Fin de l'univers

[maxime21210]

BONJOUR, j'ai une questions a poser
Alors si l'univers est ouvert = Big Rip ?
Si l'univers est fermé = Big Crunch ?
et si l’univers est plat = Big Freeze ?

Cordialement
-----

[Lansberg]

Bonjour et bienvenue sur le forum,

on ne peut pas associer aussi simplement un type d'univers et sa fin.
Un univers de géométrie plane peut très bien être ouvert ou fermé. D'autres paramètres interviennent pour pouvoir donner une réponse.
Si on s'intéresse à notre univers observable et ce qu'on en connaît, on peut juste dire qu'il est très proche de l'univers plat (mais on ne peut l'affirmer totalement) et qu'il est en expansion accélérée. C'est de cette observation qu'est née l'idée d'un possible Big rip. Mais on ne peut être affirmatif sur ce point.

[Gilgamesh]

BONJOUR, j'ai une questions a poser
Alors si l'univers est ouvert = Big Rip ?
Si l'univers est fermé = Big Crunch ?
et si l’univers est plat = Big Freeze ?

Cordialement

Bonjour,

c'est un petit peu plus complexe que ça.

Fondamentalement, il faut envisager séparément :

* l'extension dans le temps, qui se divise elle même en deux questions :

** a t'il connu un Big Bang dans le passé ? Dans le cadre classique de la relativité générale il peut avoir été asymptotiquement plat avant d'entrer en expansion. Ou se contracter à partir d'une dimension infinie. Ou enfin exhiber une singularité de dimension nulle dans le passé, ce qu'on appelle le "Big Bang". Mais la singularité étant en fait une absence de solution (la théorie cessant de donner un résultat intelligible), la réponse doit être rechercher dans une extension du modèle classique. Il y a en a plusieurs, la plus en selle étant la théorie de l'inflation, dont il existe des dizaines de variantes. Les diverses tentative de théorie de gravités quantiques (gravité quantique à boucle, théorie des supercorde et des monde branaires...) ont permis également d'affronter le jeune univers des très haute énergie, avec des scénarios certains inflationnaires, d'autres non, mais qui ont tous en commun d'effacer la singularité et d'envisager un "avant Big bang", donc une extension indéfinie dans le passé.

** va t'il continuer de s'étendre ou se recontracter dans le futur ? S'il se recontracte, est ce définitif ou est ce qu'on peut envisager un rebond ? S'il continue de s'étendre, il peut le faire à taux constant (Big Chill ou Big Freeze) ou à taux croissant, ce qui engendre une singularité dans le futur (Big Rip). Ajoutons que dans le détail, le futur dépend aussi de l'avenir de la matière, et notamment de la stabilité du proton.


* l'extension dans l'espace, qui elle aussi se divise en deux :

** la question de la courbure : est elle positive, négative ou nulle ? Dans le cas où elle est nulle, est ce une nullité stricte (k=0) ou simplement l'expression d'un rayon de courbure très grand ?

** la question de la finitude : est il spatialement fini ou infini ? Question elle même en rapport avec la topologie de l'espace. Est il simplement ou multiplement connexe ?

Un grand nombre d'options peuvent se combiner, ce qui donne des dizaines de scénarios distincts.

Mais en particulier, on peut très bien envisager des univers spatialement finis (de courbure positive ou de topologie multiplement connexe) mais qui s'étendent indéfiniment du fait d'une constante cosmologique positive. Et inversement, dans le cadre de la relativité générale, on pourrait théoriquement avoir des univers spatialement infinis (en tout cas, de courbure négative ou nulle) mais qui se recontractent quand même jusqu'à la singularité du fait d'une constante cosmologique négative.

[Gilgamesh]

Bonjour et bienvenue sur le forum,

on ne peut pas associer aussi simplement un type d'univers et sa fin.
Un univers de géométrie plane peut très bien être ouvert ou fermé. D'autres paramètres interviennent pour pouvoir donner une réponse.
Si on s'intéresse à notre univers observable et ce qu'on en connaît, on peut juste dire qu'il est très proche de l'univers plat (mais on ne peut l'affirmer totalement) et qu'il est en expansion accélérée. C'est de cette observation qu'est née l'idée d'un possible Big rip. Mais on ne peut être affirmatif sur ce point.

