Univers visible

[invite7216fe34]

Bonjour, je ne sais pas si le problème que je me pose a déjà été abordé dans un sens profane, mais je ne saisis pas la compatibilité entre l'hypothèse du BigBang et la constatation de l'isotropie de l'Univers visible dans toutes les directions.
Même si les futures galaxies ne se sont pas toutes éloignées à la même vitesse, mettons qu'actuellement, elles sont toutes plus ou moins contenues dans l'équivalent d'une grosse pelure d'orange centrée sur le BigBang. En regardant dans le sens du Futur, on ne devrait rien voir au-delà de un milliard d'années lumière et la majeure partie de l'univers visible devrait être concentré dans un volume ovoïde situé entre nous et le BigBang. Au contraire, les télescopes nous montrent un Univers isotrope dans toutes les directions, comme si on en était le centre.
Où est l'erreur ?
-----

[Olivzzz]

Bonsoir,

L'erreur c'est de considérer le Big Bang comme un événement qui a eu lieu "quelque part dans l'Univers". L'Univers peut être comparé à un ballon de baudruche : au début il est tout petit (dans le cas de l'Univers sa taille est infiniment petite).
S'ensuit une expansion : on gonfle le ballon. Le ballon grossit, grossit... n'importe quels 2 points de sa surface s'éloignent les uns des autres. Mais c'est toujours le même ballon. C'est pareil pour l'Univers.

Là où c'est trompeur c'est que le ballon est contenu dans un lieu (il y a quelque chose au-delà du ballon) alors que ce n'est pas le cas pour l'Univers, qui est tout ce qui est

[invitecb7c417d]

Bonsoir, une analogie intéressante (je l'espère ) : Quand tu était enfant, tu n'était pas bien grand et léger, puis tu as pris de la masse et de la hauteur, mais tu penses qu'entre le début (comme la naissance, on ne se souvient pas de ce moment) et maintenant, tu penses que ce n'était pas toujours toi ? L'univers reste l'univers même s'il a grandit ... nous ne sommes qu'une composante organisée de la matière baryonique (<<<3%) !

Voilà c'est un peu pareil pour le Big Bang, c'était l'univers chaud, énergétique, agité, sans structures, etc ...
Puis nucléosynthèse primordiale, refroidissement, expansion et accélération, plus ordonné sur un plan thermo mais compensé par un désordre gravitationnel, etc ...
Donc si le Soi est et reste lui même, en tant qu'identité, le Big Bang est un peu la carte d'identité de l'univers observable écrite comme un acte de naissance et à renouveler pour rester valide !

Je sais pas ce qu'en diront les pros, mais j'aime bien cette image qui reste évidemment une pure analogie

[invitedf3b174e]

Le bigbang a commencé par un point

Si le point gonfle, les premiers instants sont gravés en surface et non au centre.

Le centre est plus jeune

Tout observateur verra l’univers de son intérieur et jamais de sa surface (ceci si ce n’est pas infini)

L’erreur, est que vous imaginez le bigbang comme un créateur de matière, assis au centre et entrain de pondre de la matière, ce n’est pas ca le bigbang, il est tout l’univers et les plus vieux instants sont en surface

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Bonjour,

Le bigbang a commencé par un point

Si le point gonfle, les premiers instants sont gravés en surface et non au centre.

Le centre est plus jeune

Tout observateur verra l’univers de son intérieur et jamais de sa surface (ceci si ce n’est pas infini)

L’erreur, est que vous imaginez le bigbang comme un créateur de matière, assis au centre et entrain de pondre de la matière, ce n’est pas ca le bigbang, il est tout l’univers et les plus vieux instants sont en surface

C'est TRES MAL expliqué !!!!

A ce qu'on sait (c'est-à-dire pour la portion de l'univers que l'on peut observer) :

