tache froide sur le fond diffus cosmologique

[mtheory]

Suivant le tableau dans la colonne v/w, pour un corps noir :

5 000 nm <-> 1 000 K
780 nm <-> 6 500 K
520 nm <-> 9 800 K

J'ai donc un problème pour considérer que le soleil est un corps noir avec une longueur d'onde de 500 nm et une température de 5 800 K.

mouais c'est quand même limite,que le spectre du soleil soit proche d'un corps noir,y a pas de doute.
Le tableau doit être biaisé d'une façon ou d'un autre mais je ne vois pas comment....pas encore.
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[invite786a6ab6]

Boff, faut pas être trop pointilleux. Le soleil est une étoile jaune, assimilable à un corps noir qui nous donne une lumière blanche ayant un maximum dans le vert !

[BioBen]

Le soleil est une étoile jaune, assimilable à un corps noir qui nous donne une lumière blanche ayant un maximum dans le vert !

C'est pas parce que ce tableau est faux que le soleil n'est pas un corps noir...

Partout sur internet tu trouveras les formules pour retrouver les bonnes valeurs, malheuresement tu as l'air d'etre tombé sur un pdf où ils se sont gourrés.

Si j'écris que le poids est donné par F=mgv² dans un pdf, ca veut pas forcément dire que la balance se trompe, mais pluot que le pdf se trompe
Meme dans les meilleurs cours peuvent se trouver quelques erreurs...à moins que le soleil n'emette vraiment que dans l'infrarouge, auquel cas j'ai de problemes de vue

[BioBen]

Formulation ambigue :

à moins que le soleil n'emette vraiment que dans l'infrarouge,

...à moins que le soleil ait son pic dans l'infrarouge,...

[invite8c514936]

Salut,

Je ne sûr que le pdf soit faux. L'auteur donne deux températures mais ne dit pas que c'est celle du corps noir. L'une est la "température dont l'énergie d'agitation thermique est égale à celle des photons" (aucune idée de ce que ça veut dire...) et l'autre la "température pour laquelle la brillance du corps noir est maximale à la longueur d'onde indiquée", et il ne m'est pas évident que c'est la température du corps noir du tout !

Sinon, ben en effet la loi de Wien semble tout indiquée ici !

[mtheory]

Salut,

Je ne sûr que le pdf soit faux. L'auteur donne deux températures mais ne dit pas que c'est celle du corps noir. L'une est la "température dont l'énergie d'agitation thermique est égale à celle des photons" (aucune idée de ce que ça veut dire...) et l'autre la "température pour laquelle la brillance du corps noir est maximale à la longueur d'onde indiquée", et il ne m'est pas évident que c'est la température du corps noir du tout !

Sinon, ben en effet la loi de Wien semble tout indiquée ici !

Bon sang mais oui,je crois que tu as raison,la brillance maximale d'un corps noir ça doit pas être exactement le maximum de la courbe du corps noir.
Bien possible que ça soit ça.

[mtheory]

Bon,si on se fit à la courbe suivant,pour une petite variation de la longueur d'onde maximal la température varie vite !

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/wien.html

[mtheory]

Bon,là y a un problème,car dans la thèse la brillance est définie de la façon habituelle,le tableau semble violer la loi de Wien...

[invite1397b00c]

Merci pour votre aide.
Dans ma quête pour mieux comprendre le corps noir.

Il est défini comme étant un objet absorbant totalement la lumière à toutes les longueurs d'ondes.

Le soleil est-il un corps noir parceque quelle que soit la lumière qu'on lui enverrait (en supposant qu'on ai des méga laser) son spectre d'emission resterait le même (contrairement à un objet classique bleu qui est vu vert sous de la lumière jaune) ?

[invite786a6ab6]

...Le soleil est-il un corps noir parceque quelle que soit la lumière qu'on lui enverrait (en supposant qu'on ai des méga laser) son spectre d'emission resterait le même ... ?

On doit pouvoir dire ça comme ça, oui. Tout ce qu'on lui envoie, il l'absorbe et ça ne fait que participer à augmenter sa température. Même en interne, le soleil est un corps noir car un photon créé en son coeur met des millions d'années avant d'atteindre la surface, c'est dire si le photon a été de nombreuses fois absorbé ! Cependant une étoile est un astre complexe, entouré d'un atmosphère qui peut modifier le profil du rayonnement. Certaines étoiles très chaudes ont un profil d'émission très accidenté qui ne peut pas se superposer à celui d'un corps noir.

[invite1397b00c]

Merci, maintenant que je comprends mieux ce qu'est un corps noir, il me reste à comprendre correctement ce qu'est le fond diffus et pourquoi il est un corps noir.

