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Pour bien comprendre la limite de l’univers observable, pourquoi son âge est-il égal à son rayon ?



  1. #1
    daniel100

    Pour bien comprendre la limite de l’univers observable, pourquoi son âge est-il égal à son rayon ?

    Bonjour à tous,

    L’univers observable fait 13.7 milliards d’années-lumière de rayon. Je ne parle pas de celui-ci tel qu’il serait « maintenant ».

    Si la vitesse de la lumière était, disons 1000 fois plus rapides, quel serait le diamètre de l’univers observable ?

    Son diamètre serait-il toujours égal à son âge ?

    Si oui ! il y a donc une relation entre âge et rayon de l’univers !

    Si non ! mais alors, on voit plus loin que le CMB ? pas possible.

    Il y a manifestement quelque chose qui m’échappe, je vous remercie de m’éclairer une fois de plus.

    PS : Je sais bien que les « si » ne sont pas les biens venus, mais cela me semble interressant afin de bien comprendre.

    -----

    Je comprends vite mais il faut m'expliquer longtemps

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  3. #2
    EauPure

    Re : Pour bien comprendre la limite de l’univers observable, pourquoi son âge est-il égal à son rayo

    C'est l'age des plus lointains objets d'où la lumière peut encore nous parvenir
    L'age de l'univers observable dépend du taux d'expansion de l'univers, c'est à partir de là où cette vitesse d'expansion dépasse la vitesse de la lumière que la lumières ne nous parvient plus.
    Si la lumière allait 1000 fois plus vite cette limite serait plus 1000 fois plus loin mais l'année lumière 1000 fois plus grande donc même rayon
    alors même age ?
    C'est vrai que ce n'est pas évident d'autant qu'une vitesse de la lumière * 1000 ça doit changer le taux d'expansion et pas mal d'autre chose il me semble
    La béatitude est l'attitude de l’abbé : la théorie bleue

  4. #3
    didier941751

    Re : Pour bien comprendre la limite de l’univers observable, pourquoi son âge est-il égal à son rayo

    Bonsoir,
    Citation Envoyé par daniel100 Voir le message


    Si oui ! il y a donc une relation entre âge et rayon de l’univers !
    Quand on parle de l'univers observable de 13,8Gly(giga année-lumière), c'est pour exprimer le fait que la 1ère lumière qui nous est accessible(le CMB) est émis. Avant la lumière(les photons) interagissait avec le plasma dense, c'est à partie de ce point(de ce moment du découplage) qu'ils peuvent circuler librement(grace à la baisse de température) et nous parviennent sans avoir subit aucune absorption par la matière depuis cette époque lointaine.
    La distance qui nous sépare de la surface de dernière diffusion(CMB) représente 13,7 Gly en temps de trajet du photon.
    Donc, cela ne correspond pas à "l'age" de l'univers, mais à celui de l'univers observable, puisqu'avant, les photons n'étaient pas libres(l'univers était opaque).
    Tu devrait pouvoir répondre à ta question sur la vitesse de la lumière 1000x plus rapide.
    Cordialement,
    Dernière modification par didier941751 ; 22/07/2013 à 20h26.

  5. #4
    Nicolas321

    Re : Pour bien comprendre la limite de l’univers observable, pourquoi son âge est-il égal à son rayo

    Bonjour Daniel,

    L'univers observable ne fait pas 13,7 milliards d'annees-lumiere de rayon:
    http://fr.wikipedia.org/wiki/Univers_observable
    Dans le cadre du modèle standard de la cosmologie la distance actuelle de l'horizon cosmologique est de l'ordre de 45 milliards d'années-lumière.
    Nicolas.

  6. #5
    didier941751

    Re : Pour bien comprendre la limite de l’univers observable, pourquoi son âge est-il égal à son rayo

    46 Gly c'est pas en distance comobile ? comme en distance angulaire ça fait environ 40 Mly en distance angulaire ?
    Cordialement,

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    daniel100

    Re : Pour bien comprendre la limite de l’univers observable, pourquoi son âge est-il égal à son rayo

    Merci,

    Concernant la distance, j’avais compris.

