L'age de notre Univers ?

[trukyboy]

Bonjour je ne m'y connais rien en astrologie et je ne comprends peut-être pas tout mais certaines choses me chiffonne.

Je viens de m'intéresser à quelques aspects de notre univers, et je n'ai pas bien compris la théorie.

D'après ce que j'ai lu la naissance de l'Univers par du Bigbang il y a 13,82 Milliards d'années:
http://fr.wikipedia.org/wiki/Univers

La planète la plus loin observée est à 13,692 Milliards d'années-lumière:
http://fr.wikipedia.org/wiki/UDFy-38135539


J'ai peut-être mal compris ?


Comment une étoile peut être à une distance de 13,692 Milliards d'années-lumière de nous si l'univers n'a que 13,82 Milliards d'années ? Si nous comptons le temps de la formation de l'astre et la vitesse que l'astre a mis pour s'éloigner à 13,692 Milliards d'années-lumière comment l'univers pourrait avoir 13,82 Milliards d'années si la lumière de celui-ci nous met 13,692 Milliards d'années Lumière à nous parvenir ?


[BigBang] ----> 13,82 Milliards d'années ?
Terre ---> 13,692 Milliards Lumière ---> UDFy-38135539


A t'on essayé d'observer un astre à l'opposer de UDFy-38135539 par rapport a la terre pour savoir quelle distance séparerait ces 2 astres les plus éloignés ?

Pensez-vous que ces 2 astres seraient à moins de 13,82 Milliards d'années l'une de l'autre ?


Merci pour votre aide, j'ai beaucoup de lacunes à comprendre, car je n'ai jamais étudié tout ceci.
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[trukyboy]

Si la théorie du bigbang est vraie l'astre opposé à UDFy-38135539 la plus éloigné de la terre serais de 128 millions années-lumière ?

Cela veut aussi dire qu'il nous manquerait 128 millions années-lumière pour voir la limite de notre Univers ?

Et tout ceci en estimant que les astres se sont éloignés a la vitesse de la lumière ?

[Gilgamesh]

Bonjour je ne m'y connais rien en astrologie et je ne comprends peut-être pas tout mais certaines choses me chiffonne.

Astronomie.

Je viens de m'intéresser à quelques aspects de notre univers, et je n'ai pas bien compris la théorie.

D'après ce que j'ai lu la naissance de l'Univers par du Bigbang il y a 13,82 Milliards d'années:
http://fr.wikipedia.org/wiki/Univers

La planète la plus loin observée est à 13,692 Milliards d'années-lumière:
http://fr.wikipedia.org/wiki/UDFy-38135539


J'ai peut-être mal compris ?

Il s'agit d'une galaxie, et non d'une planète. Une galaxie c'est ensemble de plusieurs milliards d'étoiles et de planètes.
Mais sinon c'est ça.

Comment une étoile peut être à une distance de 13,692 Milliards d'années-lumière de nous si l'univers n'a que 13,82 Milliards d'années ? Si nous comptons le temps de la formation de l'astre et la vitesse que l'astre a mis pour s'éloigner à 13,692 Milliards d'années-lumière comment l'univers pourrait avoir 13,82 Milliards d'années si la lumière de celui-ci nous met 13,692 Milliards d'années Lumière à nous parvenir ?

Il ne s'agit pas d'une distance, stricto sensus, mais du temps de parcours de la lumière. Dans un univers en expansion, les notions de distances qui sont univoque dans un espace statique donnent naissance à 4 concepts distincts.

les différentes notions de distances en cosmologie

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note :
ly : light year (année-lumière), 1 Gly = un milliard d'années-lumière, 1 Mly = un million d'années-lumière.
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1- La première notion de distance est en fait un temps : le temps de trajet du photon (ou temps de regard en arrière, lookback time in english). C'est celle qui est donnée usuellement, en années-lumière. Il s'agit bien d'années qu'a passé le photon dans l'espace, pour nous parvenir. Mais à quelle distance en mètres cela correspond ?

Dans un univers en expansion, il n'y a pas de définition univoque de la distances, il y en a deux (plus une troisième qu'on verra après).

