disparition de galaxie.

[vhanfoub]

bonjours a tous, je ne suis ni physiciens et je n'ai jamais fait d'étude scientifique me permettant d'avoir les outils mathématiques pour faire les calculs moi même mais je m'intéresse vraiment beaucoup à tout ce qui touche à notre univers.

et en regardant une émission sur le "multivers" je me suis demandé si certaines galaxie étaient assez éloigné de nous pour qu'avec l'expansion, elle finisse par s'éloigner de nous plus vite que C et finissent par ne plus être visible, ou si jamais toutes les galaxies que nous voyons actuellement le seront toujours (du moins tant qu'elle existeront).

ma deuxième question est lié à la première, dans le cas ou elle s'éloignait assez vite pour "disparaitre", disparaitrait elles d'un seul coup (au momentou leur éloignement devient plus "rapide" que c ) ou faudrait il attendre le temps de parcours du dernier photon pouvant nous parvenir.


je suis désolé si je suis assez flou, j'ai ces deux questions en tête très clairement mais ne connaissant pas trop les termes scientifique adéquate je préfère tenter de m'exprimer en français pour me faire comprendre .

merci d'avance pour les éventuelles réponses.
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[Gloubiscrapule]

et en regardant une émission sur le "multivers" je me suis demandé si certaines galaxie étaient assez éloigné de nous pour qu'avec l'expansion, elle finisse par s'éloigner de nous plus vite que C et finissent par ne plus être visible, ou si jamais toutes les galaxies que nous voyons actuellement le seront toujours (du moins tant qu'elle existeront).

C'est pas simple parce que globalement l'expansion varie avec le temps, donc regarder la vitesse à un instant donné ne nous dit rien au final si on va pouvoir voir l'objet ou non.
Pour répondre à la question de façon formelle, il faut avoir conscience que comme la lumière met un certain à nous parvenir, les galaxies que l'on voit sont vues à une époque où elles étaient plus jeunes et ne sont plus à l'endroit d'où est partie la lumière à cause de l'expansion. La notion même de distance est donc beaucoup plus compliquée avec l'expansion!
Pour simplifier on va considérer 2 distances, celles qu'avait la galaxie quand elle émet la lumière et celle qu'a la galaxie au moment où on reçoit cette lumière.
Il faut enfin savoir comment varie l'expansion avec le temps, donc pendant le temps de trajet de la lumière, et il s'avère que l'expansion ralentit (l'accélération de l'expansion n'est que récente).
Au final, même si initialement la galaxie s'éloigne plus rapidement que la lumière, les photons finiront par nous arriver car entre temps l'expansion ralentit.
De même il se peut que des galaxies anciennes que l'on voit, font qu'aujourd'hui elles sont suffisamment loin pour qu'elles s'éloignent plus vite que la lumière (mais c'est pas cette lumière qu'on voit, c'est l'ancienne, émise à une époque où ce n'était pas forcément le cas).

Donc en résumé:
Il y a des galaxies qui s'éloignent plus vite que la lumière (soit au moment de l'émission, soit aujourd'hui, voire les deux) et pourtant on les voit.

ma deuxième question est lié à la première, dans le cas ou elle s'éloignait assez vite pour "disparaitre", disparaitrait elles d'un seul coup (au momentou leur éloignement devient plus "rapide" que c ) ou faudrait il attendre le temps de parcours du dernier photon pouvant nous parvenir.

S'il n'y avait que de la matière, l'expansion ne ferait que ralentir et on pourrait voir toutes les galaxies, toujours.

Sauf qu'avec l'accélération de l'expansion (liée à l'énergie sombre) certaines galaxies que l'on voit à une époque, sera invisible à époque plus récente. Autrement dit il y a passage derrière un horizon. Mais le moment de transition visible/invisible sera vu pour nous dans un temps infini, donc on ne verra jamais l'objet disparaitre d'un coup. Il sera de moins en moins lumineux, et sa lumière de plus en plus décalée vers le rouge, jusqu'à ce que nos instruments ne soient plus capables de les détecter.

