Le fond diffus cosmologique est-il la frontière de l'Univers observable ?

[andretou]

Bonjour tout le monde
Le fond diffus cosmologique (créé par le rayonnement primordial de photons 380.000 ans après le Big Bang) est-il la chose observable située le plus loin de nous ?
Merci pour vos avis
André
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[Lansberg]

Bonjour,

Pour faire court : oui.

[saint.112]

Par définition oui puisque au-delà, c'est à dire plus loin dans le temps, vu les conditions de température et de pression, la matière de l'univers, hydrogène et hélium, étant à l'état de plasma ne rayonnait pas, les photons interagissant avec les particules chargées. À partir du moment où la température et la pression sont descendues au-dessous d'un certains seuil a eu lieu la recombinaison, autrement dit les électrons se sont associés aux atomes, ce qui a eu pour corolaire le découplage de la lumière d'avec les particules. L'univers est donc devenu transparent. Ce n'est qu'à partir de ce moment que des photons ont pu partir et parvenir jusqu'à nous. Auparavant l'univers était opaque, donc inobservable, il est devenu transparent.

Nico

[inviteec0d6e6f]

hmmm question en fait plus difficile qu'il n'y parait, il me semble.
Et si un jour on arrive a créer un "telescope a neutrinos" ? (bon c'est pas gagné, c'est vrai...)
Et si on arrive a observer les fluctuations quantiques primordiales, comme ce qu'ils ont cru voir dans le FDC il n'y a pas si longtemps (avant de remettre en cause les résultats) ? (la non plus c'est pas gagné)
On pourrait alors tirer des informations antérieures à la période du découplage, même si ce ne sont pas des informations qui proviennent de photons... donc "voir plus loin", non ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[bb98]

Bonjour


Les photons "sortent" au bout de 380 000 ans, les neutrinos eux, au bout ...d'une minute

http://www.canal-u.tv/video/cerimes/...neutrinos.9526

A la fin de sa conférence Hubert précise les choses.

Pour les ondes gravitationnelles cela doit être encore plus intéressant. Mais, si une "astronomie
des neutrinos" est, a priori, possible et en court de développement, celle des ondes gravitationnelles
est encore vraiment...dans les limbes de l'imagination ...

Bonnes lectures

[saint.112]

Bon Carcha, évidemment, si tu nous sors les neutrinos ça change tout.
Nico

[andretou]

Merci à tous pour vos réponses.
Je me demande maintenant par quel mystère ces photons du fond diffus cosmologique nous sont perceptibles, puisqu'ils s'éloignent du centre de l'Univers, donc de nous (puisque dans l'Univers le centre est partout).
S'ils nous sont perceptibles, c'est qu'ils reviennent dans notre direction (au moins pour certains d'entre eux), alors qu'ils sont supposés se diriger vers "l'extérieur" de l'Univers...
Est-ce qu'ils auraient "rebondi" sur quelque chose ?
Bien à tous
André

[saint.112]

Un photon peut être dévié par une masse mais sinon il va tout droit.

Reprenons les choses à la racine.

Une particule qui n'est pas à 0K (le zéro absolu) émet un rayonnement en fonction de sa température.
Par conséquent depuis le Big Bang chaque particule de l'univers émet des photons.
Tant que la matière de l'univers, hydrogène et hélium, était à l'état de plasma, donc constitué de particules chargées, un photon aussitôt émis interagissait avec la particule la plus proche et donc disparaissait. L'univers était opaque.
À partir du moment où noyaux et électrons se sont recombinés (1), le phénomène corolaire a été le découplage du rayonnement d'avec la matière, c'est à dire que les photons ont pu voyager librement, les éventuelles collisions avec les particules ayant lieu dans des conditions différentes.
Tu me suis ?
Autrement dit le rayonnement de chaque atome de tout l'univers pouvait se propager dans toutes les directions dans un milieu désormais transparent.
Sachant que nous sommes en un point A de l'univers et que celui-ci a connu un accroissement de volume considérable, nous recevons aujourd'hui les photons des atomes situés en des points B (répartis sur une sphère ayant A pour centre) tels qu'ils ont mis plus de 13 milliards d'années pour nous parvenir. De leur côté ils reçoivent en même temps les photons émis au même instant à l'endroit où nous sommes.

Nico

1) Je me demande toujours pourquoi on parle de recombinaison. Cela laisse penser qu'ils auraient été combinés auparavant… donc avant le BB.

[Lansberg]

Bonjour,

ces photons sont perceptibles parce qu'ils ont voyagé pendant 13,7 milliards d'années pour arriver jusqu'à nous. Ils proviennent de régions de l'espace qui étaient éloignées de nous d'environ 41 millions d'années lumière au moment de l'émission du RFC, 380 000 après le big bang. À cette époque ces régions nous fuyaient avec une vitesse de récession très largement supérieure à la vitesse de la lumière et ces photons n'avaient aucune chance de nous atteindre si le taux d'expansion n'avait pas considérablement diminué. C'est ce qui s'est passé. Mais il aura fallu 13,7 milliards d'années pour cela.
Au fur et à mesure que le temps s'écoule, nous recevons des photons partis de régions de plus en plus éloignées de nous au moment de l'émission du RFC.
Il n'y a aucun mystère derrière ce phénomène, pas de "rebondissement de photons"...

