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Expansion de l'Univers



  1. #1
    tududidu

    Expansion de l'Univers


    ------

    Bonjour à tous,

    Jusqu'ici je pense avoir à peu près compris que l'expansion de l'Univers s'explique à cause du décalage vers le rouge que l'on observe dans les galaxies lointaines (et plus les galaxies sont lointaines, plus le décalage est grand).

    Néanmoins en tant que néophyte, je me demandais comment les scientifiques, sur la base des observations du décalage vers le rouge, font-ils pour différencier en pratique l'hypothèse de l'éloignement réel des galaxies et l'hypothèse de la dilatation de l'espace lui-même ? Et bien-sûr, comment éliminent-ils de facto la première hypothèse ?


    Merci.

    P.S.: Depuis un moment, je ne peux plus utiliser la fonction "Rechercher" sur le forum de Futura ( le mot "rechercher" s'affiche par dessus le menu" Derniers messages", rendant la fonction inopérante); Avez-vous le même soucis ?

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  4. #2
    Mailou75

    Re : Expansion de l'Univers

    Salut,
    Citation Envoyé par tududidu Voir le message
    Néanmoins en tant que néophyte, je me demandais comment les scientifiques, sur la base des observations du décalage vers le rouge, font-ils pour différencier en pratique l'hypothèse de l'éloignement réel des galaxies et l'hypothèse de la dilatation de l'espace lui-même ? Et bien-sûr, comment éliminent-ils de facto la première hypothèse ?
    J'ai déjà posé la question une bonne centaine de fois et j'avoue ne pas avoir obtenu de réponse réellement convaincante...

    La première réponse consiste à opposer le principe copernicien : il n'y a pas de référentiel privilégié, il n'y a donc aucune raison pour que l'homme se trouve au centre d'une réelle explosion dans l'espace, n'en déplaise à l'église... par conséquent seule une expansion de l'espace va pouvoir faire augmenter la distance entre des objets inertiels (comobiles) au cours du temps. (Perso j'interprète la notion de centre 4D bien différemment et cet argument n'en est pas un, pour moi...)

    D'autant que si on regarde dans le détail ce que décrirait la relativité restreinte (mouvement relatif et Doppler) et bien c'est à peu près la même chose... le domaine où les théories vont diverger singulièrement se situe au delà de nos capacités d'observation (z>1,5) en terme de distances (angulaire et luminosité) comparables. Ainsi, l'observation ne saurait trancher ! (à mon sens encore une fois)

    Ensuite tu peux trouver ce genre schéma (Fig 4.7 http://hal.archives-ouvertes.fr/docs...PDF/cel-33.pdf) qui, s'il est juste, montre que l'espace est déjà infini à t=0 (on reçoit aujourd'hui les photons de cette région). La question de de savoir si l'espace est infini y est donc résolue implicitement... (soit l'inverse que que suppose le modèle du Big Bang : espace et temps créés de concert)

    Le seul argument valable (de mon point de vue) est celui ci :
    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    Si par exemple on imagine que l'espace est peuplé de nuages de gaz (comobiles au 3 points) capable de renvoyer un rayonnement de raie s'il sont traversé d'un rayonnement de longueur d'onde correspondant au temps t2 et rien autrement alors A et B mesurerons chacun le rayonnement émis au temps t2 tandis que dans le cas Doppler, ce gaz ne sera jamais excité. Cela renvoie à un test cosmologique réel où on mesure que quand le rayonnement de fond faisait 7,4 K il a excité une raie moléculaire du carbone (A. Songaila et al., Nature, 371, 43, 1994)
    dommage que je n'y comprenne rien
    Trollus vulgaris

  5. #3
    tududidu

    Re : Expansion de l'Univers

    Comment fais-tu pour apprécier la validité d'un argument si tu n'y comprends rien ?
    Te laisserais-tu avoir par l'argument d'autorité de Gilgamesh ?

    Je plaisante bien sûr, et comme toi je comprends pas très bien, mais ce qui m'intéressais de savoir, c'est qu'effectivement y'a bien une subtilité tout à fait identifiable et mesurable qui fait pencher la balance en faveur de la dilatation de l'espace.

    Et ce que je crois comprendre de l'argument de Gilgamesh c'est que certaines raies spectrales apparaissent dans la mesure du rayonnement de nuages de gaz éloignés ; ce qui est raccord avec l'hypothèse de la dilatation du l'univers, contrairement au cas de l'hypothèse de l'éloignement des galaxies entre elles, où ces raies ne devraient pas être excités donc pas observées. Un truc comme ça non ?

