univers courbe et redshift

[moijdikssékool]

hello
de ce que je comprends le redshift des galaxies nous permet de dire que l'Univers est en expansion. Je n'ai pas trouvé de théorie qui explique ce fait, autrement que par le biais des observations, qui permettrait de conclure que, puisque le vide se dilate, la lumière se décale. Je n'ai pas insisté, j'ai surtout l'impression que ce fait est une interprétation. Soit
On sait que dans le cas de l'attraction, lorsqu'un faisceau de lumière traverse une courbure locale, la lumière, si sa trajectoire est modifiée, ne subit pas de décalage, ni géométrique ni spectral
Mais si l'on considère que l'Univers est courbe (on sait qu'il est quasi plat, mais ça ne veut pas dire qu'il est plat...), est-ce que l'on observerait un décalage quelconque? Même s'il était infime, saurions-nous le quantifier?
Je pose la question pour deux types de courbure:
-un Univers que l'on pourrait plonger dans une sphère (pas une boule, hein)
-un Univers que l'on pourrait plonger dans un disque (l'espace serait quadrillé par des cercles concentriques et des droites passant par un centre). Ce cas est purement conceptuel mais c'est juste pour dire que si la lumière subit une déviation dans une direction et pas une autre (ce qui n'est pas le cas de notre Univers), nous sommes alors sûr que l'Univers ne peut être plongé dans un disque
Idem pour l'Univers-sphère: si la lumière subissait un redshift important du fait de la courbure de l'Univers (si sa courbure est quasi-nulle, les distances parcourues par la lumière sont, elles, importantes), pouvons-nous être sûr que le redshift mesuré sur les galaxies est celui de l'expansion? S'il y a une contradiction, il faudra par exemple choisir entre un Univers courbe et un Univers en expansion...
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[Gilgamesh]

hello
de ce que je comprends le redshift des galaxies nous permet de dire que l'Univers est en expansion. Je n'ai pas trouvé de théorie qui explique ce fait, autrement que par le biais des observations, qui permettrait de conclure que, puisque le vide se dilate, la lumière se décale. Je n'ai pas insisté, j'ai surtout l'impression que ce fait est une interprétation. Soit

Mieux vaut dire que l'espace se dilate plutôt que le vide, qui désigne son contenu.

Je ne vois pas trop ce que tu attends de mieux : on a une théorie, la relativité générale, qui prédit qu'un univers homogène et isotrope est forcément dynamique, soit il croit, soit il décroit. Dans un cas, la lumière des astres lointains doit être décalée en fréquence, soit vers le rouge, soit vers le bleu, en proportion de la distance. On observe précisément ce phénomène, vers le rouge. L'univers est en expansion. Alliée à la physique nucléaire, la théorie prédit également le fait que l'univers devait être chaud et dense au début de son expansion, ce qui a engendré un bref épisode de nucléosynthèse ce qui explique la formation universel d'élément léger comme l'hélium-4. On observe qu'effectivement la teneur en hélium-4 de l'univers est élevée et quasiment la même partout, ce qu'il serait impossible d'expliquer par la nucléosynthèse stellaire. Alliée à la physique des plasma, la théorie permet également de prédire l'existence d'un épisode de découplage matière-rayonnement d'où devrait provenir un fond de rayonnement fossile micro-onde à quelques Kelvin. Ce fond est précisément observé et permet à son tour de valider l'hypothèse initiale d'homogénéité de l'univers. Tout ça forme un vaste ensemble d'interprétation, c'est à dire un dialogue entre une théorie cadre et de nombreuses observations, qui permettent de paramétrer un modèle d'univers en expansion.

On sait que dans le cas de l'attraction, lorsqu'un faisceau de lumière traverse une courbure locale, la lumière, si sa trajectoire est modifiée, ne subit pas de décalage, ni géométrique ni spectral

Je ne sais pas ce que tu appelle un décalage géométrique... Elle est déviée, mais pas dispersée, si c'est ça que ça veut dire. Les lentilles gravitationnelles sont achromatique.

Et elle n'est pas non plus redshiftée ou blueshiftée par la lentille elle même.

Mais si l'on considère que l'Univers est courbe (on sait qu'il est quasi plat, mais ça ne veut pas dire qu'il est plat...), est-ce que l'on observerait un décalage quelconque?

Non. L'effet d'advient que si le potentiel gravitationnel de départ est différent de celui d'arrivée. Dans un univers homogène et isotrope tout est au même potentiel. Sauf EVIDEMMENT l'effet du redshift cosmologique lui même, qui peut être interprété comme le fait que la lumière a été émise dans un univers plus dense au départ que à l'arrivée. Mais ça ne permet pas de mesurer la courbure, en tant que tel.

