Bonjour à tous, ou plutôt bonsoir.
L'univers est en expansion. Est ce que cela veut dire aussi que les distances Terre-Lune, Terre-Soleil ... augmentent également de jour en jour ?
J'ai du mal à concevoir que les galaxies s'éloignent les unes des autres mais les distances au sein même d'une galaxie n'augmentent pas ...
merci d'avance
Bonsoir,
l'expansion ne joue qu'entre les amas de galaxies. L'interaction gravitationnelle domine au sein des galaxies, des amas de galaxies ou des systèmes stellaires et planétaires.
Non, elles sont liées par la gravité.
Image toi des fourmis sur une surface élastique en train de s'étendre, les fourmis s'éloignent les une des autres, mais elles ne sont pas démantibulées car la force électromagnétique qui lie leurs atomes "résiste" à l'expansion de leur univers.
oui, pour l'instant...les galaxies tiennent le coup...mais un jour, si l'expansion se poursuit, ce sera une autre affaire...
A ma connaissance, ce n'est pas obligatoire ! L'expansion peut s'accélérer sans jamais démantibuler les amas de galaxies, comme elle peut s'accélérer et prendre le dessus sur la gravitation (et même, plus tard, sur la force électrofaible qui cimente les atomes).
L'expansion est un effet de la gravitation. Ce n'est pas une "cinquième force" ou autre image de ce genre que semblent proposer les échanges précédents.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Mais l'accélération de l'expansion peut être l'effet d'une "5ème force" si j'ai bien compris l'idée derrière la "quintessence" non ?Envoyé par Amanuensis
Ce que je comprends est que l'accélération de l'expansion (phénomène à grande échelle) est un effet d'une modification des rapports entre les densités respectives moyennes des masses, énergies "standards" et énergie sombre, ces composantes ayant toutes un effet gravitationnel. (Les moyennes étant prises à grande échelle.)
À petite échelle, les effets gravitationnels dépendent des répartitions à cette échelle là des différentes composantes. Il n'est pas bien difficile de réaliser qu'aux petites échelles (genre galaxie ou Système Solaire), les répartitions des composantes ne sont pas les mêmes que les moyennes à très grande échelle...
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Bonjour
L'accélération de l'expansion est en effet due à une modification des rapports entre densités. On ne peut cependant pas dire que l'expansion est le résultat de la gravitation. Elle est plutôt la conséquence d'une "énergie cinétique d'expansion initiale". La situation est un peu analogue à ce qui se passe lorsque, depuis la surface d'un astre, on lance un objet massif vers le haut avec une certaine vitesse initiale et sans qu'il ne soit soumis à aucune force autre que gravitationnelle. L'équivalent du facteur d'échelle de l'univers est l'altitude de l'objet. Dans tous les cas, il ralentit, mais à un instant donné il peut être en train de monter (univers en expansion) ou de descendre (univers en contraction), même si l'action de la gravitation est toujours attractive.
Les complications qu'il faudrait apporter à ce toy-model pour qu'il soit en meilleure adéquation avec la cosmologie actuelle sont que la force ressentie est en fait la somme de plusieurs forces gravitationnelles dont les intensités dépendent du contenu énergétique de l'univers (dont la composition relative varie avec l'expansion) et qu'en plus elle peut avoir une composante dont l'effet est répulsif et non attractif (celle que l'on modélise par l'action gravitationnelle de l'énergie noire).
En mécanique la notion de vitesse initiale dépend du référentiel. La gravitation, non. L'accélération (tj en mécanique) est un effet de la gravitation indépendant de tout référentiel et donc de toute vitesse initiale.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Par ailleurs, il y a un truc simple: peut-on expliquer l'expansion, même approximativement, par la mécanique classique? Peut-on l'expliquer dans un espace-temps de Minkowski? Peut-on l'expliquer sans courbure de l'espace-temps?
La réponse à ces questions est non, et cela suffit pour en faire un phénomène gravitationnel.
L'expansion n'est pas un mouvement, ne peut pas se comparer avec une "explosion démarrée par une énergie initiale". C'est une évolution de la métrique sous l'effet de la distribution des énergies-quantité de mouvement, = un phénomène gravitationnel.
Dernière modification par Amanuensis ; 04/07/2015 à 14h08.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Je n'ai pas dit que ce n'était pas un phénomène gravitationnel mais qu'il était incorrect d'écrire, comme vous l'aviez fait, que "L'expansion est un effet de la gravitation". L'expansion n'a pas pour cause la gravitation : il s'agit, comme elle, d'une manifestation de la courbure de l'espace-temps.
