Pourquoi le rayonnement fossile nous apparait il comme un événement continu et non ponctuel ?

[why-why]

Néophyte en cosmologie, je m'interroge depuis plusieurs semaines sur le fond diffus cosmologique ou Cosmic Microwave Background et je ne trouve ni la réponse dans la littérature ni sur internet, ou tout au moins des réponses laconiques.

Pourquoi cet événement qui au fond n'est q'un événement ponctuel dans l'histoire cosmologique nous apparait il comme un événement continu et non ponctuel?

"Regarder loin, c'est regarder dans le passé" :
prenons l'exemple d'un événement imaginaire survenant au soleil, celui ci passant par la couleur bleue pendant une minute; certes, cet événement sera perceptible sur terre avec un décalage de 8 minutes, mais ne sera perceptible que pendant 1 minute, pas plus. Après, cet événement appartiendra au passé terrestre.

Par analogie, pourquoi le CMB, traduisant le découplage matière/lumière, certes, qui a peut être duré quelques millénaires ( mais événement ponctuel à l'échelle du temps cosmologique) nous apparait près de 13,7 milliards d'années après comme un événement continu dans le temps et non ponctuel. Il y a là un paradoxe...

que je ne peux expliquer que par les hypothèses suivantes :

1) le CMB qui est notre horizon cosmologique d'à peu près 13,7 milliards fuit à la même vitesse que la lumière et donc il nous projette une image fixe ? (limite de la sphere de Hubble ?) : ainsi, l'image projetée est toujours la même car cette image du CMB fuit à la même vitesse que la lumière. Est ce bien cela ?

2) le rayonnement photonique viendrait se réfléchir comme dans un jeu de miroir sur la sphere CMB et par conséquent nous innonderait en permanence de son rayonnement fossile ?

Merci pour vos réponses
http://forums.futura-sciences.com/im...cons/icon5.png
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[invite23876543123]

Parce qu'il n'y a pas de centre du "Big Bang" où alors il est partout !

[invite240682c5]

Bonjour,

Intéressante question, l'explication n'est ni le 1) ni le 2).
Je pense que ton erreur est de considérer le CMB comme une lumière partie d'un point et se propageant dans l'espace.
Tu ne peux pas comparer avec le Soleil qui lui est un point et propage sa lumière autour de lui.

A l'époque du CMB, c'était tout l'espace qui émettait de la lumière, cette espace déjà probablement infiniment grand. Donc au fur et à mesure que le temps passe, nous voyons le CMB provenant d'un lieu plus lointain que la veille. Ainsi lorsque l'univers aura 20 milliards d'années, nous "verrons" les ondes radio provenant d'une distance telle que la lumière aura eue besoin de 20 milliards d'années pour nous parvenir (distance lumière 20 Gal simplement).

[invite240682c5]

Ainsi lorsque l'univers aura 20 milliards d'années, nous "verrons" les ondes radio provenant d'une distance telle que la lumière aura eue besoin de 20 milliards d'années pour nous parvenir (distance lumière 20 Gal simplement).

Je peaufine cette phrase : ainsi lorsque l'univers aura 20 milliards d'années, nous "verrons" les ondes radio émis en un point, tel que la distance entre nous et ce point soit de 20 Gal (en distance-lumière).

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Salut,

cette espace déjà probablement infiniment grand

Ou du moins aussi grand ou presque aussi grand que la taille de l'univers observable actuel.

Si l'univers était nettement plus petit (univers chiffonné à la Luminet), le rayonnement aurait eut le temps de faire plusieurs fois le tour. Cela se traduirait par des corrélations bien précises qui ne sont pas observées (il y a de bons articles dans ArXiv sur ce sujet, par exemple celui-là m'avait beaucoup plus http://arxiv.org/abs/gr-qc/0108043 mais pour les observations il y a des articles plus récents).

Pour le reste ainsi que le peaufinement, rien à redire :S

[invite240682c5]

cet* espace déjà probablement infiniment grand

J'avoue avoir du mal à imaginer un univers fini, notamment sur sa forme. J'espère qu'admettre qu'il le soit n'a pas affecté mon raisonnement.

[Gilgamesh]

Néophyte en cosmologie, je m'interroge depuis plusieurs semaines sur le fond diffus cosmologique ou Cosmic Microwave Background et je ne trouve ni la réponse dans la littérature ni sur internet, ou tout au moins des réponses laconiques.

Pourquoi cet événement qui au fond n'est q'un événement ponctuel dans l'histoire cosmologique nous apparait il comme un événement continu et non ponctuel?

Parce que l’évènement a eu lieu partout à la fois et qu'on voit donc toujours une nouvelle coquille, toujours plus éloignée avec le temps, en train de subir cette transition. C'est donc un fond toujours renouvellé que l'on voit.

Imagine une corde infiniment longue qui change de couleur du vert au bleu par exemple au même moment sur toute sa longueur.

L'observateur situé après la transition la voit bleue localement mais s'il y a 1 an d'écoulé depuis l’évènement, il va voir, à 1 années lumière, la corde passer du vert au bleu. Deux ans après l'événement il verra la même transition se dérouler sur une portion de corde situé à 2 al, etc.

[Deedee81]

J'avoue avoir du mal à imaginer un univers fini, notamment sur sa forme. J'espère qu'admettre qu'il le soit n'a pas affecté mon raisonnement.

Non, car en pratique on ne sait de toute façon pas savoir (pour le moment au moins) si l'univers est fini ou infini.

