Affichage des résultats 1 à 13 sur 13

Question de densité...



  1. #1
    papy-alain

    Question de densité...


    ------

    Bonjour à tous.
    On estime généralement que la lumière a pu se libérer de la matière 380.000 ans après le bigbang.
    Par ailleurs, les photons créés au centre du Soleil mettent plusieurs milliers d'années pour atteindre la photosphère, et finalement se libérer.
    Dés lors, peut on dire que la densité de l'Univers 380.000 ans après le bigbang était la même que la densité au niveau de la photosphère ?

    -----
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  2. Publicité
  3. #2
    Lansberg

    Re : Question de densité...

    Bonjour,

    si on compare les masses volumiques, on s'aperçoit qu'elles sont très différentes. Pour le Soleil elles varient de 3,0 x 10^-6 kg/m3 à 3,0 x 10^-4 kg/m3 depuis la surface jusqu'à 500 km de profondeur, limite de la photosphère. Pour le fond diffus cosmologique on peut calculer que la masse volumique était de 5,6 x 10^-19 kg/m3 (ρ = ρ0/a3 = ρ0 (T/T0)3 avec ρ0 = 4.2.10^-28 kg/m3, la densité baryonique actuelle et T0 = 2,728 K, la température de l'univers aujourd'hui. Le facteur d'échelle, "a", à t=380 000 ans vaut 1/1100).

  4. #3
    papy-alain

    Re : Question de densité...

    Citation Envoyé par Lansberg Voir le message
    Bonjour,

    si on compare les masses volumiques, on s'aperçoit qu'elles sont très différentes. Pour le Soleil elles varient de 3,0 x 10^-6 kg/m3 à 3,0 x 10^-4 kg/m3 depuis la surface jusqu'à 500 km de profondeur, limite de la photosphère. Pour le fond diffus cosmologique on peut calculer que la masse volumique était de 5,6 x 10^-19 kg/m3 (ρ = ρ0/a3 = ρ0 (T/T0)3 avec ρ0 = 4.2.10^-28 kg/m3, la densité baryonique actuelle et T0 = 2,728 K, la température de l'univers aujourd'hui. Le facteur d'échelle, "a", à t=380 000 ans vaut 1/1100).
    Entre 3,0 x 10^-4 kg/m3 et 5,6 x 10^-19 kg/m3, la différence est énorme, le rapport est de l'ordre de 1/1015. Comment expliquer une telle différence pour un phénomène physique qui semble identique ?
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  5. #4
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Question de densité...

    Citation Envoyé par papy-alain Voir le message
    Entre 3,0 x 10^-4 kg/m3 et 5,6 x 10^-19 kg/m3, la différence est énorme, le rapport est de l'ordre de 1/1015. Comment expliquer une telle différence pour un phénomène physique qui semble identique ?
    La différence, elle est dans le libre parcours moyen, qui atteignait 1000 années-lumière juste avant l'émission du CMB
    Parcours Etranges

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    papy-alain

    Re : Question de densité...

    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    La différence, elle est dans le libre parcours moyen, qui atteignait 1000 années-lumière juste avant l'émission du CMB
    Je ne comprends pas. La matière emplissait l'univers, mais les photons également. Donc, peu importe la distance parcourue par les photons puisque, de toute manière, ils étaient partout.
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  8. #6
    Lansberg

    Re : Question de densité...

    Lorsque la matière est ionisée comme dans l'univers avant l'émission du CMB ou dans le Soleil, les photons subissent de nombreuses absorptions ou diffusions. Le libre parcours moyen est faible et le milieu est opaque au rayonnement. La longueur du libre parcours dépend entre autres de la densité de la matière rencontrée. Il est de l'ordre de 10^-4m dans le Soleil et 1000 années lumière avant l'émission du CMB (ce qui fait que l'univers n'était pas transparent à cette époque). A partir du moment où la température est assez basse (il n'y a plus assez d'énergie pour maintenir l'ionisation), l'hydrogène neutre se forme et les photons n'interagissent plus avec la matière et ils peuvent voyager librement, comme dans la photosphère solaire ou dans l'univers à l'émission du CMB (processus qui s'est toutefois étalé sur plusieurs dizaines de milliers d'années).

