Les photons dans la soupe primordiale

[invitea7f685ee]

Bonjour à tous,

alors voila: Avant que les photons puissent circuler librement dans l'Univers, c'est à dire avant que celui-ci ne devienne transparent à cause de son expansion, on dit qu'ils étaient prisonniers de la matière et donc ne pouvaient pas s’échapper de celle-ci pour plus tard nous donner actuellement par exemple l'image du fond diffus cosmologique... Or, les photons, c'est bien de la lumière ? La lumière possède une vitesse dont aucun autre corps ou particule ne peut dépasser, les photons sont donc les premières particules à "partir" ou à se "libérer" lors de la création de l'Univers, la matière ne pourrait donc pas "retenir" la lumière, alors comment a-t-elle pu être retenu ? Je ne sais pas si je me suis bien exprimé mais voila mon problème. Merci d'avance
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[invite51d17075]

bonsoir,
non les photons n'étaient pas prisonniers de la matière ( protons, neutron, ..) avant d'être "libérés".
les premières ondes electromagnétiques ( fond diffus ) correspond à la formation des premiers atomes d'hydrogène neutre.

[invitea7f685ee]

Je cite Wikipedia: les photons étaient continuellement en interaction avec la matière qui absorbait la lumière, ou la diffusait comme dans un brouillard : l'univers se comportait comme un plasma. Le libre parcours moyen des photons était alors très court et ces photons n'ont pas pu nous parvenir directement.

Alors que faisaient les photons?

Cette vidéo complète mes propos (à partir de 40 sec) : https://www.youtube.com/watch?v=bjn3i8FrZO4

[Gilgamesh]

Bonjour à tous,

alors voila: Avant que les photons puissent circuler librement dans l'Univers, c'est à dire avant que celui-ci ne devienne transparent à cause de son expansion, on dit qu'ils étaient prisonniers de la matière et donc ne pouvaient pas s’échapper de celle-ci pour plus tard nous donner actuellement par exemple l'image du fond diffus cosmologique... Or, les photons, c'est bien de la lumière ? La lumière possède une vitesse dont aucun autre corps ou particule ne peut dépasser, les photons sont donc les premières particules à "partir" ou à se "libérer" lors de la création de l'Univers, la matière ne pourrait donc pas "retenir" la lumière, alors comment a-t-elle pu être retenu ? Je ne sais pas si je me suis bien exprimé mais voila mon problème. Merci d'avance

Les photons c'est bien de la lumière (plus génériquement, une onde életromagnétique) mais la vitesse n'y fait rien : s'il existe des charges libres de faible inertie (en l'occurence des électrons), elles vont osciller sur ton passage, et absorber ton énergie, en même temps que tout le reste (ton impulsion, ton spin, etc) et refaire un autre photon avec, mais après avoir pogoté avec d'autres électrons ou noyaux. L'énergie du nouveau photon est presque la même (l'expansion de l'univers pompe imperceptiblement son énergie au champs électromagnétique, d'une absorption à l'autre) mais il se dirige dans une toute autre direction que celle de départ. Nul n'est emprisonné ni vraiment retenu, si ce n'est que son énergie baisse du fait de l'élongation des longueur : le lambeau d'énergie radiative subsistant de la très forte expansion d'alors, sortira du plasma originel, rien n'est perdu fors l'énergie individuelle. L'énergie totale radiative vit ses derniers moments de gloire, la démographie des photons, elle, ne change pas. Mais ils ne permettent pas de former une image tant que la collection qu'ils représentent est "thermalisée" (transformé en bouquet de trajectoires aléatoires) par la multitude d’absorption-réémission, aux "rebonds sur la matière", jusqu'aux moment où la vahinée des particules, l'électron, se lie au lit avec les noyaux pour former des atomes neutres et n'offrir plus aucune possibilité d'absorption avec les photons qui partent désormais en ligne droite et permettent de former une image.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite51d17075]

bonsoir,
non les photons n'étaient pas prisonniers de la matière ( protons, neutron, ..) avant d'être "libérés".
les premières ondes electromagnétiques ( fond diffus ) correspond à la formation des premiers atomes d'hydrogène neutre.

j'ai donc dit au moins une semi bétise.
désolé.

[invite240682c5]

Bonsoir,

Lorsque la lumière rencontre un obstacle opaque, elle ne le traverse pas. Avant les 380 000 premières années c'est le même phénomène que les photons émis au centre du Soleil puis absorbés, puis réémis, puis réabsorbés, etc jusqu'à atteindre la surface du Soleil où la effectivement un photon pourra parcourir sans encombre le trajet Soleil-Terre pour ensuite éclairer notre belle planète.

