Question : comment calculer le volume de notre "sphère des observables" ?

[invitecb7c417d]

Bonjour,

Je sais que l'âge de l'univers observable équivaut à 13,7 Gannées, et que du fait d'une forte expansion, le rayon de l'univers observable ferait environ 43 Gly (actuellement), mais je me pose la question de savoir (vu du référentiel comobile, le background CMB), comment estimer son "volume" ? ça doit pouvoir se faire (mais j'ai l'intuition que c'est pas facile à faire ? fonction du modèle ...) ou bien la superficie (la surface de l'horizon cosmologique) occupée par le fond diffus cosmologique ?

Qu'il s'agisse de la "surface", ou du "volume", (peut être même son "rayon" ?) ; il faudrait raisonner en terme de dimensions (4D) et non pas (3D) ? Du coup, je trouve simpliste ces 2 caractéristiques (données telles quelles) comme information sur une possible (Le) modélisation "standard" ?? C'est comme la question (que j'ai déjà posée) comment savoir le volume d'un TN ?

Je sais juste que c'est comme savoir combien fait la surface terrestre ou le volume de la Terre, c'est caractéristique, mais pas "parlant" pour tout le monde () ; alors pour le volume/surface de l'univers observable (j'ai bien précisé ce qui est observé), voilà : peut-on donner des définitions si simplistes comme si c'était "un astre" (certes mystérieux) et calculable de la même façon (sauf différence d'échelle) ?

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[Gilgamesh]

Bonjour,

Je sais que l'âge de l'univers observable équivaut à 13,7 Gannées, et que du fait d'une forte expansion, le rayon de l'univers observable ferait environ 43 Gly (actuellement), mais je me pose la question de savoir (vu du référentiel comobile, le background CMB), comment estimer son "volume" ? ça doit pouvoir se faire (mais j'ai l'intuition que c'est pas facile à faire ? fonction du modèle ...) ou bien la superficie (la surface de l'horizon cosmologique) occupée par le fond diffus cosmologique ?

Qu'il s'agisse de la "surface", ou du "volume", (peut être même son "rayon" ?) ; il faudrait raisonner en terme de dimensions (4D) et non pas (3D) ? Du coup, je trouve simpliste ces 2 caractéristiques (données telles quelles) comme information sur une possible (Le) modélisation "standard" ?? C'est comme la question (que j'ai déjà posée) comment savoir le volume d'un TN ?

Je sais juste que c'est comme savoir combien fait la surface terrestre ou le volume de la Terre, c'est caractéristique, mais pas "parlant" pour tout le monde () ; alors pour le volume/surface de l'univers observable (j'ai bien précisé ce qui est observé), voilà : peut-on donner des définitions si simplistes comme si c'était "un astre" (certes mystérieux) et calculable de la même façon (sauf différence d'échelle) ?

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Y'a pas de difficulté conceptuelle particulière dans notre univers. La courbure est proche de zéro et donc on applique les formules usuelles de calcul des volumes.

Comme pour les distances il faut distinguer :

- le volume comobile qui est le volume qu'aurait une zoné délimitée de l'univers considérée à z=0 (aujourd'hui). Il se construit avec le rayon comobile Rc.


Et pour la surface :


Pour un univers de Rc = 43 Gly on a
Vc ~ 3.10⁸⁰ m³
Ac ~ 2.10⁵⁴ m²

- le volume "propre" qui est le volume d'une zone délimitée de l'univers considérée à un z donné (dans le passé). Il se construit avec le rayon angulaire Ra



Il faut juste faire attention que si on considère un système lié (typiquement un amas de galaxie en cosmologie), le volume ne suit pas l'expansion, donc faut toujours considérer son volume propre.

[f6bes]

Je sais juste que c'est comme savoir combien fait la surface terrestre ou le volume de la Terre, c'est caractéristique, mais pas "parlant" pour tout le monde () ; alors pour le volume/surface de l'univers observable (j'ai bien précisé ce qui est observé), voilà : peut-on donner des définitions si simplistes comme si c'était "un astre" (certes mystérieux) et calculable de la même façon (sauf différence d'échelle) ?

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Bjr à toi,
Heu, donc d'aprés toi ce qui n'est PAS observé ( ne l'a pas encore été), ne fais pas partie de LA SPHERE..observable.
Ce qui me fait dire qu'au gré des OBSERVATIONS, la sphére est plus ou moins...cahotique !!
(on n'a peut etre PAS...observé FORCEMENT dans toutes les directions !!)
Bonne journée

[invitecb7c417d]

Merci pour votre aide. ça me parait bien simple (comme mon toy model puisque j'ai utilisé ces formules ( Gilgamesh)). A f6bes : on a un panorama du background cosmologique sur toute la voute céleste (le CMB) et on ne peut pas remonter au delà, de la zone d'opacité quand la lumière était prisonnière de la matière, l'age sombre. Sauf peut être maintenant qu'on arrive à détecter les ondes gravitationnelles (présentes très tôt, plus proche du temps de Planck et donc plus loin) ; on peut théoriquement, mais pas encore dresser, pratiquement, une carte des perturbations gravitationnelles. Donc peut être parlais-tu de la masse noire ? Ou de l'énergie sombre ? Qui bien que faisant un peu : "compléments alimentaires" à l'univers observable ; elles ne sont pas détectées (ou alors par défaut), et pas vraiment sur de l'observation "direct" ... (mais toute observation soit-elle, n'est jamais qu'indirectement réalisée et validée par un modèle pour améliorer la théorie)

J'ai une autre question, sur le rapport des volumes propres des galaxies, peut-on généraliser par ce classement :
Galaxie naine (volume propre bas) : % masse noire par rapport à matière baryonique très importante.
Galaxie spirale (volume propre suffisant comme la voie lactée et Andromède, par exemple) : % masse noire en rapport matière baryonique intermédiaire.
Galaxie elliptique (volume propre supérieur, très grande) : % masse noire la moins grande sur le rapport baryonique.

Est-ce une loi quasiment universelle, ou bien (ce que je pense), il y a assez d'exceptions notables ?
Et si oui, quelques exemples seraient bienvenus. (je pense également aux fusions de galaxies)

Merci.

PS : une idée en passant, les galaxies spirales seraient plus propices à l'apparition de la vie (et à son développement), car structurée de façon à "optimiser" les flux entropiques, et donc dans leurs périphéries se cacherait, du vivant (c'est pas anthropocentrer, c'est juste donner la part belle au paradoxe de Fermi !), pour aller jusqu'à des "civilisations" ? ça restreint alors le champ d'action de celles-ci, comme le type de soleil, ou le type de planète, car au centre c'est le bordel (gamma burst) et et dans les autres (il y a plus de systèmes triples, à 3 soleils par exemple, instables dans la durée) ?

[A voir en vidéo sur Futura]