- L'univers n'a pas de centre
- Il n'y a pas de surface de l'univers
- L'univers est globalement homogène (le même partout, en première approximation), isotrope (le même dans toutes les directions), et sans bord (sans surface, sans frontière)
- Si l'univers est spatialement fini, alors au début il était de très petite taille (ce qui ne veut pas dire qu'il avait la fomme d'une bille avec une surface. Quelqu'un allant tout droit se serait simplement retrouvé au même endroit sans faire demi-tour, comme dans certains jeux vidéos). Et les objets se sont éloignés les uns des autres.
- Si l'univers est spatialement infini, alors il l'a toujours été, il n'a jamais été petit. Mais dans les deux cas, au debut, la densité et la température étaient extrême
- Si l'on considère notre point de vue, on a une fausse impression de centre : nous. On le sait depuis Copernic. Comme la lumière met du temps pour nous parvenir, lorsqu'on regarde un objet lointain, on le voit tel qu'il était il y a très longtemps. Le plus extrême est le rayonnement fossile qui a parcouru environ 13 milliards d'années avant d'être capté par nos instruments et il nous montre l'univers tel qu'il était juste à l'époque où il est devenu transparent (on appelle cela période de découplage). EDIT : cela donne aussi une taille limite à la portion de l'univers que nous pouvons observer.
- enfin, dernier avertissement : l'image du ballon pour l'expansion est simple et pratique.... mais elle provoque de grosses confusions. On devrait l'éviter. Il est plus simple de dire que les objets s'éloignent les uns des autres, ni plus ni moins.

[Olivzzz]

- enfin, dernier avertissement : l'image du ballon pour l'expansion est simple et pratique.... mais elle provoque de grosses confusions. On devrait l'éviter. Il est plus simple de dire que les objets s'éloignent les uns des autres, ni plus ni moins.

En disant "les objets s'éloignent les uns des autres" on provoque aussi une confusion en laissant penser que cet éloignement est dû à déplacement desdits objets. L'image du ballon est certes à manipuler avec précaution car on fait une analogie entre un objet spatialement bidimensionnel (la surface du ballon) et un objet spatialement tridimensionnel (l'Univers).
Néanmoins il permet de rendre compréhensible à tout un chacun quelques idées manifestement pas si évidentes :

- L'éloignement sans déplacement,
- que TOUS les points s'éloignent les uns des autres
- que le BB n'a pas eu lieu en un endroit donné de l'Univers.
- la notion d'ensemble de points fini mais non borné.

Évidement, une fois ces quelques aspects compris il faut approfondir le sujet.

[invite5e279b10]

bonjour! ce qui me surprend toujours quand on parle de l'univers visible c'est qu'on tient peu compte du fait que le spectre du visible qui n'est qu'une petite partie de celui des oem.

[invite555cdd43]

L'univers visible désigne, un peu par abus de langage, l'univers observable.
Et quand on dit observable, on sous-entend observable par tous les moyens, ou dans toutes les longueurs d'onde si tu veux.

[invite5e279b10]

C'est bien ce qu'il me semblait, mais ça va mieux en le disant.

[Gilgamesh]

Un petit schéma pour se représenter la différence entre une explosion à partir d'un centre unique et une expansion dont le centre est partout.

La taille de bonhommes représentent leur distance. Plus ils sont grand, plus ils sont proches de nous.

La couleur des bonhommes représente le décalage dans le rouge (redshift) du au fait de leur vitesse relative par rapport à nous.

En noir : aucun décalage = bonhommes immobiles relativement à nous
En rouge de plus en plus foncé = bonhomme dont la vitesse de récession est croissante.





Cas d'une explosion à partir d'un centre, vu d'ici.

Imaginons un univers né d'un "jaillissement de matière" à partir d'un centre, qui projette donc son matériaux à grande vitesse dans toute les direction.

Par rapport au centre, tous les corps s'éloignent à la même vitesse. Depuis un endroit quelconque, tous les corps situé du "même coté" de l'explosion, par rapport au centre, sont immobile (=> noir).

Seule la partie des bonshommes situés de l'autre côté de l'explosion, à partir d'une certaine distance (donc d'une certaine petitesse) sont rougis par la vitesse de récession et ce rougissement ne varie pas avec la distance. Les plus petits bonshommes rouges sont tout autant rouges que les plus gros.




Vue de l'univers-explosion, en direction du Nord (direction du Centre qui a explosé) :

Pièce jointe 193800


Vue de l'univers-explosion, en direction du Sud (côté opposé à l'explosion):

Pièce jointe 193801

Cas d'une expansion (chaque point de l'univers est le "centre" de l'expansion):


La distance entre chaque objet augmente à un rythme, donc une vitesse apparente, proportionnelle à la distance séparant de ce point.

v = Hd

avec v la vitesse du "flot de Hubble"
H la cte de Hubble
d la distance

Plus le point est éloigné (bonhomme petit), plus la vitesse de récession est grand et le bonhomme rougie. Et ceci quelle que soit la direction Nord ou Sud (ainsi que Est et Ouest évidemment) vers laquelle porte le regard.



Vue de l'univers en expansion, en direction du Nord :

Pièce jointe 193798


Vue de l'univers, en direction du Sud

Pièce jointe 193799


L'observation permet donc de trancher sans équivoque entre ces deux situations.

