Des galaxies invisibles à cause de leur vitesse ?

[invited589077f]

Bonjour à tous,

D'après la chronique n°7 intitulée "L'horizon cosmique" du livre "Chroniques des atomes et des galaxies" de Hubert Reeves, certaines galaxies (invisibles) se déplacent à la vitesse voire plus vite que la lumière. Pensant jusque là qu'il n'y avait pas moyen de se déplacer plus vite que la lumière, j'introduis donc la notion de l'expansion de l'univers. L'extrait laisse comprendre que les galaxies se déplaçant au rythme de l'expansion de l'univers se retrouvent à voyager plus vite que la lumière.

En admettant que ceci soit vrai, ma question est : comment se fait-il que ces galaxies soient invisibles pour l'homme? Enfin, je veux dire... si la matière présente dans ces galaxies émet de la lumière, comment ce fait-il que cette lumière ne nous atteigne pas ? Serais-ce parce que en soustrayant la vitesse de déplacement de la galaxie à la lumière à la vitesse on obtienne une valeur négative pour la vitesse de la lumière ?

Attendant vos explications ! Mercii !
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[phys4]

En admettant que ceci soit vrai, ma question est : comment se fait-il que ces galaxies soient invisibles pour l'homme? Enfin, je veux dire... si la matière présente dans ces galaxies émet de la lumière, comment ce fait-il que cette lumière ne nous atteigne pas ?

Bonjour,
D'après la description usuelle de l'univers, aucune galaxie n'est invisible. Seulement nous la voyons dans notre temps propre. Pour les galaxies lointaines les calculs qui indiquent une "vitesse" plus rapide que la lumière, sont des extrapolations non mesurables.
La relativité interdit les vitesses supérieures à la lumière pour les vitesse mesurées par rapport à nous.
J'avais remarqué dans ses vulgarisations, excellentes par ailleurs, que H.Reeves n'était pas très familier avec la relativité.

[stefjm]

J'avais remarqué dans ses vulgarisations, excellentes par ailleurs, que H.Reeves n'était pas très familier avec la relativité.

Joli tacle.

[Lansberg]

Bonjour à tous,

D'après la chronique n°7 intitulée "L'horizon cosmique" du livre "Chroniques des atomes et des galaxies" de Hubert Reeves, certaines galaxies (invisibles) se déplacent à la vitesse voire plus vite que la lumière.

Je ne vois pas ce qu'il y a à redire là-dessus. C'est tout à fait vrai. À toute époque de l'histoire de l'univers, il y a une distance par rapport à l'observateur, au-delà de laquelle les galaxies présentent une vitesse de récession supérieure à la vitesse de la lumière. La lumière de certaines d'entre-elles ne nous parviendra jamais et resteront par définition à jamais "invisibles". Pour d'autres (plus "proches"), leur lumière nous parviendra, à cause de la diminution du taux d'expansion de l'univers (c'est d'ailleurs pour cette raison que nous voyons aujourd'hui de très nombreuses galaxies qui pourtant, dans le passé, nous fuyaient avec une vitesse de récession supérieure à celle de la lumière).

Pensant jusque là qu'il n'y avait pas moyen de se déplacer plus vite que la lumière,

C'est tout à fait exact. Mais il faut comprendre ce que signifie l'expansion de l'univers. Il ne s'agit pas d'une vitesse propre des galaxies par rapport à l'espace local. Les galaxies sont "emportées" par un espace qui grandit. Une galaxie située à environ 3 millions d'années lumière nous fuit à 70 km/s. Une autre 10 fois plus lointaine, nous fuit 10 fois plus vite. Rien n'interdit de poursuivre le raisonnement et de trouver la distance pour laquelle une galaxie nous fuit à la vitesse de la lumière voire plus.

En admettant que ceci soit vrai, ma question est : comment se fait-il que ces galaxies soient invisibles pour l'homme ? Enfin, je veux dire... si la matière présente dans ces galaxies émet de la lumière, comment ce fait-il que cette lumière ne nous atteigne pas ?

Toujours à cause de l'expansion de l'univers et surtout de la manière dont se fait cette expansion. Même en attendant très longtemps (à l'infini des temps) la lumière de certaines galaxies ne nous atteindra jamais.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invited589077f]

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 ?

[phys4]

Joli tacle.

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.

[Deedee81]

Salut,

+1

C'est un excellent astronome et un vulgarisateur exceptionnel. Mais personne ne peut tout maîtriser.

[Lansberg]

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.

Même sans être infini, rien n'empêche d'avoir des vitesses de récession supérieure à 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 ?

C'est encore une fois à cause de l'expansion. Le taux d'expansion diminuant avec le temps, la limite à partir de laquelle les galaxies dépassent la vitesse de la lumière s'éloigne de nous. Cette limite définit ce qu'on appelle la sphère de Hubble. Elle grossit avec le temps. Quand un photon émis par une galaxie qui s'éloigne plus vite que la lumière rencontre cette limite, il peut arriver jusqu'à nous. On pourrait en conclure qu'il suffit donc d'attendre pour que la lumière de n'importe quelle galaxie, aussi éloignée soit elle, nous parvienne. Mais ça ne sera pas le cas, car apparemment l'univers est en expansion accélérée (exponentielle) avec un taux d'expansion qui se stabilisera dans un futur lointain. La sphère de Hubble sera même de plus en plus petite dans un tel univers. Seule une partie (petite...) de l'univers sera observable.

[viiksu]

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 ?

Localement un photon va toujours à c mais comme l'espace devant lui jusqu'à nous augmente globalement plus vite qu'à c jamais il ne nous parviendra.

[viiksu]

Il y a deux horizons qui limitent notre visibilité de l’univers:
L'horizon des particules,
L'horizon cosmologique.

