Temps que met l'univers aujourd'hui pour doubler de volume?

[invitec9c0a685]

Bonjour,
Je me pose la question suivante…
Combien de temps met l’univers en expansion pour doubler le volume de toutes choses
Nous savons que la distance entre 2 objets distants de 3,2 années lumières s’accroit de 70km chaque seconde.
Ainsi le taux d’accroissement local pendant une seconde (réparti uniformément sur toute la distance) est de :
(3,2 années lumière +70 km)/ (3,2 années lumière)
Ce qui donne après calcul un taux de 1,000000000002311 chaque seconde
Ainsi nous cherchons le nombre de secondes N
Pour que
1,000000000002311^N= Racine cubique de (2)
Le logarithme de cette équation nous donne :
N Ln(1,000000000002311)= 1/3 Ln(2)
N x 0,000000000002311= 1/3 Ln(2)
D’où N= Ln(2)/ (3x0,000000000002311 )
N=999977957675 secondes
Soit environ 3168 ans

Je me pose donc la question suivante qui m’empêche de dormir?
Les baignoires du début de la période celtique (1200 avant JC) avaient elle une capacité à l'époque deux fois moindre que la mienne aujourd'hui du fait de l’expansion de l’univers ?
-----

[invite4f479fad]

Bonjour,
1/ La constante de Hubble est de 73 km/s/MEGAparsec et non par parsec ; ce qui risque fort d'entacher d'erreur le calcul qui suit.
2/ L'expansion de l'Univers s'applique aux grandes structures mais pas aux contenus des baignoires.
Au revoir.

[invitec9c0a685]

Bonjour,
et merci pour la correction... Effectivement, ça change quelque peu la durée du doublement du volume de l'univers
Puisque le même calcul que ci- dessus avec cette fois ci, la bonne donnée, repousse à 3,17 milliards d'années ce doublement de volume.
Mais je me pose une nouvelle question...
3,17 milliards d'années il y avait déjà du vivant sur terre... n'aurait-on pas trouvé des traces géologiques de ce vivant deux fois plus volumineuses dans le sol que les espèces actuelles et qui seraient une preuve indirecte de l’expansion de l'univers?

[invitec9c0a685]

à moins bien sûr, que toutes les espèces aient suivi la même inflation que les traces laissées par les cadavres jonchant le sol...

[A voir en vidéo sur Futura]

[Garion]

L'expansion ne s'applique pas à des objets liés par la gravité ou l'électromagnétisme par exemple, du coup, la terre n'a pas changé de taille, ni ses occupants.

[invitec9c0a685]

L'expansion ne s'applique pas à des objets liés par la gravité ou l'électromagnétisme par exemple, du coup, la terre n'a pas changé de taille, ni ses occupants.

Mais... tout est lié par la gravité... je ne comprends pas...

[Garion]

Oui, la portée de la gravité est infinie, mais disons qu'elle devient suffisamment faible entre les amas de galaxie pour laisser l'expansion s'exprimer.
L'expansion ne se manifeste ni à l'échelle du système solaire, ni à l'échelle de la galaxie, ni même à l'échelle des amas de galaxie, ça commence entre les amas.

[invitec9c0a685]

Oui, la portée de la gravité est infinie, mais disons qu'elle devient suffisamment faible entre les amas de galaxie pour laisser l'expansion s'exprimer.
L'expansion ne se manifeste ni à l'échelle du système solaire, ni à l'échelle de la galaxie, ni même à l'échelle des amas de galaxie, ça commence entre les amas.

Cela voudrait donc dire que l'expansion de l'univers serait fonction des distances... Mais alors, ça veux aussi dire que la loi en 1/r2 qui relie les amas entre eux est fausse...
et que le flux n'est plus conservé...

[invitec9c0a685]

Cela voudrait aussi dire que l'expansion de l'univers ne serait pas homogène et que l'image des raisins du Pancake qui gonfle dans un four serait une mauvaise image...
Ou plus exactement, les raisins ne pourrait être que des amas mais pas des atomes...
Au fait, ils sont constitués de quoi les amas?
En tout cas j'espère qu'on est d'accord sur le fait que l'univers double de volume tous les 3,18 milliards d'années

[Amanuensis]

Mais alors, ça veux aussi dire que la loi en 1/r2 qui relie les amas entre eux est fausse... et que le flux n'est plus conservé...

Correct.