Attention, ce qu'on appelle "expansion accélérée" dans le cadre du modèle standard ΛCDM se fait à un taux d'expansion constant :

H_∞ = H₀√Ω_Λ

La croissance du facteur d'échelle dans ce cas est exponentielle :

a(t) ~ exp(H₀√Ω_Λ t)

d'où le terme d'accélération de l'expansion, mais ce taux ne diverge pas à l'infini et on est bien dans le scénario du Big Chill.

Pour le Big Rip, il faut faire une hypothèse supplémentaire et probablement non physique : la constante cosmologique devient une fonction du facteur d'échelle. On formalise ça dans l'équation d'état de l'énergie sombre :

P ~ w ρ

avec P la pression, ρ la densité d'énergie et w le rapport de la pression à la densité d'énergie.

Dans le cadre d'une constante cosmologique w= -1. Cela permet de respecter la condition faible sur l'énergie. Cette condition correspond à l'hypothèse que la densité d'énergie mesurée pour un fluide quelconque est positive ou nulle, et supérieure ou égale à la pression mesurée dans n'importe quelle direction.

P + ρ ≥ 0

Pour avoir un Big Rip il faut avoir w< -1 et on donne à ce fluide le nom d'énergie fantôme. Il ne respecte pas la condition faible sur l'énergie :

P + ρ < 0

et c'est pourquoi la question se pose de savoir s'il s'agit d'une hypothèse physique ou non physique.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Lansberg]

J'admets bien volontiers le raccourci un peu rapide entre expansion accélérée et Big rip qui suppose en effet que la constante cosmologique soit une fonction du facteur d'échelle, mais comment expliquer tout ça à un jeune de 16 ans qui pose la question : "univers ouvert implique Big rip " ?
Je pense que ton message #3 va lui donner du grain à moudre avec les problèmes de courbures, de taux d'expansion constant ou croissant, de constante cosmologique ou de topologies mono ou multi connexes !

[Gilgamesh]

Globalement d'accord avec toi, mais vu que la question portait sur la distinction entre Big Rip et Big Freeze je pense qu'il n'est pas déplacé de préciser sur quoi ça joue.

[Lansberg]

Les précisions que tu apportes font le tour de la question et il serait intéressant d'avoir une réponse de maxime21210 pour savoir s'il saisit bien la problématique.

[Garion]

Bonjour,

Il y a deux points qui me chiffonnent dans ce que tu dis, pourrais-tu m'expliquer :

il peut le faire à taux constant (Big Chill ou Big Freeze) ou à taux croissant, ce qui engendre une singularité dans le futur (Big Rip).

En quoi le big-rip engendre une singularité ?

dans le cadre de la relativité générale, on pourrait théoriquement avoir des univers spatialement infinis (en tout cas, de courbure négative ou nulle) mais qui se recontractent quand même jusqu'à la singularité du fait d'une constante cosmologique négative.

J'ai pu lire ici de nombreuses fois que si l'univers est infini, il l'a toujours été. Je le comprend très bien.
Mais comment, encore une fois, pourrais-t'on avoir une singularité dans le cas du big crunch d'un univers infini ?
L'univers restant infini de toute façon ne pourrait donc jamais avoir une densité infinie.

Merci d'avance pour tes réponses (toujours très riches d'enseignements)

[Gilgamesh]

Bonjour,

Il y a deux points qui me chiffonnent dans ce que tu dis, pourrais-tu m'expliquer :


En quoi le big-rip engendre une singularité ?

Une singularité c'est, je le rappelle, un point pas ou mal défini, comme l'ordonnée de la fonction 1/x pour x=0. Y'a un infini, on ne sait pas traiter. Le scénario du Big Rip se définit par le fait que le facteur d'échelle y atteint une valeur infinie en un temps fini. C'est pour le moins perturbant, d'un point de vue physique et c'est bien ce genre de truc qu'on appelle une singularité.

J'ai pu lire ici de nombreuses fois que si l'univers est infini, il l'a toujours été. Je le comprend très bien.
Mais comment, encore une fois, pourrais-t'on avoir une singularité dans le cas du big crunch d'un univers infini ?
L'univers restant infini de toute façon ne pourrait donc jamais avoir une densité infinie.

