Voir loin = voir les origines de l'univers = un paradoxe ?

[invitedf3aa00c]

Bonjour,

J'ai parcouru de nombreuses discussions sur ce forum au sujet du big bang, et sur l'inflantion de l'Univers, l'éloignement de plus en plus rapide des galaxies les plus lointaines donc les plus anciennes.
Je comprends le principe que la lumière émise par une galaxie située à 13 milliards d'années lumière nous parviens telle qu'elle était il y a 13 milliards d'années. Toutefois je ne comprends pas comment nous pouvons recevoir de la lumière émise il y a 13 milliards alors qu'à ce moment là notre propre galaxie (ou en tout cas notre portion d'univers) était, en principe, bien plus proche de la galaxie observée qu'aujourd'hui. Aurait-il fallu que, durant les premiers millions d'années de l'univers, nos galaxies (ou nos portions d'univers respectives) se soient éloignées l'une de l'autre plus vite que la lumière (avant de ralentir) pour que la lumière émise par celle observée ne nous parviennent qu'aujourd'hui ?
Plus prosaïquement, si tous les objets de l'univers s'éloignent les uns des autres et qu'à l'origine tous étaient concentrés dans un espace plus dense, la lumière émise au commencent (rayonnement fossile par exemple), où peu de temps après, devrait nous avoir dépassé depuis bien longtemps. Nous ne devrions donc plus pouvoir la capter. Sauf si l'univers a "jailli" partout à la fois et que les objets cosmiques ont commencé à exister déjà séparés de plusieurs milliards d'années lumières les uns des autres. Mais dans ce cas, peut-on quand même parler d'expansion de l'Univers ?

Quelqu'un s'est-il déjà posé cette question sous cette forme?

Merci de vos avis.
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[f6bes]

Bjr à toi,
L'univers a bien jailli...partout à la fois.
Et non pas en un POINT de départ.
Bonne nuit

[Gilgamesh]

Bonjour,

J'ai parcouru de nombreuses discussions sur ce forum au sujet du big bang, et sur l'inflantion de l'Univers, l'éloignement de plus en plus rapide des galaxies les plus lointaines donc les plus anciennes.
Je comprends le principe que la lumière émise par une galaxie située à 13 milliards d'années lumière nous parviens telle qu'elle était il y a 13 milliards d'années. Toutefois je ne comprends pas comment nous pouvons recevoir de la lumière émise il y a 13 milliards alors qu'à ce moment là notre propre galaxie (ou en tout cas notre portion d'univers) était, en principe, bien plus proche de la galaxie observée qu'aujourd'hui. Aurait-il fallu que, durant les premiers millions d'années de l'univers, nos galaxies (ou nos portions d'univers respectives) se soient éloignées l'une de l'autre plus vite que la lumière (avant de ralentir) pour que la lumière émise par celle observée ne nous parviennent qu'aujourd'hui ?
Plus prosaïquement, si tous les objets de l'univers s'éloignent les uns des autres et qu'à l'origine tous étaient concentrés dans un espace plus dense, la lumière émise au commencent (rayonnement fossile par exemple), où peu de temps après, devrait nous avoir dépassé depuis bien longtemps. Nous ne devrions donc plus pouvoir la capter. Sauf si l'univers a "jailli" partout à la fois et que les objets cosmiques ont commencé à exister déjà séparés de plusieurs milliards d'années lumières les uns des autres. Mais dans ce cas, peut-on quand même parler d'expansion de l'Univers ?

Quelqu'un s'est-il déjà posé cette question sous cette forme?

Merci de vos avis.

Cette question a été abordée de nombreuse fois.

Considère une boite d'univers assez grande pour nous contenir, ainsi que les sources dont nous observons la lumière aujourd'hui. Si cette boite contient également la coquille sphérique de gaz dont nous observons le rayonnement aujourd'hui sous forme de fond radio, au moment où l'univers est devenu transparent, alors le nom de cette boite sphérique est l'Univers visible. En toute hypothèse, l'univers se poursuit bien (bien, bien...) au delà, mais peu importe. Les régions au delà n'ont pas eu le temps de nous envoyer leur lumière et sortent du cadre du propos.

Il y a 13 Gy tout l'univers était remplis de ce gaz homogène. Quand sa température est descendu en dessous de T=3000 K, les atomes se sont formé et il est devenu transparent. Il émettait alors un rayonnement de corps noir à la longueur d'onde crête lambda_max ~ 3000/T ~ 1µm (proche infrarouge). Prenons l'endroit G où va plus tard se former la Galaxie, la Terre et d'où nous observons aujourd'hui. Le rayonnement émis en cet endroit est bien sûr parti bien loin. Mais considère maintenant une coquille sphérique de rayon R=40 Mly centré sur ce point. Elle émet au même moment un rayonnement qui part dans toutes les directions, et une partie est dirigée vers G.

Le rayonnement progresse vers G (nous) à la vitesse c.