  9. Publicité
  10. #7
    papy-alain

    Re : Question de densité...

    Merci de ces précisions, mais ca ne répond pas à la question : comment se fait il que dans la photosphère, les photons se libèrent de la matière quand la masse volumique descend à 3.10-4 kg/m³ alors que pour le FDC, il a fallu attendre que la masse volumique descente à une valeur aussi basse que 5.10-26 kg/m³, quel que soit le temps que les photons aient mis à voyager au sein de la soupe ionisée dans laquelle ils interagissaient ??? Je ne comprends pas non plus l'importance de ce temps de parcours dés lors où les photons emplissaient tout l'espace.
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  11. #8
    Lansberg

    Re : Question de densité...

    La densité intervient sur le libre parcours des photons. Ce qui est important c'est la température. Il faut qu'elle soit assez basse pour que le % d'hydrogène ionisé soit faible (moins de 10%) et que les photons puissent "voyager" librement.

  12. #9
    papy-alain

    Re : Question de densité...

    Citation Envoyé par Lansberg Voir le message
    La densité intervient sur le libre parcours des photons. Ce qui est important c'est la température. Il faut qu'elle soit assez basse pour que le % d'hydrogène ionisé soit faible (moins de 10%) et que les photons puissent "voyager" librement.
    Je veux bien, mais si on accepte que la température de l'Univers au moment du découplage était de l'ordre 3000 k (inférieure à la température au niveau de la photosphère) alors ça ne colle toujours pas.
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  13. #10
    Lansberg

    Re : Question de densité...

    Les conditions ne sont pas comparables dans le plasma du fond diffus cosmologique et dans la photosphère du Soleil. L'état d'ionisation d'un gaz dépend de sa température mais aussi de la densité des photons et des électrons libres - ou plus précisément du nombre de photons énergétiques par atome ou électron. Des densités ou des pressions élevées d'électrons libres favorisent les captures d'électrons et abaissent les taux d'ionisation (c'est ce qui se passe dans la photosphère, d'où davantage d'hydrogène neutre à 6000 K), car les électrons sont plus facilement attirés par les protons ; tandis que des nombres élevés de photons énergétiques augmentent les taux d'ionisation. Dans le fond diffus cosmologique, le nombre de photons par atome (ou par électron) est d'environ 1 milliard pour un, de sorte que le gaz reste ionisé à des températures plus basses que dans les photosphère des étoiles.

  14. #11
    papy-alain

    Re : Question de densité...

    Ok, je commence à comprendre la différence, et je te remercie pour ta patience et toutes ces explications. Mais pourquoi les photons se libèrent ils plus ou moins facilement de la matière selon que le gaz soit fortement ou faiblement ionisé, vu qu'un photon est électriquement neutre ?
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  15. #12
    Lansberg

    Re : Question de densité...

    Les photons peuvent interagir avec les électrons lorsqu'ils sont libres, entre autres par effet Compton (diffusion Thomson) (https://fr.wikipedia.org/wiki/Diffusion_Thomson).
    Lorsque les électrons sont associés aux noyaux c'est comme si le "brouillard" se dissipait et il y a découplage rayonnement-matière.

  16. Publicité
  17. #13
    papy-alain

    Re : Question de densité...

    Merci beaucoup pour toutes ces précisions.
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

Discussions similaires

  1. Réponses: 0
    Dernier message: 14/02/2018, 19h11
  2. question demonstration densité de Q et R\Q dans R
    Par studified dans le forum Mathématiques du supérieur
    Réponses: 2
    Dernier message: 20/01/2018, 16h38
  3. [Biochimie] Diffraction rayons X/ carte de densité (petite question)
    Par bboop8 dans le forum Biologie
    Réponses: 0
    Dernier message: 23/02/2012, 17h41
  4. Petite question sur le calcul de poids/densité
    Par Manu Dibango dans le forum Chimie
    Réponses: 11
    Dernier message: 06/09/2010, 20h48
  5. densité et conservation de gaz (question niveau 2d)
    Par *sista971* dans le forum Chimie
    Réponses: 4
    Dernier message: 25/04/2010, 00h49