[invite51d17075]

ma première intervention venait de là :
wiki :
Chronologie de l'histoire de l'univers
À la suite de cette période de l’univers primordial, l’évolution a traversé une phase conforme à ce que l’on connaît de la physique des hautes énergies : une phase où les premiers protons, électron et neutrons se sont formés, suivi des noyaux atomiques et enfin des atomes. Le rayonnement micro-onde du fond diffus cosmologique a été émis lors de la formation de l’hydrogène neutre.

il y a donc semble-t-il un lien temporel entre premiers atomes d'hydrogène et rayonnement initial des photons.

[invite240682c5]

Les photons existaient déjà, simplement on peut voir que les photons datant du fond diffus, les plus anciens ont été absorbés, nous ne les verrons jamais. Cependant des particules comme les neutrinos traversent cette soupe et peuvent nous donner des informations remontant plus proche du début de l'univers.

[invite51d17075]

oui, c'est ce que j'ai compris, c'est pour ça que j'ai parlé de semi-bétise ( mais on peut enlever le "semi" )
quand au neutrinos, je l'ignorai !
merci

[invite80fcb52e]

il y a donc semble-t-il un lien temporel entre premiers atomes d'hydrogène et rayonnement initial des photons.

Les atomes d'hydrogène ne se forment pas instantanément, la probabilité qu'ont les électrons de se recombiner, et donc la fraction d'atome d'hydrogène, augmente au fur et à mesure de l'expansion, jusqu'à atteindre une fraction non négligeable (90%) d'atomes d'hydrogène au moment qu'on appelle la recombinaison.

Cette fraction d'atomes d'hydrogène formée réduit du même coup le nombre d'électrons libres susceptibles de faire diffuser la lumière. Quand le libre parcours moyen des photons (c'est à dire la distance parcourue par le photon entre 2 diffusions successives) devient plus grand que "l'horizon de l'univers", on peut considérer que l'univers est transparent et c'est ce qu'on appelle le découplage.

Les photons du CMB viennent donc d'une zone où ils ont diffusés pour la dernière fois. C'est ce qu'on appelle la surface de dernière diffusion. C'est l'analogue de la surface du Soleil, ou la surface d'un nuage, où au delà c'est opaque.

La recombinaison, le découplage et l'émission de la surface de dernière diffusion n'ont pas lieu exactement en même temps, étant donné que ce sont des notions "arbitraires", bien qu'elles soient très proches temporellement.

[Geb]

Les photons existaient déjà, simplement on peut voir que les photons datant du fond diffus, les plus anciens ont été absorbés, nous ne les verrons jamais. Cependant des particules comme les neutrinos traversent cette soupe et peuvent nous donner des informations remontant plus proche du début de l'univers.

Sauf qu'il se passera sans doute plus d'un siècle avant qu'on puisse détecter les neutrinos cosmologiques à très faible énergie assez efficacement que pour en dresser une carte du ciel comme on l'a fait avec l'observatoire spatial Planck pour les photons cosmologiques. À ce sujet, je vous suggère de regarder une conférence d'Hubert Reeves intitulée "L'astronomie des neutrinos" et datée du 9 décembre 2010.

Cordialement.

[Geb]

À ce sujet, je vous suggère de regarder une conférence d'Hubert Reeves intitulée "L'astronomie des neutrinos" et datée du 9 décembre 2010.

Le passage sur les neutrinos cosmologiques commence à partir de 47:50.

quand au neutrinos, je l'ignorai !

Au cas ou, il devrait exister également (en théorie) un fond cosmologique d'ondes gravitationnelles qui pourrait nous renseigner (si on parvenait à le détecter et ce, avec suffisamment de précision) sur l'état de l'Univers à un âge encore plus précoce que pour les neutrinos cosmologiques.

Cordialement.

[invitecfac394a]

bonjour,
quelle est la masse d'un photon?
si le photon est une énergie,il n'a donc pas de masse et de ce fait la formule E=MC2 devient E=C2,
le photon ne serait donc pas une énergie mais une ...vitesse?une vitesse ne peut être une énergie alors...et un photon sans masse devient une chimère.

On peut constater que la lumière a une vitesse qui dépend des milieux matériels où ce phénomène-lumière se manifeste.
Cette vitesse n'est que celle des manifestations de la matière du milieu et non pas celle d'une lumière existante en tant que lumière.
C'est-à-dire qu'il n'y a pas de photon.

Il y a une énergie de ce phénomène du lumineux parce que toute transformation de matière se fait nécessairement par l'énergie. Mais, l'énergie attachée à un photon comme entité indépendante et matérielle, n'est qu'une confusion issue d'une association fausse d'idées. Et s'il existe une loi de la Réfraction des rayons de lumière, c'est que cette loi indique la dépendance du phénomène lumineux à un milieu matériel. Simplement parce que ce phénomène est la propriété de ce milieu et non d'un "esprit photonique".

ce mystère de fantôme photonique est un dilemme et l'on peut se poser des questions sur la théorie de la relativité d'Einstein.