[papy-alain]

Bonjour Gloubi, bonjour à tous.

Peut on dire qu'avec l'accélération de la vitesse de l'expansion, on verra dans le futur moins de galaxies qu'aujourd'hui ?

[azizovsky]

Salut , la réponse est : http://www.youtube.com/watch?v=gdQTZLhLlg4

[A voir en vidéo sur Futura]

[Gloubiscrapule]

Peut on dire qu'avec l'accélération de la vitesse de l'expansion, on verra dans le futur moins de galaxies qu'aujourd'hui ?

C'est pas la vitesse qui accélère c'est l'expansion, c'est à dire l'augmentation de distance.
Dans un futur proche c'est difficile à dire, car on pourra voir des galaxies plus grosses, donc plus lumineuses et plus facile à détecter. Et on verra toujours celle que l'on peut voir.
Dans un futur lointain, globalement on ne verra que les galaxies de notre super amas de galaxies.

[vhanfoub]

merci pour ces éclairecissement

lorsque j'ai tenté de faire quelques calcul en suivant ma logique (n'ayant que cela comme outils) j'ai tenté de savoir à partir de quelle distance de nous les galaxies s'éloignait actuellement (donc sans prendre en compte l'image qui nous parvient mais bien l'objet en lui même).

J'ai donc pris la constante de hubble actuelle (j'ai trouvé plusieur mesure entre 73 et 75km.s/mpc)
si je ne me suis pas planté, j'ai trouvé qu'un mega parsec équivalait a 3100 année lumière (en arrondissant)
j'ai donc divisé c par 73 pour savoir combien de mega parsec avait on besoin pour arriver a une vitesse supérieur à 300 000kms

en faisant tout cela je suis arrivé au chiffre de 13,4 milliard d'année lumière.

alors ma première question, est ce que ma logique est bonne, ou ai je oublié de prendre en compte certain paramètre pour trouver cette distance ?
et ma deuxième, est ce une coïncidence de trouvé pratiquement la distance équivalente à l'age de l'univers ou les premiers photons ont pu s'échapper de la soupe primordial ou a-t-on calculé la vitesse d'expansion en fonction de ce dit age.

[Gloubiscrapule]

en faisant tout cela je suis arrivé au chiffre de 13,4 milliard d'année lumière.
alors ma première question, est ce que ma logique est bonne, ou ai je oublié de prendre en compte certain paramètre pour trouver cette distance ?

Ta logique est bonne. Sauf que 1 mégaparsec c'est plutôt 3260 année lumière, et si on prend H0=71 km/s/Mpc (valeur couramment admise), tu trouves 13,7 milliards d'année lumière.
Donc effectivement tous les objets qui sont actuellement plus loin que 13,7 milliards d'année lumière s'éloigne plus vite que la lumière.

et ma deuxième, est ce une coïncidence de trouvé pratiquement la distance équivalente à l'age de l'univers ou les premiers photons ont pu s'échapper de la soupe primordial ou a-t-on calculé la vitesse d'expansion en fonction de ce dit age.

Tu mets le doigt sur une grosse source de confusion.
En fait c'est une coïncidence. Cette coïncidence vient que l'age de l'univers aujourd'hui est très proche de 1/H0. Et donc la distance parcourue par les photons pendant l'age de l'univers est très proche du rayon de Hubble c/H0. Et c/H0 n'est rien d'autre que la distance à laquelle la vitesse d'expansion est égale à c.

Ce qui fait qu'on entend souvent dire: l'horizon cosmologique c'est là où la vitesse d'expansion est égale à la vitesse de la lumière. Ce qui est faux!

