Expansion vs atomes

[MisterH]

Bonne année à tous!

On observe que l'expansion éloigne les grandes structures de façon exponentielle. Pourrait on un jour en arriver à ce que les plus petites structures subissent le même sort, comme si la gravité cessait d'exister.

Merci.
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[Gilgamesh]

Ce futur de l'Univers, le Big Rip, implique que la cte cosmologique viole la condition faible sur l'énergie, qui dit que la somme de la pression et de la densité d'énergie d'un fluide doit rester positive ou nulle. Pour cette raison, ce scénario n'a pas la faveur des théoricien. On donne à ce type de cte cosmo (qui n'est alors plus constante) le nom d'énergie fantôme et ça se traduit par une croissance infinie du facteur d'échelle en un temps fini, ce qui n'est pas banal.

[MisterH]

Bonjour. Est-ce la matière noire et l'énergie noire qui font que justement nous n'assistons pas au big rip en contraignant les grands ensembles à rester unis?

Merci!

[Gilgamesh]

Bonjour. Est-ce la matière noire et l'énergie noire qui font que justement nous n'assistons pas au big rip en contraignant les grands ensembles à rester unis?

Si l'énergie sombre était une énergie fantôme (P < -ρ, avec P la pression et rho la densité d'énergie), la matière noire ne pourrait que reculer le terme mais pas l'empêcher.

La taille des régions gravitationnellement liée dépend simplement de la densité et de la valeur du taux d'expansion.


Imaginons une particule test à la distance R d'une masse M. La vitesse de chute libre est :



Et le flot de Hubble, qui l’entraîne dans l'autre sens est :



Le flot de Hubble devient supérieur à la vitesse de chute libre dès lors que :



Cela sépare l'univers en deux parties du point de vue de la masse centrale : tout ce qui est en deçà de R se rapproche de plus en plus, tout ce qui est au delà s'éloigne de plus en plus.

Imaginons maintenant que la masse soit répartie uniformément dans un volume sphérique V de rayon R:



sous la forme d'un gaz homogène de densité ρ. La vitesse de chute libre devient :



et le "flot de Hubble" égale et dépasse v pour :


On retrouve par un raisonnement purement classique l'expression de la densité critique de l'Univers.

[A voir en vidéo sur Futura]

[MisterH]

Bonjour. Si l'expansion de l'univers est sans centre de départ et sans directions privilégiées comment se fait-il que tous semblent s'éloigner de nous et que rien ne se rapprochent? Nous ne sommes au centre de rien je pense?

Merci?

[Gilgamesh]

Bonjour. Si l'expansion de l'univers est sans centre de départ et sans directions privilégiées comment se fait-il que tous semblent s'éloigner de nous et que rien ne se rapprochent? Nous ne sommes au centre de rien je pense?

Imagine un papier millimétré de dimension infinie et place des point à certaines intersection. Puis imagine que l'écart entre chaque graduation du papier grandissent. Chaque point reste à sa place (pas de mouvement propre) mais va voir tous les autres s'éloigner à proportion de la distance (mouvement comobile).