    Citation Envoyé par didier941751 Voir le message
    Donc, cela ne correspond pas à "l'age" de l'univers, mais à celui de l'univers observable, puisqu'avant, les photons n'étaient pas libres(l'univers était opaque).
    Je ne comprends pas, l’UNIVERS dans « son entier » provient de ce que l’on appelle big bang. Notre univers observable provient également du bigbang.

    Y aurait-il une différence entre l’âge de l’UNIVERS et l’âge de notre univers observable ?
    Je comprends vite mais il faut m'expliquer longtemps

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  10. #7
    didier941751

    Re : Pour bien comprendre la limite de l’univers observable, pourquoi son âge est-il égal à son rayo

    @Nicolas321
    Citation Envoyé par daniel100 Voir le message
    Bonjour à tous,

    L’univers observable fait 13.7 milliards d’années-lumière de rayon. Je ne parle pas de celui-ci tel qu’il serait « maintenant ».
    .
    Sauf erreur de ma part, 13.7(8)Gly est correct.
    Cordialement,

  11. #8
    didier941751

    Re : Pour bien comprendre la limite de l’univers observable, pourquoi son âge est-il égal à son rayo

    Citation Envoyé par daniel100 Voir le message
    Merci,

    Concernant la distance, j’avais compris.



    Je ne comprends pas, l’UNIVERS dans « son entier » provient de ce que l’on appelle big bang. Notre univers observable provient également du bigbang.

    Y aurait-il une différence entre l’âge de l’UNIVERS et l’âge de notre univers observable ?
    Pour observer, il faut que les photons puissent etre libre de se propager, pour nous parvenir, avant le CMB, ils n'avaient pas la possibilité de le faire, et le CMB c'est après le BB.
    Cordialement,

  12. #9
    Gilgamesh

    Re : Pour bien comprendre la limite de l’univers observable, pourquoi son âge est-il égal à son rayo

    Citation Envoyé par daniel100 Voir le message
    Bonjour à tous,

    L’univers observable fait 13.7 milliards d’années-lumière de rayon. Je ne parle pas de celui-ci tel qu’il serait « maintenant ».
    13,7 Gal doit se lire 13,7 Ga c'est un temps de parcours, pas une distance au sens strict. La distance comobile, cad la distance en mètre nous séparant aujourd'hui de la source ayant émis en ces temps reculé est est environ 3 fois cette valeur en années lumière.


    Si la vitesse de la lumière était, disons 1000 fois plus rapides, quel serait le diamètre de l’univers observable ?
    13,7 Ga en temps de parcours, ça ne change pas, et 3*1000 fois plus en distance comobile.


    Son diamètre serait-il toujours égal à son âge ?
    Ca ne peut pas l'être pour un univers en expansion.

    Si oui ! il y a donc une relation entre âge et rayon de l’univers !
    Le rayon dépend à la fois de la coordonnée temporelle (son âge), de son contenu énergétique global (sa courbure), et du détail de son contenu énergétique car chaque composante n'a pas le même effet sur le taux d'expansion.

    Les particules relativistes celle dont l'énergie de masse est négligeable, voire nulle, par rapport à leur énergie cinétique : photons, neutrinos, ce qu'on appelle le "rayonnement" ont une densité énergétique qui varie en raison inverse de la puissance quatrième du facteur d'échelle, ou taille de l'univers (rho ~ a-4). Leur influence est déterminante sur la dynamique de l'expansion, jusqu'à l'émission du CMB, puis en raison du fort exposant (puissance -4) leur influence s'amoindrie jusqu'à devenir négligeable dès qu'on dépasse quelques millions d'années d'âge cosmique.