La distance parcourue par les photons est une 3ème notion de distance (en plus de celle à l'émission et celle à la réception), et si le photon parcourt 13,7 milliards d'années lumière pendant l'age de l'univers, l'horizon est en réalité aujourd'hui à 47 milliards d'années, car il s'est éloigné à cause de l'expansion pendant le trajet des photons.
Et si tu t'amuses à faire le calcul pour savoir à quelle vitesse s'éloigne les objets qui sont juste sur l'horizon, tu vas trouver de l'ordre de 3 fois la vitesse de la lumière.

Là je t'ai parlé de l'horizon qui délimite ce qu'on a pu voir depuis le début de l'univers, autrement dit la distance maximale qui a pu avoir un échange d'information (qui s'est propagé à la vitesse de la lumière). C'est lié au passé (ce qu'on voit et ce qu'on a pu voir), et on l'appelle horizon particule.

Il existe un autre horizon, l'horizon évènement, qui lui délimite les zones qui auront un contact causal dans le FUTUR. Si le taux d'expansion était constant, cet horizon serait justement à 13,7 milliards d'années lumière car au delà la vitesse d'expansion est plus rapide que la lumière. Sauf que ce taux d'expansion varie dans le temps et en fait, l'horizon est du coup un peu plus loin, à environ 15,2 milliards d'année lumière! Tout évènement qui est plus loin que cette distance ne sera jamais observable!

[Carcharodon]

Sauf qu'avec l'accélération de l'expansion (liée à l'énergie sombre) certaines galaxies que l'on voit à une époque, sera invisible à époque plus récente. Autrement dit il y a passage derrière un horizon. Mais le moment de transition visible/invisible sera vu pour nous dans un temps infini, donc on ne verra jamais l'objet disparaitre d'un coup. Il sera de moins en moins lumineux, et sa lumière de plus en plus décalée vers le rouge, jusqu'à ce que nos instruments ne soient plus capables de les détecter.

C'est sur ces forums que j'ai appris puis compris ça, et ça me semble très important a comprendre : si on voit une galaxie un jour, alors on la verra "toujours", plus exactement, comme le dit Gloubiscrapule, on recevra toujours d'elle des photons, quand bien même on ne serait plus en mesure de les distinguer a cause de leur extrême "faiblesse" et de l'insuffisante sensibilité de nos instruments.

Simplement parce que les photons émis au moment ou l'objet se sépare de nous a une vitesse qui atteint puis dépasse c mettrons un temps infini à nous parvenir.

Encore merci a tout les calibres du forum, Gloubiscrapule en particulier pour réussir à faire comprendre ça.
C'est fascinant et ça fait comprendre beaucoup de choses (le sujet est si considérable...) sur l'expansion.

[Garion]

Si on considère la lumière sous forme d'onde, je comprend. Mais sous forme de photons, il y a bien nombre limité de photons du point de vue de la terre, il y aura donc bien un moment où l'on recevra le dernier photon.
Je me dit la même chose pour objet qui fonce vers un trou noir, il y aura bien un dernier photon émis par le dernier atome de cet objet à traverser l'horizon. Donc son image sur l'horizon ne devrait pas être totalement éternelle pour un observateur défini.

[vhanfoub]

ok, je suis content de voir malgré mon manque total d'étude dans ce domaine je commence à comprendre un peu mieux tout ce concept et merci a toi gloubicrapule pour expliquer de façon simple à nous autre profane, car je sais que la vulgarisation est un exercice assez difficile

[Gloubiscrapule]

Si on considère la lumière sous forme d'onde, je comprend. Mais sous forme de photons, il y a bien nombre limité de photons du point de vue de la terre, il y aura donc bien un moment où l'on recevra le dernier photon.
Je me dit la même chose pour objet qui fonce vers un trou noir, il y aura bien un dernier photon émis par le dernier atome de cet objet à traverser l'horizon. Donc son image sur l'horizon ne devrait pas être totalement éternelle pour un observateur défini.

Effectivement, le nombre de photons étant fini, il arrivera un moment où on ne recevra vraiment plus rien!

[papy-alain]

Effectivement, le nombre de photons étant fini, il arrivera un moment où on ne recevra vraiment plus rien!