[moijdikssékool]

Sauf EVIDEMMENT l'effet du redshift cosmologique lui même, qui peut être interprété comme le fait que la lumière a été émise dans un univers plus dense au départ que à l'arrivée

si tu te cales sur l'effet décalage d'Einstein, ça provoquerait effectivement un redshift. Quand à quantifier ça...

Je ne sais pas ce que tu appelle un décalage géométrique... Elle est déviée, mais pas dispersée, si c'est ça que ça veut dire. Les lentilles gravitationnelles sont achromatique.
Et elle n'est pas non plus redshiftée ou blueshiftée par la lentille elle même.

je ne parle pas de gravitation. Je parle de la courbure de l'espace. Est-ce qu'un rayon lumineux, courbé dans cet espace, subit une quelconque déviation
Le calcul pourrait donner la part qui serait dévolue à l'expansion, l'autre à celle d'un Univers courbe. Si le calcul mène à une part trop importante pour la part revenant à l'Univers courbe, il faudra revoir le modèle

[Deedee81]

Salut,

La courbure (moyenne) de l'espace est proche de zéro. C'est le fameux problème de la platitude (résolu par l'inflation).

[A voir en vidéo sur Futura]

[papy-alain]

(résolu par l'inflation).

Euh...Je dirais plutôt causé par l'inflation.

[moijdikssékool]

La courbure (moyenne) de l'espace est proche de zéro

je peux aussi te rappeler la distance parcourue par la lumière avant d'arriver à nous, en mètre. Si la courbure de l'espace provoque un redshift (et ici il ne s'agit pas, ici, de courbure causée par la gravitation, auquel cas il n'y a pas de décalage, comme je tiens à le rappeler aussi), il se pourrait bien que celui-ci soit non négligeable
Tout comme on pourrait aussi, comme le suggère Gilgamesh, considérer un effet décalage d'Einstein, en fonction de la densité de matière des Univers traversés par la lumière avant d'arriver jusqu'à nous. Par exemple les redshifts mesurés du CMB sont reliées à la température, directement liée à la densité

[Deedee81]

Salut,

Si la courbure de l'espace provoque un redshift (et ici il ne s'agit pas, ici, de courbure causée par la gravitation, auquel cas il n'y a pas de décalage, comme je tiens à le rappeler aussi), il se pourrait bien que celui-ci soit non négligeable

Ca c'est nawak. Les effets de la gravité sont dû à la gravitation. Donc, s'il y avait une courbure on en verrait les effets et les astronomes n'en déduiraient pas que la courbure est nulle.

Abandonne tes idées sans intérêts et, pourquoi pas, ouvre, un cours de relativité générale et cosmologie.

[invite77389699]

Hello Good Friends I am back from skiing and completely intact.

Encore cette question qui me travaille un univers strictement plat devrait être infini, non? Le notre peut cependant avoir un rayon de courbure immense qui nous le fait apparaître localement plat?

[jacknicklaus]

un univers strictement plat devrait être infini, non?
non. par exemple le tore obtenu par collage d'une carré plat selon chaque bord opposé. (l'espace des jeux vidéo de type Pacman).

Le notre peut cependant avoir un rayon de courbure immense qui nous le fait apparaître localement plat ?
oui, tout à fait. Si tu te tiens debout sur une sphère de 1 Tal de rayon, tu ne feras pas de différence avec un plancher plat.


voir ici, c'est un bel article de synthèse : https://luth.obspm.fr/~luminet/topo.html

[invite77389699]

Oui mais le tore a plusieurs rayons de courbures et nous avons fait l'hypothèse d'un univers homogène et isotrope donc avec un rayon de courbure constant dans toutes les directions.

[jacknicklaus]

Oui mais le tore a plusieurs rayons de courbures et nous avons fait l'hypothèse d'un univers homogène et isotrope donc avec un rayon de courbure constant dans toutes les directions.

Non. Pour la cas du tore, voir théorème de Gauss Bonnet : sa courbure totale est nulle.

Les modèles de Friedman-Lemaître partent tous de l'hypothèse homogène et isotrope. Dans ces modèles, seuls les univers de courbure positive sont forcément finis. Dans les autres cas (courbure nulle ou négative), le caractère infini ou non dépend de la topologie.

As tu lu l'article que j'ai cité ?

[Deedee81]

Salut,

Oui mais le tore a plusieurs rayons de courbures et nous avons fait l'hypothèse d'un univers homogène et isotrope donc avec un rayon de courbure constant dans toutes les directions.