Ah, c'est clair que physiquement c'est très laid, mais pas pour la raison que tu donnes.

Rien n’empêche au plan formel un milieu infini d'adopter une densité infinie. C'est quand même important de comprendre que mathématiquement ça peut se passer comme ça dans les modèles de Big Bang basés sur la relativité générale, qui est une théorie locale. Si l'univers est infini, tout se passe partout pareil et la singularité initiale n'est pas un point mais un milieu infini de densité infinie.

L'adoption de ce scénario stricto sensu poserait à mon sens un problème vertigineux du point de vue de la causalité : comment un milieu infini pourrait entrer en expansion partout au même moment ? Ce qui fait que l’intérêt de ce modèle reste purement académique. Mais ça constitue une étape intellectuellement pertinente à mon avis, pour maîtriser le formalisme de la théorie.

[Garion]

Merci pour tes réponses.

Une singularité c'est je le rappelle un point pas ou mal défini, comme l'ordonnée de la fonction 1/x pour x=0. Y'a un infini, on ne sait pas traiter. Le scénario du Big Rip se définit par le fait que le facteur d'échelle y atteint une valeur infinie en un temps fini. C'est pour le moins perturbant, d'un point de vue physique et c'est bien ce genre de truc qu'on appelle une singularité.

Je comprend maintenant, mais en fait j'imaginais que le Big-Rip était plutôt une expansion suffisamment rapide pour disloquer en un temps fini l'ensemble des structures, mais pas forcément que le taux d'expansion devienne infini en un temps fini.
Y a t'il un nom pour le fait d'avoir une expansion accélérée qui disloque tout en temps fini, mais qui n'atteigne un taux infini qu'après un infini ?

Rien n’empêche au plan formel un milieu infini d'adopter une densité infinie.
C'est quand même important de comprendre que mathématiquement ça peut se passer comme ça dans les modèles de Big Bang basé sur la relativité générale, qui est une théorie locale. Si l'univers est infini, tout se passe partout pareil et la singularité initiale n'est pas un point mais un milieu infini de densité infinie.

`~@^#{~[#{@^`[#{\@ d'infini ! J'ai eu beau étudier Cantor il y a 25 ans, j'ai toujours du mal à comprendre toutes les conséquences.

L'adoption de ce scénario stricto sensu poserait à mon sens un problème vertigineux du point de vue de la causalité : comment un milieu infini pourrait entrer en expansion partout au même moment ? Ce qui fait que l’intérêt de ce modèle reste purement académique. Mais ça constitue une étape intellectuellement pertinente à mon avis, pour maîtriser le formalisme de la théorie.

Le problème n'est-il pas le même avec un grand univers fini ? On pourrait aussi de poser la question de comment l'expansion a démarré partout en même temps alors que de grandes distances séparent ces parties d'univers. Non ?

[Gilgamesh]

Y a t'il un nom pour le fait d'avoir une expansion accélérée qui disloque tout en temps fini, mais qui n'atteigne un taux infini qu'après un infini ?

Non, si ça prend un temps infini, alors ça n'a aucune raison de disloquer les structures liées. Dans le cadre des scénarios cosmologique du futur de l'univers, celles ci de défont d'elles mêmes (évaporation gravitationnelle, coalescence par émission d'onde gravitationnelle, évaporation des trous noirs, désintégration du proton, etc).

Le problème n'est-il pas le même avec un grand univers fini ? On pourrait aussi de poser la question de comment l'expansion a démarré partout en même temps alors que de grandes distances séparent ces parties d'univers. Non ?

Tout à fait, et ce d'autant plus que l'univers observé est homogène, ce qui est le cas. C'est le problème dit de l'horizon et c'est un des principaux arguments pour promouvoir le scénario inflationnaire.

[Garion]

Merci

Non, si ça prend un temps infini, alors ça n'a aucune raison de disloquer les structures liées. Dans le cadre des scénarios cosmologique du futur de l'univers, celles ci de défont d'elles mêmes (évaporation gravitationnelle, coalescence par émission d'onde gravitationnelle, évaporation des trous noirs, désintégration du proton, etc).