On ne peut pas mélanger expansion métrique de l'Univers et théorie de la gravitation de Newton !

[Amanuensis]

Cela voudrait aussi dire que l'expansion de l'univers ne serait pas homogène

Oui et non.

Elle est homogène, parce que la description en terme d'expansion n'a vraiment de sens qu'avec les hypothèses derrière la métrique FLRW ; ces hypothèses sont des idéalisations, et comme elles incluent celle que le contenu de l'Univers est parfaitement homogène, pas de problème !

On pourrait dire qu'elle ne l'est pas, parce que le contenu de l'Univers n'est pas homogène. Mais en fait on ne peut pas séparer les effets gravitationnels entre les effets locaux d'un côté et l'expansion de l'autre, il n'y a qu'une métrique en un point ! L'expansion métrique s'applique partout, mais dans le cas de systèmes liés les forces de liaison "restaurent" les tailles locales en permanence. D'une certaine manière ce qu'on appelle "taille" d'un système lié vient des forces de liaison. L'étalon de longueur est défini par les liaisons entre particules dans l'atome de Césium !

Pour les systèmes non liés (comme un ensemble d'amas suffisamment lointains les uns des autres), la notion de taille est différente.

Si on cherche un "seuil", on le trouve (en classique) en comparant énergie cinétique mutuelle et énergie potentielle gravitationnelle mutuelle (jaugée à 0 à distance infinie) : lié si l'énergie potentielle domine (somme négative) et libre si l'énergie cinétique domine (somme positive). Si libre l'effet de l'expansion n'est pas masqué...

[invitecaa8f314]

,
La constante de Hubble est de 73 km/s/MEGAparsec et non par parsec ; ce qui risque fort d'entacher d'erreur le calcul qui suit.

c'est 73 km par secondes par megaparsec, c'est du théorique ou de l'observation ?

J'ai cru lire quelque part qu'avec une gravition nulle, cette expansion approcherait plutot des 80km/s/Mpc

[Mailou75]

Mais je me pose une nouvelle question...
3,17 milliards d'années il y avait déjà du vivant sur terre... n'aurait-on pas trouvé des traces géologiques de ce vivant deux fois plus volumineuses dans le sol que les espèces actuelles et qui seraient une preuve indirecte de l’expansion de l'univers?

Les dinosaures ? Qui seraient de simples lézards

[invite80fcb52e]

Au fait, ils sont constitués de quoi les amas?

A 80% de matière noire, 15% de gaz diffus très chaud (10-100 millions de degré) et 5% de galaxies.

En tout cas j'espère qu'on est d'accord sur le fait que l'univers double de volume tous les 3,18 milliards d'années

Si on veut. La constante de hubble n'est pas constante dans le temps, elle diminue, elle est valable seulement aujourd'hui. Avec la valeur actuelle le temps pour doubler est simplement 0.26/H0 (2^1/3-1), soit 3.56 milliards d'années.
En réalité l'expansion accélère et en faisant le calcul exact qui tient compte de sa variation on trouve un peu moins, soit 3.15 milliards d'années! Ces valeurs sont valables aujourd'hui seulement. Dans le passé ce temps était plus court à mesure qu'on remonte loin.

[invitecaa8f314]

d'ou l'accélération de l'expension de l'univers

[Gilgamesh]

c'est 73 km par secondes par megaparsec, c'est du théorique ou de l'observation ?

J'ai cru lire quelque part qu'avec une gravition nulle, cette expansion approcherait plutot des 80km/s/Mpc

C'est une mesure (tout un tas de mesures même, la valeur à mis du temps à se stabiliser).

Pour la seconde remarque je ne vois pas.

[invitecaa8f314]

Ce que je veux dire par là, c'est que la gravitation freine voir annule localement l'expansion, ce qui explique que l'expansion n'est observable qu'entre amas de galaxie et non au seins de galaxie. L'expansion mesurée à 73km/s/Mpc prends donc en compte la gravitation, même faible, qu'il y a entre 2 amas de galaxie. Dans un univers fictif sans gravitation, l'expansion tendrait vers les 80km/s/Mpc car la force gravitationnelle ne freinerait pas l'expansion. Ce n'est pas ma théorie, c'est ce qu'il me semblait avoir compris.

