Des galaxies invisibles à cause de leur vitesse ?

[viiksu]

OK mais je ne comprends pas à quoi sert la distance comobile dans la mesure ou elle ne représente rien de physique?
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[Lansberg]

La distance comobile est peu utilisée puisque non mesurable directement. Elle dépend comme la distance angulaire ou la distance de luminosité des paramètres cosmologiques (Ho, diverses densités...).
On utilise le décalage vers le rouge, z, qui lui, est mesurable directement. La relation entre z et les différentes notions de distance permet de tester les modèles cosmologiques et de dresser des diagrammes comme ceux évoqués ci-dessus.

[viiksu]

La distance comobile est peu utilisée puisque non mesurable directement. Elle dépend comme la distance angulaire ou la distance de luminosité des paramètres cosmologiques (Ho, diverses densités...).
On utilise le décalage vers le rouge, z, qui lui, est mesurable directement. La relation entre z et les différentes notions de distance permet de tester les modèles cosmologiques et de dresser des diagrammes comme ceux évoqués ci-dessus.

Got it finalement c'est le premier diagramme qui me parle le plus celui en distances propres.

[invite9282c9d3]

Bonjour,

Je comprends que l'expansion de l'univers si celui-ci est infini a lieu à une vitesse supérieure de celle de la lumière. Les galaxies lointaines sont donc entraînées par cette expansion... ce que je ne comprends pas c'est : comment un photon "émit par cette galaxie" dans le sens opposé du déplacement de cette galaxie mais en direction de la Terre ne puisse nous atteindre ? Serait-ce parce qu'il est en quelque sorte "tiré en arrière" par la galaxie ?

Bonjour,

Voici ma compréhension très naïve des choses :
Si tu mets 2 ballons dans une piscine et qu'il n'y a rien pour interférer, tes deux ballons vont rester immobiles l'un par rapport à l'autre et si tu émets un photon depuis l'un des deux ballons en direction de l'autre, tu sais qu'il l'atteindra tôt ou tard. Maintenant, ajoute un phénomène d'expansion de l'eau. A chaque seconde, la piscine s'élargit et chaque molécule d'eau se dédouble, comme une cellule vivante. Il y a donc de plus en plus d'eau qui sépare les ballons et ce phénomène a pour conséquence d'éloigner les ballons sans que ceux-ci ne se déplacent, et ce phénomène s’amplifie d'autant que les ballons s'éloignent car plus il y a d'eau entre les ballons, plus il y en aura à la seconde suivante. Le phénomène créé donc un éloignement des ballons avec une vitesse qui ne cesse d'augmenter, pourtant les ballons ne se déplacent jamais !!! A un moment donné, tu peux imaginer qu'il y ait assez d'eau entre les ballons pour qu'à chaque seconde, l'espace créé entre les ballons soit supérieur à la distance parcourue par la lumière en une seconde. Dans ce cas, si un ballon émet un photon vers l'autre, le photon se déplacera indéfiniment sans jamais atteindre l'autre ballon car celui-ci s'éloigne plus vite que le photon n'arrive !!!

Voilà voilà, en tout cas c'est comme ça que moi je comprends les choses...

[viiksu]

Bonjour,

Voici ma compréhension très naïve des choses :
Si tu mets 2 ballons dans une piscine et qu'il n'y a rien pour interférer, tes deux ballons vont rester immobiles l'un par rapport à l'autre et si tu émets un photon depuis l'un des deux ballons en direction de l'autre, tu sais qu'il l'atteindra tôt ou tard. Maintenant, ajoute un phénomène d'expansion de l'eau. A chaque seconde, la piscine s'élargit et chaque molécule d'eau se dédouble, comme une cellule vivante. Il y a donc de plus en plus d'eau qui sépare les ballons et ce phénomène a pour conséquence d'éloigner les ballons sans que ceux-ci ne se déplacent, et ce phénomène s’amplifie d'autant que les ballons s'éloignent car plus il y a d'eau entre les ballons, plus il y en aura à la seconde suivante. Le phénomène créé donc un éloignement des ballons avec une vitesse qui ne cesse d'augmenter, pourtant les ballons ne se déplacent jamais !!! A un moment donné, tu peux imaginer qu'il y ait assez d'eau entre les ballons pour qu'à chaque seconde, l'espace créé entre les ballons soit supérieur à la distance parcourue par la lumière en une seconde. Dans ce cas, si un ballon émet un photon vers l'autre, le photon se déplacera indéfiniment sans jamais atteindre l'autre ballon car celui-ci s'éloigne plus vite que le photon n'arrive !!!

