Big Bang et expansion de l'Univers

[invite57f37970]

A propos du "problème du centre" dans une analogie newtonienne, il me semble qu'un champ de vitesses en est précisément de la bonne forme pour que du point de vue de n'importe lequel des objets, tous les autres s'éloignent aussi de lui selon le même champ de vitesses. En effet si je prends un objet situé à la position à une date donnée, donc de vitesse par rapport à moi, alors en se plaçant dans son référentiel le nouveau champ de vitesses est , donc de son point de vue tous les objets s'éloignent de lui proportionnellement à leur distance.

Entre parenthèses on peut pousser assez loin cette analogie newtonienne, notamment les équations de Friedmann sont les mêmes que celles d'une expansion newtonienne due aux vitesses initiales, ralentie par la force d'attraction gravitationnelle des masses et accélérée par l'anti-gravité répulsive de l'énergie noire (à laquelle il faut attribuer une masse grave active négative).

La RG décrit parfaitement le mouvement d'un corps dans le vide sans aucune influence gravitationnelle. Il y a même des modèles d'univers sans matière en RG. En fait, lorsque les objets sont très éloignés les uns des autres et que leur influence gravitationnelle devient négligeable, seule la RG peut décrire leur mouvement. La théorie de newton a tout faux dans ce cas de figure.

Peut-on vraiment dire que dans le cadre cosmologique l'influence gravitationnelle sur les objets est négligeable, que ce soit en RG ou en gravité newtonienne ? Les objets peuvent être très éloignés les uns des autres, mais ils subissent le champ cumulé de nombreux objets ?
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[Pio2001]

Peut-on vraiment dire que dans le cadre cosmologique l'influence gravitationnelle sur les objets est négligeable, que ce soit en RG ou en gravité newtonienne ? Les objets peuvent être très éloignés les uns des autres, mais ils subissent le champ cumulé de nombreux objets ?

Tout dépend ce qu'on appelle "influence gravitationnelle". S'il s'agit de la force de Newton en 1/r2, alors elle est négligeable devant la dynamique de l'expansion à partir d'une certaine distance. Mais d'un autre côté, en relativité générale, la dynamique de l'expansion est une forme d'influence gravitationnelle.

[invite57f37970]

Tout dépend ce qu'on appelle "influence gravitationnelle". S'il s'agit de la force de Newton en 1/r2, alors elle est négligeable devant la dynamique de l'expansion à partir d'une certaine distance. Mais d'un autre côté, en relativité générale, la dynamique de l'expansion est une forme d'influence gravitationnelle.

Justement, je trouve un peu artificiel de distinguer forces de Newton et dynamique de l'expansion. Dans l'analogie newtonienne de l'expansion, cette dynamique est l'effet direct des forces de Newton (ou de leurs effets de marée) cumulées à l'échelle cosmologique. J'imagine qu'on peut voir les choses de la même manière en relativité générale, d'autant que les équations sont les mêmes que dans le cas newtonien.

[invite57f37970]

Pour l'effet Doppler relativiste on peut prendre la formule z+1=exp(atanh(v/c)) l'observateur étant au centre d'une explosion.
Une question que j'ai déjà posée maintes fois mais sans obtenir de réponse satisfaisante :
Qu'est-ce qui discrédite la théorie de "l'explosion" dans le vide?
Est-ce le fait d'être (comme par hasard) au centre ou existe -t-il de véritables observations qui prouvent qu'il ne peut pas s'agir d'une explosion?
(Et je ne parle pas d'interprétations liées au théories admises... d'ob-ser-va-tion !)

Pour les observations directes, il y a peut-être un exemple de réponse dans la partie 4.2 de
http://arxiv.org/abs/astro-ph/0310808v2

La relation entre la distance (de luminosité) et le décalage vers le rouge n'est pas la même dans la cosmologie standard (décalage cosmologique) et dans le cas d'un éloignement dans un espace-temps plat (décalage Doppler pur), ce qui permet de distinguer les deux. Toutefois je ne suis pas sûr de ce que ça vaut parce qu'ils n'incorporent pas de variation temporelle de H dans le second cas, mais j'imagine que la méthode peut être adaptée.

[Deedee81]

Bonjour,

Vu mon intervention tardive, j'ai préféré supprimer plutôt que d'archiver sous l'intitulé théorie personnelle.

Mais les intervenants ont raison. Ce n'est pas seulement une théorie personnelle. Je serait juste plus gentil en disant que c'est juste une description qualitative, floue, imprécise et n'utilisant pas toujours les termes avec leur signification normale (ce qui rend le résultat incompréhensible), je fais là référence en particulier aux explications sur l'espace et le temps. Beaucoup de phrases ont l'air mises bout à bout sans vraiment de rapports entre-elles.

Je ne peux donc que conseiller d'étudier un peu les sujets concernés (relativité restreinte, relativité générale, astrophysique, cosmologie) et pas de la vulgarisation mais des articles/cours/livres techniques, rigoureux. Ce n'est qu'après cela qu'on est à même de faire des propositions, de lancer des idées,... qui ont un sens.

