Les galaxies les plus lointaines s'éloignent de nous à une vitesse supérieure à celle de la lumière (c). Les photons qui s'en échappent voyagent t'ils vers nous à la vitesse c? La relativité restreinte indique que c'est le cas pour deux corps en mouvement relatif dans l'espace qui s'éloignent l'un de l'autre à v forcément < c. Qu'en est-il quand c'est l'espace qui grandit à v > c par rapport à nous?
Oui, si on prend l'augmentation de la distance comobile en chaque instant à l'âge cosmique "aujourd'hui".Envoyé par Viiksu
Oui.Les photons qui s'en échappent voyagent t'ils vers nous à la vitesse c?
Ca ne change rien. Le photon est comme un poisson qui nage toujours à c, en ligne droite, dans un cours d'eau magique, de longueur infinie, dont l'eau est immobile mais dont la longueur augmente d'une certaine quantité fixe à chaque kilomètre. Ce n'est pas véritablement un courant, mais si la quantité rajoutée est trop grande, vu depuis la rive à très grande distance, le poisson semblera entraîné en arrière par rapport à l'observateur, et n'arrivera jamais jusqu'à lui.La relativité restreinte indique que c'est le cas pour deux corps en mouvement relatif dans l'espace qui s'éloignent l'un de l'autre à v forcément < c. Qu'en est-il quand c'est l'espace qui grandit à v > c par rapport à nous?
Si on veut raffiner, cette quantité qui se rajoute à chaque kilomètre de cours d'eau est fixe pour toute la longueur du cours d'eau, mais diminue avec l'âge du cours d'eau. De sorte que pour un observateur situé très en aval du lieu où est né le poisson, il faut compter qu'au départ la quantité rajoutée au kilomètre en chaque instant était très grande, pour diminuer ensuite progressivement.
Dernière modification par Gilgamesh ; 29/01/2015 à 09h15.
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Merci pour cette réponse rapide et très précise. S je comprends bien un photon issu d'une galaxie très lointaine voyage toujours localement à c mais comme l'espace entre lui et nous s'étend plus vite que c jamais il ne nous parviendra.
C'est bien ça.
Parcours Etranges
La galaxie dans laquelle se trouve notre système solaire se déplace t-elle également ? Connaissons nous l'entièreté des éléments composant notre galaxie ?
La voie lactée comme toutes les galaxies s'éloigne de toutes les autres d'autant plus vite qu'elles sont loin, sauf Andromède assez proche qui fonce sur nous attirée par la gravitation de la voie lactée et qui nous atteindra dans quelques milliards d'années.
Il faut bien distinguer deux types de mouvements. Pour ce faire, couvres mentalement l'univers d'un repère de coordonnés, c'est à dire d'un grand calque millimétré en trois dimensions. Sur ce calque tu places les objets et tu notes leur coordonnées x, y, z.
Une fois que tu as fais ça, tu peux concevoir les deux types mouvements :
- le mouvement comobile : les coordonnées de l'objet restent identiques, mais l’intervalle entre deux graduations grandit. Autrement dit, le calque est en expansion. Chaque objet voit tous les objets lointains s'éloigner de lui.
- le mouvement propre : les coordonnées de l'objet changent avec le temps. Le mouvement propre explique la formation des galaxies et des amas : les objets attirent les objets proches et se regroupent pour former des masses liées.
Pour donner la valeur d'un mouvement propre il faut se fixer par rapport à quoi on le mesure. Si tu prend comme référence M31, la grande galaxie d'Andromède, la vitesse galactique est de - 275 km/s (on se rapproche de notre grande voisine). La Galaxie, M31 d'Andromède, M33 du Triangle et qq dizaines de galaxies naines forment le Groupe Local, d'un diamètre de 2 Mpc (mega parsec). Ce Groupe Locale chute vers le grand amas de la Vierge à une vitesse de 500 km/s. On peut encore mettre en évidence un mouvement d’ensemble du Groupe Local et de la Vierge (par rapport à l’expansion générale), en direction des amas de l’Hydre et du Centaure (le Grand Attracteur).