[Deedee81]

Salut,

Merci à gilgamesh pour ces excellentes explications comme toujours.

En disant "les objets s'éloignent les uns des autres" on provoque aussi une confusion en laissant penser que cet éloignement est dû à déplacement desdits objets.

Un déplacement est une augmentation de la distance au cours du temps.
Une expansion est une augmentation de la distance au cours du temps.
Mais la vitesse propre (dans le repère comobile) est.... nulle !!!

On voit là clairement les insuffisances de la langue française pour expliquer des phénomènes liés à la relativité générale, si éloignée du quotidien.

A noter que "étirement de l'espace" qu'on lit souvent, je déteste aussi car.... c'est faux. La caractéristique majeure enseignée par la relativité générale étant qu'il n'existe pas d'arrire-plan, pas de scène de théâtre sur la quelle sont disposés les acteurs. La relativité générale est relationnelle. Mais expliquer (vulgariser) dans un cadre purement relationnel est une folie. C'est le meilleur moyen de manquer de clarté.

On est bien démuni.

L'image du ballon est certes à manipuler avec précaution car on fait une analogie entre un objet spatialement bidimensionnel (la surface du ballon) et un objet spatialement tridimensionnel (l'Univers).
Néanmoins il permet de rendre compréhensible à tout un chacun quelques idées manifestement pas si évidentes :

Je suis d'acord, et avant je l'mployais,.... sauf que lorsque je lis les confusions comme dans le message 4, et c'est pas la première fois (je ne compte même plus), je me dis que cette image fait plus de tort que de bien dans les explications.

Et je te dis pas l'image du trou noir présenté comme un entonnoir. Une horreur.

Toute analogie a ses limites. Et il faut les présenter. Mais même lorsqu'on le fait, je constate que ça passe mal et le profane se fait des idées fausses sur ce qui est expliqué. Je ne sais pas du tout comment faire pour éviter ce problème. Dire "étudie la géométrie différentielle et revient" n'est pas acceptable.

[Olivzzz]

On voit là clairement les insuffisances de la langue française pour expliquer des phénomènes liés à la relativité générale, si éloignée du quotidien.
Je ne sais pas du tout comment faire pour éviter ce problème. Dire "étudie la géométrie différentielle et revient" n'est pas acceptable.

Je suis bien d'accord, la langue (française ou autre) est par définition généraliste et il faut faire avec... Mais je reste convaincu que vulgariser au mieux, qui à être très imparfait, n'est pas dommageable :
Si par là votre interlocuteur comprend quelques notions très basiques et que ça le titille, il voudra en apprendre plus. Si on l'assomme direct avec du complexe mais néanmoins juste, il risque peu d'être titillé.
Quant à ceux qui s'en tiendront à une abstraction bien imparfaite de la réalité, bah... tant pis, c'est encore mieux que de croire aux bondieuseries

Je suis convaincu que tout apprentissage passe par la recherche d'angles d'attaque, et cette recherche est fatalement un peu voire très zigzagante. Il ne faut pas vouloir faire juste du premier coup. Quand on apprend une langue étrangère,
le plus efficace et gratifiant est de commencer par la parler, quitte à faire des tas de fautes, plutôt que d'ingurgiter des tonnes de grammaire et s'en vouloir à la moindre erreur.

Cela dit je reste preneur de toute image meilleure que le ballon gonflé Faut juste sérieusement éviter l'image du pain au raisin qui gonfle dans le four... ça me file trop la dalle

[Deedee81]

Salut,

Si par là votre interlocuteur comprend quelques notions très basiques et que ça le titille, il voudra en apprendre plus.

Rien à redire à tout ça (ou très peu s'en faut). C'est peut-être juste que je deviens un vieux ronchon qui en a parfois ras le bol de rectifier les mêmes erreurs

[invite7216fe34]

Suite de mes réflexions : on pourrait envisager une approche classique pour réconcilier le BB et l'isotropie sans faire appel à la logique "relativiste" (un point peut être partout à la fois, l'espace est contenu en lui-même) si l'on considère la courbure de la lumière (à défaut de la courbure de l'espace), attirée par les forces gravitationnelles. Après le BB, elle va en ligne droite car l'espace est grosso modo homogène. Mais quand les photons dépassent les galaxies éjectées à une vitesse inférieure à c, ils ne peuvent se propager dans le vide et s'incurvent dans un sens ou dans l'autre en fonction des différences de densité locale. La courbure s'accentue une fois amorcée car il y a de moins en moins de matière du côté convexe, toute la masse étant concentrée du côté concave.
Un observateur situé sur une galaxie reçoit donc la lumière du BB venant de toutes les directions, comme les retombées d'un feu d'artifice, sauf de la "verticale", direction opposée au BB, car la lumière ne peut pas revenir sur elle-même. Il voit donc le BB à 14 années lumière sur l'intérieur d'une sphère virtuelle comme si l'espace était isotrope, sauf dans la direction opposée au BB, direction du "futur", suivant laquelle la lumière se raréfie et devrait présenter une singularité, comme un trou noir.