  6. #4
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Expansion de l'Univers

    Citation Envoyé par tududidu Voir le message
    Bonjour à tous,

    Jusqu'ici je pense avoir à peu près compris que l'expansion de l'Univers s'explique à cause du décalage vers le rouge que l'on observe dans les galaxies lointaines (et plus les galaxies sont lointaines, plus le décalage est grand).

    Néanmoins en tant que néophyte, je me demandais comment les scientifiques, sur la base des observations du décalage vers le rouge, font-ils pour différencier en pratique l'hypothèse de l'éloignement réel des galaxies et l'hypothèse de la dilatation de l'espace lui-même ? Et bien-sûr, comment éliminent-ils de facto la première hypothèse ?
    Pourquoi un galaxie située deux fois plus loin s'éloignerait elle deux fois plus vite ?
    Parcours Etranges

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  8. #5
    Mailou75

    Re : Expansion de l'Univers

    Citation Envoyé par tududidu Voir le message
    Comment fais-tu pour apprécier la validité d'un argument si tu n'y comprends rien ?
    Te laisserais-tu avoir par l'argument d'autorité de Gilgamesh ?
    Un peu...

    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    Pourquoi une galaxie située deux fois plus loin s'éloignerait elle deux fois plus vite ?
    C'est parce qu'elle va deux fois plus vite qu'elle est deux fois plus loin (trop léger celui là )
    Trollus vulgaris

  9. #6
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Expansion de l'Univers

    Dans ce cas les couches les plus externes de l'univers en expansion, les plus véloces dans cette hypothèse, serait plus diluées. La densité l'univers serait maximale là où nous sommes et irait décroissante avec la distance. C'est l'inverse que l'on mesure.
    Parcours Etranges

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  11. #7
    Mailou75

    Re : Expansion de l'Univers

    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    Dans ce cas les couches les plus externes de l'univers en expansion, les plus véloces dans cette hypothèse, seraient plus diluées. La densité l'univers serait maximale là où nous sommes et irait décroissante avec la distance.
    Pourquoi ça ?
    Si on considère des objets comobiles ponctuels, ils étaient éloignés d'une distance d par le passé et ils sont aujourd'hui éloignés de D>d. Pourquoi certaines zones seraient "plus diluées" ?

    C'est l'inverse que l'on mesure.
    Tout dépend ce que tu nommes densité... si on regardait la voie lactée depuis l'autre bout de l'Univers visible, on ne verrait pas la voie lactée telle qu'elle est actuellement (un point et 99% de vide autour). On la verrait telle qu'elle était par le passé (puisque le Doppler nous offre une lecture ralentie de ce qui se passe pour les objets rapides), cad qu'on verrait l'ensemble des objets qui la composent aujourd'hui mais étalés dans l'espace, on aurait donc l'impression qu'il y a moins de vide. Si on se trouve en tant qu'observateur au point où la voie lactée est "sur l'horizon" (v~c) alors on la voit telle qu'elle était à t~0, cad keudale... de la matière répartie uniformément dans l'espace : absence totale de "répartition de densité" ou "densité infinie" (pas de vide), tout dépend ce qu'on entend par densité.

    Merci
    Mailou
    Trollus vulgaris

  12. #8
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Expansion de l'Univers

    Citation Envoyé par Mailou75 Voir le message
    Pourquoi ça ?
    Si on considère des objets comobiles ponctuels, ils étaient éloignés d'une distance d par le passé et ils sont aujourd'hui éloignés de D>d. Pourquoi certaines zones seraient "plus diluées" ?
    Si on parle d'objet comobile, on parle d'expansion de l'espace.

    wiki : La distance comobile est une caractérisation de la distance séparant deux objets astronomiques en faisant abstraction de l'expansion de l'univers, c'est-à-dire en utilisant une unité de longueur qui suit l'expansion de l'univers.

    La question c'était : sur la base des observations du décalage vers le rouge, comment fait on pour différencier en pratique l'hypothèse de l'éloignement réel des galaxies et l'hypothèse de la dilatation de l'espace lui-même

    si ce n'est pas l'expansion de l'espace, alors nous sommes à l'endroit d'où tout est partis, et si pour expliquer qu'un objet 2 fois plus éloignés est 2 fois plus véloce on considère qu'il a cette vitesse dès le début, alors il faut considérer des couches concentrique d'univers dont les plus éloignées sont les plus rapide. Si on prend une coquille d'univers quelconque, celle dont la surface augmente le plus se dilue également le plus.