[invitec9c0a685]

Si on veut. La constante de hubble n'est pas constante dans le temps, elle diminue, elle est valable seulement aujourd'hui. Avec la valeur actuelle le temps pour doubler est simplement 0.26/H0 (2^1/3-1), soit 3.56 milliards d'années.
En réalité l'expansion accélère et en faisant le calcul exact qui tient compte de sa variation on trouve un peu moins, soit 3.15 milliards d'années! Ces valeurs sont valables aujourd'hui seulement. Dans le passé ce temps était plus court à mesure qu'on remonte loin.

Le bol... à 20 millions d'années près... je trouvais, avec mon calcul bidouillé et pifomètré, le bon résultat dis donc...
Malgré tout, quelque chose continue à me tracasser...c'est quoi la particule médiatrice de l'expansion de l'univers?

[Gilgamesh]

Ce que je veux dire par là, c'est que la gravitation freine voir annule localement l'expansion, ce qui explique que l'expansion n'est observable qu'entre amas de galaxie et non au seins de galaxie. L'expansion mesurée à 73km/s/Mpc prends donc en compte la gravitation, même faible, qu'il y a entre 2 amas de galaxie. Dans un univers fictif sans gravitation, l'expansion tendrait vers les 80km/s/Mpc car la force gravitationnelle ne freinerait pas l'expansion. Ce n'est pas ma théorie, c'est ce qu'il me semblait avoir compris.

Ok, mais non : dans un univers sans gravitation, c'est à dire sans courbure de l'espace temps, la notion même d'expansion de la métrique n'a pas de sens. Il faut se souvenir que c'est en appliquant les équations de la RG à l'univers dans son entier que Friedmann et Lemaitre ont prédit un univers dynamique.

Par contre ça conserve son sens dans un univers sans matière (premier modèle de de Sitter), avec juste une constante cosmologique. Dans ce cas là avec lambda=0,7 c'est peut être 80 km/s/Mpc pour t=13,7 Ga,, je sais pas j'ai pas fais le calcul.

@Mct92mct : l'expansion n'est pas une force au sens strict, c'est un effet du contenu sur la géométrie. Dans le cadre d'une gravité quantique, le champ associé à la gravité serait le graviton, mais c'est un angle de vue qui risque de t'embrouiller plus qu'autre chose.

[invitec9c0a685]

@Mct92mct : l'expansion n'est pas une force au sens strict, c'est un effet du contenu sur la géométrie. Dans le cadre d'une gravité quantique, le champ associé à la gravité serait le graviton, mais c'est un angle de vue qui risque de t'embrouiller plus qu'autre chose.

HO , je te rassure, il n'y a pas que cela qui m'embrouille, pour moi, le plus délicat à comprendre, c'est comment, une théorie fondée à partir de la projection sur l'ensemble de l'univers de règles physiques locales peut elle négliger (ou même balayer)ses conséquences expansionnistes à des échelles justement locales...
C'est l'absence de bijectivité qui m'ennuie...
Bon, il est vrai que pour moi la cerise sur le gâteau c'est le graviton... une particule médiatrice d'une conséquence purement géométrique... là j'ai effectivement du mal à comprendre.

[invite80fcb52e]

HO , je te rassure, il n'y a pas que cela qui m'embrouille, pour moi, le plus délicat à comprendre, c'est comment, une théorie fondée à partir de la projection sur l'ensemble de l'univers de règles physiques locales peut elle négliger (ou même balayer)ses conséquences expansionnistes à des échelles justement locales...
C'est l'absence de bijectivité qui m'ennuie...

Mais l'expansion c'est la gravitation au sens général.

Imagine Newton après qu'il ait découvert sa gravitation. Il a essayé de l'appliquer à la pomme. Il suppose donc une pomme soumise au champ de gravitation de la Terre de masse M. Sa vitesse est v et sa distance r. Il résout les équations et trouve que la pomme a deux possibilités:

- si sa vitesse est dirigée vers la terre elle tombe en accélérant.

- si sa vitesse est dirigée vers le ciel alors il y a encore deux possibilités:

* Si est négatif, la pomme s'éloigne en ralentissant puis finit par s'arrêter et par retomber sur Terre en accélérant.
* Si est positif ou nul, la pomme s'éloigne indéfiniment en ralentissant toujours.

E est lié à l'énergie. Ce sont des résultats bien connu du problème à 2 corps.

