très étrange ces grands attracteurs...
D'un coté on entend que notre amas local (Vierge) s’effondre sur lui même le reste de l'Univers étant en expansion
D'un autre on entend que l'amas local s'approche du Cluster Virgo, ces deux derniers étant attirés par le Super Cluster Hydra Centaurus et l'ensemble se dirigeant globalement vers un "grand attracteur"
Question : y'aurait pas un problème dans le redshift ?? Comment tous ces éléments peuvent s'attirer sans être blueshiftés ??

Merci
Mailou

[papy-alain]

Salut,

Salut Mailou, bonjour à tous.

Très étrange ces grands attracteurs...
D'un coté on entend que notre amas local (Vierge) s’effondre sur lui même le reste de l'Univers étant en expansion
D'un autre on entend que l'amas local s'approche du Cluster Virgo, ces deux derniers étant attirés par le Super Cluster Hydra Centaurus et l'ensemble se dirigeant globalement vers un "grand attracteur"
Question : y'aurait pas un problème dans le redshift ?? Comment tous ces éléments peuvent s'attirer sans être blueshiftés ??

Merci
Mailou

Pourquoi étrange ? Là où de très grandes masses sont en présence, il est normal que leur action gravitationnelle s'exerce sur de longues distances. Et je ne comprends pas le problème que tu soulèves concernant le décalage spectral, que ce soit vers le rouge ou vers le bleu. Mais tel que je te connais et sachant que tu maitrises parfaitement ces notions, je crois que tu as une petite idée derrière la tête et qu'une réponse va suivre...

[A voir en vidéo sur Futura]

[Mailou75]

Salut,

Si l'expansion de l'univers est homogène, pourquoi des galaxies pourraient entrer en collision ... Au contraire, elles devraient s'éloigner plutôt que se rencontrer !!!
Merci de votre réponse.
Bien amicalement
RS

Simplement, il y a deux facteurs différents :
- L'expansion qui fait que tout s'éloigne de tout (on dit que l'espace se dilate dans le temps emportant avec lui une matière dite comobile : fixe dans un espace mouvant)
- La gravité qui fait que tout attire tout, mais avec un effet diminuant rapidement avec la distance (1/d²)
Il y a donc une lute permanente entre les deux : Les objets proches vont être tenus par la gravité (ex : une pomme, une galaxie, un amas) tandis que des objets éloignés vont s’éloigner de plus en plus

On lit parfois que là où la gravité domine il n'y a pas d'expansion, je laisserai les pros trancher sur ce point

Enfin, attention quand tu parles de collisions de galaxies... lorsque deux galaxies se mêlent en une seule entité, il y a très peu de "collisions" de matière car une galaxie c'est 99,9% de vide

Je me permets de poser une petite question en passant sur le sujet : si ce vide est plein de matière noire que se passe-t-il lors de la fusion de deux galaxies ?
La nouvelle galaxie est : plus grande car on additionne pas la matière noire ? ou plus dense ? ou autre ? ou on sait pas ?

Merci
Mailou

[Mailou75]

Salut Papy-Alain,

Pourquoi étrange ? Là où de très grandes masses sont en présence, il est normal que leur action gravitationnelle s'exerce sur de longues distances. Et je ne comprends pas le problème que tu soulèves concernant le décalage spectral, que ce soit vers le rouge ou vers le bleu. Mais tel que je te connais et sachant que tu maitrises parfaitement ces notions, je crois que tu as une petite idée derrière la tête et qu'une réponse va suivre...

Moi? raté je ne maitrise rien et j'ai pas d'idée derrière la tête
Non c'est une vraie question : si je suis attiré par un grand attracteur il devrait être blueshifté, or il n'y a rien de blueshifté au delà de notre amas local...

[Gloubiscrapule]

D'un coté on entend que notre amas local (Vierge) s’effondre sur lui même le reste de l'Univers étant en expansion
D'un autre on entend que l'amas local s'approche du Cluster Virgo, ces deux derniers étant attirés par le Super Cluster Hydra Centaurus et l'ensemble se dirigeant globalement vers un "grand attracteur"
Question : y'aurait pas un problème dans le redshift ?? Comment tous ces éléments peuvent s'attirer sans être blueshiftés ??

Le problème est la signification de "dirigeant" ou "attiré". On peut décomposer la vitesse en deux: la partie expansion homogène et la partie particulière (lié à la gravité, vitesse initiale, fluctuations etc...). Quand on regarde les champs de vitesse à grande échelle on soustrait l'expansion et on regarde seulement la vitesse particulière. C'est sur cette vitesse que les mots "dirigeant" et "attiré" s'appuient, mais ce n'est pas la vitesse réelle car si on remet l'expansion oui les objets s'éloignent et sont redshiftés.