La composition de tous ces mouvement n'est pas simple, mais il existe une façon de mesurer une composante globale par rapport à un référentiel privilégié, qui est le fond radio de l'univers (CMB pour cosmic microwave background), qui forme un bain de photons avec un spectre de corps noir à 2,7 K. Référentiel privilégié, parce que parfaitement comobile : un corps simplement entraîné par l’extension, sans mouvement propre verra le CMB exactement à la même température sur toute la voûte céleste. Le CMB présente l'intérêt d'être extrêmement homogène (au 1/100 000e près) de sorte que le moindre écart à la moyenne est détectable, et il est en outre très lumineux, ce qui améliore la précision des mesures : 999 photons sur 1000 dans l'univers appartiennent au CMB, le reste provient des étoiles depuis qu'elles émettent de la lumière. En mesurant la valeur de ce rayonnement sur toute la voûte céleste, on voit apparaître une différence très nette entre deux hémisphères : les températures dans une direction sont systématiquement plus élevées que dans la direction opposée, c'est l'anisotropie bipolaire. Cela représente une mesure directe du mouvement propre du détecteur par rapport au référentiel comobile !
Correction faite de la vitesse du satellite (7,4 km/s) et de la vitesse de la Terre autours du Soleil (30 km/s), l'anisotropie (le différentiel de température entre les deux pôles de la voûte céleste) est de : delta T = 3.365±0.027 mK ce qui se traduit par une vitesse de 368 ± 2 km/s dans la direction (l, b) = (264°.4±0°.3, 48°.4±0°.5) du référentiel galactique (c'est la flèche de 400 km/s sur schéma ci dessous). C'est le mouvement propre du Soleil par rapport au CMB. Connaissant (assez mal, d'où la plus forte incertitude sur la vitesse...) le mouvement orbital du Soleil dans la Galaxie, on peut en déduire la vitesse de la Galaxie elle même : v = 627±22km/s en direction du point de référentiel galactique (l, b) = (276°±3°,30°±3°)
Dernière modification par Gilgamesh ; 29/01/2015 à 09h32.
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Merci Gilgamesh, pour ta superbe intervention...
Ainsi, notre vitesse par rapport à un "absolu immobile" est de l'ordre de 630 km/s...
C'est à la fois beaucoup pour notre échelle et très peu par rapport à la vitesse de la lumière à peine 2,1 pour 1000
Je suppose qu'il est possible de ramener sur ce repère "absolu" tous les objets que nous voyons avec les lois de composition des vitesses relativistes...
Pourrait on dégager de cette observation une distance du big bang (ramené aux dimensions actuelles) en multipliant cette vitesse par le temps estimé de l'existence de l'univers ?
Merci Gilgamesh, pour ta superbe intervention...
Ainsi, notre vitesse par rapport à un "absolu immobile" est de l'ordre de 630 km/s...
C'est à la fois beaucoup pour notre échelle et très peu par rapport à la vitesse de la lumière à peine 2,1 pour 1000
Je suppose qu'il est possible de ramener sur ce repère "absolu" tous les objets que nous voyons avec les lois de composition des vitesses relativistes...
Pourrait on dégager de cette observation une distance du big bang (ramené aux dimensions actuelles) en multipliant cette vitesse par le temps estimé de l'existence de l'univers ?
A mon avis il n'y a pas de distance au Big Bang, le Big Bang s'est produit ici et partout à la fois il n'y a pas de centre de l'univers. 640 km/s c'est rien par rapport aux vitesses des étoiles qui gravitent autour du trou noir sagittarius A au centre de la voie lactée.
Le terme de référentiel comobile (ou référentiel synchrone) est préférable. Justement parce qu'il n'est pas absolu.
Oui.C'est à la fois beaucoup pour notre échelle et très peu par rapport à la vitesse de la lumière à peine 2,1 pour 1000
Je suppose qu'il est possible de ramener sur ce repère "absolu" tous les objets que nous voyons avec les lois de composition des vitesses relativistes...