[invite1397b00c]

Donc à ce propos quelqu'un a-t'il un exemple d'analyse spectrale montrant l'objet analysé et le bruit du fond diffus ?

De plus on pointe un télescope dans une région de l'univers ou il n'y a
- ni étoile de notre galaxie,
- ni autre galaxie,
- ni nuage d'hydrogène,
- ni quoi que soit d'autre dans la portée du télescope...
à quoi ressemble le spectre mesuré ?

[invite786a6ab6]

il me reste à comprendre correctement ce qu'est le fond diffus et pourquoi il est un corps noir.

Ce n'est pas le fond diffus qui est un corps noir mais ce qui l'a émis, c'est à dire la "boule" de plasma qui existait 300000 ans après le BB. Avant que la température ne descende à moins de 4000°, les photon ne pouvaient pas "sortir" de (en fait voyager dans) cette boule tant elle était peu transparente, les photons sitôt émis y étaient aussitôt absorbés par tous les électrons baladeurs : un corps noir parfait. Et puis quand le plasma s'est condensé en matière neutre, ces photons du corps noir ont pu s'échapper. Enfin c'est comme ça que je l'ai compris !

[invite1397b00c]

Ce n'est pas le fond diffus qui est un corps noir mais ce qui l'a émis, c'est à dire la "boule" de plasma qui existait 300000 ans après le BB.

C'est là ou j'ai du mal à suivre.
Comment mesurer quelque chose qui n'existe plus ?
Le fond diffus j'arrive à comprendre qu'il soit partout, la boule de plasma non.

[invite8c514936]

Comment mesurer quelque chose qui n'existe plus ?

Quand tu reçois une lettre par la poste, tu y lis des informations écrites il y a plusieurs jours. Quand tu regardes le Soleil, tu le vois tel qu'il était il y a 8 minutes. Quand tu regardes les étoiles, tu vois la lumière qu'elles ont émis il y a plusieurs années...

L'information ne se transmet pas instantanément. En particulier, la lumière voyage à une vitesse finie, et plus on regarde des objets qui sont loin, plus la lumière qu'on en reçoit a été émise il y a longtemps.

ça peut sembler dur à accepter, et pourtant... Pense aux éclairs. Tu vois un gros flash silencieux, suivi d'un silence, puis craaack, un bruit fracassant retentit. ça te choque d'entendre quelque chose qui n'existe plus ?

[invitea29d1598]

Comment mesurer quelque chose qui n'existe plus ?

mesurer = déduire les propriétés à partir d'une observation

si ton observation repose sur une information qui est transportée par un truc qui voyage même une fois la source éteinte, tu peux néanmoins apprendre des choses sur l'objet émetteur une fois qu'il est mort. Quand tu lis une autobiographie de Jules César tu apprends des trucs sur lui même après sa mort.

[edit] doublé par deep

[invite1397b00c]

Pense aux éclairs. Tu vois un gros flash silencieux, suivi d'un silence, puis craaack, un bruit fracassant retentit. ça te choque d'entendre quelque chose qui n'existe plus ?

La comparaison avec l'éclair ne me suffit pas.

Je sais bien que quand on regarde un étoile situé à 10 al, on la voit telle qu'elle était, il y a 10 ans.
Si elle s'est éteint, il y a 9 ans, l'année prochaine on ne verra plus sa lumière (je simplifie, c'est pas tout à fait comme ça)
Dans ce cas là, on observe quelque chose qui n'existe peut-être plus, mais qui a existé il y a 10 ans.

Dans le cas de la boule de plasma, j'ai deux questions dont les réponses m'aideront à mieux comprendre.

1) Depuis combien de temps n'existe-t-elle plus ?
2) Où était-elle situé ?

[invite8c514936]

Dans ce cas là, on observe quelque chose qui n'existe peut-être plus, mais qui a existé il y a 10 ans.

Ben là c'est exactement pareil, sauf que c'est bien plus vieux.

Depuis combien de temps n'existe-t-elle plus ?

Environ 13 milliards d'années.

Où était-elle situé ?

Partout, l'Univers était complètement rempli de ce plasma. Imagine que tout à coup le ciel se remplisse d'éclairs, partout à la surface du globe, en même temps. Tu entendrais un gros brouhaha continu, les premier bruits correspondant aux éclairs tout proches, puis tu entendrais les éclairs lointains, puis ceux encore plus lointains. A chaque instant, tu entends les éclairs qui ont eu lieu à la même distance de toi, répartis sur un cercle dont le rayon est égal à la vitesse du son multipliée par le temps écoulé depuis les éclairs. C'est exactement pareil avec le CMB, sauf que c'est de la lumière.