Le tore plat n'a pas de courbure.
http://www.universalis.fr/encyclopedie/tore-plat/
(désolé pas d'article wikipedia spécifique)

[invite77389699]

voir ici, c'est un bel article de synthèse : https://luth.obspm.fr/~luminet/topo.html

Bien entendu j'ai lu le magnifique bouquin de JP luminet "Le destin de l'Univers" mais son univers chiffonné me semble un tantinet trop complexe comme chaque fois il faut attendre des indices observationnels. La plupart des cosmologistes partisans des multivers parlent de bulles d'univers ce qui correspond bien a des univers de courbure positive. Mais tout ceci n'est qu'un "feeling" puisque rien ne peut étayer aujourd'hui une thèse par rapport à une autre. A partir du moment ou la science "nous lâche" nous sommes obligés d'avoir une opinion préférentielle sur la structure du monde totalement subjective je le conçois.

Personnellement je pense que l'univers est cohérent car nous sommes cohérents et nous sommes son produit. je ne crois pas aux infinis physique qu'il soient petits ou grands. Certes c'est une position philosophique et Amanuensis va encore me fustiger et dire que ces propos n'ont rien à faire ici. Mais quand on discute des limites de notre connaissance?

[jacknicklaus]

Bien entendu j'ai lu le magnifique bouquin de JP luminet "Le destin de l'Univers" mais son univers chiffonné me semble un tantinet trop complexe comme chaque fois il faut attendre des indices observationnels.

Oui, je suis aussi ce cet avis.
Je citais son article non pour l'hypothèse "chiffonnée", mais pour son beau résumé de topologie dans les premières pages, qui réponds je crois à ta question initiale.

[invite77389699]

Salut,



Le tore plat n'a pas de courbure.
http://www.universalis.fr/encyclopedie/tore-plat/
(désolé pas d'article wikipedia spécifique)

Ah oui il y a ça aussi:

http://images.math.cnrs.fr/Gnash-un-tore-plat.html

mais bon ultra complexe ne veut pas dire vrai. Encore une fois méfions-nous du monde des idées de Platon qui dépasse largement le monde physique. Est-ce que quelqu'un a déjà vu un cercle ou un point?

[Deedee81]

mais bon ultra complexe ne veut pas dire vrai. Encore une fois méfions-nous du monde des idées de Platon qui dépasse largement le monde physique.

Oui, oui. Je suis d'accord avec tout ça. Je répondais seulement sur la courbure

Est-ce que quelqu'un a déjà vu un cercle ou un point?

J'ai point vu de cercle, ça compte ?

EDIT sans rire, il ne faut pas oublier que la physique est FAPP (for all practical purpose). Bref, que le cercle existe, on s'en fout royalement. Ce qui compte est que ce qui est existe soit "presque un cercle à la précision des mesures près".

[invite77389699]

Nous sommes d'accord tout cela pour dire que les topologies tordues avant d'avoir des indices mesurables bof. cela n'empêche pas bien entendu d'étudier tous les champs qui s'offrent à nous. la position d'Aurélien Barrau sur les multivers me semble aussi un peu de l'ordre de la croyance, ce n'est pas lui faire insulte car il assume cette position.

[Deedee81]

Nous sommes d'accord tout cela pour dire que les topologies tordues avant d'avoir des indices mesurables bof. cela n'empêche pas bien entendu d'étudier tous les champs qui s'offrent à nous. la position d'Aurélien Barrau sur les multivers me semble aussi un peu de l'ordre de la croyance, ce n'est pas lui faire insulte car il assume cette position.

D'un autre coté, c'est un peu normal car c'est juste de la vulgarisation. Et comme je l'avais déjà dit sur Futura, la vulgarisation ce n'est pas de la science

[papy-alain]

D'un autre coté, c'est un peu normal car c'est juste de la vulgarisation. Et comme je l'avais déjà dit sur Futura, la vulgarisation ce n'est pas de la science

Oui, mais devant la quantité invraisemblable de modèles possibles sur la topologie de l'univers, ce n'est plus de la vulgarisation, c'est le tirage du loto.

[Deedee81]

Oui, mais devant la quantité invraisemblable de modèles possibles sur la topologie de l'univers, ce n'est plus de la vulgarisation, c'est le tirage du loto.

Il y a moins de numéro possible au loto

Sans rire, ce genre de sujet fait effectivement partie des sujets pour lesquels on n'a pas la réponse (on l'aura peut-être un jour, mais je ne vais pas jouer les madames Soleil).