Voilà voilà, en tout cas c'est comme ça que moi je comprends les choses...

Oui cela me parait juste il existe un moment ou l'accroissement d'espace entre deux objets va plus vite que la lumière. La lumière ne peut donc pas vaincre cet espace car sa vitesse est constante=c et nous atteindre c'est un horizon.

[Lansberg]

Got it finalement c'est le premier diagramme qui me parle le plus celui en distances propres.

Pas le plus simple à mon avis. La "trajectoire" des photons est difficile à visualiser. Le diagramme avec le temps conforme (j'admets que sa définition puisse être austère) parle beaucoup mieux parce que les trajectoires des photons font des angles de 45°. Et on a toute l'histoire de l'univers depuis le bigbang jusqu'à "la fin des temps" alors que pour les autres diagrammes on est limité à un facteur d'échelle de 2 (représenter l'∞ ce n'est bien sûr pas facile !).

[Lansberg]

Oui cela me parait juste il existe un moment ou l'accroissement d'espace entre deux objets va plus vite que la lumière. La lumière ne peut donc pas vaincre cet espace car sa vitesse est constante=c et nous atteindre c'est un horizon.

Sauf que dans le cas de l'univers, la grande majorité des galaxies nous fuient et nous ont toujours fui avec une vitesse supérieure à c mais ça n'empêche pas de les voir !!

[viiksu]

Pas le plus simple à mon avis. La "trajectoire" des photons est difficile à visualiser. Le diagramme avec le temps conforme (j'admets que sa définition puisse être austère) parle beaucoup mieux parce que les trajectoires des photons font des angles de 45°. Et on a toute l'histoire de l'univers depuis le bigbang jusqu'à "la fin des temps" alors que pour les autres diagrammes on est limité à un facteur d'échelle de 2 (représenter l'∞ ce n'est bien sûr pas facile !).

Le temps conforme ? Là j'ai encore plus de mal késako? Sur le graphique il ne dépasse pas 60 Gal et des poussières.

[viiksu]

Sauf que dans le cas de l'univers, la grande majorité des galaxies nous fuient et nous ont toujours fui avec une vitesse supérieure à c mais ça n'empêche pas de les voir !!

Oui cela peut sembler un paradoxe si l'on oublie que la lumière est partie d'elles il y a très très longtemps et a un moment ou l'univers était beaucoup plus petit.

[Lansberg]

Le temps conforme ? Là j'ai encore plus de mal késako? Sur le graphique il ne dépasse pas 60 Gal et des poussières.

Ce que je disais dans mon message #37 :

"L'horizon des événements tend asymptotiquement vers 0 quand t tend vers ∞. Ce temps cosmique infini est transformé mathématiquement en temps conforme, fini, dans le premier diagramme.
Pour l'exprimer plus simplement, le temps conforme c'est le temps que mettrait la lumière pour parcourir la distance comobile qui nous sépare, au temps présent, d’un astre dont la lumière nous parvient affectée d’un redshift : z = 1/a -1 ( "a" étant le facteur d'échelle à l'émission de la lumière). C'est un peu comme si on avait un espace statique. Les régions qui ont émis le CMB sont aujourd'hui à 46 Gal de nous. En temps conforme, il faut 46 Ga pour que la lumière franchisse cette distance.
Le modèle d'univers actuel indique qu'à l'infini des temps nous ne pourrons recevoir de lumière de régions plus éloignées que 63 Gal ce qui limite le temps conforme à 63 Ga.
C'est une façon simple de représenter l'espace-temps du bigbang jusqu'à la fin des temps."

