Pourquoi voit-on le rayonnement diffus cosmologique?

[doryphore]

J'ai du mal à faire le lien entre le fait que l'événement a eu lieu en tout point spatial de l'univers à un instant t1 et le fait qu'il soit encore perceptible et si durablement. Donc si quelqu'un pouvait se dévouer, je le remercie d'avance.
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[deep_turtle]

Bon je ne sais pas si ça va t'aider mais avant d'essayer de répondre je vais reformuler la question en la débarrassant des trucs mystérieux genre "big-bang", "cosmologie", etc... en te posant une question :

Imagine qu'au même moment, partout dans l'univers, les étoiles s'éteignent, pour une raison X ou Y. A ton avis, que verrions nous de la Terre, en regardant le ciel à partir de ce moment-là ?

[doryphore]

Avec le "au même moment" de la mécanique classique, on verrait progressivement les étoiles s'éteindre en fonction de leur éloignement.

[deep_turtle]

Tout à fait. N'est-ce pas là un événement qui "a eu lieu en tout point spatial de l'univers à un instant t1" et qui est "encore perceptible durablement", pour reprendre tes mots ?

Pour le rayonnement de fond diffus c'est exactement la même chose, on voit la lumière émise (en gros) au même instant t1. Chaque jour, on voit la lumière émise 1 jour-lumière plus loin, mais sur cette distance-là les "sources" de ce rayonnement ne changent quasiment pas, ce qui explique que les résultats de WMAP en 2003 soient compatibles avec ceux de COBE en 1992...

Ca répond à ta question ??

[A voir en vidéo sur Futura]

[doryphore]

Ce qui me gêne encore, c'est la taille relative de l'univers à cet instant et celle d'aujourd'hui. N'aurait-on pas dû épuiser les jours pendants lesquels cet évènement reste visible.

[deep_turtle]

Ah OK je vois... Il ne faut pas confondre "taille de l'Univers" et "taille observable de l'Univers". Si on en croit les derniers résultats de la cosmologie, l'Univers est infini, et il l'était déjà au moment où le rayonnement de fond a été émis ! Certes l'Univers observable à ce moment était plus petit, mais ça veut juste dire que pour quelqu'un qui aurait fait de l'astronomie à ce moment-là, il aurait vu moins d'objets !

Ce qui serait bizarre c'est qu'on voit des trucs qui viennent de plus loin que la taille de l'Univers observable maintenant... Par définition ce searit un paradoxe...

[doryphore]

Bon d'accord, dans ce cas il n'y a plus de problème.

Je me permets de dévier légèrement de la discussion initiale pour aborder celle de l'infinitude spatiale de l'univers.

Cars ce n'est pas anodin de dire que l'univers est infini.
Comment relie-t-on l'infinitude spatiale actuelle de l'univers et l'existence d'une singularité spatiale initiale ?

[invitec3f4db3a]

Bon faut passer par la taille et la forme de l univers avant d aller au big bang en dessa de l echelle de planck :
J'aime (meme si c est une simplification) comparait l'univers a la surface d'un sphere avec une dimension suplementaire >> la terre est infinis car on peux toujours marcher droit devant nous , mais limite , l univers est donc peut etre une sphere de dimension 4 comme la terre est un cercle de dimension 3 ... voila .
Maintenant comme la terre , l univers a un rayon , qui s etends ou se retrecis selon la therorie de la relativite general .
Les dernieres observation disent qu ils s etends et de plus en plus .
c est comme si on etait sur un ballon de baudruche et qq un souflait dedans , on reste dessu , mais les distances changes .
Si on remonte dans le tems on en conclus que l univers etait un jour en un point .
Voila , j espere etre claire

[DonPanic]

Voila , j espere etre claire

Pas du tout
la question est :

Comment relie-t-on l'infinitude spatiale actuelle de l'univers et l'existence d'une singularité spatiale initiale ?

