Un petit bilan sur l'univers...

[invite1397b00c]

Bonjour,
Après un peu plus de deux mois de participation dans ce forum et une première discussion un peu houleuse sur le Big Bang, j'en profite pour faire un petit bilan de tout ce que j'ai compris.

1) L'age de l'univers est d'environ 13-14 milliards d'années.
2) On sait actuellement observer des amas (ou super-amas) de galaxies à ces distances là. Ces amas sont très jeunes (qq millions d'années au plus).
3) On ne peut pas observer plus loin car la boule de plasma (qui est à la source du CMB ou fond diffus de l'univers) "retenait" la lumière avant d'exploser il y a 13-14 milliards d'années moins 300 000 ans.
4) On n'aura donc aucune preuve visuelle de ce qui s'est passé avant l'explosion de la boule de plasma.
5) Par contre on observe l'état de cette boule de plasma avant explosion par l'analyse du CMB.

Est-ce j'ai juste jusque là ?
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[Coincoin]

Salut,

4) On n'aura donc aucune preuve visuelle de ce qui s'est passé avant l'explosion de la boule de plasma.

Ce n'est pas une explosion, mais simplement une transition de phase. Avant, l'Univers était sous forme ionisée (plasma) et donc opaque à la lumière. Vers 300 000 ans après le Big Bang, l'Univers s'est suffisamment refroidi pour que les atomes ne soient pas ionisés en permanence. Il y a donc eu formation d'atomes neutres, ce qui a rendu l'Univers transparent.

Mais même si on ne peut pas avoir de preuves "visuelles", on peut très bien imaginer étudier des rayonnements qui traversaient le plasma : neutrinos, ondes gravitationnelles, ... Mais c'est pas pour tout de suite !

5) Par contre on observe l'état de cette boule de plasma avant explosion par l'analyse du CMB

On observe l'état de l'Univers au moment du changement dont j'ai parlé. Ca permet donc de vérifier les prédictions de certaines théories décrivant ce qu'il y avait avant.

[invitee9ed9cad]

4) On n'aura donc aucune preuve visuelle de ce qui s'est passé avant l'explosion de la boule de plasma.

Sauf si on met au point un telescope a neutrinos suffisamment efficace.
Il est loin d'être improbable qu'on ait un jour ce genre de matériel (heuuu en français ça veut dire que ça sera certainement possible un jour)
Et là, on pourra remonter jusqu'a la première dissociation des neutrinos du reste de la matière, qui est antérieure au CMB.

[invite09c180f9]

Sauf si on met au point un telescope a neutrinos suffisamment efficace.

Oui, enfin on en est qu'aux prémisses ; les neutrinos intéragissent très très peu avec la matière. Donc déjà il y a un récent travail avec Antarès et après on verra, mais ce n'est vraiment pas pour le moment...

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite1397b00c]

Merci pour vos précisions et commentaires laissant suggérer des possibilités ultérieures d'exploration de l'avant "transition de phase".

Je souhaiterai désormais développer des points qui me semblent obscurs ou plutôt que j'ai du mal à comprendre.

Le premier : l'homogénéité de l'univers.

Dans une précédente discussion predigny a répondu à ma question sur comment montre-t-on que l'univers est homogène par les mots suivants.

Ben, en gros il y a la même densité moyenne de galaxies quelque soit l'endroit où l'on regarde du moins pour les galaxies très lointaines, et puis la température du fond cosmologique qui est uniforme à 1/100000 près.

Personne n'ayant proposé d'autres façon, je ne peux que parler des ces deux arguments.

1) L'uniformité des mesures du CMB ne peut que démontrer l'homogénéité de la boule de plasma (si c'est bien le fond diffus de l'univers que l'on mesure) et en aucun cas l'homogénéité de l'univers actuel.

2) Je n'ai pas trouver d'étude statistique sur la répartition des amas de galaxie, mais s'il y en a une qui existe et qu'elle montre l'homogénéité de cette répartition, la seule conclusion que nous pouvons faire est : l'univers observable est homogène.

