en y réfléchissant bien, je ne comprends plus pourquoi l'expansion provoque un effet Doppler....(http://fr.wikipedia.org/wiki/Effet_Doppler_relativiste)
pour une expansion constante, la vitesse de la lumière venant des galaxies "comobiles" émettrices est indépendante de leur éloignement...
dommage, c'est la base de la cosmologie.. si quelqu'un peut m'expliquer merci d'avance
Bonjour
Le red shift n'est pas un effet doppler lié aux éventuels déplacements relatifs des sources ( cet effet existe, mais doit être séparé : on doit toujours séparer les variables avant d'étudier un phénomène))
La lumière émise par un objet "subit" la "dilatation" de l'espace avant son arrivée à l'observateur et c'est cela qui donne le red shift; l'énergie des photons est donc diminuée, et les énergies les plus basses sont bien "vers le rouge", l'infra rouge, etc...
Bien sûr, attendre d'autres avis !
certes, mais ce que je ne comprends pas c'est que: quelle que soit de la distance des sources par rapport à nous, et donc la date de départ des photons, ces derniers partent avec leur longueur d'onde "intrinsèque" et arrivent sur nous au même stade de dilatation de l'espace; donc je ne vois pas pourquoi le décalage est supérieur pour les galaxies les plus distantes.
Ce qui compte c'est de combien l'espace s'est dilaté. S'il a grandit d'un facteur 2 la longueur d'onde est doublé. Plus une galaxie est loin plus l'espace a eu le temps de se dilater avant que les photons arrivent et donc plus ils sont décalés vers le rouge.
Une façon correcte de se représenter le phénomène est de se dire qu'on voit la source en temps ralenti : ça concerne aussi bien la fréquence de la lumière que tout le reste. Par exemple, s'il s'agit de supernova Ia, dont la courbe de lumière est bien calibrée, on observe bien que cellee à fort redshift mettent plus longtemps à atteindre leur maximum de luminosité et décroissent également plus lentement.Envoyé par brach
a+
Parcours Etranges
j'ai du mal à concevoir ça
Si l'espace se dilate, il était forcément plus rétréci par rapport à aujourd'hui, quand les photons sont partis des étoiles lointaines. Donc logiquement à cette époque, ils étaient non pas plus rouges mais plus bleus. Et en parvenant jusqu'à nous ils ont du s'adapter à la dilatation de l'espace. Je m'attendrais donc que cela compense le "blueshift" de départ et qu'il n'y aie plus aucun décalage à l'arrivée dans les téléscopes.. où est mon erreur
Salut,
Comme tu l'as dit plus haut, ils partent avec leur longueur d'onde intrinsèque. Il n'y a pas de bleuissement. Leur longueur d'onde au moment de leur émission ne dépend pas de la taille de l'univers ! Et au cours de leur voyage, leur longueur d'onde s'étire.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
mouais.. mais pourquoi la longueur d'onde des photons émis localement ne serait pas directement étirée au niveau actuel d'expansion de l'espace.
Les coordonnées de Minkowski donnent pour la lumière c.dt=dl. La longueur d'onde (c.dt) suit l'expansion dl
C'est la variation de la taille de l'univers qui provoque l'étirement de la longueur d'onde. Plus exactement c'est l'expansion qui étire la longueur d'onde. De façon on peut le voir comme un bout d'élastique qui serait collé sur une membrane en caoutchouc en expansion. Au moment où on colle le bout d'élastique, il a sa taille normale mais avec l'expansion de la membrane, le bout d'élastique s'étire aussi.
Il faut savoir, c'est un principe clef de la physique relativiste (principe de relativité généralisé) que tous les observateurs sont équivalents du point de vue des lois physiques. De plus, un observateur en chute libre est incapable de faire une expérience locale (comme s'il était enfermé dans une cabine opaque) lui permettant de connaitre l'état du champ de gravitation ou de l'univers en général, à quelque instant que ce soit. Tu as peut-être déjà vu ça sous l'expérience de pensée d'Einstein avec les ascenseurs : http://fr.wikipedia.org/wiki/Ascenseur_d%27Einstein
De fait, localement, où que l'on soit et quand que l'on soit, les lois physiques sont les mêmes. Ce qui est d'ailleurs bien confirmé par l'étude des spectres émis par les étoiles ou des propriétés de certains astres comme les supernovae.
C'est d'ailleurs logique. Pourquoi ce que fait un même atome dans les mêmes conditions physique serait-il affecté par l'état de l'univers ?
Donc, localement, un même atome émet la même chose. Un utilisateur local qui observerait l'atome ne verrait pas de différence.
Après, ce qui arrive au rayonnement pendant son voyage, c'est tout autre chose. Et on en revient à l'étirement.
Dans cette relation (et les coordonnées de Minkowski) dl n'est pas une expansion. C'est la distance (infinitésimale) parcourue par le signal pendant la durée dt.