[inviteec0d6e6f]

merci de ne pas contrevenir au point 6 de la charte :

6. Ayez une démarche scientifique. Ce forum n'est pas un lieu de discussion sur de soi-disant phénomènes paranormaux ou "sciences" parallèles. Toutes idées ou raisonnement (aussi géniaux soient ils) doivent reposer sur des faits scientifiquement établis et non sur de vagues suppositions personnelles, basées sur d'intimes convictions. Étant sur un forum scientifique, les discussions religieuses ou politiques ne sont pas tolérées. D'autre part la seule vocation de Futura-Sciences étant la vulgarisation scientifique de bon niveau ce n'est pas le lieu pour des questionnements ou remises en cause de théories admises dont seuls des spécialistes ont les compétences pour débattre, ni pour l'exposé de théories strictement personnelles. Une telle démarche aurait sa place uniquement dans un séminaire ou un congrès scientifique.

Si vous venez sur futura, c'est pour comprendre ce que dit la science et non pas pour "créer une nouvelle physique" que vous seriez bien incapable de démontrer.

[Deedee81]

Salut,

Courbure, ton idée ne tient pas la route car la définition des rayons lumineux produite par les galaxies est infime (et bien utile d'ailleurs, les effets de lentilles et de micro-lentilles sont des outils d'observations très importants). Bien insuffisant pour ce que tu décrits. En outre, les galaxies étant réparties de manière globalement homogène et localement aléatoire (ce qu'on peut vérifier facilement en regardant leuyr distribution) la majorité des rayons lumineux subissent des déviations minuscules et qui globalement se compensent (et la minorité est celle utilisée dans ma remarque précédente).

Ce n'est pas un mal d'ailleurs. Si les déviations étaient très importantes, on ne saurait même pas observer l'univers. Toute image serait déformée à l'extrême.

Les idées et les réflexions, c'est bien, mais si ça n'est pas étayé par un calcul quantitatif et confronté aux expériences et observations, alors ce n'est que du vent (cette idée de déviation par les galaxies est d'ailleurs comme le Monstre du Loch Ness. Je la vois régulièrement suggérée par des profanes qui seraient bien incapable de calculer la déviation).

C'est pour ça qu'il y a le point 6 de la charte que rappelle Carcha. Ou bien on fait référence à des informations scientifiques établies, validées et publiées par des gens bien plus nombreux et compétents que nous. Ou bien on fait référence à des calculs et des données (également validées) qui confirment ce qu'on avance. Bref il faut respecter la Méthode Scientifique qui, rappelons-le, est expérimentale (au sens large).

Tu es nouveaux (bienvenue) et je ne met pas ma casquette verte. Mais je suis comme un des avengers : je change facilement de couleur Merci d'avance.

[Mickey-l.ange]

Et je te dis pas l'image du trou noir présenté comme un entonnoir. Une horreur.
.

Bonjour,

Au lieu de présenter un trou noir comme un seul entonnoir, pointant arbitrairement dans une seule direction privilégiée,
est-ce qu'il ne vaudrait pas mieux représenter un faisceau d'entonnoirs disposés en sphère côte à côte et pointant tous vers le centre de la sphère...?
Je ne sais pas si je suis clair...
Imaginer une sphère composée d'entonnoirs "plongeant" vers le centre...

[invitee724fe2f]

Bonjour,

en 2d , je préfère imaginer un papier quadrillé dont le quadrillage retrécirait au voisinage des masses. Pas besoin d'entonnoir qui suppose implicitement la présence d'un champ gravitationnel sous le plan.
C'est du coup très facile à reproduire mentalement en 3d. Il ne reste plus qu'à faire un effort ( ou y renoncer ) en 4d pour les relativités ...

un petit joke : si la métrique locale postule l'invariance de l'unité de quadrillage, c'est "plus grand à l'intérieur" , près des masses ... il y a d'autres bricolages marrants.