Est-il donc juste de dire que nous ne savons pas si l'univers total est homogène ?

A titre d'exemple, lorsqu'on regarde le ciel étoilé avec les yeux, nous avons l'impression que les étoiles sont réparties de façon homogène mais l'étude des galaxies nous démontre que les étoiles ne sont pas réparties de façon homogène dans une galaxie.
De même la répartition des galaxies ne me semble pas être homogène dans un amas.
Donc pourquoi les amas, super-amas... seraient-ils répartis de façon homogène dans l'univers total ?

[mtheory]

Bonsoir,l'Univers n'est homogène que au dessus des super amas de galaxies et on n'observe pas vraiment d'inhomogéneité à plus grande échelle.
Le CMB lui même est une preuve trés forte que l'Univers était homogène dans le passé et qu'il doit l'être encore actuellement à l'échelle supérieure aux super amas et sur une distance supérieure à l'Univers observable actuellement.
MAIS ,si l'on prend l'inflation au sérieux,l'Univers total est probablement très très inhomogène à super grande échelle,peut être des milliards de milliards de milliards etc...d'année lumières.
Nous ne savons pas.
Si ça courbure est légérement positive ou sa topologie multiplement connexe mais compacte,là ça change tout.
Il me semble en tout cas.

[invite1397b00c]

Bonsoir,l'Univers n'est homogène que au dessus des super amas de galaxies et on n'observe pas vraiment d'inhomogéneité à plus grande échelle.

Détermine-t-on cela de manière statistique ?
Combien de systèmes supérieur au super amas est-on capable d'observer ?

Le CMB lui même est une preuve trés forte que l'Univers était homogène dans le passé et qu'il doit l'être encore actuellement à l'échelle supérieure aux super amas et sur une distance supérieure à l'Univers observable actuellement.

Cet argument étant basé sur une hypothèse, il ne peut pas me convaincre.

MAIS ,si l'on prend l'inflation au sérieux,l'Univers total est probablement très très inhomogène à super grande échelle,peut être des milliards de milliards de milliards etc...d'année lumières.
Nous ne savons pas.
Si ça courbure est légérement positive ou sa topologie multiplement connexe mais compacte,là ça change tout.
Il me semble en tout cas.

A-t-on une idée de la vitesse d'inflation de l'univers ?
Cela se rapporte au deuxième sujet que je souhaite évoquer : la dimension de l'univers.

Merci.

[invite1397b00c]

Mon bouquin d'astrophysique indique qu'un super amas est de quelque milliards d'années lumière.

Vu qu'on ne peut observer qu'à 13-14 milliards d'années lumière, il me semble qu'on ne peut pas vraiment garantir que les super amas sont répartis de façon homogène.

Il faudrait pourvoir observer à l'échelle au dessus. Non ?

[invite575afbdc]

MAIS ,si l'on prend l'inflation au sérieux,l'Univers total est probablement très très inhomogène à super grande échelle,peut être des milliards de milliards de milliards etc...d'année lumières.

Pourquoi ? Je ne vois pas le rapport entre l inflation et l heterogeneite de l univers a tres grande echelle.

l expansion de l univers est mesure par le parametre de Hubble H qui vaut aujourd hui +- Ho=70 km/s/Mpc

[Coincoin]

Je ne vois pas le rapport entre l inflation et l heterogeneite de l univers a tres grande echelle.

Les hétérogénéités de l'Univers primordial ont été dilatés par l'inflation pour devenir des hétérogénéités sur des échelles considérables.

[invite575afbdc]

Mtheory parle d inomogeneite d une taille comparable a l horizon actuel. Pas de celle qui ont donnees naissance aux structures actuelles. Car bien que l univers soit heterogene en dessous de 10Mpc il est tres homogene au dessus.

Pourquoi l univers serait il plus heterogene a tres grde echelle et qu est ce que ca a voir avec l inflation, c est ce que j aimerais savoir de Mtheory.

[Coincoin]

L'inflation fait que l'Univers est homogène à très grande échelle mais hétérogène à très très très grande échelle.

