principe d'équivalence et l'univers accéléré

[azizovsky]

Bonjour, un univers en accélération n'est pas équivalent à un univers dans un champ gravitationnel ?

Le principe d'équivalence d'Albert Einstein affirme que le principe d'équivalence faible est valide et que, localement, les effets d'un champ gravitationnel sont identiques aux effets d'une accélération du référentiel de l'observateur, pour une expérience n'utilisant pas la gravitation.

Le principe d'équivalence fort généralise le principe d'Einstein en affirmant que, localement, les effets d'un champ gravitationnel sur toute expérience, même portant sur la gravitation elle-même (comme l'expérience de Cavendish par exemple), sont identiques aux effets d'une accélération du référentiel de l'observateur.

wiki
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[mach3]

C'est quoi un univers en accélération?

m@ch3

[azizovsky]

ce qu'ils disent les cosmologistes quand t'ils parles du problème de la luminosité et la position des supernovas de type Ia ....

[azizovsky]

désolé, si je pose des bêtes questions, j'aimerai mettre les points sur 'les i-physiques' des choses .

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite69d38f86]

tu parles d'expansion?

[azizovsky]

tu parles d'expansion?

Oui, expansion, accélération, ..., mais l'expansion est connu depuis la naissance de la cosmologie moderne...(expansion accéléré )

[mach3]

C'est l'expansion qui est accélérée, pas l'univers!!!
Il ne s'agit certainement pas d'une accélération au sens variation de vitesse au cours du temps...

m@ch3

[azizovsky]

Merci mach3, oui, l'accélération de l'expansion, comme ici : https://youtu.be/EZtCdvlsrcc?t=2624

[invite554578cf]

Salut Azizovsky,

si j'ai bien compris le sens de ta question, il n'y a en effet pas d'antagonisme. Il existe des théories expliquant l'expansion de l'Univers par des effets gravitationnels de portions d'Univers lointaines plus dense, mais c'est très spéculatif. En l'état, l'expansion est supposée due à l'énergie noire.

[Deedee81]

Salut,

Petite précision pour être clair.

Il existe des théories expliquant l'expansion de l'Univers par des effets gravitationnels de portions d'Univers lointaines plus dense, mais c'est très spéculatif

Il existe des hypothèses (on peut pas vraiment parler de théorie) expliquant l'accélération de l'expansion de l'Univers (j'ai bien vu que tu ne t'étais pas trompé, c'est juste pour être clair) par des effets gravitationnels de portions d'Univers lointaines plus dense, mais c'est très spéculatif.

Deux compléments :
- notons que ces effets gravitationnels ne conduiraient pas à une accélération mais à un effet sur le rayonnement fossile émit depuis ces zones, impliquant une accélération apparente
- ensuite cette hypothèse n'est pas celle qui a la faveur des théoriciens car il faut une drôle de coïncidence : on devrait (nous) être presque au centre d'une zone assez particulière. Ce petit parfum de "centrisme" à la Ptolémée n'est pas apprécié. Même si ça reste possible (ce genre de coïncidence, ça arrive, faut bien prévoir la possibilité tant qu'on n'a pas plus de données (*)).

(*) par exemple, si dans l'avenir on constate que cette accélération est vraiment isotrope à mieux qu'une petite fraction de pourcent, on pourra vraiment douter de cette coïncidence.

[Gilgamesh]

Bonjour, un univers en accélération n'est pas équivalent à un univers dans un champ gravitationnel ?

Je ne sais pas si la correspondance est complète, mais un espace-temps dont l'expansion accélère a une métrique de De Sitter, et il est remplit d'une radiation de Gibbons-Hawking, qui est je pense très comparable à la radiation de Unruh.

[Deedee81]

il est remplit d'une radiation de Gibbons-Hawking, qui est je pense très comparable à la radiation de Unruh.

Beaucoup trop faible pour être détecté il me semble. Non ?

[Gilgamesh]

Beaucoup trop faible pour être détecté il me semble. Non ?

Archi-complètement négligeable dans notre univers, pour sûr (à l'instar de la radiation de Unruh).



avec c/H le rayon de Hubble

Dans notre rayon de Hubble T ~ 10^-33 eV


Mais dans le cas de l'inflation ça doit vouloir dire que l'univers n'est pas froid (du tout !).

[Deedee81]

Dans notre rayon de Hubble T ~ 10^-33eV

D'accord, merci.

[azizovsky]

Bonjour, merci tous le monde.

- notons que ces effets gravitationnels ne conduiraient pas à une accélération mais à un effet sur le rayonnement fossile émit depuis ces zones, impliquant une accélération apparente
.

oui, c'est l'idée que je voulais exprimer, merci de l'avoir expliciter, je crois par effet Einstein (décalage vers le rouge), mais cela présuppose que ce champ gravitationnel est plus grand aux confins de d'univers (au début de l'âge de l'univers, ce qui logique, je crois )

Je ne sais pas si la correspondance est complète, mais un espace-temps dont l'expansion accélère a une métrique de De Sitter, et il est remplit d'une radiation de Gibbons-Hawking, qui est je pense très comparable à la radiation de Unruh.

il faut que je m'informe un peu peu pour comprendre le lien entre la métrique de De Sitter et l'accélération ..., les effets, j'arrive à m'accrocher....

si j'ai bien compris le sens de ta question, il n'y a en effet pas d'antagonisme. Il existe des théories expliquant l'expansion de l'Univers par des effets gravitationnels de portions d'Univers lointaines plus dense, mais c'est très spéculatif. En l'état, l'expansion est supposée due à l'énergie noire.

oui, c'est l'idée ...