[viiksu]

Ce que je disais dans mon message #37 :

"L'horizon des événements tend asymptotiquement vers 0 quand t tend vers ∞. Ce temps cosmique infini est transformé mathématiquement en temps conforme, fini, dans le premier diagramme.
Pour l'exprimer plus simplement, le temps conforme c'est le temps que mettrait la lumière pour parcourir la distance comobile qui nous sépare, au temps présent, d’un astre dont la lumière nous parvient affectée d’un redshift : z = 1/a -1 ( "a" étant le facteur d'échelle à l'émission de la lumière). C'est un peu comme si on avait un espace statique. Les régions qui ont émis le CMB sont aujourd'hui à 46 Gal de nous. En temps conforme, il faut 46 Ga pour que la lumière franchisse cette distance.
Le modèle d'univers actuel indique qu'à l'infini des temps nous ne pourrons recevoir de lumière de régions plus éloignées que 63 Gal ce qui limite le temps conforme à 63 Ga.
C'est une façon simple de représenter l'espace-temps du bigbang jusqu'à la fin des temps."

63Gal maintenant ? réelle? Comobile?

[Lansberg]

Oui. Quand on regarde le cône de lumière passé (en rouge) on voit bien que la plus grande distance comobile correspond à environ 46 Gal c'est à dire à la distance des objets qui sont à l'origine du fond diffus cosmologique que nous observons actuellement. D'hypothétiques observateurs "là bas" nous 'voient" sous forme du même fond diffus. Les 63 Gal correspondent à la distance comobile (donc "actuelle") des objets les plus lointains que nous pourrons observer dans un futur très très lointain. Ce qu'il faut comprendre, c'est qu'il ne sera pas possible même en attendant jusqu'à la fin des temps de recevoir la lumière d'objets à l'∞.

[Mailou75]

Merci,

La balle aurait sa trajectoire à l'intérieur du cône de lumière, plus proche de la vertical, et se rapprochant de plus en plus de la verticale. Si on prend N observateurs comobiles situés sur sa trajectoire, ils la mesurent avec une énergie cinétique, donc un vitesse de plus en plus basse jusqu'à la trouver au repos, cad simplement comobile.

Dans le graph du bas (mess #40) les pointillés représentent la trajectoire des objets comobiles dans l'espace temps, verticale ici. On assimile à chaque redshift une distance comobile (par exemple z=1000 Dc=46Gal désigne un objet comobile). Ces objets perçoivent les distances de façon changeante à cause de l'échelle de droite (a, le facteur d'échelle). Du coup l'objet que je décris à vitesse constante dans ce repère auraient au contraire une vitesse accélérée. C'est a priori ce qui me paraitrait normal mais tu semble dire l'inverse. Le ralentissement que tu décris est il comme Ec/z+1 ou z+1 serait la variation de facteur d'échelle entre émission et réception ? Ainsi il y aurait une "conservation d'énergie" ?

Et dans le graph que Lansberg a link au message #16, comment serait la trajectoire stp ?

Merci

Mailou

[viiksu]

En tout cas je dis un grand merci à Lansberg pour ces schémas et explications qui me semblent incontournables pour comprendre cet univers en mouvement, ce qu'on y voit aujourd'hui. Pourtant j'avais suivi le cours de R Taillet mais ce point n'avait pas vraiment été abordé enfin un peu.

[Lansberg]

Un autre document des auteurs des graphiques précédents sur les idées fausses concernant l'expansion, les vitesses des galaxies, l'univers observable.... : http://www.fuw.edu.pl/~bohdang/wykla...weaver2005.pdf
C'est en anglais mais ça mériterait d'être intégralement traduit.

[Garion]