    Et je parle évidement en terme de densité moyenne de l'univers, pas de la densité interne aux galaxies
    Dernière modification par Gilgamesh ; 16/06/2013 à 22h09.
    Parcours Etranges

  13. #9
    Mailou75

    Re : Expansion de l'Univers

    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    si ce n'est pas l'expansion de l'espace, alors nous sommes à l'endroit d'où tout est parti, et si pour expliquer qu'un objet 2 fois plus éloigné est 2 fois plus véloce on considère qu'il a cette vitesse dès le début, alors il faut considérer des couches concentriques d'univers dont les plus éloignées sont les plus rapides. Si on prend une coquille d'univers quelconque, celle dont la surface augmente le plus se dilue également le plus.
    Ok je vois ce que tu veux dire, pas mal comme argument

    (J’arrête là sinon je vais encore t'ennuyer...)

    A+
    Mailou
    Trollus vulgaris

  14. #10
    Mailou75

    Re : Expansion de l'Univers

    Bon allez un p'tit coup quand même

    Voir cette illustration http://forums.futura-sciences.com/as...ml#post4132572
    D'un point de vue RR, si on prend un univers 1D avec 4 objets A, B, C et D, qui sont équidistants (angle entre trajectoires des centres de gravité égaux), et dont on sait qu'ils sont exactement pareils (composés des mêmes éléments et ayant subi la même "accrétion" au cours du temps). Alors si on se place en A pour observer l'univers on voit B, C et D dans des états et à des distances passées.

    Dans les faits, la coque externe (le présent) est effectivement diluée, non pas simplement du au fait de l’accrétion des objets mais aussi comme tu le dis à l'augmentation naturelle de la surface de l'espace au cours du temps. Mais si on regarde ce qui est vraiment perçu, on voit que les objets sont décomposés donc un peu plus étalés, mais aussi qu'il ne sont pas vu à des intervalles réguliers dans l'espace mais condensés vers l'horizon, si on pouvait voir C et D à leur taille actuelle ils seraient confondus.

    Donc pour moi cet argument ne tient toujours pas, plus on regarde loin plus les objets ("équidistants") sont vu rapprochés, ce qui compense largement l'effet de dilution de la coque ! (ça modifie un peu la notion de "coque" aussi, il manque 2D dans ce dessin)

    Dernière modification par Mailou75 ; 17/06/2013 à 00h27.
    Trollus vulgaris

  15. #11
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Expansion de l'Univers

    Non, je ne vois pas.

    D'une part le raisonnement, d'autre part l'intérêt de la discussion.

    Est ce qu'il faut vraiment y consacrer du temps et de l'énergie ? Je ne crois pas.
    Parcours Etranges

  16. #12
    Gloubiscrapule

    Re : Expansion de l'Univers

    Pour clore la discussion:

    La différence entre expansion et mouvement on peut la voir dans la dilatation du temps des supernovae.

    Si le redshift est du au mouvement à la vitesse v, on a:



    Et la dilatation du temps est donnée par:



    Soit en fonction du redshift:



    Soit environ dt'=(1+z)/2 dt si v proche de c (donc à haut redshift (>1))

    L'expansion nous donne au contraire:



    En mesurant z par des raies classiques dans les supernovae, et en mesurant la dilatation du temps, s'il y avait vraiment mouvement il y aurait un énorme facteur 2 à haut redshift! Je pense qu'on l'aurait vu depuis bien longtemps!

    Le fait que la dilatation du temps est en 1+z confirme l'expansion à mon sens!
    Quand le sage montre la lune, l'imbécile regarde le doigt...

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  18. #13
    tududidu

    Re : Expansion de l'Univers

    Merci pour toutes vos réponses !

    Je commence à y voir beaucoup plus clair!