Le sujet étant passionnant, se procurer les cours et les potasser le soir au coin du feu sera un plaisir.

[invite114b779d]

Bonjour,

Je suis nouveau sur ce forum et non issu de formation scientifique, mais suis intéressé par les Sciences en général.
Plusieurs questions me turlupinent autour du thème du Big Bang et de l'âge de l'Univers.

Il est communément convenu que :
- le Big Bang est survenu il y a 13,798 milliards d'années et que par conséquence, notre Univers actuel a 13,798 milliards d'années.
- notre Soleil est une étoile âgée de 4,5682 milliards d’années, soit un peu moins de la moitié de son chemin sur la séquence principale. Ainsi, son espérance de vie serait d'au moins 9 milliards d'années.
- les trous noirs sont le stade ultime d'un effondrement gravitationnel du résidu des étoiles massives (environ dix masses solaires et plus, initialement). En effet, lorsque la combustion par les réactions thermonucléaires dans le cœur de l’étoile massive se termine, faute de carburant, une supernova se produit. Cette dernière peut laisser derrière elle un cœur qui continue à s’effondrer rapidement. En 1939, Robert Oppenheimer a montré que si ce cœur a une masse supérieure à une certaine limite (appelée limite d’Oppenheimer-Volkoff et égale à environ 3,3 masses solaires) la force gravitationnelle l’emporte définitivement sur toutes les autres forces et un trou noir se forme
- des trous noirs super-massifs se trouvant au centre des galaxies ont une masse comprise entre quelques millions et quelques milliards de masses solaires

La logique voudrait qu'une étoile de plusieurs masses solaires dispose donc de plus de carburant et devrait donc prendre plus de temps pour le consommer totalement. Partant de ce constat, comment des trous noirs super-massifs de plusieurs milliards de masses solaires ont-ils pu se former, faute de temps depuis le Big Bang? Sont ils plus anciens du coup que le Big Bang ou l'âge du Big Bang est-il erroné? Ou s'agit-il d'une singularité de l'espace-temps lié à la nature même des trous noirs?

Merci pour vos réponses

[Amanuensis]

Bonjour et bienvenue sur le forum,

La logique voudrait qu'une étoile de plusieurs masses solaires dispose donc de plus de carburant

Ce serait valide si la consommation par unité de temps était la même. Mais ce n'est pas le cas. Très grossièrement, plus un étoile est massive, plus son centre est chaud et dense, et plus cela lui permet de consommer par unité de temps. Cet effet est prépondérant, et malgré avoir plus de carburant, elle l'épuise plus vite.

[invite60be3959]

Bonjour,

La logique voudrait qu'une étoile de plusieurs masses solaires dispose donc de plus de carburant et devrait donc prendre plus de temps pour le consommer totalement

A priori la nature n'a pas suivie cette logique car c'est exactement l'inverse qui se passe! Plus une étoile est massive et moins elle "vivra" longtemps. Elle va consommer beaucoup plus rapidement son hydrogène(et donc être plus brillante) que les étoiles moins massives. Concernant la formation des trous noirs supermassifs, le sujet est encore à l'état de recherche et tu trouveras quantités d'informations sur ce sujet sur le net.

[Gilgamesh]

En gros la durée vie des étoiles est en 1/M², avec M la masse. Une étoile de 10 masses solaires va vivre 100 fois moins longtemps.

[Deedee81]

Bonjour,

J'arrive comme les cavaliers d’Offenbach, je n'archive pas. Mais je pense que venerie a pur lire les réponses. Alors pour arrêter le pugilat, je ferme.

Venerie, bienvenue sur Futura.

Consulte la charte. Les théories personnelles ne sont pas autorisées. Bien entendu, cela n'empêche pas de poser des questions, avoir l'une ou l'autre idée et demander un avis. C'est fréquent, surtout dans ce forum. Mais il faut aussi garder un caractère scientifique (au moins autant que faire se peu). Malheureusement, là on en était loin. Une idée scientifique, ce n'est pas juste mettre quelques mots savants ensemble (temps, infini, potentiel, ...) et les assembler au petit bonheur la chance dans des expressions plus que vagues.

Je ne peut que te conseiller de parcourir des sources scientifiques (facile et accessible, peut être commencer par Wikipedia) pour voir la forme que ça prend : essentiellement des aspects expérimentaux (mesures, observations, instruments divers et variés) et une théorisation (équations mathématiques). Les questions et idées tournent alors autour de ce matériau qui est la base de la physique.

Il est vrai que dans certains articles et encore plus dans la vulgarisation, on trouve parfois des formulations un peu malheureuse (à mon sens) comme "le temps n'existe pas" ou des usages de mots savants mal expliqués au grand public (si je parle de connexion d'un groupe de jauge et de champ sur un espace doté d'une structure symplectique à un profane, je suis sûr et certains qu'il va comprendre autre chose).

Mais dans ce cas, il faut essayer de trouver des sources plus sérieuses ou, pourquoi pas, demander des explications ici. Mais ne pas te précipiter pour proposer un truc qui te passe par la tête comme ça.

Bonne continuation,