Quand Einstein sort sa théorie de la relativité générale et qu'on l'applique à l'univers, les équations sont très similaires. Sauf qu'on parle de taux d'expansion H au lieu de la vitesse et de densité au lieu de M/r. Là encore il y a deux possibilités:

* si est négatif l'univers est en expansion ralentie jusqu'à l'arrêt , et entame une phase de contraction accélérée.
* si est positif ou nul, l'univers est en expansion indéfiniment en ralentissant sous l'effet de la gravité.

K est lié à la courbure de l'espace.

C'est la gravitation qui fait que l'univers est en expansion ou en contraction tout comme la pomme est en train de s'éloigner ou de tomber. Elle ne peut pas rester immobile dans le ciel.

Il se trouve qu'on est dans un univers en expansion globalement K=0.

Mais localement il y a des zones plus denses, et quand on applique les équations d'Einstein comme on a fait pour l'univers entier, on a une densité plus élevée qui fait qu'on peut se retrouver dans le cas K>0 et dans ce cas cette zone surdense est en expansion moins rapide et finit par se recontracter, on dit qu'elle se détache de l'expansion. Divers processus arrêtent ensuite l'effondrement et on a un équilibre. Les structures les plus grandes aujourd'hui qui sont détachés de l'expansion sont les amas de galaxies et donc tout ce qui se trouve à l'intérieur ne subit puis l'expansion de l'Univers.

Il n'y a pas de compétition gravitation/expansion car c'est la même chose. L'univers est en expansion mais les structures plus denses se sont effondrés et ne le sont plus.

[doul11]

Bonjour,

Bon, il est vrai que pour moi la cerise sur le gâteau c'est le graviton... une particule médiatrice d'une conséquence purement géométrique... là j'ai effectivement du mal à comprendre.

La gravité n'est pas une conséquence géométrique, ce n'est le cas que dans le modèle de la relativité générale. D'ailleurs il y a un lien entre tout les bosons de jauge et la géométrie : il sont des représentations irréductible de groupes de symétrie.

[invitec9c0a685]

Il se trouve qu'on est dans un univers en expansion globalement K=0.

Mais localement il y a des zones plus denses, et quand on applique les équations d'Einstein comme on a fait pour l'univers entier, on a une densité plus élevée qui fait qu'on peut se retrouver dans le cas K>0 et dans ce cas cette zone surdense est en expansion moins rapide et finit par se recontracter, on dit qu'elle se détache de l'expansion. Divers processus arrêtent ensuite l'effondrement et on a un équilibre. Les structures les plus grandes aujourd'hui qui sont détachés de l'expansion sont les amas de galaxies et donc tout ce qui se trouve à l'intérieur ne subit puis l'expansion de l'Univers.

Il n'y a pas de compétition gravitation/expansion car c'est la même chose. L'univers est en expansion mais les structures plus denses se sont effondrés et ne le sont plus.

Bonjour,
et pourquoi se seraient elles contentées d'arrêter leur expansion et ne seraient elles pas encore en train de s'effondrer...?

[invite80fcb52e]

et pourquoi se seraient elles contentées d'arrêter leur expansion et ne seraient elles pas encore en train de s'effondrer...?

Elles arrêtent l'expansion parce qu'elles sont trop denses et se contractent. Elles arrêtent ensuite la contraction parce l'énergie gravitationnelle se redistribue en énergie cinétique entre les particules, semblable à une agitation qui arrête l'effondrement. Ca c'est valable pour les particules non collisionnelles type matière noire. Pour la matière collisionnelle type gaz tu as la pression (agitation thermique) qui contrebalance la gravité.

[Gilgamesh]

La gravité n'est pas une conséquence géométrique ce n'est le cas que dans le modèle de la relativité générale.

D'ailleurs il y a un lien entre tout les bosons de jauge et la géométrie : il sont des représentations irréductible de groupes de symétrie.

Alors si, on ne va pas s'embarquer dans un débat métaphysique mais la gravité peut pleinement et le plus profitablement du monde être représentée comme un effet dynamique de l'impulsion-énergie sur la géométrie de l'univers (c'est une géométrodynamique). Et de l'avis général, la voie ouverte par le RG, la géométrisation de la physique, est une voie à suivre.

[invitedc3898a5]

Donc si on veut coloniser des exoplanetes, il faut se dépêcher avant qu'elles ne soient définitivement trop loin?

[invite6c093f92]

Bonsoir, et bienvenu sur FS,
Apparement tu as zapper la charte....
Un peu de politese n'a jamais fait de mal....
Plus qu'a recommencer pour avoir une réponse
Cordialement,