Bonjour,
En quoi la théorie de la relativité générale d'Albert Einstein prouve-elle l'expansion de l'Univers? (même s'il ne voulait pas au début accepter cette idée)
J'ai déjà effectué des recherches sur cette théorie donc je souhaiterais savoir quelles sont les idées qui montrent l'expansion (pour "résumer", prendre les éléments qui m'intéresse de cette théorie)
Merci d'avance pour votre aide
L'idée est que si la théorie est exacte il n'existe pas de solution statique ou alors très particulière et instable (celle qu'avait promu Einstein au départ en donnant à la constante cosmologique une valeur très particulière). Ensuite la théorie ne prouve pas per se que l'univers est en expansion ; il pourrait tout aussi bien en contraction et c'est l'observation des redshifts galactiques qui va permettre de trancher.
Deux points à bien distinguer:
1) La RG en tant que théorie admet des solutions avec expansion.
2) Les observations sont compatibles avec une expansion, et cela colle avec une solution de la RG obtenue en supposant le contenu de l'Univers homogène et isotrope à grande échelle.
La RG ne prouve rien par elle-même, ce sont les observations qui amène la théorie d'un Univers en expansion ; la RG donne le cadre théorique d'une telle possibilité.
Edit: Croisement
Dernière modification par Amanuensis ; 12/12/2015 à 19h23.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
On peut d'ailleurs ajouter à ce qui a été dit en généralisant à toute la démarche scientifique : une théorie n'a pas pour vocation de prouver mais d'expliquer. Seules l'expérience et/ou l'observation permettent de prouver ou de réfuter1 une théorie ou une hypothèse.
Dans ce cas précis Einstein avait par défaut une vision statique de l'univers… comme tout le monde à son époque. Quand l'observation a montré que les galaxies s'éloignaient toutes les unes des autres il a fallu admettre l'idée de l'expansion et en conséquence celle du Big Bang (dont il n'est d’ailleurs pas l'auteur). Tout cela en simplifiant beaucoup l'histoire.
Nico
1) Falsifier en sabir franglais.
Travailler dur n'a jamais tué personne, mais je préfère ne pas prendre de risques.
Merci pour vos réponses
Mais comment Georges Lemaître par l'étude de la théorie d'Einstein est-il arrivé à déduire un univers en expansion? ( puis le Big Bang )
Encore une fois ce n'est pas par la déduction à partir de la théorie mais par l'observation qu'il a été établi que l'univers est en expansion. Une fois qu'il a été avéré que les galaxies s'éloignent de nous d'autant plus vite qu'elles sont plus éloignées il a fallu donner à ce fait un cadre général, d'où le modèle du BB (expression qui n'est pas de Lemaître lui-même). Autrement dit puisque l'on constate qu'elles partent dans toutes les directions il a dû y avoir un moment où elles étaient toutes rassemblées quasiment en un point, c'est à dire que la matière de tout l'univers était contenue dans le volume d'un atome.Envoyé par Jaika
Nico
Travailler dur n'a jamais tué personne, mais je préfère ne pas prendre de risques.
Bonsoir,
Comme déjà dit, Georges Lemaître n'a pas déduit l'expansion de l'Univers à partir de la relativité générale elle-même. Si mes souvenirs sont bons, il s'est notamment basé sur les observations d'Edwin Hubble qui a constaté un redshift de la lumière des galaxies lointaines. Par ailleurs, l'expression "Big Bang" provient, si je ne me trompe pas, de Fred Hoyle qui voulait ainsi railler la théorie de "l'atome primitif" (ainsi nommée par Georges Lemaître).
A l'époque, arpenter l'univers était simple et se résumait à la relation
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
Salut
Pas du tout, les premiers travaux de Lemaître (1927) faisant état de solutions en expansion, sont antérieurs à la publication de Hubble.
Il a simplement utilisé les équations de la relativité pour déduire un certain nombre de solutions.