Bonjour,

Voici ma compréhension très naïve des choses :
Si tu mets 2 ballons dans une piscine et qu'il n'y a rien pour interférer, tes deux ballons vont rester immobiles l'un par rapport à l'autre et si tu émets un photon depuis l'un des deux ballons en direction de l'autre, tu sais qu'il l'atteindra tôt ou tard. Maintenant, ajoute un phénomène d'expansion de l'eau. A chaque seconde, la piscine s'élargit et chaque molécule d'eau se dédouble, comme une cellule vivante. Il y a donc de plus en plus d'eau qui sépare les ballons et ce phénomène a pour conséquence d'éloigner les ballons sans que ceux-ci ne se déplacent, et ce phénomène s’amplifie d'autant que les ballons s'éloignent car plus il y a d'eau entre les ballons, plus il y en aura à la seconde suivante. Le phénomène créé donc un éloignement des ballons avec une vitesse qui ne cesse d'augmenter, pourtant les ballons ne se déplacent jamais !!! A un moment donné, tu peux imaginer qu'il y ait assez d'eau entre les ballons pour qu'à chaque seconde, l'espace créé entre les ballons soit supérieur à la distance parcourue par la lumière en une seconde. Dans ce cas, si un ballon émet un photon vers l'autre, le photon se déplacera indéfiniment sans jamais atteindre l'autre ballon car celui-ci s'éloigne plus vite que le photon n'arrive !!!

Voilà voilà, en tout cas c'est comme ça que moi je comprends les choses...

Il y a aussi une autre analogie plus facile à appréhender, c'est l'exemple des fourmis (photons) qui marchent à vitesse constante sur un élastique (l'espace) en train d'être étiré. A partir d'une certaine distance, on imagine bien que les fourmis ne pourront pas atteindre certaines points trop lointains.

[viiksu]

Il y a aussi une autre analogie plus facile à appréhender, c'est l'exemple des fourmis (photons) qui marchent à vitesse constante sur un élastique (l'espace) en train d'être étiré. A partir d'une certaine distance, on imagine bien que les fourmis ne pourront pas atteindre certaines points trop lointains.

Personnellement je pense que si l'on sait interpréter les diagrammes fournis (ce qui n'est pas immédiat) tout devient évident.

[Mailou75]

Salut,

Le modèle d'univers actuel indique qu'à l'infini des temps nous ne pourrons recevoir de lumière de régions plus éloignées que 63 Gal ce qui limite le temps conforme à 63 Ga.

Sais tu pourquoi on obtient 63 ? J’ai ma petite idee mais j’aimerais bien avoir la version officielle stp

Merci

[Lansberg]

Bonjour,

Sais tu pourquoi on obtient 63 ? J’ai ma petite idee mais j’aimerais bien avoir la version officielle stp
i

La distance comobile pour le modèle LCDM est donnée par la relation ci-dessous.


On tient compte de la contribution au potentiel gravitationnel en fonction du facteur d'échelle du rayonnement (Ωr), de la matière (Ωm) et de l'énergie du vide (ΩΛ). Par exemple la contribution de la matière au potentiel gravitationnel est proportionnel à Ωm/a.
En faisant varier les bornes de l'intégrale de 0 à l'∞, on trouve environ 63 Gal.
On ne recevra pas de lumière de sources situées actuellement au-delà de cette distance.

[viiksu]

Euh.. lien pas valide, sinon

Ce calcul tient compte je suppose de différentes composantes actuelles de l'univers donc d'une composante Energie noire à 70% mais cette composante pourrait augmenter dans le futur (Big Rip au secours) ou diminuer car on ne connait pas sa nature.

[Lansberg]

Pour l'instant on est plutôt sur une expansion exponentielle avec une domination de l'énergie noire.

[viiksu]

Pour l'instant on est plutôt sur une expansion exponentielle avec une domination de l'énergie noire.

Donc nous allons tout droit vers le Big Rip je ne sais pas pourquoi cela me chagrine un peu.

[Gilgamesh]

Donc nous allons tout droit vers le Big Rip je ne sais pas pourquoi cela me chagrine un peu.

Pas dans le modèle ΛCDM, non.

Λ = constante implique que H tend vers une valeur constante. On tend juste vers un univers de De Sitter.

Le Big Rip implique un Λ proportionnel au facteur d'échelle, et il est douteux que cette hypothèse relève d'une physique pertinente (violation de la condition faible sur l'énergie).

[Olorin]

Λ = constante implique que H tend vers une valeur constante. On tend juste vers un univers de De Sitter.

On en sait strictement rien, lambda pourrait ne pas être constante sans être proportionnelle au facteur d'échelle. Tous les scénarios sont à priori encore envisageables faute de mesures plus précises et/ou de physique pertinente.