  19. #14
    Amanuensis

    Re : Expansion de l'Univers

    Citation Envoyé par Gloubiscrapule Voir le message
    et en mesurant la dilatation du temps
    Mesurée comment?
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  20. #15
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Expansion de l'Univers

    Pour les SN IA on peut se baser sur la courbe de lumière, avec deux plateaux, du fait de la double décroissance Ni-56 -> Co-56 -> Fe-56
    Parcours Etranges

  21. #16
    Amanuensis

    Re : Expansion de l'Univers

    Cela mesure le 1+z, pas la dilatation du temps. Tous les phénomènes temporels sont décalés pareillement quand observés et les observations ramenées à l'horloge de l'observateur, que ce soit des fréquences de raie ou des durées typiques d'évolution de supernovae.
    Dernière modification par Amanuensis ; 17/06/2013 à 13h58.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  22. #17
    Zefram Cochrane

    Re : Expansion de l'Univers

    Citation Envoyé par Gloubiscrapule Voir le message
    Pour clore la discussion:

    La différence entre expansion et mouvement on peut la voir dans la dilatation du temps des supernovae.

    Si le redshift est du au mouvement à la vitesse v, on a:



    Et la dilatation du temps est donnée par:



    Soit en fonction du redshift:



    Soit environ dt'=(1+z)/2 dt si v proche de c (donc à haut redshift (>1))

    L'expansion nous donne au contraire:



    En mesurant z par des raies classiques dans les supernovae, et en mesurant la dilatation du temps, s'il y avait vraiment mouvement il y aurait un énorme facteur 2 à haut redshift! Je pense qu'on l'aurait vu depuis bien longtemps!

    Le fait que la dilatation du temps est en 1+z confirme l'expansion à mon sens!
    Bonjour,
    Je pense que tu te plantes.
    (1 +z ) est la formule de l'effet doppler relativiste pour un objet en éloignement constant à v. Grosso modo elle donne la durée apparente t écoulée à bord du mobile depuis qu'il s'est éloigné de l'observateur fixe où dans son référentiel il s'est écoulé la durée t'. Elle est la combinaison de l'effet doppler classique avec le facteur de Lorentz.
    car

    Cordialement,
    Zefram
    Dernière modification par Zefram Cochrane ; 17/06/2013 à 14h29.
    Fatal Bazooka : Fous ta cagoule!

  23. #18
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Expansion de l'Univers

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message
    Cela mesure le 1+z, pas la dilatation du temps. Tous les phénomènes temporels sont décalés pareillement quand observés et les observations ramenées à l'horloge de l'observateur, que ce soit des fréquences de raie ou des durées typiques d'évolution de supernovae.
    Mais 1+z et dilatation du temps c'est bonnet blanc et blanc bonnet.

    Du coup... à la réflexion, j'exprime également un doute quand au fait qu'il puisse y avoir un écart entre le cas cosmologique et le cas cinématique...
    Parcours Etranges

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  25. #19
    Zefram Cochrane

    Re : Expansion de l'Univers

    http://forums.futura-sciences.com/ph...ml#post4529403

    Qu'est ce que la dilatation du temps au sens de la relativité restreinte?
    au fait dans l'équation suivie de (6) c'est w't' et non w't . Les t' sont à gauche de l'égalité et les t à droite
    Cordialement,
    Zefram
    Dernière modification par Zefram Cochrane ; 17/06/2013 à 17h37.
    Fatal Bazooka : Fous ta cagoule!

  26. #20
    Zefram Cochrane

    Re : Expansion de l'Univers

    Au fait, pour mailou non plus il n'y a pas d'écart il me semble.
    Fatal Bazooka : Fous ta cagoule!

  27. #21
    Gloubiscrapule

    Re : Expansion de l'Univers

    Bon j'ai été un peu vite... Oubliez mon post!

    Effectivement la durée sera modifiée en conséquence avec le Doppler.
    Quand le sage montre la lune, l'imbécile regarde le doigt...

  28. #22
    Mailou75

    Re : Expansion de l'Univers

    Salut à tous,

    Citation Envoyé par Gloubiscrapule Voir le message
    Bon j'ai été un peu vite... Oubliez mon post!
    Effectivement la durée sera modifiée en conséquence avec le Doppler.
    Pas eu le temps de te répondre dans la journée... mais tu t'es corrigé toi même (mélange de z+1 et )

    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    Du coup... à la réflexion, j'exprime également un doute quand au fait qu'il puisse y avoir un écart entre le cas cosmologique et le cas cinématique...
    Ahh

    Citation Envoyé par tududidu Voir le message
    Je commence à y voir beaucoup plus clair!
    T'es le seul alors

    J'aime lire ces réponses qui sèment le doute, Gniark, gniark !
    Même si ça ne prouve rien, ça montre en tout cas que ce n'est pas ce point qui fait la différence (pour rester dans le sujet).
    Ce qui nous ramène à :