Pour la question d'imagination, il est clair que les variétés compactes en topologie ne sont pas toujours facile à se représenter (pour le tore plat je pense au monde de PacMan ou d'autres jeux vidéos où l'on arrive à gauche quand on part à droite ).

Dans le lien ci-dessus, les auteurs classent toutes les variétés compactes (spatiales à 3D, de courbure constante) plates, sphériques et en partie les hyperboliques (la classification des hyperboliques est un problème ouvert). Mais heureusement pour le lecteur ils utilisent différentes astuces de représentation (tesselations, etc.) qui permettent de visualiser et raisonner sur ces machins.

[why-why]

Je vous remercie pour vos réponses

J'ai bien saisi qu'il n'y avait pas de "centre du big bang"

et j'ai bien saisi aussi que le big bang ou ses suites quasi immédiates (le fond diffus cosmologique) n'était pas un point mais une sorte de "coquille" ou plus exactement la paroi interne de la sphère de notre univers observable.

Pour reprendre l'image de la corde :
"Imagine une corde infiniment longue qui change de couleur du vert au bleu par exemple au même moment sur toute sa longueur.

L'observateur situé après la transition la voit bleue localement mais s'il y a 1 an d'écoulé depuis l’évènement, il va voir, à 1 années lumière, la corde passer du vert au bleu. Deux ans après l'événement il verra la même transition se dérouler sur une portion de corde situé à 2 al, etc."


tout à fait d'accord et c'est ce que je dis dans d'autres termes dans mon hypothèse numéro 1

Mais ceci pose un problème :

Si on prend la loi de Hubble : ce fond diffus cosmologique qui est la manifestation la plus lointaine de notre univers observable, va donc s'éloigner de plus en plus vite avec le temps et va finir par dépasser la vitesse de la lumière et donc va finir par disparaître de notre champ d'observation, à moins que et c'est tout à fait impossible : que la constante c (vitesse de la lumière) croisse avec le temps pour compenser exactement la fuite du CMB!
On ne peut pas remettre en cause Einstein !

Où est l'erreur de mon raisonnement ?

http://forums.futura-sciences.com/im...cons/icon5.png

[invite240682c5]

Bonjour,

Que le point où la lumière a été émise s'éloigne plus vite que c n'est pas gênant. Le photon que nous verrons dans un futur proche a déjà aujourd'hui fait par exemple 90 % du chemin et ne dépend plus du point source.

[Gilgamesh]

Mais ceci pose un problème :

Si on prend la loi de Hubble : ce fond diffus cosmologique qui est la manifestation la plus lointaine de notre univers observable, va donc s'éloigner de plus en plus vite avec le temps et va finir par dépasser la vitesse de la lumière et donc va finir par disparaître de notre champ d'observation

En fait c'est déjà le cas mais ça se verra plus tard, si j'ose dire. La coquille d'univers (surface de dernière diffusion) qui nous a envoyé le rayonnement que nous observons aujourd'hui s'éloigne aujourd'hui du point où nous nous trouvons a plus de 2c : le rayonnement qu'elle émet aujourd'hui, qui ressemble en toute hypothèse à ce qu'émet notre petit coin d'univers, ne nous parviendra jamais. Dit autrement, si des ET ayant suivi un trajet évolutif parallèle au nôtre, et en particulier ayant initié comme nous une civilisation technologique émettrice il y a 50 ans, envoient des signaux dans notre direction, ces derniers ne nous parviendront jamais. Ce que nous observons de ces régions c'est une lumière émise il y a 13 Ga, à une époque où nos deux régions étaient beaucoup plus proches qu'aujourd'hui et s'éloignaient moins rapidement l'une de l'autre.

Durant ces 13 Ga d'autres coquilles de plus en plus éloignées et de plus en plus rapides para rapport à nous, nous ont envoyé leur rayonnement du genre CMB et ce rayonnement est toujours en chemin. C'est le CMB qu'observeront nos petits enfants. Comme le paramètre d'expansion H ("cte de Hubble") décroit de moins en moins avec le temps cosmique, et que le trajet à parcourir est beaucoup plus grand, l'expansion de l'espace intégrée sur le trajet de ces rayons lumineux (c'est à dire le rapport entre la taille qu'avait l'univers au moment de l'émission et celle qu'il aura au moment de la réception) sera plus élevé que ce qu'ont subi les rayons lumineux constituant le CMB actuel. Le z est proportionnel à ce facteur d'expansion et va donc croître de concert. Le CMB futur sera observé à des longueurs d'onde croissantes (aujourd'hui le pic d'émission est à lambda_max ~ 1 mm), donc à des énergies de plus en plus basses.

Jusqu'à devenir asymptotiquement nul : lorsque le "flux d'espace" courant sur le trajet de la lumière provenant de la surface de dernière diffusion et en route vers l'oeil de l'observateur excède la vitesse de la lumière, le rayonnement est éteint. Seul reste perceptible par l'observateur le rayonnement émis immédiatement avant et décalé à l'extrême dans les grandes longueurs d'onde. Comme ce décalage est synonyme d'un allongement des durées, il n'y a pas de coupure brutale, ça tend indéfiniment vers zéro. Cela se raisonne exactement de la même façon que la lumière émise à l'horizon d'un trou noir : si on compare la lumière à une note de musique avec sa fréquence propre, on sombre dans un infiniment grave qui résonne infiniment faiblement sur un temps infini.

Et voila la triste affaire : nos arrière (arrière arrière...) petits enfants n'auront plus de CMB à se mettre dans le cornet.