[invite1397b00c]

Environ 13 milliards d'années.

Si la boule de plasma a explosé, il y a 13 millions d'années, cela veut dire qu'on ne peut "l'observer" qu'avec un télescope astronomique "pointant" à plus de 13 millions d'al. Vrai ou faux ?

Partout, l'Univers était complètement rempli de ce plasma.

Dans mon raisonnement, je considère pour vrai ce que predigny a dit (car personne ne l'a contredit).
A savoir : Ce n'est pas le fond diffus qui est un corps noir mais ce qui l'a émis, c'est à dire la "boule" de plasma qui existait 300000 ans après le BB.
En explosant, cette boule a commencé à permettre à l'univers de se créer tel que nous le connaissons et surtout d'être en expension. L'univers s'étant agrandi depuis, la Terre se trouve donc a un endroit éloigné du lieu de l'explosion.
Je comprends que les résidus de l'explosion puisse être observés dans toutes les directions, mais pas la boule de plasma.
Quelqu'un pour m'aider ?

[Gilgamesh]

Si la boule de plasma a explosé, il y a 13 millions d'années, cela veut dire qu'on ne peut "l'observer" qu'avec un télescope astronomique "pointant" à plus de 13 millions d'al. Vrai ou faux ?

Milliard, pas million.

La boule de plasma on est DEDANS, mais depuis le temps elle s'est diluée, nous en sommes une fraction, mais ce que nous observons c'est la coquille visible depuis notre position 13 md d'années plus tard

Si # désigne un nuage diffus (le CMB, par exemple), * l'effondrement de ce gaz en étoiles (population III), = la formation des premières en galaxie, == celle de galaxies plus massives et === celle de plus massives encore. Si on résume les 3D en 1D (1 ligne) :

1/ à l'heure actuelle tout l'Univers est dans le même état

=== == == == = === == == == === = == etc

2/ mais comme on ne vois pas tout dans l'état où il est actuellement mais dans l'état de plus en plus primitif au fur et à mesure que l'on voit loin, on observe, > représentant l'oeil de l'observateur :

# * * = = = = == == == === == === == == >

# : le CMB (z = 1100)
* les premières étoiles (z = 30)
= les premières galaxies (z = 5-6 ?)

etc

Dans mon raisonnement, je considère pour vrai ce que predigny a dit (car personne ne l'a contredit).
A savoir : Ce n'est pas le fond diffus qui est un corps noir mais ce qui l'a émis, c'est à dire la "boule" de plasma qui existait 300000 ans après le BB.
En explosant, cette boule a commencé à permettre à l'univers de se créer tel que nous le connaissons et surtout d'être en expension.

L'Univers était déjà en expansion, ce qui a permis au plasma de se diluer.

L'univers s'étant agrandi depuis, la Terre se trouve donc a un endroit éloigné du lieu de l'explosion.

Non, au même endroit. Pas bougé.

Je comprends que les résidus de l'explosion puisse être observés dans toutes les directions, mais pas la boule de plasma.
Quelqu'un pour m'aider ?

A l'endroit de la Terre, était le plasma, comme partout. Forcément il a disparu et s'est condensé depuis. Il faut regarder bien plus loin pour voir l'Univers en ses premiers atours.

a+

[invite8c514936]

Si la boule de plasma a explosé, il y a 13 millions d'années, cela veut dire qu'on ne peut "l'observer" qu'avec un télescope astronomique "pointant" à plus de 13 millions d'al. Vrai ou faux ?

D'une part, c'est des milliards et pas des millions. D'autre part, un télescope ne "pointe" pas à un âge donné, il pointe dans une direction donnée et reçoit tout ce qui arrive ! A l'astronome ensuite de se dépatouiller de tout ça et de trier les trucs suivant leur âge !

Dans mon raisonnement, je considère pour vrai ce que predigny a dit (car personne ne l'a contredit).
A savoir : Ce n'est pas le fond diffus qui est un corps noir mais ce qui l'a émis, c'est à dire la "boule" de plasma qui existait 300000 ans après le BB.

Il a raison. Le fond diffus c'est la lumière émise par le corps noir qu'était le plasma.

En explosant, cette boule a commencé à permettre à l'univers de se créer tel que nous le connaissons et surtout d'être en expension.

Pas du tout !! L'Univers existait déjà, il était déjà en expansion, c'est même pour ça qu'il s'est dilué et que le plasma noyaux/électrons s'est transformé en gaz d'atomes !! Les gens qui étudient l'abondance des noyaux légers dans l'Univers arrivent à l'expliquer par des réactions nucléaires qui ont eu lieu bien avant le découplage dont on parle ici.