[papy-alain]

Le problème est la signification de "dirigeant" ou "attiré". On peut décomposer la vitesse en deux: la partie expansion homogène et la partie particulière (lié à la gravité, vitesse initiale, fluctuations etc...). Quand on regarde les champs de vitesse à grande échelle on soustrait l'expansion et on regarde seulement la vitesse particulière. C'est sur cette vitesse que les mots "dirigeant" et "attiré" s'appuient, mais ce n'est pas la vitesse réelle car si on remet l'expansion oui les objets s'éloignent et sont redshiftés.

C'est bien expliqué, merci Gloubi. J'ai juste besoin d'une petite précision : le redshift dû à l'expansion ne résulte pas de la vitesse d'éloignement, mais de la dilatation de l'espace durant le parcours de la lumière, qui perd ainsi une partie de son énergie. Mais ce redshift est il exactement de même importance s'il s'agissait d'une vitesse propre (par rapport à nous) de l'objet observé et non pas d'un éloignement résultant de l'expansion ?
Et si la réponse est négative, existe-t-il un moyen physique de différencier les deux, hormis le calcul induit par la constante de Hubble ?

[Gloubiscrapule]

le redshift dû à l'expansion ne résulte pas de la vitesse d'éloignement, mais de la dilatation de l'espace durant le parcours de la lumière, qui perd ainsi une partie de son énergie.

Rigoureusement le redshift résulte de la dilatation du temps (et donc de la période) induite par l'expansion de l'univers entre le moment d'émission et le moment de la réception.

Mais ce redshift est il exactement de même importance s'il s'agissait d'une vitesse propre (par rapport à nous) de l'objet observé et non pas d'un éloignement résultant de l'expansion ?

Le problème est que l'expansion affecte le photon sur tout son parcours et augmente le redshift au fur et à mesure que l'expansion a lieu. Le redshift Doppler est affecté uniquement à l'émission ou à la réception s'il y a une vitesse relative entre source et observateur. Et pour définir une vitesse d'expansion il faut une époque et une distance, et définir les distances devient compliqué avec l'expansion. Si on prend la distance "instantanée" au moment où on observe, le redshift Doppler lié à cette vitesse d'expansion est le même que le redshift cosmologique lié à l'expansion seulement pour des petites distances (petit redshift). Après c'est plus égal. Voir par exemple ce graphe:

http://upload.wikimedia.org/wikipedi...y-redshift.JPG

En vert c'est le Doppler, en rouge c'est l'expansion, et en bleu c'est une loi linéaire valable pour les petits redshifts.

[papy-alain]

Mais alors, comment fait on pour estimer la distance nous séparant d'un objet sans savoir si le redshift mesuré résulte de l'expansion ou d'un déplacement propre ? Si je pose cette question, c'est en pensant au dark flow dont je parle plus haut. Comment peut on déterminer que les galaxies qui font partie de ce mystérieux mouvement ont une vitesse différente de ce qu'elle devrait être en fonction de leur éloignement ? En mesurant leur redshift, on aurait pu penser qu'elle se trouvent juste un peu plus loin et que leur vitesse d'éloignement est conforme à la loi de Hubble, non ? On sait que ce n'est pas le cas, mais comment le sait on ? Pas par une mesure de parallaxe, car elles sont trop loin de nous pour ça. Alors ???

[Gloubiscrapule]

Mais alors, comment fait on pour estimer la distance nous séparant d'un objet sans savoir si le redshift mesuré résulte de l'expansion ou d'un déplacement propre ?

Les vitesses particulières ne sont pas très grandes, elles dépassent rarement 1000 km/s. Cette vitesse correspond à un redshift de l'ordre de 0.003, autrement dit tous les redshifts supérieurs sont dominés par l'expansion. En gros si tu prends un redshift supérieur à 0.01 tu es quasi sur que c'est que l'expansion, et plus tu vas aller haut en redshift moins tu fais d'erreur. Si le redshift est faible une méthode alternative comme les céphéides ou autre peuvent déterminer la distance.

Si je pose cette question, c'est en pensant au dark flow dont je parle plus haut. Comment peut on déterminer que les galaxies qui font partie de ce mystérieux mouvement ont une vitesse différente de ce qu'elle devrait être en fonction de leur éloignement ? En mesurant leur redshift, on aurait pu penser qu'elle se trouvent juste un peu plus loin et que leur vitesse d'éloignement est conforme à la loi de Hubble, non ? On sait que ce n'est pas le cas, mais comment le sait on ?