[Deedee81]

Bonjour, merci tous le monde.
oui, c'est l'idée que je voulais exprimer, merci de l'avoir expliciter, je crois par effet Einstein (décalage vers le rouge), mais cela présuppose que ce champ gravitationnel est plus grand aux confins de d'univers (au début de l'âge de l'univers, ce qui logique, je crois )

Non, c'est un peu différent. Il s'agirait de zones de l'univers de densité légèrement différentes (peu importe que ce soit à une date ancienne ou pas, ce qui compte c'est l'endroit où c'est différent).

De fait, la zone étant plus ou moins chaude, l'émission du rayonnement fossile se fait a une date légèrement différente. Par conséquent, son décalage vers le rouge est différent, non pas parce qu'il est émit de zones de densité différentes (ça doit jouer quand même un peu) mais surtout parce qu'il a voyagé pendant plus ou moins de temps. Et cette différence peut donner l'impression d'une accélération (qui n'existe alors pas, ce n'est qu'une apparence).

Ca parait peu probable (il faudrait qu'on soit juste au centre de cette gigantesque anomalie de densité). Mais çà reste une possibilité qu'on ne peut pas encore exclure.

A noter qu'en matière d'énergie noire, il n'y a pas encore beaucoup d'hypothèses qui ont pu être réfutées. Il n'y a pas assez de données.

[yves95210]

- ensuite cette hypothèse n'est pas celle qui a la faveur des théoriciens car il faut une drôle de coïncidence : on devrait (nous) être presque au centre d'une zone assez particulière. Ce petit parfum de "centrisme" à la Ptolémée n'est pas apprécié. Même si ça reste possible (ce genre de coïncidence, ça arrive, faut bien prévoir la possibilité tant qu'on n'a pas plus de données (*)).

(*) par exemple, si dans l'avenir on constate que cette accélération est vraiment isotrope à mieux qu'une petite fraction de pourcent, on pourra vraiment douter de cette coïncidence.

Salut,

Coïncidence ou pas, ça semble être le cas... Dans le cas particulier où nous serions effectivement non seulement à l'intérieur d'une très vaste (R=1Gal) zone de sous-densité mais de plus près de son centre, ce que semble conclure cette publication, il n'y aurait pas de contradiction avec l''observation d'un CMB isotrope.

La prise en compte des inhomogénéités de l'univers observable (*) pourrait bien aboutir à un effet analogue à celui d'une constante cosmologique (AKA énergie noire).
La première solution évidente, mais peut-être pas suffisante, serait d'appliquer la métrique de Lemaître-Tolman-Bondi (isotrope mais non homogène) pour voir quel serait l'effet de notre position au centre d'une zone sphérique (**) de sous-densité. Cette solution a l'avantage de la simplicité.
Mais si on considère que l'univers à grande échelle est trop peu homogène pour que la métrique FLRW soit une approximation satisfaisante, il ne suffit pas de considérer uniquement l'éventuelle zone de sous-densité dans laquelle nous nous trouvons, il faut établir un modèle où l'ensemble de l'univers est constitué de zone de sous- et sur-densité analogues, et le cadre théorique adapté est plutôt celui des cosmologies inhomogènes proposées par Buchert ou par Wiltshire.

(*) Pour le coup, il n'y a pas de raison de supposer que celle-ci soit la seule.
(**) D'autres études ont montré qu'on n'a pas besoin d'une hypothèse aussi forte.

[azizovsky]

Salut,

Coïncidence ou pas, ça semble être le cas... Dans le cas particulier où nous serions effectivement non seulement à l'intérieur d'une très vaste (R=1Gal) zone de sous-densité mais de plus près de son centre, ce que semble conclure cette publication, il n'y aurait pas de contradiction avec l''observation d'un CMB isotrope.

La prise en compte des inhomogénéités de l'univers observable (*) pourrait bien aboutir à un effet analogue à celui d'une constante cosmologique (AKA énergie noire).
La première solution évidente, mais peut-être pas suffisante, serait d'appliquer la métrique de Lemaître-Tolman-Bondi (isotrope mais non homogène) pour voir quel serait l'effet de notre position au centre d'une zone sphérique (**) de sous-densité. Cette solution a l'avantage de la simplicité.
Mais si on considère que l'univers à grande échelle est trop peu homogène pour que la métrique FLRW soit une approximation satisfaisante, il ne suffit pas de considérer uniquement l'éventuelle zone de sous-densité dans laquelle nous nous trouvons, il faut établir un modèle où l'ensemble de l'univers est constitué de zone de sous- et sur-densité analogues, et le cadre théorique adapté est plutôt celui des cosmologies inhomogènes proposées par Buchert ou par Wiltshire.