C'est une bonne question et la réponse est non, comme dit par Viiksu.Pourrait on dégager de cette observation une distance du big bang (ramené aux dimensions actuelles) en multipliant cette vitesse par le temps estimé de l'existence de l'univers ?
Une façon de te représenter la chose : considère la pièce ou la maison dans laquelle tu te tiens. Disons qu'elle fasse pour simplifier 10x10x10 mètres. Considère ce petit cube d'espace de 1000 m3. L'univers visible fait en compte rond 1080 m3. Il contient donc 1077 petits cubes semblables, de 1000 m3 chacun.
Numérote les mentalement et suis les du regard en remontant dans le temps. Tous ces cubes existent depuis le départ, ils font déjà partie de l'univers à sa naissance, simplement ils ont grandit depuis. Au moment de l'émission de la première lumière, les distances étaient 1000 fois plus petites. Ton cube personnel de 10x10x10 m était déjà "là", simplement il ne faisait à l'époque que 1x1x1 cm et si on remonte encore plus avant dans le temps, il faut encore le rapetir.
Par suite, tu comprends que le "Big Bang" c'est déroulé à l'exact endroit où tu te trouves, ainsi que partout ailleurs où tu peux poser le regard.
Parcours Etranges
Bonjour
En configurant la relativité au cmb , je dirais qu'ils ne sont pas incompatibles .
Que le cmb est un point géographique , qui me permet de poser cette question ... de localisation .
Si le cmb est le point zéro , nous pouvions observer l'Univers dans toute sa globalité . Hors de tout horizon non observable .
Alors la question est ... A quel âge de l'Univers (à l'intérieur du 13,8) avons nous atteint la limite de perception de la globalité ?
Hello,
Non je ne crois pas il n'y a aucun point privilégié dans l'Univers, il faut bien comprendre que l'univers ne s'étend pas dans quelque chose il est l'espace et l'a créé au Big Bang ainsi que le temps. Aussi loin que l'on puisse se représenter, l'Univers a la forme d'une éponge formée de super-amas de galaxies dont la cohésion semble assurée par la matière noire et de trous vides mais cette éponge n'a pas de bords.
A tout âge cosmique on a un horizon cosmologique, qui a pour rayon le trajet que les photons ont pu parcourir dans cette durée.
Parcours Etranges
Merci Gilgamesh , c'est une réponse potentielle .
Merci aussi à Viiksu pour ta participation .
Je comprends bien cela, mais alors, dans un monde ou la métrique change, comment peut on considérer que la vitesse de la lumière elle, ne change pas...Pour moi cela est paradoxal...surtout si, localement, la mécanique Newtonienne est préservée...
Si les galaxies s’éloignent de nous c’est à des vitesses très très inferieure à c.
Ceci lorsqu’on parle de déplacement à l’intérieur d’un espaces. Ce ne sont pas de la lumières mes des objets massifs et la vitesse de leurs mouvements est naturellement naturelle et ce n’est pas la vitesse de la lumière, car elles ne sont pas lumière.
Mais, mais, quand c’est l’espace qui se dilate, le repère se dilate et si on ne change pas de repère les chiffres se délitent et ils deviennent plus grands sans limite ……………
La lumière a une vitesse constante indépendamment du repère.
Mettons que les photons soient pourvu de roulettes et de compteur et que l'espace soit une feuille de papier millimétré sur laquelle on fasse tourner la roulette: sur la longueur dr et la durée dt d'une rotation de roulette, la vitesse mesurée dr/dt est c.
Le trajet dure un certain temps, et durant cette durée t, la distance déjà parcourue croit comme le facteur d'échelle d'un facteur a0/a, où a est le facteur d'échelle au début du trajet et a0 le facteur d'échelle de fin de trajet (on les prend communément dans ce sens là). Bien que la vitesse mesurée au compteur soit toujours c, la distance qui sépare le photon de sa source après un temps t est supérieur à ct. En d'autre terme, sa vitesse moyenne est supérieure à sa vitesse instantanée.
Dernière modification par Gilgamesh ; 05/02/2015 à 07h24.