A quoi tu réponds par un artifice qui consiste grossomodo à nier une dimension de départ finie
sans dire explicitement que c'était infini au départ, ce qui nierait l'expansion, en quelque sorte.
Ce de manière identique à la proposition que j'ai lu récemment dans un article de cosmologie
"Etant donné que le futur de l'Univers est d'être infini, alors il est actuellemnt infini."
Avec ce genre de proposition, on tourne en rond !
où est la logique ? Comprenez vous vous-même ce que vous dites ?

[deep_turtle]

tu réponds par un artifice qui consiste grossomodo à nier une dimension de départ finie sans dire explicitement que c'était infini au départ, ce qui nierait l'expansion, en quelque sorte

Je ne vois pas en quoi le fait qu'on parte d'un Univers infini nie l'expansion. On peut imaginer que l'Univers était infini avant-hier, qu'il l'est aujourd'hui, mais qu'il a subi l'expansion cosmologique entre-temps, non ?

[doryphore]

D'accord, je comprends la notion d'univers infini limité, ce que je voudrais c'est suivre le trajet d'un photon de son émission au moment où l'univers est devenu transparent jusqu'à moi.

Je prends donc une l'hypersphère de dimension 3 qui correspond à l'univers au moment de la diffusion des photons. Pour des raisons de limitation cérébrales , je lui retire 2 dimensions spatiales (Je regarde donc un point spatial particulier de cet instant de diffusion). Cette hypersphère de dimension 3 devient un banal cercle. Si je trace le trajet d'un photon partant de mon cercle en fonction du temps, j'obtiens une spirale croissante qui arrive jusqu'à moi (mais en ligne droite dans notre univers). Le jour d'après, je reçois un photon emis d'un point qui se trouve un jour-lumière plus loin. Donc, décalé sur mon cercle d'un corde d'un jour-lumière de long.
En admettant que l'univers soit limité, je peux prévoir que l'ensemble des points de départ de ces photons aura fait un tour de cercle et que je finirais si je reste à la même localisation spatiale par être sensé voir un photon émis d'une région qui a déjà émis un photon jusqu'à ma position.
Y a-t-il une erreur de raisonnement ?

[deep_turtle]

ça me semble correct comme raisonnement. Dans un univers fini tel que celui que tu décris, tu verras effectivement les photons qui viennent d'un certain point en ayant fait une fois le tour de l'Univers. Les photons émis par ce point nous ont atteint il y a longtemps, dépassé, puis nous atteignent de nouveau après un tour d'univers.

Il est peu probable que nous vivions dans un tel Univers, cependant, car alors on verrait les mêmes objets plusieurs fois dans le ciel (à des âges différents). Ce genre d'effet a été recherché sans succès.

[doryphore]

Cela dit, tout cela a l'air de dépendre du pas de l'hélice, si le pas est très élevé, il est possible que nous ne soyons qu'à la première occurance, le pas à l'air de dépendre du "rayon" de l'univers.


Le problème, c'est que dans le cas d'un univers illimité, il y a bien une rupture de "finitude" assez désagréable si on admet l'existence de la singularité.

[DonPanic]

Slu

Je ne vois pas en quoi le fait qu'on parte d'un Univers infini nie l'expansion. On peut imaginer que l'Univers était infini avant-hier, qu'il l'est aujourd'hui, mais qu'il a subi l'expansion cosmologique entre-temps, non ?

dans ce cas, autant prendre l'infini comme étalon de mesure fixe et decider que c'est ce qu'il y a dedans qui rétrécit; il y aura bien moyen de dresser un modèle équivalent en intervertissant judicieusement quelques variables par des constantes et inversement, non ?

[DonPanic]

Slu

Je ne vois pas en quoi le fait qu'on parte d'un Univers infini nie l'expansion. On peut imaginer que l'Univers était infini avant-hier, qu'il l'est aujourd'hui, mais qu'il a subi l'expansion cosmologique entre-temps, non ?