Il n'y a pas d'expansion avec la métrique de Minkowski.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Cela n'a aucun sens physique. (Et penser que cela en a un nuit gravement à la compréhension du sujet.)longueur d'onde intrinsèque
Dernière modification par Amanuensis ; 11/06/2012 à 09h42.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
tu veux dire que les raies de l'hydrogène ont pu changer au cours du temps? Pourtant il me semblait que ce sont des étalons
Je vois ça (et sans doute brach aussi) comme la longueur d'onde d'une raie émise par un atome (ou autre) au repos dans le référentiel de mesure.
Pourquoi cela n'aurait-il aucun sens physique ????
(voir la réaction de brach d'ailleurs, j'ai peur que ton avertissement nuise grave à la compréhension du sujet)
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
d'accord avec Deedee. D'ailleurs, je reconnais ma propre erreur plus haut en évoquant les émissions plus bleues dans le passé.Je vois ça (et sans doute brach aussi) comme la longueur d'onde d'une raie émise par un atome (ou autre) au repos dans le référentiel de mesure.
Pourquoi cela n'aurait-il aucun sens physique ????
(voir la réaction de brach d'ailleurs, j'ai peur que ton avertissement nuise grave à la compréhension du sujet
Ce qui n'a pas de sens physique est le mot "intrinsèque". Un "photon" a une longueur d'onde relativement à n'importe quel référentiel, et ça, ça a un sens physique, mais ce n'est pas "intrinsèque", c'est relatif.
Maintenant si vous me présentez un invariant qu'on pourrait appeler "longueur d'onde", j'aurais de quoi réviser ma manière de voir.
Pas de problème avec cela, le référentiel est indiqué. Et ce n'est donc pas "intrinsèque".Je vois ça (et sans doute brach aussi) comme la longueur d'onde d'une raie émise par un atome (ou autre) au repos dans le référentiel de mesure.
Ce n'est certainement pas ce que je "veux dire".
Mon avertissement peut certainement nuire à une "compréhension superficielle" du sujet. Mon avertissement n'est pas destiné à ceux qui se contentent d'une telle compréhension.(voir la réaction de brach d'ailleurs, j'ai peur que ton avertissement nuise grave à la compréhension du sujet
Je me retire donc, puisqu'il semble que je nuise à ce but là.
Bye.
Dernière modification par Amanuensis ; 11/06/2012 à 10h04.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Bonjour tout le monde.
Peut on imaginer que l'énergie perdue par le photon puisse se retrouver dans cette mystérieuse énergie noire qui accélère l'expansion ?
Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.
esque l energie sombre pourrait etre une variable que les scientifiques n ont pas additioner dans leurs calculs ? Pourrait elle influencer les photons ?
Mon vocabulaire n'était certainement pas très précis (ou plutôt j'avais repris le mot tel quel). Mais au moins c'était clair. C'est surtout ça qui importe, au moins dans un premier stade
Mein Gott ! Faut pas être aussi chatouilleux.
Idée séduisante (si je jette une pierre en l'air, elle ralentit car son énergie cinétique se transforme en énergie potentielle. C'est exactement la même chose qu'avec les photons, sauf que eux ne ralentissent pas, évidemment. En principe cela n'a pas d'influence sur le champ de gravitation.... en première approximation. En fait, il y a une réaction en retour sur la Terre, donc l'influence existe). Mais je ne crois pas que la différence soit suffisante.
A vérifier.
Hé, qui sait ?Mais ça ne peut pas être un oubli tout bête, sinon on l'aurait remarqué depuis longtemps.
Note que moi aussi j'aie ma petite idée, ça fait un sacré bout de temps que je planche sur les calculs et j'étais coincés (foutues métriques, pas facile de trouver à la carte celles qui conviennent à tel ou tel calcul). Mais je suis décoincé.... jusqu'au prochain écueil
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Alors disons longueur d'onde propre, comme il y aurait un temps propre.
a+
Parcours Etranges
Ou longueur d'onde propre à l'atome. J'avais pensé préciser "longueur d'onde intrinsèque à l'atome" (pour une raie particulière, évidemment). Ce qui revient à dire qu'une raie est un changement de niveaux d'énergie précise (d'énergie propre précise, puisque l'énergie aussi est relative). Mais je n'ai pas su mettre l'explication : j'étais parti chercher à manger
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mais précisément dans le cas de 2 objets séparées par une cette distance angulaire (chi) fixe, cette distance correspond précisément à la dilatation infinitésimale du facteur d'échelle (écrit R(t) ou a(t) selon les articles). Voir par exemple eq. 2.28 dans (http://astro.uwaterloo.ca/~mjhudson/.../chapter02.pdf)
En effet, mais ça n'a rien à voir avec ton message précédent. Le a(t) n'est pas un dl, c'est le facteur d'échelle et non un élément de distance parcouru par la lumière en un temps dt. De plus la métrique n'est pas celle de Minkowski mais celle de Firendman (ou Robertson-Walker). De plus ni a(t) ni dl ne sont une distance angulaire et chi n'est pas une distance angulaire non plus, c'est une coordonnée radiale.