    Les particules non relativistes , celles dont l'énergie de masse mc² supplante largement l'énergie cinétique : électrons, noyaux, atomes constitués, matière noire froide aka WIMPS, ce qu'on appelle les "poussières " ont une densité énergétique qui varie simplement avec l'invserse du volume soit (rho ~ a-3). Leur influence sur la dynamique prend le relais du rayonnement après l'émission du CMB mais décroit régulièrement

    La courbure est par définition en ( a-2) mais on la mesure assez près de zéro pour la négliger tout le temps (en relation avec son contenu énergétique global qui semble toujours être proche de la densité critique).

    La constante cosmologique est constante... ou pas. Mais semble l'être si on la met en relation avec la densité énergétique du vide, qui ne devrait pas avoir varié depuis que l'univers est "froid" (depuis son dernier changement de phase à très haute température, autrement dit). S'il s'agit bien d'une énergie en rapport avec un certain état du vide, elle n'est pas diluable, ce qui justifie de rendre sa densité constante dans les équations. De ce fait elle finit fatalement par "prendre le dessus" (le rayonnement se diluant en a-4 la matière en a-3 et la courbure en a-2) et il semble que ce soit le cas depuis que l'univers a atteint les 2/3 de son âge actuel.

    Si non ! mais alors, on voit plus loin que le CMB ? pas possible
    Le CMB étant opaque, ça règle le problème, en fait. Mais sinon, avec une autre particule (neutrino ou graviton) on devrait voir plus loin. Et si aucun plasma dense ne gênait la vision on verrait l'instant initiale de notre expansion, mais avec ceci que tout serait redshifté vers l'infini de sorte que CMB ou pas, le fond du ciel resterait noir.
    Dernière modification par Gilgamesh ; 22/07/2013 à 21h21.
    Parcours Etranges

  13. #10
    daniel100

    Re : Pour bien comprendre la limite de l’univers observable, pourquoi son âge est-il égal à son rayo

    Je viens, que maintenant, de comprendre vos explications, c’était tout bête en fin de compte, voire évident. C’est agaçant de buter sur des concepts si peu compliqués.

    Merci à tous,
    Je comprends vite mais il faut m'expliquer longtemps

  14. #11
    daniel100

    Re : Pour bien comprendre la limite de l’univers observable, pourquoi son âge est-il égal à son rayo

    Suite à une réflexion de ordage ici , message #28

    Je me demandais ce que nous verrions si la vitesse de la lumière était infinie.

    Verrions-nous toutes les sources lumineuses de l’univers ? ça fait beaucoup d’énergie d’un coup.

    Sinon …
    Je comprends vite mais il faut m'expliquer longtemps

  15. #12
    Gilgamesh

    Re : Pour bien comprendre la limite de l’univers observable, pourquoi son âge est-il égal à son rayo

    Citation Envoyé par daniel100 Voir le message
    Suite à une réflexion de ordage ici , message #28

    Je me demandais ce que nous verrions si la vitesse de la lumière était infinie.

    Verrions-nous toutes les sources lumineuses de l’univers ? ça fait beaucoup d’énergie d’un coup.

    Sinon …
    Je ne suis pas absolument certain qu'on aboutisse à une Physique cohérente (si mc² carré diverge, la moindre particule au repos acquiert une énergie infinie, ça me parait pas bien partie pour réfléchir sereinement à l'hypothèse). Sans ça, on intègre sur un univers en expansion et l'énergie qui parvient des confins est redshiftée. On peut très bien avoir mathématiquement une quantité finie sur une volume intégré infini mais j'avoue que le calcul est au dessus de mes forces.
    Parcours Etranges

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  17. #13
    daniel100

    Re : Pour bien comprendre la limite de l’univers observable, pourquoi son âge est-il égal à son rayo