Par ailleurs, il est tout aussi incorrect de dire que l'expansion est un mouvement (ce que je n'ai pas fait) que de dire qu'il s'agit d'une "évolution de la métrique" : la métrique de l'espace-temps est donnée une bonne fois pour toute quand on a une solution des équations d'Einstein. Elle n'évolue pas.
Dernière chose : en mécanique classique l'accélération n'est pas une grandeur absolue (l'accélération gravitationnelle oui). Elle dépend également du référentiel, même si elle est effectivement un invariant pour le groupe de Galilée.
J'ai une question, et même plusieurs :
On nous dit :
ou :
J'ai alors du mal à comprendre ce qui est en expansion.
Doit-on supposer l'existence d'un éther qui serait en expansion tandis que les galaxies qui se baladent dessus seraient constamment contraintes par la force gravitationnelle ?
La RG est d'une précision admirable, un mécanisme comme l'expansion qui s'opposerait ainsi à la gravitation ne devrait-il pas avoir un effet perceptible sur les mécanismes gravitationnels et être "détecté" par la RG ?
Salut,
Non, c'est beaucoup plus simple que tout ça.
- jette une pierre en l'air. Elle monte vers le haut et s'éloigne tout en ralentissant. C'est exactement la même chose que l'expansion (sauf qu'on ne sait pas qui a jeté la pierre).
- si la gravité terrestre est assez forte, la pierre fini par retomber. Sinon elle s'échappe vers l'infini (vitesse supérieure à la vitesse d'évasion). C'est exactement la même chose que la densité critique (qui implique un Big Bang éternel ou bien suivi d'un Big Crunch).
- Pour coller à la situation et pour la suite, il faut modifier un peu l'analogie (des galaxies et des pierres c'est quand même pas tout à fait la même chose
- Maintenant attache tes deux pierres avec une ficelle = équivalent à l'attraction gravitationnelle locale (*). Les deux pierres vont s'éloigner puis la ficelle va se tendre et elles vont rester à distance constante. Mieux, si à partir de ce moment là tu coupes la ficelle elles vont rester à la même distance car elles subissent l'attraction de la pesanteur de la même façon. On a la même chose avec l'expansion. Si la gravité et les irrégularités locales ont à un moment donné regroupé des galaxies, celles-ci ne vont plus s'éloigner, même si les mouvements relatifs font qu'elles s'éloignent un peu (tout comme une comète peut s'éloigner du Soleil) elles restent liée (comme dans le cas où on a coupé la ficelle) : elles voyagent de concert, main dans la main, dans l'univers.
(*) Mais il y a une différence entre gravité et ficelle. La gravité est une force en 1/R². Donc, à partir d'une certaine distance, ses effets deviennent infime et incapable de lier les galaxies entre-elles. C'est pourquoi l'expansion agit sur les galaxies éloignées.
Ce n'est pas plus compliqué que ça. De la simple logique. Pas besoin d'éther, de truc magique ou quoi que ce soit. C'est d'une simplicité déroutante.
J'espère que tu as compris le mécanisme.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Ce que semble malheureusement contredire l'expérience...
Salut,
En fait, c'est un problème de langage.
Si l'on considère la métrique espace-temps à quatre dimensions, il est effectivement absurde de parler d'évolution de la métrique.
Par contre, on peut parfaitement considérer un feuilletage de l'espace-temps en feuillets spatiaux à trois dimensions. Chaque feuillet étant équipé d'une métrique spatiale à trois dimensions.
Il est alors parfaitement correct de parler d'évolution de la métrique. C'est une technique d'ailleurs utilisée dans la RG sur ordinateur en utilisant les équations de Hamilton.
De plus, à cause du principe cosmologique, il existe un temps privilégié (le temps cosmologique, celui attaché à des observateurs dit "comobiles", immobiles par rapport au "gaz moyen" emplissant l'univers) et de là un feuilletage spatial privilégié.
On en arrive alors à l'observation. En astronomie/astrophysique/cosmologie c'est toujours dans cette représentation que l'on se place. Et le calcul autant que l'observation montrent un éloignement des galaxies et une expansion de la métrique spatiale.
Là, on arrive à nouveau à un problème de langage qui est décidément bien pauvre face à la richesse de la physique et de l'univers. Qu'est-ce qu'un mouvement ? Ce n'est jamais qu'une variation de la distance au cours du temps. Donc, dans ce sens là, il est parfaitement légitime de parler de galaxie en mouvements. En outre, relativité oblige, on peut toujours s'amuser à trouver des métriques avec la même géométrie mais où un objet est immobile ou bien en mouvement.