Ensuite, l'attraction gravitationnelle a conduit à la formation de structures hétérogènes à petite échelle.

[invite575afbdc]

Merci coincoin mais tu repetes ce que mtheory a dit. Ce que j aimerais savoir c est POURQUOI l inflation rend il l univers heterogene a tres grande echelle.

[Coincoin]

Parce qu'il multiplie les échelles par un facteur immense. Donc ce qui est à grande échelle maintenant correspond à quelque chose d'assez petit dans l'Univers primordial. Et si c'est assez petit, ça a eu le temps de s'homogénéiser.

[alain_r]

Merci coincoin mais tu repetes ce que mtheory a dit. Ce que j aimerais savoir c est POURQUOI l inflation rend il l univers heterogene a tres grande echelle.

L'inflation, c'est une petite région déjà à peu près homogène qui grossit énormément et s'homogénéise. L'extérieur de cette région n'est pas forcément de la même densité que celle-ci dès le début de l'inflation, et comme de plus les densités de la région où l'inflation se produit et des régions voisines n'évoluent pas pareil pendant l'inflation, elles deviennent en général encore plus dissemblables à mesure que l'inflation se produit.

[alain_r]

Mon bouquin d'astrophysique indique qu'un super amas est de quelque milliards d'années lumière.

S'il dit cela il faut changer de bouquin ! La taille typique d'un super amas ne dépasse pas 20 Mpc (avec bien sûr quelques exceptions). Leur nombre est estimé à quelque chose entre plusieurs centaines de millions à plusieurs milliards dans l'univers observable.

Rappel : taille de l'univers observable = 40 à 45 milliards d'années lumière et non 13 ou 14.

[invitee9ed9cad]

Oui, enfin on en est qu'aux prémisses ; les neutrinos intéragissent très très peu avec la matière. Donc déjà il y a un récent travail avec Antarès et après on verra, mais ce n'est vraiment pas pour le moment...

Je n'ai jamais prétendu que c'était pour l'année prochaine ...
je parlais de l'avenir de l'humanité au sens large.
Mais y a pas de raison qu'un jour on y arrive pas, il suffit "juste" d'améliorer la resolution.
Ce n'est qu'une affaire de progrès technologique, on sait déjà qu'on pourra le faire un jour, sans savoir quand.

A-t-on une idée de la vitesse d'inflation de l'univers ?

Je pense que tu confonds ici inflation et expansion.
L'inflation a eu lieu pendant une très courte période, aux tout débuts de l'univers, alors que l'expansion est encore actuellement a l'oeuvre.
On ne peut pas a proprement parler de vitesse de l'inflation, sinon on tombe dans des aberrations physique, qui n'en sont pourtant pas ...
Je te conseilles de lire attentivement ce dossier pour mieux comprendre ce problème =>
http://www.futura-sciences.com/compr...ossier18-1.php

Consulter un bon dossier comme celui-ci est un excellent préalable a toute discussion sur ce sujet compliqué.

Posté par mtheory
Le CMB lui même est une preuve trés forte que l'Univers était homogène dans le passé et qu'il doit l'être encore actuellement à l'échelle supérieure aux super amas et sur une distance supérieure à l'Univers observable actuellement.

Cet argument étant basé sur une hypothèse, il ne peut pas me convaincre.

La science dans son ensemble est basée sur des hypothèses.
Celle ci est l'une des plus solides et des plus logique.
Tu aurais le droit de remettre en cause ce postulat ... si tu l'avais déjà compris dans son intégralité, ce qui ne semble pas vraiment être le cas ...

Vu qu'on ne peut observer qu'à 13-14 milliards d'années lumière, il me semble qu'on ne peut pas vraiment garantir que les super amas sont répartis de façon homogène.
Il faudrait pourvoir observer à l'échelle au dessus. Non ?

nous sommes définitivement et inexorablement limité a notre cône de causalité, qui, chaque moment qui passe, se réduit au lieu de s'agrandir (a cause de l'expansion)
Donc il n'y a pas d'echelle au dessus.
les observations ont quand mêm permis d'établir des cartes de l'univers, sachant qu'un des plus gros problèmes est tout de même d'arriver a determiner la distance des objets observés, par leur redshift ou par leur luminosité en fonction de la classe d'objet.