    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    Je ne suis pas absolument certain qu'on aboutisse à une Physique cohérente (si mc² carré diverge, la moindre particule au repos acquiert une énergie infinie, ça me parait pas bien partie pour réfléchir sereinement à l'hypothèse). Sans ça, on intègre sur un univers en expansion et l'énergie qui parvient des confins est redshiftée. On peut très bien avoir mathématiquement une quantité finie sur une volume intégré infini mais j'avoue que le calcul est au dessus de mes forces.
    Merci d’avoir répondu à mon hypothèse un petit peu fantaisiste, je crains que la RG ne soit plus valide, et comme le disait ordage : « …un autre monde … »
    Je comprends vite mais il faut m'expliquer longtemps

  18. #14
    daniel100

    Re : Pour bien comprendre la limite de l’univers observable, pourquoi son âge est-il égal à son rayo

    Une dernière petite question avant de clore cette question, les conclusions de la RG (peut être mal formulé) seraient-elles différentes si, en fin de compte, la vitesse de la lumière dans le vide était différente que celle mesurée sur terre ?

    Par « conclusion », je pense au taux d’expansion, la quantité de matière noire, l’énergie sombre, bref … notre conception de l’univers.
    Je comprends vite mais il faut m'expliquer longtemps

  19. #15
    Gilgamesh

    Re : Pour bien comprendre la limite de l’univers observable, pourquoi son âge est-il égal à son rayo

    La théorie est toute entière paramétrée ave c mais sa valeur précise n'a pas d'importance et ne change aucune des conclusions. Sans changer de théorie on peut imaginer un panel continu d'espace temps distincts avec toutes les valeurs de c possible.
    Parcours Etranges

  20. #16
    astrocurieux

    Re : Pour bien comprendre la limite de l’univers observable, pourquoi son âge est-il égal à son rayo

    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    La théorie est toute entière paramétrée ave c mais sa valeur précise n'a pas d'importance et ne change aucune des conclusions. Sans changer de théorie on peut imaginer un panel continu d'espace temps distincts avec toutes les valeurs de c possible.
    Peut-on aller jusqu'à dire que pour un espace-temps correspondant à un trou noir, c est nulle ?

  21. #17
    daniel100

    Re : Pour bien comprendre la limite de l’univers observable, pourquoi son âge est-il égal à son rayo

    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    La théorie est toute entière paramétrée ave c mais sa valeur précise n'a pas d'importance et ne change aucune des conclusions. Sans changer de théorie on peut imaginer un panel continu d'espace temps distincts avec toutes les valeurs de c possible.
    Merci !

    Tout ce panel d’espace-temps aurait-il toujours le même pourcentage de matière noire et d’énergie sombre ?
    Je comprends vite mais il faut m'expliquer longtemps

  22. #18
    Amanuensis

    Re : Pour bien comprendre la limite de l’univers observable, pourquoi son âge est-il égal à son rayo

    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    La théorie est toute entière paramétrée ave c mais sa valeur précise n'a pas d'importance et ne change aucune des conclusions. Sans changer de théorie on peut imaginer un panel continu d'espace temps distincts avec toutes les valeurs de c possible.
    M'intéresserait de voir cela avec un peu plus de détails...
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

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  24. #19
    Gilgamesh

    Re : Pour bien comprendre la limite de l’univers observable, pourquoi son âge est-il égal à son rayo

    Citation Envoyé par daniel100 Voir le message
    Merci !

    Tout ce panel d’espace-temps aurait-il toujours le même pourcentage de matière noire et d’énergie sombre ?
    Energie sombre et matière noire sont de simple paramètre. Ca ne change rien à la théorie.
    Parcours Etranges

  25. #20
    Gilgamesh

    Re : Pour bien comprendre la limite de l’univers observable, pourquoi son âge est-il égal à son rayo

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message
    M'intéresserait de voir cela avec un peu plus de détails...
    Je disais juste que toute la théorie est paramétrée avec c. Changer la valeur de c ne va pas changer les théorie, pas plus que changer la valeur de G.
    Parcours Etranges

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