[Mailou75]

Il n'y a aucun mystère derrière ce phénomène

Reste juste à prouver que du vide en expansion arrive à faire reculer un photon, mais on dira que c'est un détail hein..

[Lansberg]

Reste juste à prouver que du vide en expansion arrive à faire reculer un photon

Comment ça, "faire reculer" un photon ?

[saint.112]

Reste juste à prouver que du vide en expansion arrive à faire reculer un photon, mais on dira que c'est un détail hein..

Qui a parlé de faire reculer des photons ?
Nico

[Mailou75]

Le photon émi a 380.000ans depuis une distance de 42.000.000 d'AL dans notre direction a tout d'abord reculé en étant emporté par l'espace grandissant* avant de revenir péniblement pendant 13.700.000.000ans sinon il serait arrivé depuis un bail...

*espace vide dont on connaît evidement, de par les expériences fructueuses sur l'éther, la propriété d'être une colle à photons...

[Lansberg]

Le photon émi a 380.000ans depuis une distance de 42.000.000 d'AL dans notre direction a tout d'abord reculé en étant emporté par l'espace grandissant* avant de revenir péniblement pendant 13.700.000.000ans sinon il serait arrivé depuis un bail...

Les photons ne "reculent" pas. Ils ont tout simplement une distance à franchir de plus en plus grande à cause de l'expansion. Ces régions situées à 42 millions d'a.l au moment où sont partis les photons que nous recevons aujourd'hui se trouvent maintenant à 45 milliards d'années-lumière de nous. Soit 1100 fois plus loin. En contre partie la longueur d'onde de ces photons a été multipliée par 1100 ce qui fait qu'on les observe dans le domaine des micro-ondes.

*espace vide dont on connaît evidement, de par les expériences fructueuses sur l'éther, la propriété d'être une colle à photons...

Cela fait plus d'un siècle qu'on a abandonné la théorie de l'éther.

[saint.112]

Le photon émi a 380.000ans depuis une distance de 42.000.000 d'AL dans notre direction a tout d'abord reculé en étant emporté par l'espace grandissant* avant de revenir péniblement pendant 13.700.000.000ans sinon il serait arrivé depuis un bail...

*espace vide dont on connaît evidement, de par les expériences fructueuses sur l'éther, la propriété d'être une colle à photons...

Tu as vraiment besoin de réviser l'état actuel des connaissances sur l'expansion de l'univers, la propagation de la lumière, etc., parce que c'est n'importe quoi… ou alors c'est pour de rire.
Nico

[Mailou75]

@Lansberg
Et comment expliques tu que la distance à parcourir pour le photon augmente si celui ci n'a pas "reculé" par rapport à nous (nous etant supposé fixe comme référence) ? Essaye de remplacer le mot "espace" par le mot "vide" et tu comprendras à quel point tout ceci est absurde...

@saint112
Bien sur que je suis sarcastique, toujours sur ce sujet..

[Lansberg]

Le verbe "reculer" que tu employais prêtait à confusion et laissait supposer un retour en arrière. Il est bien sûr évident que les photons du RFC se sont éloignés de nous puisque les régions d'où ils sont partis s'éloignaient de nous à une vitesse supérieure à la vitesse de la lumière, l'expansion de l'univers étant très grande à cette époque. Puis celle-ci se "calmant" les photons ont commencé à la vaincre et à se rapprocher de nous pour nous atteindre aujourd'hui.

[Mailou75]

Oui et tu comprends bien que pour que le photon "recule" en meme temps que le VIDE il faut qu'il y soit attaché. Or il se trouve que le vide n'a pas cette propriété (éther). Mais ca ne dérange que moi donc laisse tomber...

[Gilgamesh]

Oui et tu comprends bien que pour que le photon "recule" en meme temps que le VIDE il faut qu'il y soit attaché.

Non, il suffit que l'espace grandisse devant lui.

[Mailou75]

Non, il suffit que l'espace grandisse devant lui.

Si tu retournes le probleme oui il suffit que le récepteur s'éloigne mais on peut alors se passer d'expansion et revenir au Doppler. Et inutile d'opposer le probleme du centre (anthropocentrisme) c'est un mauvais argument.

[saint.112]

@saint112
Bien sur que je suis sarcastique, toujours sur ce sujet..

La critique, ou le sarcasme, à l'égard d'une théorie, quelle qu'elle soit, n'a de portée que si elle est basée sur une connaissance exacte de celle-ci. Or, manifestement, tu t'en fais des idées fausses, lesquelles sont sans doute les idées reçues qui trainent partout.
Comme je te l'ai déjà dit il faudrait, avant de pouvoir intervenir dans la discussion, que tu t'informes sur ce dont tu veux parler. Sinon tes sarcasmes tombent dans le vide.
Nico

[Amanuensis]

il faudrait, avant de pouvoir intervenir dans la discussion, que tu t'informes sur ce dont tu veux parler.