Friedmann préalablement, en 1922, avait déjà établi un tel modèle d'un univers dynamique. A noter que Lemaître n'avait pas eu connaissance de ces travaux, c'est Einstein qui l'en a informé lorsque Lemaître lui a présenté ses solutions.
Cordialement
Ordage a raison, c'est bien à partir des équations de la RG que Friedmann et Lemaître ont proposé des modèles d'Univers en expansion. Mais cela ne faisait qu'ouvrir une possibilité pour l'Univers, de même qu'il existe des solutions de la RG avec boucles temporelles: c'est une possibilité ouverte, mais en rien une preuve que notre Univers présente des boucles temporelles.
D'ailleurs la rumeur veut qu'Einstein ait considéré le travail de Friedmann comme erroné, lorsqu'il cela lui fût présenté.
Si Friedmann avait travaillé semble-t-il seulement à partir de la théorie, ce n'est pas le cas de Lemaître. Il y avait avant l'article de Hubble en 1929 des indices observationnels d'une expansion. Lemaître avait travaillé sur la solution de de Sitter, une solution présentant une sorte d'expansion, mais c'est une solution du vide. C'est sur ces bases, principalement théoriques mais aussi observationnelles, que Lemaître cherche, et trouve, une solution avec expansion mais avec matière. Ce qu'il présente en 1927.
Ce sont les observations de plus en plus précises qui par la suite ont amené à prendre ces solutions en compte.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Merci de vos précisions
Sur l'origine de la théorie, je suggère à tous la lecture de cette excellente page de Luminet (et du livre dont elle est issue, si affinité) :
L'INVENTION DU BIG BANG
je cite/résume :
Effectivement comme mentionné par Amanuensis, Einstein a commencé par refuser les conclusions auxquelles arrivait Friedmann dans son article "Sur la courbure de l'espace" paru dans Zeitschrift für Physik en 1922. Le 18 septembre 1922, il fait paraître dans la même revue une courte remarque, dans laquelle il prétend que Friedmann a fait une erreur de calcul et que les solutions à rayon variable sont incompatibles avec la relativité. En fait, c'est lui-même qui commet une erreur de calcul. Friedmann, par délicatesse, il n'envoie pas sa réponse à l'objection au bureau éditorial de la revue mais à Einstein lui même. Mais il va attendre la réponse 6 mois parce qu'Einstein est parti pour des mois de conférences un peu partout dans le monde. Finalement, Einstein finit par lire son courrier et se rend aux objections "Dans une note antérieure j'ai critiqué le travail susmentionné. Mais - comme je m'en suis convaincu à l'instigation de M. Krutkoff et grâce à une lettre de M. Friedmann - mon objection était fondée sur une erreur de calcul. Je tiens les résultats de M. Friedmann pour justes et éclairants. Ils montrent que les équations du champ admettent pour la structure de l'espace à symétrie centrale, en plus des solutions statiques, des solutions dynamiques (c'est-à-dire variant avec la coordonnée de temps)."
Et pour ce qui est de Lemaître, l'intérêt exceptionnel de son travail est de proposer le premier que les vitesses de récession des nébuleuses extragalactiques sont la conséquence cosmique de l'expansion de l'univers dans le cadre de la relativité générale. "Utilisant les 42 nébuleuses extra-galactiques figurant dans les listes de Hubble et de Strömberg, et tenant compte de la vitesse propre du Soleil, on trouve une distance moyenne de 0,95 millions de parsecs et une vitesse radiale de 600 km/s, soit 625 km/s à 106 parsecs".
Lemaître n'a donc pas seulement trouvé l'expansion (corrélativement mais indépendamment de Friedmann) comme solution des équations relativistes, il est le premier à affirmer qu'elle est la bonne solution, puisqu'elle repose sur l'analyse des observations.
A noter que le taux d'expansion déduit des mesure est dix fois trop élevé du fait d'un mauvais calibrage des chandelles standards servant à l'estimation des distances extragalactique.