Merci de m'éclairer sur ce mystère

[Gilgamesh]

bonjour,
quelle est la masse d'un photon?
si le photon est une énergie,il n'a donc pas de masse et de ce fait la formule E=MC2 devient E=C2,

Non,



Avec E l'énergie, c le vitesse limite, m la masse, p l'impulsion

La masse du photon est nulle mais pas son impulsion (quantité de mouvement) ce qui nous donne pour le photon :

le photon ne serait donc pas une énergie mais une ...vitesse?une vitesse ne peut être une énergie alors...et un photon sans masse devient une chimère.

On peut constater que la lumière a une vitesse qui dépend des milieux matériels où ce phénomène-lumière se manifeste.
Cette vitesse n'est que celle des manifestations de la matière du milieu et non pas celle d'une lumière existante en tant que lumière.
C'est-à-dire qu'il n'y a pas de photon.
Il y a une énergie de ce phénomène du lumineux parce que toute transformation de matière se fait nécessairement par l'énergie. Mais, l'énergie attachée à un photon comme entité indépendante et matérielle, n'est qu'une confusion issue d'une association fausse d'idées. Et s'il existe une loi de la Réfraction des rayons de lumière, c'est que cette loi indique la dépendance du phénomène lumineux à un milieu matériel. Simplement parce que ce phénomène est la propriété de ce milieu et non d'un "esprit photonique".

ce mystère de fantôme photonique est un dilemme et l'on peut se poser des questions sur la théorie de la relativité d'Einstein.

Merci de m'éclairer sur ce mystère

A la racine il me semble simplement que tu te base sur un présupposé faux : "vu que ça n'a pas de masse, ça n'est rien de concret" (c'est le milieu matériel qui lui donnerait son existence).

La physique te dis que des particules sans masse représentent des entités énergétique concrètes, pourvue d'une énergie et d'une quantité de mouvement, individualisable avec un compteur de particule (typiquement un scintillateur) et que le milieu ne peut faire disparaître sans en absorber l'énergie et l'impulsion.

[invitecfac394a]

merci pour les réponses,c'est plus clair

[noir_ecaille]

Qu'en est-il des neurtinos ? J'ai lu des articles contradictoires sur leur possession supposée d'une masse et l'inverse.

D'ailleurs j'ai un peu de mal entre photons et neutrinos si ces derniers n'ont pas de masse -- quoi être neutrino et quoi être photon ?

[Deedee81]

Salut,

Qu'en est-il des neurtinos ? J'ai lu des articles contradictoires sur leur possession supposée d'une masse et l'inverse.
D'ailleurs j'ai un peu de mal entre photons et neutrinos si ces derniers n'ont pas de masse -- quoi être neutrino et quoi être photon ?

Les neutrinos ont bien une masse (très petite) sinon on ne pourrait pas expliquer le mélange des saveurs (les neutrinos électroniques qui se transforment en neutrinos muoniques,...)

Autres différences avec les photons :
- les neutrinos ont un spin 1/2 (comme les électrons, les photons on un spin 1), ce qui en fait des fermions avec la statistique propre aux fermions et notamment le principe d'exclusion de Pauli
- les neutrinos sont sensibles à l'interaction faible (par les photons)
- les neutrinos ne sont pas sensibles à la force électromagnétique (les photons, si, évidemment).
- les neutrinos sont chiraux : si on prend le spin aligné sur la direction du mouvement (c'est toujours possible car il est quantifié, il faut 1/2 ou -1/2, et ne se projette pas comme des vecteurs) alors le spin a toujours la même valeur. Pour un objet classique, c'est comme si un avait une bille qui avant en tournant, un point de la bille parcourant une hélice. Le sens pour les neutrinos étant celui du tire-bouchon (les électrons et les photons peuvent avoir les deux sens). Les antineutrinos sont orientés dans l'autre sens.

[Amanuensis]

ne sont pas sensibles à la force électromagnétique (les photons, si, évidemment).

Manière de parler. Plus strictement, seules les particules élémentaires de charge non nulle sont sensibles à la force électro-magnétiques.

À moins que ce n'ait été une type, avec "photon" écrit à la place de "électron" ?

[Amanuensis]

- les neutrinos sont chiraux : si on prend le spin aligné sur la direction du mouvement (c'est toujours possible car il est quantifié, il faut 1/2 ou -1/2, et ne se projette pas comme des vecteurs) alors le spin a toujours la même valeur.

Non, puisqu'il a une masse non nulle

(Par contre sa chiralité...)