Mais, là, ça coince à mon niveau. La force de cohésion des structures liées n'est pas infinie. Si l'expansion atteint un niveau suffisamment élevée en un temps fini (inférieur aux autres phénomènes dont tu parles) sans jamais pour autant atteindre une valeur infinie en un temps fini , on devrait quand même avoir un "Big Rip", non ?
Elle est où mon erreur de raisonnement ?

[Gilgamesh]

Merci

Mais, là, ça coince à mon niveau. La force de cohésion des structures liées n'est pas infinie. Si l'expansion atteint un niveau suffisamment élevée en un temps fini (inférieur aux autres phénomènes dont tu parles) sans jamais pour autant atteindre une valeur infinie en un temps fini , on devrait quand même avoir un "Big Rip", non ?
Elle est où mon erreur de raisonnement ?

Imagine une particule-test située à la distance R d'une masse M. Elle tombe vers M à une vitesse v telle que v² = M/R (en prenant G=1). Imagine qu'en même temps l'expansion de l'espace l’entraîne dans l'autre sens à la vitesse v' = HR (flot de Hubble). L'important à noter pour le raisonnement est que la force attractive est en 1/√R et la force répulsive en R. Y'a une valeur critique de R pour laquelle le flot de Hubble va excéder l'attraction du corps central. Si la particule est entraînée loin de la masse alors la vitesse de chute vers le corps diminue (en 1/√R) tandis que la vitesse qui l'éloigne augmente en R. Inversement, si c'est l'attraction qui l'emporte car la particule est suffisamment proche, alors la vitesse de chute augmente tandis que le flot qui l'éloigne devient plus faible. Donc en gros on a une bascule au delà d'une distance critique R qui représente la taille maximale d'un corps lié pour une masse donnée et un taux d'expansion donné. Si ce taux d'expansion H est constant dans le temps, alors ce qui se sépare, se sépare pour toujours, et ce qui se rapproche est maintenu lié pour toujours.

[Garion]

Merci pour ta réponse. Mais on en se comprend pas (je ne doute pas que ça doit venir de moi).
Je comprend bien qu'avec un taux d'expansion constant on ne peut obtenir un big-rip.
C'est sur le fait d'obtenir en un temps fini un taux d'expansion permettant de séparer les structures liées sans que ce taux n'atteigne une valeur infinie (en un temps fini) et donc crée une singularité.

Imaginons par exemple que le taux d'expansion suive une courbe de type logrithme népérien. Il va croitre indéfiniment jusqu'à arriver un jour à une valeur qui va lui permettre de séparer les dernières structures connues, mais jamais il ne deviendra infini. On ne devrait donc pas avoir de singularité.

[Gilgamesh]

Merci pour ta réponse. Mais on en se comprend pas (je ne doute pas que ça doit venir de moi).
Je comprend bien qu'avec un taux d'expansion constant on ne peut obtenir un big-rip.
C'est sur le fait d'obtenir en un temps fini un taux d'expansion permettant de séparer les structures liées sans que ce taux n'atteigne une valeur infinie (en un temps fini) et donc crée une singularité.

Imaginons par exemple que le taux d'expansion suive une courbe de type logrithme népérien. Il va croitre indéfiniment jusqu'à arriver un jour à une valeur qui va lui permettre de séparer les dernières structures connues, mais jamais il ne deviendra infini. On ne devrait donc pas avoir de singularité.

Ah si, le logarithme népérien tend vers l'infini. Et donc ça serait à terme un Big Rip, dans ce cas.

Je ne vois que deux solutions :
- taux tendant vers l'infini => Big Rip
- taux tendant vers une constante => Big Chill

Bon à la relecture je pense que tu avais bien compris mais je laisse ça.

Dans le cadre de l'univers ΛCDM le taux d'expansion ne suit pas une courbe croissante, log ou autre. Dans un univers uniquement drivé par une véritable constante cosmologique (Λ=cte cad un vide de densité d'énergie constante, ce qui est a priori sensé), ce taux est tend vers une valeur constante

H--->cte

Par contre, le facteur d'échelle lui, suit bien une évolution exponentielle.


a(t)=exp(Ht) ---> infini

Il diverge à l'infini et dilue infiniment le contenu de l'univers. Mais dilué n'est pas rompre. Deux points non liés (deux amas de galaxie distant par exemple) vont se séparer jusqu'à passer derrière leur horizon cosmologique respectif. Mais ils garderont chacun leur cohésion.