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Bonsoir,
Merci encore pour ces explications... même si il est compliqué de comprendre comment et par quel mécanisme on constate cette variation du facteur d'échelle.A propos...ce facteur d'échelle entre le passé et notre présent est il dû au fait que ce soit l'univers qui grandi ou parce que c'est l'observateur et son environnement proche qui rapetisse?
On ne peut pas diminuer la dimension des objets sans entraîner des conséquences physiques trivialement observables, parce qu'un grand nombre de relations physiques font intervenir des rapports de dimensions à une certaine puissance. Par exemple, la diminution de la température d'un corps de dimension R par déperdition calorifique se fait proportionnelement au rapport de sa surface sur son volume, c'est dont en R2/R3 donc en 1/R. Si R diminue le corps (qu'il s'agisse d'une étoile, d'une casserole ou d'un hirondelle) se refroidira plus vite. Les ratio de ce type sont innombrables en Physique. La rapport d'échelle entre l'univers aujourd'hui et au moment de la recombinaison est de a0/a ~ 1100, ce qui est très important et devrait avoir entraîné un nombre incalculable de modification des lois physiques non observées. Ce sont donc bien les distances qui augmentent entre les objets, à partir d'une certaine distance les séparant ; en dessous de cette distance critique, la gravité l'emporte sur l'expansion, et ils restent liés, ce qui explique par exemple que le diamètre des galaxies n'augmente pas avec l'expansion.
Dernière modification par Gilgamesh ; 05/02/2015 à 07h23.
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Bonjour Gilgamesh,
Sans doute avez vous raison... une sphère de rayon R verra sa quantité de chaleur interne proportionnelle comme le cube de son rayon et sa déperdition externe par rayonnement, elle, sera bien proportionnelle à sa surface. Ainsi, la durée de refroidissement se verrait effectivement raccourcie dans le temps si le rayon de la sphère venait à diminuer... Mais peut être que la notion même d'unité de durée aurait elle même aussi changée liée intrinsèquement qu'elle est, par ses relations à la géométrie. Par exemple donnée dans de nombreuses et célèbres équations différentielles vérifiées localement...
Ce qui feraient que l'unité de durée diminuant, dans la même mesure que la proportion la mesure physique elle, ne changerait pas et resterait toujours la même.
La cohérence de toutes ces lois étant due simplement à l'existence une relation géométrique unique entre l'espace et le temps.
Cordialement
PS1: il manque une virgule 7ième ligne entre le mot "proportion" et "la mesure physique".
PS2: dernière phrase modifiée:
"La cohérence de toutes ces lois étant due simplement à l'existence d'une relation géométrique unique locale entre l'espace et le temps."
Si tu changes la notion d'unité de durée, en admettant que ça ait un sens, ce qui n'est pas le cas en l'état, y'a d'autres phénomènes qui eux ne dépendent pas de cette loi d'échelle en dX/dt ~ 1/R, ou X représente une grandeur quelconque (température, pression, densité, composition chimique...), des phénomène en dX/dt ~ R, 1/R², R²..., qui ne rentreront pas dans les cases.
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Bonsoir, et merci de ta patience.
C'est sans doute à ce moment de notre discussion qu'un exemple avec deux phénomènes manifestement incompatibles serait le bien venu.
Cordialement
Bonsoir, J'ai de nouveau vérifié la compatibilité du phénomène que Gilgamesh as choisi à savoir la sphère qui se refroidi avec une certaine loi pour la durée de refroidissement.
Pour que cette loi soit indépendante mettons par exemple d'un univers qui se précipiterait vers une singularité, il suffirait que l'unité de durée varie dans la même proportion que l'unité de distance... cerise sur le gâteau non seulement on ne pourrait pas se rendre compte de différences sur les durées de refroidissement de la sphère mais la mesure de la vitesse de la lumière serait aussi identique et constante dans cet univers en voie de réduction...
Pire, les hautes température du passé à l'horizon sembleraient très froides, et les distances du passé, sembleraient aussi s''agrandir...
Curieux que ça ressemble à ce que nous voyons non?
Bon on passe à la théorie personnelle, c'est parti pour durer, alors on va arrêter là.
Gilgamesh
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