Pendant la durée du trajet, l'univers grandit : la distance R augmente. En même temps que le photon progresse vers sa cible, l'univers s'agrandit, ce qui allonge la longueur et donc la durée du trajet. Il va donc lui falloir bien plus que 40 millions d'années pour parvenir à son but. Et quand il arrive à destination, la source dont il a été émis depuis la durée t est bien plus éloignée que simplement ct. Quand il termine glorieusement son trajet dans le détecteur de Planck, la distance qui le sépare de la source n'est pas R = 40 Mly mais R0 = 44 Gly. En chiffre rond, l'univers a cru d'un facteur 1100 entre l'émission et la réception. Et le temps de trajet n'a pas été de 40 My mais de 13 Gy. Et, fait capital, la longueur d'onde du rayonnement reçu été étirée dans les mêmes proportions, et le température du fond divisé pareillement. Nous ne recevons pas un rayonnement à 3000 K mais à 3K, avec une longueur d'onde crète mille fois plus grande, ~1 mm, dans le domaine micro-onde.



y : year. 1 Gy = 1 milliard d'années
ly : light year. 1 Gly = 1 milliard d'années-lumière.

[Mickey-l.ange]

Je comprends le principe que la lumière émise par une galaxie située à 13 milliards d'années lumière nous parvient telle qu'elle était il y a 13 milliards d'années.

Bonjour,

Vous abordez entre autres la question des distances en cosmologie.
Je ne prétends pas rivaliser avec les explications de Gilgamesh, mais je vous suggère un schéma élémentaire.

Imaginons un élastique AB : nous nous trouvons au point A, une fourmi est au point B (représentée par une croix +)
A-------+B
La fourmi chemine de B vers A :
A-----+--B
Mais l'élastique s'allonge : le point B s'éloigne derrière la fourmi, et dans le même temps le point A s'éloigne devant elle.
A---------+---B
La fourmi doit bien parcourir une distance plus grande que si l'élastique ne s'allongeait pas.
Il y a ainsi plusieurs distances à considérer :
- la distance entre A et B au moment où la fourmi démarre de B ;
- la distance réellement parcourue par la fourmi de A vers B ;
- la distance entre A et B au moment où la fourmi arrive en A.

En plus du message de Gilgamesh, vous pouvez lire ceci :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Mesure..._en_cosmologie

[A voir en vidéo sur Futura]

[Lansberg]

Bonjour,

Aurait-il fallu que, durant les premiers millions d'années de l'univers, nos galaxies (ou nos portions d'univers respectives) se soient éloignées l'une de l'autre plus vite que la lumière (avant de ralentir) pour que la lumière émise par celle observée ne nous parviennent qu'aujourd'hui ?

C'est effectivement ce qui s'est passé. L'expansion se "calmant" la lumière en provenance de la galaxie en question a pu nous parvenir.

[invitedf3aa00c]

Merci beaucoup pour ces éclairages.
C'est vrai que si on part du concept erroné que le big bang est l'équivalent d'une explosion survenu en un point et duquel a jailli la matière, il était difficile de comprendre le concept.

[Lansberg]

C'est malheureusement trop souvent présenté de cette manière.

[roro222]

Quand il termine glorieusement son trajet dans le détecteur de Planck, la distance qui le sépare de la source n'est pas R = 40 Mly mais R0 = 44 Gly. En chiffre rond, l'univers a cru d'un facteur 1100 entre l'émission et la réception.

Bonjour
Quand je passe de 40 à 44 j'augmente d'un facteur de 1,1 et non de 1100
Ou alors j'ai rien compris

[Calvert]

Salut !

Ou alors j'ai rien compris

Petite étourderie ?

la distance qui le sépare de la source n'est pas R = 40 Mly mais R0 = 44 Gly

Et ça fait bien 1100.

[Mickey-l.ange]

Quand je passe de 40 à 44 j'augmente d'un facteur de 1,1 et non de 1100

Attention aux unités.
Gilgamesh a bien indiqué que l'on passe de Mly à des Gly : mega / giga light years

Edit : bel ensemble...

[roro222]

Effectivement un facteur de 1100

"Petite étourderie ?"
"Edit : bel ensemble..."
Mais alors on est bien passé de 40 Mly à 44 Gly ou c'est une étourderie ?
Pas compris vraiment

[Gilgamesh]

Effectivement un facteur de 1100

"Petite étourderie ?"
"Edit : bel ensemble..."
Mais alors on est bien passé de 40 Mly à 44 Gly ou c'est une étourderie ?
Pas compris vraiment

On est passé de 40 millions d'années lumière (40 Mly, distance angulaire = distance à l'émission) à 44000 millions d'années lumière (44 Gly, distance comobile = distance à la réception)

edit : corrigé

[pascelus]

On est passé de 40 millions d'années lumière (40 Mly, distance angulaire = distance à l'émission) à 4400 millions d'années lumière (44 Gly, distance comobile = distance à la réception)

C'est plutôt 44000 millions d'années lumières.

[roro222]

Bon on y arrivera ?
https://www.youtube.com/watch?v=ai9JJWWgClc