2- la distance entre les objets au moment de l'émission du photon (distance dite angulaire) Da
3- la distance entre les objets au moment de la réception du photon (distance dite comobile) Dc.

La distance angulaire Da est ainsi nommée parce que c'est celle qu'il faut prendre en compte pour juger de la taille angulaire de l'objet-source sur la voute céleste. L'angle alpha sous lequel on observe l'objet de taille h est :


(pour les petits angles)


Donc, quand le photon a été émis, la source était la la distance Da de l'endroit où nous sommes. Et à ce moment là, le taux d'expansion H(t) était plus élevé que maintenant. Le photon "remonte" donc un "flot d'espace" comme un saumon remonte la rivière (à une vitesse propre constante : c) pour arriver jusqu'à nous. On conçoit que si l'intégrale sur le temps de trajet du courant d'espace qui s'écoule sur les flancs du saumon excède ct, il ne progresse pas, mais recule et ne parvient jamais à l'observateur. Pour l'instant, ce n'est pas le cas : l'intégrale sur le temps de H(t) n'a jamais été si grande qu'elle nous empeche de voir tous les photons émis dans notre direction depuis que l'univers émet librement des photons. Les cosmologistes d'aujourd'hui sont bien chanceux.

Donc,, notre photon-saumon progresse, c'est-à-dire qu'à tous les instants, la distance entre lui et sa "cible" (l'observateur futur) diminue. Mais bien sur elle diminue bien plus lentement que ct puisque à chaque instant la distance augmente de Hd entre le photon situé à la distance d et l'observateur futur. Quand d et H était maximal (donc à l'émission) la progression était minimale. Puis, peu à peu, le photon-saumon progresse de plus en plus efficacement vers l'observateur, car la distance d diminue (c'est la principale raison) ainsi que le taux d'expansion.

En même temps qu'il progresse difficilement vers le futur observateur, la distance qui le sépare de sa source augmente plus vite que ct. Car en plus de la distance parcourue par les moyens propres du photons (soit ct) il faut ajouter la distance que rajoute l'expansion. Quand le photon-saumon regarde dans son rétroviseur, il voit une source qui s'éloigne de plus en plus vite de lui, quoique sa vitesse propre soit constante.

Quand il arrive à l'observateur et achève sa glorieuse (quoique monotone) existence sur la rétine de l'observateur, il a parcouru par ses moyens propres ct = 13 Gly mais la source est bien plus éloignée que cela désormais. Et cette distance réelle est ce qu'on appelle la distance comobile. C'est la distance à laquelle se trouve aujourd'hui la source, après 13 Ga d'expansion.

Le ratio entre Da la distance angulaire (à l'émission) et Dc la distance comobile (à la fin du trajet) est extrêmement simple à calculer, il est égal par définition au facteur d'expansion a0/a = 1 + z, a0 étant n'importe quelle distance mesurée aujourd'hui et a la même distance au moment de l'émission, z étant le décalage vers le rouge.




4- Distance de luminosité
Les objets lointains nous apparaissent comme étant très proches (Da relativement petit) mais par contre il sont beaucoup moins lumineux que ce que leur taille angulaire pourrait laisser supposer, car le photon-saumon en luttant contre le flot d'espace qui défilait sous lui, a perdu du 'gras', c'est à dire de l'énergie. Il arrive exténué à l'observateur : c'est le décalage vers le rouge z. De façon totalement équivallente, ça nous fait mesurer la température de la source du rayonnement plus froide qu'à l'émission. On définit donc une distance de luminosité Dl qui est celle qu'il faut prendre en compte pour savoir combien d'énergie va arriver au récepteur depuis la source. C'est Dl qui nous donne la magnitude de l'objet. Là encore c'est très facile à calculer avec le z :




Ainsi, un objet qui nous parait, d'après sa taille être situé à mettons Da = 1 Gly avec un z = 6 est situé aujourd'hui à une distance de Dc = 1 Gly * (1 + 6) = 7 Gly et l'énergie qui nous en parvient est la même que s'il était situé à 1 Gly (1 + 6)² = 49 Gly.