[papy-alain]

Il y a moins de numéro possible au loto

Sans rire, ce genre de sujet fait effectivement partie des sujets pour lesquels on n'a pas la réponse (on l'aura peut-être un jour, mais je ne vais pas jouer les madames Soleil).

Ce que je ne comprends pas, c'est que chaque avis autorisé sur le sujet fait l'objet de conférences, de livres, etc. La physique serait elle devenue mercantile ?

[pm42]

Ce que je ne comprends pas, c'est que chaque avis autorisé sur le sujet fait l'objet de conférences, de livres, etc. La physique serait elle devenue mercantile ?

Oui, d'ailleurs les physiciens deviennent tous riches comme ça et viennent faire leurs conférences sur les topologies de l'Univers en Maserati. Il parait même que certaines rock-stars envisagent de se reconvertir.

Il semble que d'ailleurs, les conférences et livres sur des sujets sur lesquels ont n'a pas encore de réponse prennent la place du débat d'idée où les différents points de vue seraient exprimés par ce genre de moyen.

[Deedee81]

Ce que je ne comprends pas, c'est que chaque avis autorisé sur le sujet fait l'objet de conférences, de livres, etc. La physique serait elle devenue mercantile ?

Ce n'est que le (tout petit) sommet de l'iceberg.

[moijdikssékool]

Ca c'est nawak. Les effets de la gravité sont dû à la gravitation

La courbure de l'Univers n'a rien à voir avec la gravitation. On soupçonne même l'Univers d'être plat
Si la courbure de l'espace, aussi faible soit-elle, provoque un redshift non négligeable sur les longues distances, il faudrait la considérer dans le calcul du redshift réel des galaxies

Je n'ai pas non plus eu de réponse non plus concernant un éventuel décalage par rapport à la densité. Si l'on considère le décalage d'Einstein:

une fréquence produite dans un champ de gravitation est vue décalée vers le rouge (c'est-à-dire diminuée) quand elle est observée depuis un lieu où la gravitation est moindre

Or la densité de matière du temps du FDC était élevée, le redshift important du FDC pourrait, en partie, s'expliquer ainsi. Et du coup expliquer aussi le redshift des galaxies, pataugeant dans un Univers de moins en moins dense lorsqu'on les voit de moins en moins redshiftée

[moijdikssékool]

en fait, j'aimerais qu'on me dise juste que l'on a déduit que le redshift des galaxies mesurait l'expansion de l'Univers parceque l'
on SAIT qu'une éventuelle courbure de l'Univers ne provoque pas de redshift
et que
l'on SAIT aussi que le décalage d'Einstein ne peut être pris en considération lorsque les photons traversent le temps de manière significative, donc même lorsque la densité de l'Univers qu'ils traversent évolue

Alors que l'on SAIT qu'une courbure de l'espace provoquée par une masse ne provoque pas de redshift, ce qui signifie que la présence de la masse peut tout à fait être une condition nécessaire à ce non-décalage. Ou faut-il revenir sur le principe que deux masses différentes de même volume tombent à la même vitesse en présence d'une masse?
et que
l'on SAIT
1) que la densité de l'objet est une donnée à prendre en compte dans le calcul du décalage d'Einstein (dans cette discussion, en effet, le redshift d'une étoile au sein d'une galaxie ne donne pas du tout le même résultat si l'on considère que la masse de la galaxie est contenue dans le volume de l'étoile ou dans celui de la galaxie. Disons que il n'y a pas eu de réponse concise statuant quel calcul il faudrait faire, ni quel théorème ni quelle loi non plus)
2)que redshift et densité sont reliés via la température dans l'interprétation du FDC

j'ai l'air d'être embêtant mais je trouve que si l'on n'a pas réfléchi à ces questions, ça peut devenir embêtant s'il s'avère qu'elles peuvent être déterminantes pour l'interprétation du FDC, par exemple, ou pour l'interprétation du redshift des galaxies
Jdissamoijdirien...

[Deedee81]

Salut,

J'ai commis la perle du siècle là Mais bon, malgré ma grosse faute d'inattention, j'ai clairement été compris.

La courbure de l'Univers n'a rien à voir avec la gravitation.

Celle l'a elle est vraiment énorme. Il faudrait l'épingler comme la bêtise du siècle

Tu confonds courbure locale et courbure moyenne. La courbure locale n'est pas nulle et est liée à la gravitation, ce n'est qu'en moyenne sur de longues distances que la courbure est (quasi) nulle.