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à ma connaissance, la métrique de FRW reprend les coordonnées de Minkowski en rajoutant une 4eme dimension spatiale courbant les 3 première, notamment sous la forme d'une surface 3D d'une hypersphere 4D pour le cas fermé. Pour un photon dl=a(t)dX où, dans le cas d'une hypersphere a(t) est le rayon et X un angle au centre, par exemple entre 2 galaxies comobiles.
Tu en es sur ?
C'est pourtant ainsi qu'est definiici http://www.lacosmo.com/horizon.fr.html
il dit "distance relative angulaire"; je suis d'accord, c'est en angle, exprimé en radians (unité sans dimension) : rapport du trajet du photon dans notre espace divisé par le rayon de l'univers
cela mis à part, j'ai lu cette page sur la fourmi sur une élastique et suis très dubitatif... les vitesses sont allègrement manipulées comme en physique classique!
Salut,
Que dire d'autre ici que : non.
La métrique de Friedmann a (3+1) coordonnées comme la métrique de Minkowski. Aucune dimension supplémentaire n'est ajoutée. C'est une variété riemannienne 4D dans les deux cas, la première non courbée, sans expansion, la deuxième courbée, avec expansion et une topologie différente.
L'utilisation d'une dimension supplémentaire n'aide que pour la visualisation. Mais outre qu'elle soit trompeuse elle n'est pas toujours possible. Kip Thorn la déconseille, moi aussi.
Je n'avais pas vu l'usage du terme.
Cette fois c'est en effet correct, bien que je trouve le terme "distance angulaire" franchement bizarre dans le contexte.
Je suis d'accord. Cette approche "newtonienne" est parfois utilisée et justifiée. Mais il faut être très prudent. Elle devient vite fausse.
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Salut
Oublie l'effet Doppler, car le redshift cosmologique n'est pas un effet Doppler.
Si un photon, émis à un temps t et reçu à un temps t0 tel que t0 >t, est décalé vers le rouge dans le modèle standard de la cosmologie (Big Bang) c'est que "physiquement" il a perdu de l'énergie.
La raison est que dans ce modèle (non stationnaire) l'énergie n'est pas conservée sur une géodésique.
C'est l'explication la plus physique et à ce titre, à mon avis, la plus convaincante, bien que d'autres soient également correctes.
Voir une démonstration rigoureuse, plutôt élégante, de cette perte d'énergie (utilisant un tenseur de Killing) en:
http://www-cosmosaf.iap.fr/MIT-RG8F.htm#tenseur_kill
Cordialement
Je trouve l'expression assez malheureuse, trop proche de "angular diameter distance", comme défini dans http://en.wikipedia.org/wiki/Angular_diameter_distance (où d'ailleurs
Par ailleurs la quantité sans dimension définie dans le papier est une des distances radiales, une distance radiale quand on la choisit sans dimension et corrélativement a(t) est choisi comme ayant la dimension d'une longueur (dans le cadre de la métrique FRW(1)). La plupart du temps l'ambiguïté n'a pas d'importance...
(1) Cf. http://en.wikipedia.org/wiki/Friedma...ar_coordinates, les deux choix pour k. La section suivante sur les coordonnées hypersphériques que dans ce cas r peut être considéré comme un troisième angle (il est aussi indiqué qu'on peut la noter chi à la place de r).
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
En effet.
Pour plus d'info sur les vecteurs de Killing pour celui qui souhaite :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Vecteur_de_Killing
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Croisement.
Merci pour ces précisions. J'avais en effet été induit en erreur.
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Bonjour, je dirais plutôt longueur d'onde coordonée, et parce qu'un photon n'a pas de temps propre par nature, je parlerais plutôt de pulsation coordonnée.
Pour rebondir sur ce que disait Ordage, je ne jetterais pas l'effet doppler aux orties. Car dire que les photons en provenance d'une galaxie en éloignement ont perdu de l'énergie revient à dire qu'ils ont remonté le champ de gravitation. Or l'expansion peut se voir comme de la création d'espace à raison de 72km/s/mégaparsecs. Donc comme si nous étions un gendarme en train de contrôler la vitesse d'une voiture fixe sur un tapis roulant.
Il ne faut pas confondre le Redschift cosmologique due à l'expansion qui est un effet doppler intergalactique avec le décalage d'Einstein (redschift gravitationnel) où l'énergie des photons peut varier selon qu'ils remonte ou descend un champ de gravitation et selon le modèle considéré.
Cordialement,
Zefram
je peux croire que je sais, mais si je sais que je ne sais pas, je ne peux pas croire