Pour savoir quel est le temps de regard en arrière (ou temps de trajet du photon), il faut intégrer H(t) et cela dépend cette fois ci du modèle d'expansion que l'on choisit, c'est à dire dans l'équation ci dessous, du choix de Omega_m (densité de matière) et de Omega_lambda (constante cosmo).

A t'on essayé d'observer un astre à l'opposer de UDFy-38135539 par rapport a la terre pour savoir quelle distance séparerait ces 2 astres les plus éloignés ?

Pensez-vous que ces 2 astres seraient à moins de 13,82 Milliards d'années l'une de l'autre ?


Merci pour votre aide, j'ai beaucoup de lacunes à comprendre, car je n'ai jamais étudié tout ceci.

Le redshift z de UDFy-38135539 est de 8.6 cela signifie que lorsque elle a émis la lumière qui nous parvient aujourd'hui l'univers était (1+8.6) ~ 10 fois plus petit qu'aujourd'hui.

En utilisant un petit calculateur en ligne on trouve que ça correspond à :

un age cosmique de 0.586 Gy
Un temps de regard en arrière de 13.134 Gy.
Une distance comobile de 30.374 Gly.
Une distance angulaire de 3.1640 Gly.
Une distance de luminosité de 291.592 Gly.

Cela signifie donc que un astre situé à la même distance radiale mais dans une direction diamétralemenent opposé par rapport à nous était séparé de UDFy d'une distance de 3.1640 x 2 Gly au moment de l'émission (le double de la distance angulaire) et qu'ils sont maintenant séparés d'une distance de 2x30.374 Gly (le double de la distance comobile).

[trukyboy]

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Merci pour ces précisions, je commençais à perdre pied,

J'ai trouvé une petite explication ici

redshift

Il s'agit d'une galaxie, et non d'une planète.

Effectivement, je me suis un peu embrouillé.

De ce que je comprend
Nous somme sur un redshift de 8.55 et nous somme a :
3.50 Milliards al sur l'échelle DA ?
13.6 Milliards al sur l'échelle DLT ?
31 Milliards al sur l'échelle DC ?


Merci pour votre aide

[A voir en vidéo sur Futura]

[trukyboy]

(4) Distance Propre de Propagation des Photons - DLT
La distance propre des photons représente le temps mis par la lumière des galaxies lointaines pour nous atteindre. Voilà ce que veut dire l'expression "l'univers a un rayon de 14 milliards d'années lumière" - c'est juste une façon de dire que notre univers est agé d'environ 14 milliards d'années, et que la lumière de sources plus lointaines n'a pas encore eu le temps de nous parvenir.

En gros nous avons estimé l'age de l'Univers avec les lumières qui nous parviennent alors que nous ne voyons pas les bords de l'Univers ?
L’animation dans le lien redshift montre bien que nous estimons tout cela en considèrent que les galaxies s'éloigne quasiment a la vitesse de la lumière puis qu'elle a mis 14 milliards al a nous parvenir a partir d'un point 0 ?

[Gilgamesh]

En gros nous avons estimé l'age de l'Univers avec les lumières qui nous parviennent alors que nous ne voyons pas les bords de l'Univers ?

Non, on ne fait pas comme ça, le modus operandis consiste à mesurer certains paramètres clé (densité de matière, constante cosmologique, taux d'expansion actuel) et le modèle résultant donne ensuite simplement l'âge cosmique résultant.
La mesure des vieux objets permet de mettre une contrainte supplémentaire sur le modèle mais pour UDFy il n'est pas question de ça (on ne connait que son redshift)

L’animation dans le lien redshift montre bien que nous estimons tout cela en considèrent que les galaxies s'éloigne quasiment a la vitesse de la lumière puis qu'elle a mis 14 milliards al a nous parvenir a partir d'un point 0 ?

Il n'est pas question de point zéro et les galaxies, comme tout dans l'univers, sont immobiles - cad en fait : comobiles - en première approche, les mouvement propre pouvant être négligés.