[stefjm]

Il y a deux horizons qui limitent notre visibilité de l’univers:
L'horizon des particules,
L'horizon cosmologique.

Les deux horizons sont liés par des relations genre coïncidence de Weyl.

[Gilgamesh]

Il y a deux horizons qui limitent notre visibilité de l’univers:
L'horizon des particules,
L'horizon cosmologique.

C'est la même chose. L'horizon cosmologique est défini comme l'horizon des particules (=la limite au delà de laquelle aucun signal émis dans le passé ne peut nous parvenir).

[papy-alain]

C'est la même chose. L'horizon cosmologique est défini comme l'horizon des particules (=la limite au delà de laquelle aucun signal émis dans le passé ne peut nous parvenir).

Pour "voir" au-delà du FDC, on compte sur la détection des neutrinos primordiaux. Mais jusqu'à quelle limite ?

[Deedee81]

Salut,

on compte sur la détection des neutrinos primordiaux.

C'est pas pour demain : https://fr.wikipedia.org/wiki/Fond_c...ection_directe

[Gilgamesh]

Pour "voir" au-delà du FDC, on compte sur la détection des neutrinos primordiaux. Mais jusqu'à quelle limite ?

La température du CνB (pour Cosmic neutrino background) est T =1,95 K.
Le découplage neutrino-matière a eu lieu vers T = 2,5 MeV. On rappelle que 1 eV = 11 605 K.
Le CνB est donc observable (enfin il le sera un jour peut être...) avec un redshift de :

z_CνB = 2,5.10⁶ * 11 605 / 1,95
z_CνB = 15 milliards.

Ça correspond à une univers d'âge 1 seconde.

[Lansberg]

Et sur ce graphique, pour le modèle d'univers LambdaCDM, toutes les infos concernant les différents horizons (particules, événements) et sphère de Hubble (pas vraiment un horizon).

[viiksu]

Bigre par rapport à un redshift de...1000? pour le CMB?

[invited589077f]

@viiksu

Je pense avoir compris, quoi qu'il en soit, je trouve cela assez difficile à imaginer... Serait-il juste de comparer ce phénomène à une flèche tirée par un arc à la surface de la Terre vers une cible se trouvant dans les airs et immobile (non soumise à la rotation de la Terre) ? A priori non puisque la flèche atteindrai la cible... pourtant, la Terre à une vitesse de rotation environ 5 fois plus rapide que la flèche ?

[viiksu]

@viiksu

Je pense avoir compris, quoi qu'il en soit, je trouve cela assez difficile à imaginer... Serait-il juste de comparer ce phénomène à une flèche tirée par un arc à la surface de la Terre vers une cible se trouvant dans les airs et immobile (non soumise à la rotation de la Terre) ? A priori non puisque la flèche atteindrai la cible... pourtant, la Terre à une vitesse de rotation environ 5 fois plus rapide que la flèche ?

Non la flèche n'atteindra pas la cible à mon avis mais ici c'est une simple composition des vitesses qui n'a rien à voir avec l'expansion.

[viiksu]

Tiens il me vient une question: A quel redshift la vitesse de récession est-elle supérieure à c?

[Nicophil]

Bonjour,z = 1

[viiksu]

I dont think so

[Lansberg]

Tiens il me vient une question: A quel redshift la vitesse de récession est-elle supérieure à c?

Il suffit de repérer sur le graphique le point d'intersection entre la sphère de Hubble et la ligne bleue ("now"). Pour être précis z=1,47.

[viiksu]

Il suffit de repérer sur le graphique le point d'intersection entre la sphère de Hubble et la ligne bleue ("now"). Pour être précis z=1,47.

Tiens j'aurais dit beaucoup plus ce sont des galaxies qui ne sont pas si lointaines alors?

[viiksu]

Aujourd'hui on voit des objets qui ont des redshifts de 8 voire plus ils ont donc une vitesse folle par rapport à nous.

[Deedee81]

Salut,

ils ont donc une vitesse folle par rapport à nous.

Ce n'est pas nouveau : https://www.youtube.com/watch?v=wXLnBe2H458

[viiksu]

Oui sauf que le passage à la vitesse presque lumière ce n'est pas des étoiles filantes mais l'univers ui rétrécit devant nous en oue tâche de plus en plus petite et lumineuse. Si,je prends le redshift de 1.47 ce sont des galaxies qui sont aujourd'hui à 14 Md d'années mais que l'on voit telles que beaucoup plus près?

[Deedee81]

Oui sauf que le passage à la vitesse presque lumière ce n'est pas des étoiles filantes mais l'univers ui rétrécit devant nous en oue tâche de plus en plus petite et lumineuse. Si,je prends le redshift de 1.47 ce sont des galaxies qui sont aujourd'hui à 14 Md d'années mais que l'on voit telles que beaucoup plus près?

Heu, c'est à moi que tu réponds ? T'as pas vu que c'était une blague ? Ou alors tu réponds à ton propre message ???

[viiksu]

Heu, c'est à moi que tu réponds ? T'as pas vu que c'était une blague ? Ou alors tu réponds à ton propre message ???

Oui j'ai bien vu la blague mais je reprends ma question les galaxie qui ont un redshift de 1,47 sont aujourd'hui à 14 Md d'années lumière de nous mais telles qu'on les voit aujourd'hui a quelle distance étaient t'elles quand elles ont émis la lumière qu'on voit aujourd'hui?

[Deedee81]

Oui j'ai bien vu la blague mais je reprends ma question les galaxie qui ont un redshift de 1,47 sont aujourd'hui à 14 Md d'années lumière de nous mais telles qu'on les voit aujourd'hui a quelle distance étaient t'elles quand elles ont émis la lumière qu'on voit aujourd'hui?

d = cz/H0
je te laisse remplacer par les valeurs