[Peu importe]

Quand on parle d’expansion de l’univers, on se réfère à quel origine du repère ? Car l’unique est bien en théorie son centre historique inatteignable.
Certains constatent une accélération entre anciens amas plus vieux et nouveaux plus récents. D’où une dilatation accélérée soit disant sans cesse. Mais qui nous dit que ces amas se déplacent dans la même direction ? Un big crunch aurait-il pu commencer au cœur de l’univers, la densitlé de celui-ci augmentant donc progressivement pour à terme peut-être freiner voir inverser la vitesse des objets les plus lointains disons ? Ou il y aurait-il un équilibre à venir ?
Et ne serait-ce pas là non plus où chercher cette matière qui restera désespérément noire?
En tout cas je constate que la science est pleine de paradoxes qui soulèvent de nombreuses question, pour ma part.

[Gilgamesh]

Quand on parle d’expansion de l’univers, on se réfère à quel origine du repère ? Car l’unique est bien en théorie son centre historique inatteignable.Certains constatent une accélération entre anciens amas plus vieux et nouveaux plus récents. D’où une dilatation accélérée soit disant sans cesse. Mais qui nous dit que ces amas se déplacent dans la même direction ? Un big crunch aurait-il pu commencer au cœur de l’univers, la densitlé de celui-ci augmentant donc progressivement pour à terme peut-être freiner voir inverser la vitesse des objets les plus lointains disons ? Ou il y aurait-il un équilibre à venir ?
Et ne serait-ce pas là non plus où chercher cette matière qui restera désespérément noire?
En tout cas je constate que la science est pleine de paradoxes qui soulèvent de nombreuses question, pour ma part.

La notion de centre de l'univers ne renvoie à rien de physique. Pas plus qu'il n'existe une ville sur Terre qui puisse être qualifiée de centre géométrique du monde. Par contre si le rayon de cette sphère augmente, chaque point à la surface de la sphère verra tous les autres s'éloigner de lui "comme si" c'était lui le centre de l'expansion. L'expansion de l'univers se mesure localement en prenant deux points suffisamment éloignés pour pouvoir être considérés comme non liés gravitationnellement. Tu vois en te basant là dessus qu'il n'y a pas de direction à l'expansion, chaque point s'éloigne de tous les autres, dans toutes les directions.

[Peu importe]

Donc tu nies la théorie du BIg bang, sans entendre que tout n'était peu être pas que condensé en un seul point pour ma part, mais peut-être une sphère en rotation ce qui expliquerait à l'image de notre système solaire un univers assez plat dans son expansion ?

[pelkin]

Eueueuuuhhh où avez vous lu, compris, interprété, déduit, induit, inféré (rayez les mentions inutiles) que gilgamesh niait la théorie du "big bang" ???

[Peu importe]

Et pour en connaître le centre, faut-il aussi prendre deux points diamétralement opposés ou faire une triangulation judicieuse ?

[Peu importe]

L'origine ne serait pas le centre?

[pelkin]

Donc tu nies la théorie du BIg bang, sans entendre que tout n'était peu être pas que condensé en un seul point pour ma part, mais peut-être une sphère en rotation ce qui expliquerait à l'image de notre système solaire un univers assez plat dans son expansion ?

Et pour en connaître le centre, faut-il aussi prendre deux points diamétralement opposés ou faire une triangulation judicieuse ?

Eh bé, c'est bien parti, on a un astrophysicien de choc en plus avec SA théorie sur le forum.
Welcome brother !

[pelkin]

La triangulation de l'ère de Planck ... je sens venir du lourd !

[Gilgamesh]

On se calme, tout le monde

La théorie de l'expansion de l'univers, aka théorie du Big Bang ne propose pas que l'univers provienne d'un point situé dans un espace physique préexistant et qui serait progressivement occupé par de la matière. Le Big Bang n'est pas une explosion dans l'espace, mais une expansion de l'espace.