Pourquoi l univers serait il plus heterogene a tres grde echelle et qu est ce que ca a voir avec l inflation, c est ce que j aimerais savoir de Mtheory.

prend un ballon degonflé, et dessine dessus des points tout les 1/2 centimètres.
Tant qu'il n'est pas gonflé, les points sont tous a la même distance les uns des autres.
mais si tu gonfles considérablemnt ton ballon pour qu'il fasse plusieurs dizaine de mètres de diamètres (sacré ballon !!) alors tu t'apercevras que ce qui était précis a petite echelle, et qui parraissait parfaitement homogène, n'est pas aussi regulier ni précis a grande echelle, entre tes points, il n'y a pas exactement la même distance, l'inflation du ballon a mis en évidence des microscopiques différences initiales.
Pareil pour l'univers.

Rappel : taille de l'univers observable = 40 à 45 milliards d'années lumière et non 13 ou 14.

j'aimerais bien que tu argumentes un peu ceci car je ne le saisi pas.
Si on regarde d'un coté, on voit jusqu'a 13,7Gal, de l'autre coté (opposé) idem
ça nous fait le diamètre d'une bulle de 27 et quelques Gal, alors pourquoi cites tu 40 a 45 ?
Y a un truc qui a du m'echapper quelque part !

Merci Alain_r

[alain_r]

j'aimerais bien que tu argumentes un peu ceci car je ne le saisi pas.
Si on regarde d'un coté, on voit jusqu'a 13,7Gal, de l'autre coté (opposé) idem
ça nous fait le diamètre d'une bulle de 27 et quelques Gal, alors pourquoi cites tu 40 a 45 ?
Y a un truc qui a du m'echapper quelque part !

Merci Alain_r

40 à 45 Gal de rayon, soit 3 fois plus que le rayon "naïf" de 13,7. Pourquoi ? Parce que le temps que le photon parcourre 1 Gal (mettons), la source s'est éloignée de nous. Si la source est proche (moins de un rayon de Hubble), on peut en gros négliger le mouvement de récession de la source pendant le temps de trajet du photon, donc temps de trajet (en années) du photon = distance (en années lumière) où se situait la source au moment de l'émision = distance (en années lumière) où se situe la source maintenant. Mais au delà, non, car distance (en années lumière) où se situait la source au moment de l'émision < temps de trajet (en années) du photon < distance (en années lumière) où se situe la source maintenant.

Il y a d'ailleurs là un petit paradoxe : un quasar que l'on voit à z = 5 était plus près de nous à l'époque où il a émis sa lumière que ne l'était une galaxie que l'on voit aujourd'hui à z = 1 au moment où elle a émis sa lumière.

Pour plus de détails (pas le temps d'expliquer plus, là), voir http://fr.arxiv.org/pdf/astro-ph/0310808, figures 1 et 3.

[invitee9ed9cad]

C'est parfaitement clair.
C'est sûr qu'en prenant le temps de propagation du photon en compte, ça change beaucoup de chose.
Merci pour le doc, je vais lire ça attentivement.

[invite1397b00c]

40 à 45 Gal de rayon, soit 3 fois plus que le rayon "naïf" de 13,7. Pourquoi ? Parce que le temps que le photon parcourre 1 Gal (mettons), la source s'est éloignée de nous. Si la source est proche (moins de un rayon de Hubble), on peut en gros négliger le mouvement de récession de la source pendant le temps de trajet du photon, donc temps de trajet (en années) du photon = distance (en années lumière) où se situait la source au moment de l'émision = distance (en années lumière) où se situe la source maintenant. Mais au delà, non, car distance (en années lumière) où se situait la source au moment de l'émision < temps de trajet (en années) du photon < distance (en années lumière) où se situe la source maintenant.

Il y a d'ailleurs là un petit paradoxe : un quasar que l'on voit à z = 5 était plus près de nous à l'époque où il a émis sa lumière que ne l'était une galaxie que l'on voit aujourd'hui à z = 1 au moment où elle a émis sa lumière.