Oui, mais pas seulement. Avec l'expansion qui s'accélère, les photons émis vers nous vont, par rapport à la Terre, s'arrêter puis reculer et donc ne nous parviendront jamais, dés l'instant où la distance qui nous sépare d'eux augmente à une vitesse supérieure à c, non ?

[Gloubiscrapule]

Oui, mais pas seulement.

Si seulement. On parle des photons qui nous arrivent, pas de ceux qui n'arriveront jamais!

[Carcharodon]

Effectivement, le nombre de photons étant fini, il arrivera un moment où on ne recevra vraiment plus rien!

rhaaa, tu m'avais convaincu du contraire :

imaginons un photon qui est émis au moment même ou la vitesse de séparation atteint c.
Puisque celui ci va mettre un temps infini a arriver, comment peut-on dire qu'il va arriver en un temps fini ?
Et celui qui a été émis un milliardième de nanoseconde avant... et avant et avant, ça forme une continuité.

Même en "vision corpusculaire", il y a une réception qui se fera de façon infinie a mon sens.
Bien entendu, un jour, le brouillard de fond de l'univers (qui ne peut pas être totalement transparent) finira par surmonter la réception des photons de la source, surtout au fur et a mesure de l'affaiblissement du signal.
Mais il me semble que dans la théorie, le flux lumineux en réception ne devrait jamais s'arrêter, non ?

[Xoxopixo]

Bonjour,

Sauf qu'avec l'accélération de l'expansion (liée à l'énergie sombre) certaines galaxies que l'on voit à une époque, sera invisible à époque plus récente. Autrement dit il y a passage derrière un horizon. Mais le moment de transition visible/invisible sera vu pour nous dans un temps infini, donc on ne verra jamais l'objet disparaitre d'un coup. Il sera de moins en moins lumineux, et sa lumière de plus en plus décalée vers le rouge, jusqu'à ce que nos instruments ne soient plus capables de les détecter.

Pour résumer, si j'ai bien compris, les photons emis seront "comme" gelés pour l'observateur situé à 13.7 Miliards d'années lumière.

Mais sachant qu'il ne peut exister de vitesse nulle, ou de toute valeur de position strictement définie, du fait simplement des relations d'incertitude d'Heisenberg, n'aurions-nous pas plus affaire à une fluctuation de photons qu'à un photon de vitesse nulle, relativement à la Terre ?

Dans ce cas, rien ne peut passer derrière un horizon, en ce qui concerne l'observateur éloigné, tout au plus s'y "accumuler" sur sa surface, la conservation de l'information etant sauve.

Heisenberg uncertainty principle, and are 1/q0 and 1/|q|, respectively.†
This principle, which is manifest in the Fourier transform relationship between the functions describing the structure being probed and the scattering angular distribution, underpins the ethos of most of high-energy physics.
New levels of structure in matter and interactions have characterized each major step forward.
At each step it has been possible to establish an understanding in terms of a quantum field theory (QFT), such as QCD, or to unify previous observations, such as quantum electrodynamics (QED) and weak (β-decay) interactions, into a single QFT, electroweak theory with massive gauge bosons W and Z alongside the massless photon (γ), leptons e, μ and τ, and quarks of different flavour.
The role, therefore, of QFT in our understanding of the structure of matter is seminal, and interpretation of results in hadron physics and hadronic structure in terms of QCD is nowadays automatic.

(b) Structure due to quantum fluctuation
In any QFT, the existence of interactions means also that the quanta themselves have structure.
This structure derives from the fact that the mutual coupling between field quanta will make possible fluctuation, or splitting, of any quantum over a limited
time/distance into two (or more in higher-order) quanta (figure 1).
For example, in QED, a photon can fluctuate for a short time into an electron–positron (e+e−) pair or an electron can fluctuate into an electron and a photon (γ).

http://rsta.royalsocietypublishing.o...9/279.full.pdf