La façon la plus simple de comprendre la théorie est de se placer dans un variété géométrique finie sans bord. Disons que tout le volume de notre univers forme l'hypersurface de volume fini (3D) qui recouvre un hypervolume (4D), de façon tout à fait analogue à la sphère qui représente la surface finie (2D) recouvrant un volume (3D). On peut se demander si physiquement cette construction géométrique a un sens, et la grande réponse de la relativité générale, grâce à laquelle on peut à nouveau envisager une cosmologie scientifique, c'est que oui. La relativité générale a pour cadre formel une géométrie non euclidienne, sur l'espace-temps (on laisse le temps de coté pour l'instant).

Disons pour simplifier que la masse de l'univers est finie et constante. Dans l'analogie de la sphère, disons qu'on a une population constante de fourmis qui se déplacent sur la sphère. Au début le rayon R de la sphère est petit (à la limite, nul), donc la surface qui est en R² est elle même petite (à la limite, nulle) et la densité de fourmis à sa surface est élevée (à la limite, infinie). Puis le rayon grandit, la surface augmente et la densité baisse. Les fourmis ont de plus en plus de place pour se déplacer. Le point est que les fourmis se déplacent toujours sur la variété 2D, et que l'expansion n'est pas du au fait qu'elle se déplacent. Imagine des fourmis au repos, elles s'éloignent pareil les unes des autres, car c'est la surface qui augmentent et non elles qui se déplacent. C'est en ce sens que le Big Bang n'est pas une explosion. La théorie ne change pas si la matière est parfaitement immobile, froide et sans pression, à 0K à la limite. L'univers n'est pas en expansion parce qu'il était chaud, dense et compressé à l'origine. Par ailleurs si on demande aux fourmis où a commencé l'expansion dans leur univers, où se situe le centre d'où tout à jaillit, elles ne sauront le dire : la question n'a tout simplement aucun sens physique. Le centre de la sphère ne fait pas parti de l'espace physique sur lequel vive les fourmis, et il n'est pas le lieu d'un jaillissement de matière. Il n'a aucune réalité physiquement parlant.

L'expansion de l'univers formellement c'est ça.

Ensuite, il est possible de généraliser le raisonnement à des espace de courbure nulle, voire négative, mais pour commencer il est conseillé de bien se familiariser avec ce qui se passe avec une variété sphérique.

[Peu importe]

Euh, vous avez vu mon profil?
Je ne travaille pas au cern et n'en ai pas la prétention.
Seulement si vous pouvez répondre, affirmer ou contredire pour que je comprenne à mes simples questions, vous êtes les bienvenus. Et peu importe la constitution la plus élémentaire actuelle de la matière théorique ou non, à moins que les propriétés diffèrent.
Merci d'avance.

[Gilgamesh]

Je pense y avoir répondu. Si y'a quelque chose qui te bloque dans mon explication, mentionne le explicitement, y'a pas de soucis.

[yves95210]

Euh, vous avez vu mon profil?
Je ne travaille pas au cern et n'en ai pas la prétention.
Seulement si vous pouvez répondre, affirmer ou contredire pour que je comprenne à mes simples questions, vous êtes les bienvenus. Et peu importe la constitution la plus élémentaire actuelle de la matière théorique ou non, à moins que les propriétés diffèrent.
Merci d'avance.

Il me semble que la réponse de Gilgamesh ne s'adressait pas à un physicien...

Mais si tu veux encore plus simple : prends un ballon de baudruche et considère que sa surface est l'univers. C'est une image un peu trompeuse, puisque la surface d'un ballon (une sphère) n'a que deux dimensions (tu as besoin de seulement deux nombres pour spécifier un point de cette surface, comme tu peux définir un point de la surface de la Terre par sa latitude et sa longitude). Alors que l'univers possède trois dimensions d'espace (et de plus on pense qu'il ne ressemble pas à une hypersphère) - mais c'est juste plus difficile à visualiser, d'où l'exemple en deux dimensions.