Mais en pratique on dit plutôt que ces galaxies ne se déplacent pas et que c'est la métrique qui se dilate. Cette façon de parler est désavantageuse car elle donne l'impression que les galaxies sont posées sur une espèce de scène de théâtre, d'arrière-plan, qui serait en dilatation. Or c'est justement une des grandes leçons de la relativité générale : il n'y a pas d'arrière-plan (cela s'appelle "invariance à l'arrière-plan", ou plus barbare et mathématique : "invariance par difféomorphisme" et traduit l'invariance des équations sous une classe très large de transformations). Tout y est décrit par son contenu (les galaxies) et leurs relations. Tout y est purement relationnel.
Mais alors, pourquoi parler de dilatation de la métrique ? Car :
- Cela permet de distinguer le "mouvement" dû à l'expansion des mouvements propres dû à la gravité locale
- Qui dit mouvement dit effet Doppler. Et si le décalage vers le rouge cosmologique correspond assez bien à un effet Doppler dû au mouvement (d'expansion) pour des distances raisonnables (quelques milliards d'AL) ce n'est plus vrai à plus grande échelle : il y a un écart entre ce décalage vers le rouge et un pur calcul Doppler. La géométrie de l'espace-temps nous joue de vilains tours.
- Il est extrêmement difficile de décrire la relativité générale de manière purement relationnelle, du moins si on le fait rigoureusement. J'ai essayé, c'est un sacré casse tête. C'est curieusement plus facile dans le domaine quantique (gravité quantique à boucles) mais là on à bien d'autres difficultés tant techniques que conceptuelles ou liées à la vulgarisation.
- En pratique on choisit toujours une métrique, adaptée aux calculs et aux mesures, et il est assez naturel de parler d'évolution de cette métrique.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Non, désolé Deedee, cette vision des choses me parait totalement incompréhensible.
L'idée d'une impulsion initiale ne cadre pas avec l'évolution observée de l'expansion, c'est au mieux insuffisant et au pire faux.
Je ne vois pas non plus en quoi cette explication est simple, car on ne comprend pas d'où vient l'expansion.
Question : d'où vient l'énergie qui génère l'expansion ?
Désolé que tu n'aies pas les capacités pour comprendre.
J'ai essayé d'utiliser un langage très simple. Je ne vois pas comment faire plus simple.
Affirmation gratuite, fausse, non étayée. Aurais-tu la moindre référence qui prouverait que "une impulsion initiale ne cadre pas avec l'évolution observée de l'expansion" ?
(en dehors de l'accélération qui est incompréhensible pour tous. On a trop de théorie. Ce qui va changer d'ici dix ans grâce au projet Euclide. On en parle dans le dernier LaRecherche si ça t'intéresse)
Si, si, on comprend. Mais tu trouves déjà incompréhensible une explication utilisant un langage enfantin. Alors je ne vais pas le lancer dans des explications plus techniques. Il faut que tu y ailles pas à pas.
Il n'y en a pas besoin. L'énergie totale est constante (pas plus qu'il ne faut d'énergie pour faire tourner la Terre autour du Soleil).
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Uniquement avec un champ de pesanteur uniforme, ce qui est difficile à trouver en pratique...
Non, sans "ficelle" (sans force agissant l'une sur l'autre) elles s'éloigneraient sous l'effet de l'expansion.On a la même chose avec l'expansion. Si la gravité et les irrégularités locales ont à un moment donné regroupé des galaxies, celles-ci ne vont plus s'éloigner, même si les mouvements relatifs font qu'elles s'éloignent un peu (tout comme une comète peut s'éloigner du Soleil) elles restent liée (comme dans le cas où on a coupé la ficelle): elles voyagent de concert, main dans la main, dans l'univers.
(Cela s'applique à une "poussière" (ensemble de masses test) loin de toute galaxie: le volume augmente.)
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Sans parler d'impulsion initiale, le modèle utilisé ne permet que de donner l'évolution, pas l'histoire passée: l'expansion constatée est bien l'effet de "conditions initiales", dont on ne sait rien, sauf qu'elles ont amené à un univers en expansion.
Elle vient des différentes densités 1) en matière "froide" (poussière), 2) en rayonnement et matière "chaude", 3) en énergie sombre. Le modèle considère la quantité de mouvement moyenne vectoriellement nulle en tout point (pression isotrope), donc pas d'impulsion au sens naïf.
Je ne vois pas non plus en quoi cette explication est simple, car on ne comprend pas d'où vient l'expansion.
La relation est donnée par les équations de Friedmann.