    Citation Envoyé par tududidu Voir le message
    Et bien-sûr, comment éliminent-ils de facto la première hypothèse ?
    Trollus vulgaris

  29. #23
    bobdémaths

    Re : Expansion de l'Univers

    Bonjour,

    Citation Envoyé par tududidu Voir le message
    Néanmoins en tant que néophyte, je me demandais comment les scientifiques, sur la base des observations du décalage vers le rouge, font-ils pour différencier en pratique l'hypothèse de l'éloignement réel des galaxies et l'hypothèse de la dilatation de l'espace lui-même ? Et bien-sûr, comment éliminent-ils de facto la première hypothèse ?
    Je prends la discussion en cours de route, mais j'ai l'impression que personne n'a donné la réponse simple suivante : la dilatation de l'espace entraîne bien un éloignement réel des galaxies. Il n'y a pas à exclure l'une des deux hypothèses.
    Dit de façon simple, la distance entre deux galaxies à l'instant t est réellement plus petite que la distance entre ces deux mêmes galaxies à l'instant t' supérieur à t. Quand je parle de distance, je parle bien du nombre de mètres (ou d'années-lumière), et pas de quelque chose d'abstrait...

  30. #24
    Mailou75

    Re : Expansion de l'Univers

    Salut,

    Entièrement d'accord avec toi, et penser le contraire c'est nier l'évidence

    Sauf... que le monde de la cosmo ne le voit du tout de cet oeil là ! Si c'était pareil, pourquoi aurait-on besoin d'une théorie aussi élaborée que celle de Friedmann pour décrire ce qui peut l'être par la relativité restreinte?

    Et surtout, si le mouvement de l'espace entraînait simplement les objets en leur donnant un mouvement d'éloignement et qu'à partir de cette hypothèse on travaillait juste avec la relativité retreinte... mais ce n'est pas le cas, le redshift cosmo n'a pas pour origine la vitesse relative d'un objet, mais l'échelle dont s'est étendue l'espace entre émission et réception, ce qui n'a rien a voir !

    Donc non on ne peux pas mélanger les choux et les fleurs pour en faire des ...
    Trollus vulgaris

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  32. #25
    bobdémaths

    Re : Expansion de l'Univers

    Citation Envoyé par Mailou75 Voir le message
    Sauf... que le monde de la cosmo ne le voit du tout de cet oeil là !
    Si, il le voit bien de cet oeil-là !

    Citation Envoyé par Mailou75 Voir le message
    Si c'était pareil, pourquoi aurait-on besoin d'une théorie aussi élaborée que celle de Friedmann pour décrire ce qui peut l'être par la relativité restreinte?
    Attention, je n'ai pas dit qu'on pouvait se contenter de relativité restreinte !

    Ce que j'ai dit se place dans le cadre de la théorie de l'expansion de l'univers, qui découle elle-même de la RG et d'hypothèses fortes sur le contenu de l'univers.

  33. #26
    Amanuensis

    Re : Expansion de l'Univers

    Citation Envoyé par bobdémaths Voir le message
    Je prends la discussion en cours de route, mais j'ai l'impression que personne n'a donné la réponse simple suivante : la dilatation de l'espace entraîne bien un éloignement réel des galaxies.
    Pas donnée, parce qu'elle est "fausse", au sens trompeuse. La difficulté est dans les mots "distance", "vitesse", etc. On ne peut pas raisonner sur la base de l'intuition (qui est profondément "euclidienne") avec ces mots là à l'échelle cosmologique.

    Quand je parle de distance, je parle bien du nombre de mètres (ou d'années-lumière), et pas de quelque chose d'abstrait...
    Ben si... C'est très abstrait, cette notion. Comment définir ce nombre à l'échelle de l'Univers observable, quand la courbure de l'espace-temps domine la situation? [http://en.wikipedia.org/wiki/Distanc...8cosmology%29]
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  34. #27
    bobdémaths

    Re : Expansion de l'Univers

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message
    Pas donnée, parce qu'elle est "fausse", au sens trompeuse. La difficulté est dans les mots "distance", "vitesse", etc. On ne peut pas raisonner sur la base de l'intuition (qui est profondément "euclidienne") avec ces mots là à l'échelle cosmologique.
    Oui, mais avec une bonne approximation l'espace (pas l'espace-temps) est plat, même à l'échelle cosmologique, non ?