Belle idée, à appliquer! On pourrait aussi proposer un "falloir" contre les messages d'attaque ad hominem et vides de substance.

Mailou n'a pas tort. Il y a (au moins) deux manières de "voir" la question, selon la distance utilisée.

Et on tombe aisément dans l'incohérence si on mélange les deux manières.

En un peu plus clair, la vision "le photon recule" n'est pas cohérente avec dire que la distance actuelle est de 40 milliards d'a.l.

Dans une vision ("distance propre"), le "photon" "fait demi-tour, on peut parler de "vitesse d'éloignement supérieur à c", mais la distance émission-réception ne change pas (le "se passer d'expansion" dans le texte de Mailou) ; dans l'autre vision (distance comobile), la trajectoire du photon ne fait que s'approcher de la cible (aucun recul), et la distance émission-réception augmente jusqu'à atteindre 40+ Gly "maintenant".

Il y a de quoi être sarcastique devant des affirmations péremptoires parlant de distances et vitesses sans précaution dans la cosmologie à grande échelle.

Une ref utile (déjà citée sur ce forum), http://arxiv.org/pdf/astro-ph/0310808v2.pdf ; la figure 1 donne le "trajet de photon" ("light cone"), avec les deux distances.

[Mailou75]

Merci de me défendre bien que je n'ai pas réellement compris ta réponse...
En tout cas si ces deux visions sont équivalentes je préfère choisir la plus simple, celle qui se passe d'éther

[Amanuensis]

Elles ne sont pas équivalentes, mais complémentaires. Une bonne compréhension demande de prendre les deux ensembles.

Par ailleurs, j'imaginais que la figure 1 du lien cité aidait à comprendre.

Un autre schéma intéressant (mais pas fait pour le CMB) est https://en.wikipedia.org/wiki/File:E...lt_view%29.png, où on voit "à la fois" la version "s'approche toujours" et la version "s'éloigne puis s'approche". (Et aussi https://en.wikipedia.org/wiki/File:E...M_geometry.png, même chose sous une autre perspective, et avec les maths...)

[saint.112]

Belle idée, à appliquer! On pourrait aussi proposer un "falloir" contre les messages d'attaque ad hominem et vides de substance.

Je ne suis pas sûr de comprendre.
Nico

[Mailou75]

Pas mal les derniers, j'ai mis un moment à comprendre comment les lire... Excellente représentation !

[invitecb7c417d]

Pas mal les derniers, j'ai mis un moment à comprendre comment les lire... Excellente représentation !

Bonjour, rapidement en regardant les schémas : c'est la surface de la chronosphère (une variété possible, la + simple, ça pourrait être un donut) issue du CMB représenté dans l'axe visuel : le temps avec une "version tunnel" et un "version volcan" (concave&convexe = comme un gant retourné) et sur les cercles les équidistances qui représentent la façon dont le facteur d'echelle évolue depuis, et le pourquoi de ce que l'on capture avec les téléscopes. On visualise bien le genre lumière (les cercles concentriques), et le genre temps des masses ponctuelles des astres étudiés. C'est facile de voir que les géodésiques sont différentes de simples droites. Les variétés possibles sont donc la façon de connecter le tout en une "forme géométrique globale"

C'est une explication avec les mains, j'ai pris des gants

[invitecb7c417d]

Hep, les critiques sont les bienvenues

[Amanuensis]

On visualise bien le genre lumière (les cercles concentriques)

??................

[invitecb7c417d]

??................

Je parle des cercles "violets représentés" et ceux "dans la continuité (par translation d'une date et parallèles entre eux, avec "augmentation variable" du facteur d'échelle, donc de + en + grands), à imaginer". Ce sont bien des géodésiques de genre lumière, non ? la lumière passée (le + petit cercle c'est le découplage et la disparition de l'opacité à 380 000 ans) atteignant les télescopes "aujourd'hui" et donc sur ces cercles fermés (reliés spatialement, et causalement d'après une variété "sans bord" ?) ; puisque pour une même temporalité, on a un et donc un "temps propre nul et même caduque" et c'est là, une délimitation due au choix du réferentiel comobile (la limite à c) de l'univers observable ?

C'est peut être l'adjectif "concentriques" qui parle pas bien (à cause d'une espèce de centre imaginaire qui serait "l'axe dirigé du temps cosmologique" (ici implicite) = la symétrie centrale du faisceau de la des lignes d'univers temporelles qui sont en "bleue clair" et affiliées) ?

PS : s'il fallait y rajouter quelque chose à ce schéma, ce serait des masses non ponctuelles et donnant une texture locale de + en + froissée/marquée à la surface bleue quand on suit "le temps cosmologique", voir "déchirée en certains points = exemple des TNs qui ont évolués à partir de petites fluctuations de t° du CMB = "le panorama sur le + petit cercle violet" ; c'est l'une de mes versions représentatives préférée