L'univers s'étant agrandi depuis, la Terre se trouve donc a un endroit éloigné du lieu de l'explosion.

Non. L'« explosion » a aussi eu lieu à l'endroit où se trouver aujourd'hui la Terre, mais il y a 13 milliards d'années... Relis l'analogie des éclairs, elle se transpose vraiment de façon très directe à la situation qui te perturbe !

EDIT : croisement avec Gilgamesh....

[invite1397b00c]

Désolé pour la confusion milliards / millions.

Vos explications m'ont encore plus perturbé. L'univers est en expension mais la boule de plasma qui a disparu entoure tout l'univers ???

Je crois que j'essaye de comprendre quelque chose qui m'échappe encore.
J'ai reçu depuis peu "Astronomie Astrophysique" de Agnès Acker (programme de Licence). Il me semble trés bien fait, je vais continuer à l'étudier, mais apparament il me faudra celui de Maitrise pour m'aider à comprendre cette phase du Big Bang car la naissance de l'univers y est trés peu abordée.

[invite8915d466]

Désolé pour la confusion milliards / millions.

Vos explications m'ont encore plus perturbé. L'univers est en expension mais la boule de plasma qui a disparu entoure tout l'univers ???

la boule de plasma "n'entoure" pas l'univers, elle ETAIT l'univers.

ce que tu vois en regardant dans un télescope (ou meme a l'oeil nu) a un moment donné, c'est ce qu'on appelle le "cone de lumière". Tu vois EN MEME TEMPS la lumière des étoiles à 10 années lumière émise il y a 10 ans, à 100 années lumières émise il y a 100 ans, des galaxies à des milliards d'années lumière émise il y a des milliards d'années... et le fond cosmologique émis à 13 milliards d'années lumière il y a 13 milliards d'année (pour les pros, je sais, la notion de distance est incorrecte à cause de l'expansion de l'Univers, mais je donne une image simplifiée qui n'en tient pas compte ).
ce qu'on voit avec WMAP et autres mesures du CMB, , c'est la "coquille " très fine, centrée sur nous, contenant les photons présents dans le plasma il y a 13 milliards d'années, qui ont mis 13 milliards d'années à nous atteindre, donc à peu près la surface d'une sphère (vue de l'intérieur) de rayon 13 milliards d'années lumière. Au delà de cette sphère, l'Univers était opaque, à l'intérieur il est transparent.

Imagine que tu es dans un brouillard mais que par suite d'une anomalie de température, tu es à l'intérieur d'une boule d'air plus chaude ou les goutelettes se sont évaporées, et donc tu as une bonne visibilité à l'intérieur : tu vois la surface intérieure du nuage. C'est la même chose ici, avec un temps de propagation important.

[invite786a6ab6]

...Vos explications m'ont encore plus perturbé. L'univers est en expension mais la boule de plasma qui a disparu entoure tout l'univers ???

En 13 milliards d'années, ce plasma a pas mal évolué, il s'est condensé en galaxie, en nuages de gaz intergalactiques, ... c'est ce qu'on voit autour de nous puisqu'on était et sommes toujours au centre de l'univers visible (mais l'univers est beaucoup plus grand que ce qui est visible, d'ou l'impression d'être au centre). MAIS, plus on regarde loin, plus on voit l'univers visible tel qu'il était dans le passé et en "regardant" ce bruit cosmologique on voit l'univers tel qu'il était il y a 13,7 milliard d'années et l'on voit le fameux plasma lorsqu'il est devenu transparent. Ce serait très brillant (>3000°) si l'expansion n'avait pas étiré la longueur d'onde de la lumière émise par ce corps noir ; étiré jusqu'à le décaler dans le domaine micro-ondes, mais cet étirement à la propriété de garder la forme du spetre du corps noir inchangée, elle est juste décalée vers les basses fréquences.
Si j'ai dit de grosses bêtises, les spécialistes me rectifieront, mais je te dis ma façon de voir.

[Gilgamesh]

Si j'ai dit de grosses bêtises, les spécialistes me rectifieront, mais je te dis ma façon de voir.

Non, c'est ok

a+

[Garion]

Vos explications m'ont encore plus perturbé. L'univers est en expension mais la boule de plasma qui a disparu entoure tout l'univers ???

Predigny avait bien justement mis des guillemets autour du mot "boule", car juste ce plasma n'était pas vraiment une boule mais remplissait en fait TOUT l'univers, et l'endroit de l'espace où si situe la terre aujourd'hui était au milieu de ce plasma, il était donc entouré de ce plasma dans toute les directions c'est pour cela que nous recevons encore des photons de ce plasma de toutes les directions à la fois.