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message
    Ben si... C'est très abstrait, cette notion. Comment définir ce nombre à l'échelle de l'Univers observable, quand la courbure de l'espace-temps domine la situation? [http://en.wikipedia.org/wiki/Distanc...8cosmology%29]
    Je n'ai pas dit que cette distance était facile à évaluer, mais elle est bien définie, dans le sens où si je prends une tranche d'univers à t constant, je peux en donner l'expression mathématique. Et cette distance s'exprime avec un nombre de mètres, qui augmente avec le temps. Évidemment, pour la mesurer expérimentalement, c'est une autre affaire.

    L'objet de ma remarque était le suivant. J'ai entendu dire par certaines personnes que l'expansion de l'univers était quelque chose de très abstrait, en particulier le fait que l'espace se dilate. Selon eux, comme tout l'espace se dilate, les unités de mesure se dilatent aussi (par exemple, si j'ai une règle de 1m, elle va se dilater, ce qui fait que finalement le nombre de mètres ne va pas varier pendant l'expansion). Cette vision est fausse.

    Donc pour en revenir à la question initiale :
    - L'expansion de l'univers a bel et bien lieu, et donc en cela on peut dire que "l'espace se dilate".
    - Les galaxies sont bel et bien plus éloignées de nous aujourd'hui qu'hier.
    Ces deux assertions ne sont pas incompatibles.

    Je trouve que tout ça est assez bien expliqué sur cette page :
    http://en.wikipedia.org/wiki/Expansion_of_the_universe
    section : How are distances between two points measured if space is expanding?

  35. #28
    Amanuensis

    Re : Expansion de l'Univers

    Citation Envoyé par bobdémaths Voir le message
    Oui, mais avec une bonne approximation l'espace (pas l'espace-temps) est plat, même à l'échelle cosmologique, non ?
    Certes, mais cela n'a pas grande importance. Ce qu'on voit est le passé, cause la vitesse finie de la lumière. C'est donc bien la courbure de l'espace-temps qu'il faut prendre en compte.

    Je n'ai pas dit que cette distance était facile à évaluer, mais elle est bien définie, dans le sens où si je prends une tranche d'univers à t constant, je peux en donner l'expression mathématique. Et cette distance s'exprime avec un nombre de mètres, qui augmente avec le temps.
    C'est une distance, pas la distance. C'est tout le fond du problème. Selon la notion de distance utilisée, on va décrire les phénomènes différemment. Toutes les distances ont un sens, et toutes les descriptions aussi, tout en étant d'une certaine manière contradictoires. Mais c'est dire aussi qu'aucune ne fait sens par elle-même, seule. Toutes les descriptions faites sont in fine en termes "euclidiens", en termes qui nous parlent, c'est pour cela qu'elles sont fausses prises seules.

    Évidemment, pour la mesurer expérimentalement, c'est une autre affaire.
    C'est une remarque clé. Tant qu'on décrit des mesures expérimentales on évite bien des difficultés. L'intro du lien que j'ai indiqué est à méditer. C'est en anglais, je ne traduit qu'une phrase:

    [Les mesures de distance] sont souvent utilisée pour relier certaines quantités observables [...] à une autre quantité qui n'est pas directement observable, mais plus pratique pour les calculs.

    Faut arriver à se mettre en tête que, aux grandes échelles, les "mesures de distance" ne sont que des intermédiaires de calcul.

    L'objet de ma remarque était le suivant. J'ai entendu dire par certaines personnes que l'expansion de l'univers était quelque chose de très abstrait, en particulier le fait que l'espace se dilate. Selon eux, comme tout l'espace se dilate, les unités de mesure se dilatent aussi (par exemple, si j'ai une règle de 1m, elle va se dilater, ce qui fait que finalement le nombre de mètres ne va pas varier pendant l'expansion). Cette vision est fausse.
    Elle effectivement erronée. Il faut distinguer grandes échelles et échelle locale. L'échelle locale est raisonnablement minkowskienne (donc spatialement euclidienne). Et, plus important, les forces de liaison déterminent les longueurs locales des objets ou entre objets. Un nuage de particules isolé sans aucune force de liaison subirait l'expansion quelle que soit sa taille (même si c'est très en-dessous des capacités de mesure).