Pour plus de détails (pas le temps d'expliquer plus, là), voir http://fr.arxiv.org/pdf/astro-ph/0310808, figures 1 et 3.

J'ai du mal à suivre.
Si on observe un super amas à 13 Gal, on le voit tel qu'il était il y a 13 Ga.
Depuis il s'est déplacé, je n'en ai aucun doute.
Mais dire qu'il peut être à 26 Gal maintenant veux dire qu'il s'est déplacé de 13 Gal en 13 Ga soit à la vitesse de la lumière. Non ?
Merci de m'expliquer par l'exemple, le point que je n'ai visiblement pas compris.

[Garion]

J'ai du mal à suivre.
Si on observe un super amas à 13 Gal, on le voit tel qu'il était il y a 13 Ga.
Depuis il s'est déplacé, je n'en ai aucun doute.
Mais dire qu'il peut être à 26 Gal maintenant veux dire qu'il s'est déplacé de 13 Gal en 13 Ga soit à la vitesse de la lumière. Non ?
Merci de m'expliquer par l'exemple, le point que je n'ai visiblement pas compris.

C'est l'espace qui s'est étendu entre nous et lui, ce n'est pas à proprement parler un déplacement, et ce n'est donc pas concerné par la limite de c. En pratique, il peut s'éloigner de nous plus vite que la lumière sans se déplacer plus vite que la lumière.

[nissart7831]

J'ai du mal à suivre.
Si on observe un super amas à 13 Gal, on le voit tel qu'il était il y a 13 Ga.
Depuis il s'est déplacé.

C'est ce qu'on appelle ... l'expansion de l'univers.
Comme t'a dit Garion, on ne parle pas de vitesse de déplacement mais plutôt de taux d'expansion.

Une petite introduction :
http://www.groupeastronomiespa.be/conf101003.pdf

[invite1397b00c]

Que ce soit l'expension de l'univers ou pas, si on dit :

A l'instant t, deux galaxies sont éloignées de 13 Gal,
A l'intant t + 13 Ga, elles sont éloignées de 26 Gal,

cela implique que la vitesse relative pendant les 13 Ga écoulées des deux galaxies est celle de la lumière.

Concernant l'expension de l'univers, qu'elle est l'ordre de grandeur de sa vitesse ?

[invitee9ed9cad]

Que ce soit l'expension de l'univers ou pas, si on dit :

A l'instant t, deux galaxies sont éloignées de 13 Gal,
A l'intant t + 13 Ga, elles sont éloignées de 26 Gal,

cela implique que la vitesse relative pendant les 13 Ga écoulées des deux galaxies est celle de la lumière.

Concernant l'expension de l'univers, qu'elle est l'ordre de grandeur de sa vitesse ?

lis donc les documents qui te sont fournis au lieu de continuer à dire des choses absurdes

[invitee9ed9cad]

Concernant l'expension de l'univers, qu'elle est l'ordre de grandeur de sa vitesse ?

Il n'y a PAS de vitesse d'expAnsion
C'est un taux
celui ci est de 70 km (+-3) par seconde et par megaparsec.
Et ça permet justement que deux régions de l'univers puissent s'éloigner à des vitesses supérieures a c

[invite1397b00c]

lis donc les documents qui te sont fournis au lieu de continuer à dire des choses absurdes

http://fr.arxiv.org/pdf/astro-ph/0310808 je suis alergique à l'anglais.

http://www.groupeastronomiespa.be/conf101003.pdf introduction de base de l'expension qui omet de parler du blueshift de certaines mesure et n'évoque pas de vitesse d'expension.

Je demande simplement à comprendre par l'aide d'un petit exemple.

[invite1397b00c]

Pour revenir au sujet : l'homogénéité de l'univers.

L'article suivant extrait de http://fr.wikipedia.org/wiki/Mati%C3%A8re_noire
me pose un problème.