[Gilgamesh]

Bon maintenant que tout le monde a donné son explication.

Si vous pensez que thomassan a compris tapez 1. Si vous pensez qu'il est encore dans une boule de plasma tapez 2.

[invite1397b00c]

Je comprend ce que vous voulez m'expliquer, mais il y a toujours pour moi une contradiction entre :

- la "boule" de plasma qui remplit tout l'univers il y a 13 milliards d'années,
- et l'expension de l'univers.

Si le fond diffus que l'on mesure est la boule de plasma, il y a 13 milliards d'années, cela signifie que notre univers est plus petit que la boule de plasma, malgré son expension depuis 13 milliard d'années.
Par contre si ce que l'on mesure sont les résidus de l'explosion, alors là je suis d'accord.

D'ailleurs Wikipedia semble confirmer que la "surface" ou "la zone" d'émission du rayonnement n'est pas l'univers entier. Cette "zone" peut-elle être considérée comme le centre de l'univers ?

Du fait du déplacement de la Terre dans le Système Solaire et plus généralement du déplacement de ce dernier par rapport à la surface d'émission du fond diffus cosmologique, la température du fond diffus cosmologique présente une variation en fonction de la direction, conséquence d'un simple effet Doppler. Si l'on enlève la contribution due au mouvement de la Terre autour du Soleil, alors l'amplitude du dipôle observé est de 3,358±0,001 mK, correspondant à une vitesse du Soleil de 369 km/s de celui-ci par rapport à la zone d'émission du rayonnement. La direction de ce dipôle est, en coordonnées galactiques, l=264,31°±0,20°, b=48,05°±0,11°, soit 11h 11min 57s±23s et -7,22°±0,08° en terme d'ascension droite et de déclinaison. Cette direction est quasiment opposée à celle de l'apex solaire, c'est-à-dire à l'opposé de la direction vers laquelle se déplace le Soleil au sein de la Voie Lactée. En tenant compte du déplacement du Soleil au sein de la Voie Lactée, on calcule le dipôle du fond diffus cosmologique par rapport à la Voie Lactée. Sa direction est peu modifiée, l=276°±3°, b=30°±2° mais son amplitude augmente significativement du fait de la vitesse du Soleil par rapport au centre galactique, pour atteindre 5,70 mK, correspondant à une vitesse de 627 km/s.

[invite786a6ab6]

... le fond diffus que l'on mesure est la boule de plasma, il y a 13 milliards d'années, cela signifie que notre univers est plus petit que la boule de plasma, malgré son expension depuis 13 milliard d'années....

J'ai pas mal galéré là dessus moi aussi pour me faire une idée ! Je crois que les choses s'éclaircissent quand on se dit que pendant la phase d'inflation, l'expansion de l'univers à été beaucoup plus rapide que la vitesse de la lumière, si bien que ce que l'univers visible n'est qu'une petite partie de l'univers. Du rayonnement cosmologique il y en à encore beaucoup "derrière" celui que l'on voit mais il ne nous est pas encore parvenu et quand il nous parviendra, il sera encore plus froid que celui que l'on reçoit actuellement. En quelque sorte, notre univers visible, n'est qu'une bulle de 13,7 AL de rayon dans un univers invisible bien plus grand encore.
Mais j'avoue que je ne suis pas à l'aise avec un univers qui est plus grand que son âge en AL !

[invite1397b00c]

J'ai pas mal galéré là dessus moi aussi pour me faire une idée ! Je crois que les choses s'éclaircissent quand on se dit que pendant la phase d'inflation, l'expansion de l'univers à été beaucoup plus rapide que la vitesse de la lumière, si bien que ce que l'univers visible n'est qu'une petite partie de l'univers. Du rayonnement cosmologique il y en à encore beaucoup "derrière" celui que l'on voit mais il ne nous est pas encore parvenu et quand il nous parviendra, il sera encore plus froid que celui que l'on reçoit actuellement. En quelque sorte, notre univers visible, n'est qu'une bulle de 13,7 AL de rayon dans un univers invisible bien plus grand encore.
Mais j'avoue que je ne suis pas à l'aise avec un univers qui est plus grand que son âge en AL !

Merci pour ta franchise, j'avais l'impression d'être le seul à avoir du mal à comprendre.
J'ai du mal à accepter ce que je ne comprends pas, alors j'essaye de comprendre.

Par contre, je suis toujours preneur pour voir un spectre présentant le bruit du fond diffus.