Dernière modification par Gilgamesh ; 13/12/2015 à 17h29.
Parcours Etranges
Donc vous pensez qu'il serait plus judicieux de transiter sur le travail de Friedmann après Einstein que sur celui de Lemaître?
Salut
Son travail (remarquable) est moins connu. Il est mort prématurément (1925). Il y a une bonne traduction de son article (en anglais voir lien ci-dessous, je n'en connais pas en français) dans GRG, malheureusement d'accès sur abonnement ou payant.
http://link.springer.com/article/10....A1026751225741
Cordialement
Non, pour moi il faut parler des deux. On doit aussi àmha mentionner de Sitter, qui trouve très précocement (1917) une solution pour un univers vide, mais avec constante cosmologique Λ > 0. Le taux d'expansion H est constant avec H2=Λ/3.
Cet espace qui semblait au départ dépourvu de pertinence physique (puisque vide de matière) est devenu le prototype géométrique pour les modèles d'inflation ou "post matière" (notre univers se diluant, la densité de matière tend vers zéro, et l'univers tend vers un univers de de Sitter).
Dernière modification par Gilgamesh ; 15/12/2015 à 09h44.
Parcours Etranges
Bonjour,
Je ne trouve pas.
La démarche de Friedmann était assez mathématique. Il a travaillé les équations d'Einstein appliquées à un univers homogène isotrope en géométrie sphérique puis hyperbolique, fait de matière à pression nulle ("poussière") et avec constante cosmologique. Puis, il en a déduit les différentes classes de solutions possibles.
Lemaitre a eu une approche un peu différente. Il ne connaissait pas les travaux de Friedmann, mais il connaissait l'Univers statique d'Einstein (un univers fait de matière non relativiste également avec une constante cosmologique ajustée pour qu'il n'y ait pas d'expansion ou de contraction). Il connaissait aussi l'Univers de Sitter équivalent à un univers vide avec constante cosmologique quelconque, qui peut être en expansion
Or, à l'époque, on commençait à connaitre à la fois les vitesses radiales des nébuleuses spirales, ainsi que leurs distances (données qui seront exploitées par Hubble et qui lui permettront d'établir la proportionnalité entre ces deux grandeurs en 1929). Lemaitre a connaissance de ces résultats et remarque qu'on peut les interpréter en terme d'expansion de l'univers.
Donc, dans son papier de 1927, il suggère qu'un modèle de l'univers devrait à la fois tenir compte de la présence de matière non relativiste (comme dans l'univers d'einstein) mais aussi de l'expansion (comme dans l'univers de sitter). Il propose alors un modèle assez général d'univers constitué de matière froide, rayonnement et avec une constante cosmologique, et il établit le lien entre relation vitesse distance des galaxies et un paramètre cosmologique (qu'on appelle aujourd'hui constante de hubble). Ce papier n'a pas vraiment eu d'impact à l'époque, mais retrospectivement, je dirais qu'il marque vraiment le début du lien entre développements théoriques et observation en cosmologie.
A+
Vous pouvez trouver des versions gratuites légalement, en particulier j'ai pu retrouver les 2 articles suivants :
http://lapth.sciencestechniques.fr/t...dmann_1922.pdf
http://lapth.sciencestechniques.fr/t...aitre_1927.pdf
A+
Salut
Merci pour ces deux références en accès libre.
Pour l'article de Lemaître, il est nativement en français donc il correspond à la version que j'avais.
Pour celui de Friedmann, traduit du russe je suppose, je vais comparer avec la version de GRG que j'ai.
Cordialement
La publication était en allemand, et il existe un manuscrit en russe (http://ilorentz.org/history/Friedmann_archive/)
La traduction en anglais donnée en lien cite la publi en allemand, et a des chances d'être une traduction à partie de l'allemand.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Salut
J'ai comparé les 2, c'est très semblable mais il y a de petites nuances dans la traduction et la numérotation des équations.
Cordialement