De plus tu confonds aussi courbure de l'espace et de l'espace-temps. Pour le redshift d'expansion, la courbure moyenne suffit, mais il faut prendre la courbure de l'espace-temps qui, elle, est loin d'être nulle.

en fait, j'aimerais qu'on me dise juste que l'on a déduit que le redshift des galaxies mesurait l'expansion de l'Univers

Pas seulement déduit mais vérifié. Grâce aux Céphéides et aux supernovae de type Ia. Attention je ne parle pas de l'accélération de l'expansion, juste de l'utilisation des supernovae de type Ia comme chandelles cosmiques, au même titre que les Céphéides ou la luminosité des galaxies.

Non seulement ces chandelles permettent de corréler le redshift avec la distance, mais les Céphéides et surtout les supernovae Ia ont un autre avantage : la durée de leur périodicité pour les unes et de la courbe de luminosité pour les autres est affecté par la vitesse d'expansion. Ce n'est pas un phénomène relativiste, c'est bêtement un effet de dilatation apparente des durées identique à l'effet Doppler classique. Comme avec les supernovae Ia on a en plus la luminosité intrinsèque de la supernovae, cela donne deux phénomènes indépendants permettant de déterminer la distance et la vitesse de récession, qu'on peut alors corréler au redshift.

Et bingo, c'est bon.

Je ne réponds pas au reste de ton message qui est juste la conséquence de ton incompréhension de la relativité générale (EDIT tu as tendance à brûler les étapes, à défaut de brûler les chandelles cosmiques, dans ta tentative pour comprendre tout ça. Ca te joue de vilains tours)

[jacknicklaus]

[...] je trouve que si l'on n'a pas réfléchi à ces questions, ça peut devenir embêtant [...]

Crois tu, une picoseconde, sérieusement, qu' "ON" (quelques milliers de chercheurs, depuis plus d'un siècle que la RG a été formulée) n'a pas réfléchi à ces questions avant que toi tu t'y intéresse hier ?

Ces questions te passionnent et c'est tout à ton honneur. Il faut donc que tu te lances dans un peu de lecture d'un bon cours de RG. Tu peux ouvrir un fil pour te faire conseiller sur ce thème si tu le souhaites.

[invite0bbe92c0]

Celle l'a elle est vraiment énorme. Il faudrait l'épingler comme la bêtise du siècle

Un peu de patience; on va peut être avoir encore mieux; avec "moijdikseekool", tous les espoirs sont permis.

[Deedee81]

Il faut donc que tu te lances dans un peu de lecture d'un bon cours de RG. Tu peux ouvrir un fil pour te faire conseiller sur ce thème si tu le souhaites.

Je conseille ce bon vieux livre "Gravitation" de MTW. Qui a l'avantage d'avoir deux pistes : une assez facile, basée sur les composantes, et l'autre plus profonde mais basée sur la géométrie différentielle.
La piste 1 a de très nombreux passages vraiment faciles à comprendre.

Pour ce qui est d'ouvrir un fil, je conseille le forum de physique puisqu'il s'agirait ici de comprendre la relativité générale et non (immédiatement) ses applications en astrophysique/cosmologie.

Un peu de patience; on va peut être avoir encore mieux; avec "moijdikseekool", tous les espoirs sont permis.

Etant donné les thèmes du forum, je parie que c'est sur Futura qu'on trouve le plus d'énormités au mètre carré. On doit avoir le record du net
(A part peut-être usenet avec sci.physic.relativiy, dont on lira avec délectation le "Immortal Fumbles" de Dirk Vandemortele. On y trouve des choses mémorables comme :
- Ce n'est pas en répétant plusieurs fois quelque chose de faux qu'il devient vrai
- Bien sûr que si

)

Bon, ici, soyons moins dur. On a tous notre lot de bêtises. J'en ai déjà lâché des vertes et des pas mûres (comme mon "opérateur temps" en MQ, si si, j'ai dit ça. Merci à Rincevent que je salue de m'avoir corrigé).
Ici ça résulte d'un manque de connaissance en RG.
Et, ma foi, avec un bon livre, ça se corrige facilement.

[Mailou75]

Crois tu, une picoseconde, sérieusement, qu' "ON" (quelques milliers de chercheurs, depuis plus d'un siècle que la RG a été formulée) n'a pas réfléchi à ces questions avant que toi tu t'y intéresse hier ?

Parfois trop réfléchir empêche de penser... Einstein nous a dit que l'espace temps a 4 dimensions. La trajectoire (ligne d'univers) est l'axe de temps d'un observateur et, de fait, les 3 dimensions restantes sont l'espace. La théorie de l'expansion est une théorie 3D+t (où t est le même pour tous) donc par définition fausse. Isn't it ?