Par l'effet SZ, les amas de galaxies sont remplis de gaz chaud qui rayonne en X, autrement dit un gaz ionisé avec plein d'électrons libres. Et quand les photons du CMB traversent un tel amas il va y avoir diffusion compton inverse c'est à dire que les électrons très énergétiques donnent de l'énergie aux photons du CMB de basse énergie. Donc toute la lumière qui traversent l'amas est boosté en énergie ce qui décale le spectre de corps noir. Ce décalage est caractéristique et permet de détecter des amas de galaxies. L'effet est du en partie par la température et donc la dispersion de vitesse des électrons, c'est l'effet thermique, mais un effet plus faible est du aussi au mouvement d'ensemble des électrons, c'est l'effet cinétique. C'est avec cet effet qu'une équipe en a déduit qu'il y avait un mouvement d'ensemble anormal de plusieurs amas, qu'on appelle dark flow!

[papy-alain]

Par l'effet SZ, les amas de galaxies sont remplis de gaz chaud qui rayonne en X, autrement dit un gaz ionisé avec plein d'électrons libres. Et quand les photons du CMB traversent un tel amas il va y avoir diffusion compton inverse c'est à dire que les électrons très énergétiques donnent de l'énergie aux photons du CMB de basse énergie. Donc toute la lumière qui traversent l'amas est boosté en énergie ce qui décale le spectre de corps noir. Ce décalage est caractéristique et permet de détecter des amas de galaxies. L'effet est du en partie par la température et donc la dispersion de vitesse des électrons, c'est l'effet thermique, mais un effet plus faible est du aussi au mouvement d'ensemble des électrons, c'est l'effet cinétique. C'est avec cet effet qu'une équipe en a déduit qu'il y avait un mouvement d'ensemble anormal de plusieurs amas, qu'on appelle dark flow!

Hé bé, faut reconnaître qu'ils sont malins les astrophysiciens.

[Garion]

Et si je dis que l'univers n'est qu'à peu près homogène à grande échelle, c'est à cause du dark flow : un courant de plusieurs milliers de galaxies qui se déplacent à des vitesses ne correspondant pas aux vitesses attendues par la loi de Hubble (les écarts mesurés sont de l'ordre de 600 à 1.000 km/s) et qui semblent être attirées par un grand attracteur se trouvant hors de notre sphère d'univers visible. L'univers n'est donc pas si homogène que ça.

Le grand attracteur est dans notre sphère d'univers visible (il est à 500 millions d'année lumière), si on ne le voit pas, c'est parce qu'il est derrière le plan de le notre galaxie.

[Gloubiscrapule]

M'enfin concernant le dark flow ça reste sujet à critiques tout de même (voir wiki anglais dark flow).

Quoiqu'il en soit rien n'est sur encore alors avec les résultats de Planck on en saura sûrement plus... Wait and see!

Le grand attracteur est dans notre sphère d'univers visible (il est à 500 millions d'année lumière), si on ne le voit pas, c'est parce qu'il est derrière le plan de le notre galaxie.

Le grand attracteur n'est pas à l'origine du dark flow, mais d'un problème plus local. Ceci dit le grand attracteur ferait lui aussi parti de ce dark flow.

[papy-alain]

Le grand attracteur est dans notre sphère d'univers visible (il est à 500 millions d'année lumière), si on ne le voit pas, c'est parce qu'il est derrière le plan de le notre galaxie.

Ah mais non, on ne parle pas du même. Là, tu fais référence à celui qui influence notre superama local. Celui qui conditionne le dark flow est beaucoup plus puissant et beaucoup plus éloigné.

[Garion]

Ah pardon, en effet, j'ai vérifié et j'ai bien confondu, je ne connaissais pas l'existence de cet "attracteur" la.

[papy-alain]

Ah pardon, en effet, j'ai vérifié et j'ai bien confondu, je ne connaissais pas l'existence de cet "attracteur" la.

Bah, tout le monde peut se tromper, mais le reconnaître est le signe d'une grande honnêteté intellectuelle.

[Mailou75]

Le problème est la signification de "dirigeant" ou "attiré". On peut décomposer la vitesse en deux: la partie expansion homogène et la partie particulière (lié à la gravité, vitesse initiale, fluctuations etc...). Quand on regarde les champs de vitesse à grande échelle on soustrait l'expansion et on regarde seulement la vitesse particulière. C'est sur cette vitesse que les mots "dirigeant" et "attiré" s'appuient, mais ce n'est pas la vitesse réelle car si on remet l'expansion oui les objets s'éloignent et sont redshiftés.

Ok merci, et pour les précisions qui ont suivi.