(*) Pour le coup, il n'y a pas de raison de supposer que celle-ci soit la seule.
(**) D'autres études ont montré qu'on n'a pas besoin d'une hypothèse aussi forte.

je crois que je vais perdre les quelques cheveux qui me reste et rien à raser après ....

[azizovsky]

De fait, la zone étant plus ou moins chaude, l'émission du rayonnement fossile se fait a une date légèrement différente. Par conséquent, son décalage vers le rouge est différent, non pas parce qu'il est émit de zones de densité différentes (ça doit jouer quand même un peu) mais surtout parce qu'il a voyagé pendant plus ou moins de temps. Et cette différence peut donner l'impression d'une accélération (qui n'existe alors pas, ce n'est qu'une apparence).

.

Merci,OK, ce que j'ai compris c'est que la libération des photons du 'plasma' ou big bang est asymétrique ? ou que la 'boule de plasma' initiale à un certain extension spatio-temporel?

désolé, j'essaye de m'accrocher à une image même s'elle est trempeuse ....

[Deedee81]

La prise en compte des inhomogénéités de l'univers observable (*) pourrait bien aboutir à un effet analogue à celui d'une constante cosmologique (AKA énergie noire).

Je connaissais aussi cette idée. Et les calculs (très difficile) semblent aller dans ce sens, (résultats cités dans PLS, je n'ai pas noté la référence)

Il est possible aussi qu'il y ait cumul de plusieurs effets (pas nécessairement tous dans le même sens d'ailleurs).

[yves95210]

Je connaissais aussi cette idée. Et les calculs (très difficile)

Pas trop si on se limite à un modèle simple (Lemaître-Tolman), mais facile à comprendre (pour éviter qu'azizovsky s'arrache les cheveux qui lui restent).
Même si ce n'est pas une solution parfaitement réaliste (*), à titre pédagogique ça montre bien que l'effet des inhomogénéités de l'univers ne peut pas forcément être négligé. C'était d'ailleurs l'esprit de l'article original de Richard Tolman (lire sa conclusion).

(*) J'avais lu quelque-part que dans le cas présent elle ne suffit pas à expliquer l'accélération apparente de l'expansion; mais j'ai vu aussi d'autres publication qui tendent à prouver le contraire, à condition de ne pas se contenter d'un modèle trop simpliste. Voir par exemple celle-ci.

Quand aux modèles de Buchert ou de Wiltshire, oui, conceptuellement c'est plus compliqué. Mais pas non plus incompréhensible, à condition d'accepter les premiers résultats théoriques sans chercher à refaire tous les calculs. J'avais essayé d'aborder le sujet sur ce forum il y a quelques mois, sans trop de succès malgré mes efforts pour essayer d'expliquer ce que j'avais compris de la théorie de Buchert (et, comme d'hab, la discussion était partie dans tous les sens, mais il reste quelques messages dont la lecture peut donner des pistes à qui voudrait s'intéresser à cette question)...

[Zefram Cochrane]

Je ne sais pas si la correspondance est complète, mais un espace-temps dont l'expansion accélère a une métrique de De Sitter, et il est remplit d'une radiation de Gibbons-Hawking, qui est je pense très comparable à la radiation de Unruh.

Bonjour,
Wiki donne comme formule mais j'arrive pas à retrouver mes petits ie 67.8m/s/Mpc.
Tu pourrais jeter un oeil STP?

[Deedee81]

Pas trop si on se limite à un modèle simple

Je parlais des calculs qui ne se basent pas sur un modèle mais font les calculs (numériques) from scratch. A partir d'une distribution des amas réaliste (pour les hétérogénéités) et un calcul utilisant directement les équations d'Einstein.

Ca avait l'air prometteur mais je ne connais pas le statut actuel (ça doit avoir progressé depuis, enfin, faut espérer, même si ces calculs nécessitent des supercalculateurs).

Et je ne trouve plus les références, grumpffff
Mais bon, faudra attendre d'avoir des données de toute façon. La théorie c'est in suffisant. Faut bien valider à un moment ou un autre
(j'espère qu'on n'aura pas les misères de la MN, une accumulation fantastique de données et toujours pas de solution unique).

Bon, je suis presque parti, bon week-end.

[Gilgamesh]

Bonjour,
Wiki donne comme formule mais j'arrive pas à retrouver mes petits ie 67.8m/s/Mpc.
Tu pourrais jeter un oeil STP?

Il faut utiliser Ω_Λ, c'est plus simple et direct.

Tu as :



Λ ~ 1,1.10^-52 m^-2

avec :

ρ_vac la densité d'énergie du vide.



avec :

Ω_Λ = 0.6911±0.0062 le paramètre de densité de la constante cosmo

ρ_c la densité d'énergie critique de l'Univers



ρ_c ~ 1,7.10^-9 J.m^-3

Et finalement :