    Donc pour en revenir à la question initiale :
    - L'expansion de l'univers a bel et bien lieu, et donc en cela on peut dire que "l'espace se dilate".
    On peut dire qu'il y a un modèle d'espace-temps qui colle bien avec les faits, ce modèle ne pouvant se "comprendre" que par son expression mathématique. Et ensuite on "peut dire" ce qu'on veut avec des images plus ou moins aidantes utilisant des termes vagues comme "expansion", "se dilate" et même "espace"...
    - Les galaxies sont bel et bien plus éloignées de nous aujourd'hui qu'hier.
    C'est juste et faux à la fois. Ce n'a de sens que pour certaines des distances, et donc ne peut se "comprendre" que si on voit bien de quelles distances il s'agit et comment elles s'articulent avec les autres.

    En particulier, il est particulier dangereux de parler de "hier" et "aujourd'hui". Il est déjà un peu moins risqué de dire que "les distances typiques entre galaxies qu'on voit 3 milliards d'années dans le passé sont plus grandes que les distances typiques entre galaxies qu'on voit 6 milliards d'années dans le passé". On se rapproche alors de l'observation, alors que le "présent" au sens du temps comobile n'est pas observable bien loin...

    Comme toute la RR et toute la RG, c'est une approche 4D qui est nécessaire, une approche "euclidienne" d'un "présent" spatial 3D est une impasse.
    Dernière modification par Amanuensis ; 19/06/2013 à 12h25.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  36. #29
    bobdémaths

    Re : Expansion de l'Univers

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message
    Certes, mais cela n'a pas grande importance. Ce qu'on voit est le passé, cause la vitesse finie de la lumière. C'est donc bien la courbure de l'espace-temps qu'il faut prendre en compte.
    C'est une distance, pas la distance. C'est tout le fond du problème. Selon la notion de distance utilisée, on va décrire les phénomènes différemment. Toutes les distances ont un sens, et toutes les descriptions aussi, tout en étant d'une certaine manière contradictoires. Mais c'est dire aussi qu'aucune ne fait sens par elle-même, seule. Toutes les descriptions faites sont in fine en termes "euclidiens", en termes qui nous parlent, c'est pour cela qu'elles sont fausses prises seules.
    Nous sommes bien sûr d'accord, sur ce point comme sur les autres.

    Il y a clairement des grandeurs mesurables, à partir desquelles on peut définir d'autres grandeurs qui peuvent être plus commodes (par exemple la distance comobile). Parmi ces différentes distances, il y a entre autres la distance purement spatiale calculée dans une tranche à t constant. Je ne dis pas que celle-ci est meilleure qu'une autre (elle est même moins bonne à bien des points de vue). Mais elle me semble pertinente dans le problème qui nous occupe ici. En effet, c'est elle qui apparaît dans les illustrations classiques de l'expansion de l'univers (taper "universe expansion" dans google image), où on représente l'univers (espace-temps) comme un disque (espace) évoluant dans le temps, et dont la taille varie.

    Ce sur quoi je veux insister, c'est que dans cette représentation, l'espace se dilate, et les galaxies s'éloignent effectivement les unes des autres.

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message

    On peut dire qu'il y a un modèle d'espace-temps qui colle bien avec les faits, ce modèle ne pouvant se "comprendre" que par son expression mathématique. Et ensuite on "peut dire" ce qu'on veut avec des images plus ou moins aidantes utilisant des termes vagues comme "expansion", "se dilate" et même "espace"...


    C'est juste et faux à la fois. Ce n'a de sens que pour certaines des distances, et donc ne peut se "comprendre" que si on voit bien de quelles distances il s'agit et comment elles s'articulent avec les autres.

    En particulier, il est particulier dangereux de parler de "hier" et "aujourd'hui". Il est déjà un peu moins risqué de dire que "les distances typiques entre galaxies qu'on voit 3 milliards d'années dans le passé sont plus grandes que les distances typiques entre galaxies qu'on voit 6 milliards d'années dans le passé". On se rapproche alors de l'observation, alors que le "présent" au sens du temps comobile n'est pas observable bien loin...

    Comme toute la RR et toute la RG, c'est une approche 4D qui est nécessaire, une approche "euclidienne" d'un "présent" spatial 3D est une impasse.
    OK avec tout ça. C'est toute la difficulté de la vulgarisation.

    En gros, en lisant de la vulgarisation, on peut s'émerveiller devant des faits étonnants, et parfois en comprendre en partie les causes. Mais c'est tout. Pour comprendre réellement, il n'y a pas de choix, il faut se lancer dans les équations.

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