Gonfle ton ballon, juste un peu (disons que cet état est celui de l'univers au début de son expansion), puis dessine quelques points à sa surface. Déjà, pose toi la question : est-ce qu'un de ces points peut être défini comme le centre de l'univers (le centre de la surface du ballon) ? Comment peux-tu en choisir un en particulier ?

Ensuite, gonfle encore le ballon. Sa surface grandit, c'est l'expansion de l'univers (l'espace s'agrandit). Tu vois les points s'éloigner les uns des autres. Pourtant ils n'ont pas "bougé": si tu avais dessiné un quadrillage sur le ballon avant de le gonfler, chacun des points resterait situé à la même position par rapport à ce quadrillage - en fait c'est le quadrillage qui aurait grandi en même temps que la surface du ballon.

En fait ce quadrillage est l'équivalent de ce qu'on appelle un système de coordonnées comobiles. Tu peux choisir l'origine de ce système (le point de coordonnées 0,0,0) n'importe où; le choix le plus simple est de prendre l'endroit où tu te trouves, à condition de ne pas oublier que ça ne fait pas de toi le centre du monde, et qu'un habitant d'une galaxie lointaine aurait tout autant le droit de choisir comme origine l'endroit où il se trouve.
Exactement comme, sur Terre, on a défini arbitrairement la longitude 0 comme étant celle du méridien de Greenwich et la latitude 0 celle de l'équateur (cette définition est moins arbitraire puisque l'équateur est le même pour tout le monde, et il est physiquement défini par la rotation de la Terre). Mais un Chinois aurait sans-doute préféré que la longitude 0 soit celle de Pékin, et ça n'aurait rien changé aux calculs qu'il serait capable de faire (par exemple, la distance à parcourir entre deux points définis par leur latitude et leur longitude).

Pour en revenir au ballon en train de se gonfler. Les points que tu vois s'éloigner ont de ce fait une certaine vitesse apparente l'un par rapport à l'autre (même s'ils ne bougent pas par rapport au quadrillage), de même que deux amas de galaxie s'éloignent l'un de l'autre dans l'univers avec une certaine vitesse relative, même s'ils ne bougent pas par rapport au système de coordonnées comobiles que tu as choisi. En fait c'est l'unité de ce système de coordonnées qui grandit avec l'expansion de l'univers. Le taux d'expansion de l'univers est le taux d'accroissement de cette unité. Quand on mesure la vitesse d'éloignement d'un amas de galaxies suffisamment distant du nôtre (ce qu'on sait faire en mesurant le décalage des fréquences du rayonnement qu'on reçoit depuis cet amas), c'est en fait ce taux d'expansion qu'on mesure.

Bien sûr les galaxies et les amas ne sont pas assimilables aux points sur la surface du ballon: ils ne restent pas immobiles par rapport au "quadrillage". Mais leur vitesse propre (par rapport au système de coordonnées comobile) est de l'ordre de quelques centaines de km/s, quelques milliers tout au plus. Alors que, par exemple, un amas situé à 3 milliards d'années-lumière s'éloigne de nous à environ 70000 km/s du fait de l'expansion. Donc, vu de chez nous, sa vitesse propre est pratiquement négligeable. De ce fait, tous les amas suffisamment lointains s'éloignent de nous suivant des directions radiales (les rayons d'une sphère dont nous serions le centre), sans pour autant que nous occupions une position privilégiée dans l'univers.
Il en est exactement de même pour un observateur situé n'importe où dans l'univers, il voit les amas lointains (le notre par exemple) s'éloigner de lui suivant des directions radiales par rapport à lui, et peut en tirer exactement les mêmes conclusions que nous sur l'expansion de l'univers. L'univers n'a pas de centre, et l'expansion ne se produit pas à partir d'un point central.
Ou si tu veux, la surface du ballon ne "s'expand" pas autour d'un de ses points en particulier; le point central de son expansion est le centre du ballon, qui n'appartient pas à sa surface. Tu peux raisonner un peu de la même façon à propos de l'univers, à condition de ne pas oublier que ce n'est qu'une image.

ça commence à être un peu long, et je ne sais pas si tu as suivi jusque là, donc j'arrête pour le moment. En fonction de ta réponse on pourra essayer d'aller plus loin, pour répondre à ta question initiale (et Gilgamesh saura le faire mieux que moi). Mais il faut au moins que tu aies compris ce qui précède.