Pourquoi faudrait-il de l'énergie pour générer l'expansion?Question : d'où vient l'énergie qui génère l'expansion ?
Une question proche est "où passe l'énergie de la lumière qui se décale vers les basses fréquences?"
Remarquons que dans un univers fictif dont le contenu est réduit à une "poussière", il y a expansion (ou contraction), or dans ce cas on ne peut pas invoquer de perte d'énergie par "ralentissement" pour la poussière.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Qu'il y ait conservation de l'énergie, ça je veux bien, mais que l'on vienne me dire qu'une portion d'espace n'a pas de valeur en terme d'énergie et je ne serai plus d'accord.
Donc pour moi là où il y a expansion il y a forcément eu apport en énergie.
Un volume d'espace qui ne contiendrait absolument rien ne pourrait exister, pas plus que le néant, mais le vide n'est pas le néant et quel que soit sa constitution elle a une valeur en terme d'énergie.
Dernière modification par Deedee81 ; 14/07/2015 à 07h52.
Bonjour,
Quel rapport avec la choucroute ? Personne n'a jamais dit le contraire. Essaie de rester cohérent s'il te plaît.
Il y a ou bien il y a eut ????
Car "il y a apport d'énergie" est faux. Pas plus qu'il n'y a un apport d'énergie permettant à la Terre de continuer à tourner autour du Soleil.
Par contre "il y a eut apport d'énergie".... on n'en sait rien. L'énergie pouvait très bien être là depuis le départ. Ou peut-être que la question ne se pose pas. Rappelons que sur le tout début on ne sait absolument rien.
De plus, si tu admets qu'il y a eut un apport d'énergie, tu admets l'impulsion initiale (donnée par cet apport d'énergie). Et quelques messages avant tu disais :
Tu te contredits. Alors je le répète une dernière fois : essaie de rester cohérent. J'ai bien dit une dernière fois, je ne le répèterai donc pas. J'en ai ras le bol de rectifier sans arrêt tes incohérences et tes contradictions. Merci de faire un effort.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Non Deedee, admettre un apport d'énergie dans les zones en expansion n'a absolument rien à voir avec admettre une impulsion initiale.
exemple : si l'on considère que c'est l'énergie émise par les galaxies qui génère l'expansion, on a un apport continu et non une impulsion initiale.
D'ailleurs je pose la question : qu'est-ce qui permet d'écarter cette hypothèse ?
J'ai déjà expliqué pourquoi un apport continu n'était pas nécessaire.
La Terre n'a pas besoin d'un apport continu d'énergie pour tourner autour du Soleil. L'expansion non plus (ce sont d'ailleurs les mêmes équations).
Ce qui permet de l'écarter est que c'est du n'importe quoi non scientifique. Et même du grand n'importe quoi tout court.
Tout simplement.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
La bonne question est: pourquoi faire une telle hypothèse alors que la RG rend compte de l'expansion sans l'hypothèse?
On peut proposer une physique autre que la courante, mais c'est hors sujet sur FS. Soit il s'agit de questions sur la théorie de l'expansion dans le cadre de la RG, et les réponses seront dans le cadre de la RG, soit les questions sont HS sur FS. Faut choisir...
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Tout à fait.
C'est pour ça que je qualifiais ça de non scientifique. La procédure est :
Observations (non expliquées) => théorie => vérifications expérimentales
Ainsi :
Expansion => RG => vérification
(même si historiquement il y a eut inversion, à peu de chose près
Expansion accélérée => des tas de théories => on attend la vérification (il y a trois grand projets en cours dont Euclide. Premiers résultats vers 2020, faudra un peu de patience).
Et certainement pas :
Gloubiboulga (celui de Casimir par exemple) ) => pas de confirmation ou d'indice expérimentaux allant dans ce sens => prouvez-moi que j'ai tort.
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Bonjour,
Je pense comprendre la question de Tierri, m'étant posé en partie la(les) même(s).
http://forums.futura-sciences.com/as...ml#post3359320
Et faut reconnaître que si on connaît pas la RG, bah ces questions sont naturelles
Cordialement,
Si la RG explique tout, pourquoi a-t-on besoin d'énergie sombre ?
Ce n'est pas le cas (on l'a déjà dit).
Réponse déjà donnée.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
J'ai du mal à te suivre Deedee, je reformule :
Si la RG explique l'expansion, pourquoi a-t-on besoin d'énergie sombre ?
Si je ne m'abuse, ce qui, dans la RG, expliquerait (fort mal) l'expansion, est ce qu'Einstein a qualifié de plus grande erreur de sa carrière ?!