C'est là qu'on fait intervenir la matière noire pour sauver la théorie. Les protons, neutrons et électrons ne pouvaient se regrouper pour former les atomes à cause de la pression des photons. En revanche, la matière noire n'interagit pas avec les photons et n'aurait donc pas subi cette pression, ce qui lui aurait permis de créer des fluctuations de densité (invisibles) bien avant la matière ordinaire. Ces fluctuations auraient ainsi pu attirer, par gravitation, la matière ordinaire lors du découplage matière-rayonnement de la nucléosynthèse primordiale (découplage qui a libéré les photons et rendu l'Univers transparent).

Dans cette hypothèse, ce sont donc ces fluctuations de densité de la matière noire qui seraient à l'origine de la formation des galaxies et des amas de galaxies, répartis de façon non uniforme dans l'Univers. Reste malheureusement à expliquer pourquoi la matière sombre aurait adopté une distribution non homogène, à l'inverse de la matière ordinaire...

Si la matière noire est répartie de manière non homogène dans le plasma, pourquoi prend on pour argument que l'analyse du CMB est une preuve trés forte que l'Univers était homogène dans le passé et qu'il doit l'être encore actuellement à l'échelle supérieure aux super amas.

[alain_r]

Si la matière noire est répartie de manière non homogène dans le plasma, pourquoi prend on pour argument que l'analyse du CMB est une preuve trés forte que l'Univers était homogène dans le passé et qu'il doit l'être encore actuellement à l'échelle supérieure aux super amas.

Parce qu'à l'époque de l'émission du fond diffus, les inhomogénéités étaient très faibles. Comme elles étaient faibles, le fond diffus est très isotrope (c'est ce que l'on observe) et l'univers était alors très homogène (c'est ce que l'on déduit). Les mécanismes de formation des structures expliquent de plus qu'on ne peut former des structures de taille arbitrairement grande en si peu de temps. Donc l'univers s'est depuis inhomogénésé à petite échelle (c'est ce que l'on observe), mais reste homogène à grande échelle (c'est ce que l'on déduit).

[invitee9ed9cad]

vitesse d'expension.

ExpAnsion
deuxième.

Sur ce que je lis de toi, tu essayes de comprendre des phénomènes complexes avant d'apprehender les bases cosmologiques plus simple que tu ne maitrises pas.
C'est pour ça que tu poses (et que tu repètes) les même mauvaises questions depuis le début de ce post, et que tu obtiens les mêmes réponses que tu ne comprends pas, qui te font reposer les mêmes mauvaises questions ...
Ca peut durer longtemps ... enfin jusqu'a ce que les interlocuteurs se lassent.

Tant que tu te sentiras en droit de contester des preuves que tu n'es pas capable de réellement appréhender, tu n'avanceras pas d'un iota, pire : tu te feras de mauvaises représentations et tu continueras de poser des question inadéquates.

Alors pour faire court, et ça sera ma dernière tentative avec toi sur ce sujet :

1) l'univers originel était très homogène, le CMB en est une preuve absolue

2) l'inflation a propagé cette homogénéité
Mais sais tu seulement vraiment ce qu'est l'inflation ... ???
Je suis sur que tu n'as même pas lu la première page du dossier qui lui est consacré et que je t'ai fourni préalablement, sinon tu ne poserais pas les même questions 15 fois de suite, vu que les réponses sont dans ce dossier

3) depuis lors, les minuscules inhomogénéité initiales on produit des concentrations locales de matière (les galaxies et amas galactiques) mais de façon uniforme dans l'univers a grande echelle (observable et théorisé)

4) pour avoir un semblant de début de légitimité a contester ce fait, il te faudrait 20 ans a 8 heures par jours de travail sur ce domaine, afin d'avoir une petite chance de devenir crédible avec tes propres théories.

Cordialement

[invitefd2dbdcd]

bonjour,

Donc l'univers s'est depuis inhomogénésé à petite échelle (c'est ce que l'on observe), mais reste homogène à grande échelle (c'est ce que l'on déduit).

comment en déduit-on ceci...

L'inflation fait que l'Univers est homogène à très grande échelle mais hétérogène à très très très grande échelle.

...?
merci.