(Gilgamesh, désolé, j'avais commencé ce long message avant de voir ta réponse)

[Peu importe]

Merci seulement aux dernières nouvelles, l'univers serait plat.

Je vous renvoie à ce lien http://www.astronomes.com/le-big-ban...e-de-lunivers/

Avec en citation :

La platitude de l’Univers
D’après la relativité générale, il existe aussi trois géométries possibles pour l’Univers en théorie. Il se peut que l’Univers se comporte comme une sphère, il aurait alors une étendue finie et on le qualifierait de fermé. Il est possible que l’Univers soit semblable à une selle de cheval, il serait alors infini et on le désignerait comme ouvert. Enfin, la géométrie de l’Univers pourrait être similaire à celle d’un plan, il serait également infini, mais on parlerait d’un Univers plat ou euclidien.

Comme pour l’homogénéité de l’Univers, notre connaissance de la courbure vient de l’analyse du rayonnement fossile. Les observations du satellite WMAP lancé en 2001 ont en particulier montré que la courbure de l’Univers est nulle avec une précision d’environ un pour cent. L’Univers est donc soit plat, soit quasiment plat. La question est de savoir pourquoi. Il n’y a en effet pas de raison pour que la courbure de l’Univers ne soit pas largement positive ou négative.

Je ne peux que m'appuyer sur les travaux les plus récents et j'espère les plus justes pour faire ma propre synthèse.

Je souhaite nullement être dérangeant mais c'est mon dada de la semaine, en vacances...

Pour ma part, un univers quasiment plat ne pourrait-être que proche d'un disque pour te rejoindre dans ta vision uniforme qui me parait indéniable de l'expansion.

Mais pourquoi l'énergie initiale aurait-elle d'un seul coup dissipé toute la matière sur une surface. Le coeur de l'univers primordial n'aurait-il pas pu rester vers son origine car la vitesse aurait été plus grande seulement en périphérie et quasiment nulle au centre, les énergies périphériques pouvant s'annuler quand dirigées vers ce même centre ? Imaginer que ce ne soit qu'un point, je vous l'accorde mais un amas, alors ça a du souffler dans tous les sens et forcément à certains niveaux s'équilibrer avec des vitesses contraires qui s'annulent donc.

Si seulement tout pouvait être cohérent.

Je souhaite nullement être dérangeant mais c'est mon dada de la semaine, en vacances...

[pascelus]

Juste une remarque au passage, pour rester dans l'image du ballon et des fourmis: plus on gonfle le ballon plus il parait plat aux fourmis. Notre seule certitude actuelle de la topologie de l'univers est que si courbure il y a, elle est infime. Et les mesures récentes la rendent de plus en plus proche de 0.

[Lansberg]

Bonsoir,

D’après la relativité générale, il existe aussi trois géométries possibles pour l’Univers en théorie. Il se peut que l’Univers se comporte comme une sphère, il aurait alors une étendue finie et on le qualifierait de fermé. Il est possible que l’Univers soit semblable à une selle de cheval, il serait alors infini et on le désignerait comme ouvert. Enfin, la géométrie de l’Univers pourrait être similaire à celle d’un plan, il serait également infini, mais on parlerait d’un Univers plat ou euclidien.

Ce n'est pas aussi simple que cela. La finitude ou l'infinitude de l'univers dépend aussi de sa forme globale (sa topologie). On peut très bien avoir un univers euclidien (plat) ou hyperbolique (selle de cheval) fini.

Pour ma part, un univers quasiment plat ne pourrait-être que proche d'un disque pour te rejoindre dans ta vision uniforme qui me parait indéniable de l'expansion.

Un univers plat signifie seulement qu'on peut y appliquer la géométrie d'Euclide. Ça n'a rien à voir avec sa forme globale.
On distingue 18 espaces euclidiens tridimensionnels : 8 sont ouverts (= de volume infini) et 10 fermés (= de volume fini). Parmi ces 18 formes d'espace, certaines peuvent être retenues pour décrire notre univers. Par exemple l'hypertore qui est un espace fini mais sans bord et sans frontière.