[Gilgamesh]

On en sait strictement rien, lambda pourrait ne pas être constante sans être proportionnelle au facteur d'échelle. Tous les scénarios sont à priori encore envisageables faute de mesures plus précises et/ou de physique pertinente.

Il existe des modèles de quintessence, mais dans le modèle standard, Λ représente l'énergie du vide, son état fondamental. Une valeur variable de Λ impliquerait a priori un changement des lois de la physique au cours de l'histoire de l'univers, ce qui représente une hypothèse très exigeante. On peut bien sûr superposer à l'énergie fondamentale du vide celle d'un champs variable, mais comme dit, ça implique la violation de la condition faible sur l'énergie, qui correspond à l'hypothèse que la densité d'énergie ρ mesurée par un observateur quelconque est positive ou nulle, et supérieure ou égale à la pression P. Autrement dit : ρ+P ≥ 0. Cette condition est dite faible au sens que toutes les formes de fluides physiquement réalistes obéissent à cette condition. Le vide est le fluide le plus exotique que l'on connaisse avec ρ+P = 0, qui implique une pression négative et une gravité répulsive. Pour beaucoup de physiciens ρ+P < 0 est non-physique. Et quelque part, l'étrangeté du Big Rip est peut être l'indice qu'on dépasse les bornes du réalisme : dans ce modèle, le facteur d'échelle devient infini en un temps fini...

Pour ces raisons, l'hypothèse par défaut est donc Λ constant.

[viiksu]

Pas dans le modèle ΛCDM, non.

Λ = constante implique que H tend vers une valeur constante. On tend juste vers un univers de De Sitter.

Le Big Rip implique un Λ proportionnel au facteur d'échelle, et il est douteux que cette hypothèse relève d'une physique pertinente (violation de la condition faible sur l'énergie).

Oups ça me rassure je voyais mal mes atomes se disloquer au bout de 10**n années je préfère attendre la désintégration quantique au bout de 10**n**m années ce qui laisse une marge.

[Zefram Cochrane]

Il n'y a pas d'intention de discrimination, à chacun sa spécialité.

Pour avoir vu plusieurs conférences de H.reeves, il m'a paru évident qu'il ne maitrisait pas vraiment la relativité, mais qu'il répétait ce qu'il avait vu ailleurs.
Petit défaut assez commun, qui ne remet pas en cause ses connaissances.

Par contre il est imparable sur les piaffes. Mes respects à Hubert Reeves pour son combat en faveur de l'écologie :
http://sciencepost.fr/2018/03/hubert...vers-de-terre/

[Mailou75]

Salut,

La distance comobile pour le modèle LCDM est donnée par la relation ci-dessous.

On tient compte de la contribution au potentiel gravitationnel en fonction du facteur d'échelle du rayonnement (Ωr), de la matière (Ωm) et de l'énergie du vide (ΩΛ). Par exemple la contribution de la matière au potentiel gravitationnel est proportionnel à Ωm/a.
En faisant varier les bornes de l'intégrale de 0 à l'∞, on trouve environ 63 Gal.
On ne recevra pas de lumière de sources situées actuellement au-delà de cette distance.

Merci, je voyais les choses plus «simplement» peut etre est-ce equivalent ?

Prenons l’horizon des evenements à 16Gal. Les objets sont en train d’envoyer vers nous les dernieres images d’eux aujourd’hui que nous percevrons dans un avenir infini. Ces objets ont eux même un horizon comobile CMB à 46Gal dont ils recoivent aujourd’hui les photons (comme nous). En supposant que les photons de ce CMB continuent leur route parallalement au photon emis par l’observateur alors nours percevrons dans un avenir infini des photons provenant d’une distance comobile actuelle de 16+46=62Gal.

Dans les clous ou dans les choux ?

Merci

[Lansberg]

Bonjour,

pourquoi pas. Etant donné qu'on ne recevra pas de lumière d'objets au-delà de l'horizon des événements (16,8 Gal) je pense qu'on doit pouvoir faire cette addition.

[Mailou75]

Salut,

Je ne sais pas si c’est ce qu’il faut comprendre...
malheureusement la formule ne me parle pas beaucoup mais que dit elle ?

Merci