Peux-tu réitérer la proposition sans limite ?

[deep_turtle]

L'étalon de mesure dont tu parles est défini par la théorie, tu ne peux pas le choisir toi même, et il n'a rien à voir avec la taille de l'Univers. C'est la métrique qui te dit comment les distances entre les objets évoluent au cours de l'expansion, et qui te dit aussi précisément comment le décalage vers le rouge évolue.

En quelque sorte, la métrique c'est un ensemble de petits double décimètres et chronomètres installés dans tout l'Univers, l'expansion c'est le fait que leurs propriétés évoluent au cours du temps. Si l'Univers est infini, il y aura une infinité de petits double décimètres, s'il est fini il y en aura moins, mais en aucun cas la taille de l'Univers lui-même ne te fournit un étalon de mesure.

Par contre, on pourrait prendre comme unité de mesure la taille de l'Univers observable si ça nous amusait, mais ça c'est toujours fini et ça te pose moins de problème j'imagine.

[DonPanic]

Ah, toute mes excuses, je m'ai gourré de porte
Je croyais que c'était le décalage vers le rouge qui me disait comment les distances évoluaient et que la mètrique devait être conforme à l'observation,
Si c'est la théorie qui gouverne l'Univers, je n'ai plus qu'à m'incliner

[DonPanic]

C'est pas demain que je saurais si l'Univers est constitué d'une collection finie ou infinie d'objets

[deep_turtle]

Je croyais que c'était le décalage vers le rouge qui me disait comment les distances évoluaient et que la mètrique devait être conforme à l'observation,

Bon si toi aussi tu te mets à l'ironie...
Sérieusement, tu as raison quand tu insinues qu'il faut partir des observations (par exemple le décalage vers le rouge). Mais ce n'est pas une quantité aussi fondamentale que la métrique, et si le fait de mettre en avant un objet théorique te gêne, remplace partout "métrique" par "champ gravitationnel".

Ce qui sert d'étalon dans tout ça, ce sont les lois microscopiques, qui te disent à quelle longueur d'onde sont émis les photons qu'on détecte en provenance des galaxies loinatines. En comparant à leur longueur d'onde dans le référentiel lié à la Terre on en déduit de combien l'Univers s'est expandu depuis.

Mais ça ne donne pas directement les distances dans l'Univers, à moins de partir de gros a priori sur la structure de l'espace-temps. De plus, seuls les objets assez lointains sont décalés vers le rouge, alors qu'on peut déterminer la métrique autour d'objets assez proches comme le Soleil ou même la Terre. Le truc de base c'est bien la métrique (ou le champ gravitationnel).

Quant à savoir si l'Univers contient une infinité d'objets, tu ne le sauras jamais,par définition. Jamais un argument physique ne te permettra de dire que quelque chose est infini !

[Gaétan]

ça me semble correct comme raisonnement. Dans un univers fini tel que celui que tu décris, tu verras effectivement les photons qui viennent d'un certain point en ayant fait une fois le tour de l'Univers. Les photons émis par ce point nous ont atteint il y a longtemps, dépassé, puis nous atteignent de nouveau après un tour d'univers.

Il est peu probable que nous vivions dans un tel Univers, cependant, car alors on verrait les mêmes objets plusieurs fois dans le ciel (à des âges différents). Ce genre d'effet a été recherché sans succès.

Peut-etre que l'Univers est encore trop jeune que pour avoir permis à la lumière d'en faire le tour une fois.
C'est un Univers multi-connexe qu'on dit, c'est ça ?

[DonPanic]

Merci, deep_turtle, je comprends mieux.
Pour l'infini, je ne connais que le 8 couché avec éventuellement une flèche devant,
ça reste une pure abstraction, si on me dit illimité, ça marche mieux, ça devient plus acceptable.
L'ironie est surtout orientée vers mézigue

[doryphore]

Peut-etre que l'Univers est encore trop jeune que pour avoir permis à la lumière d'en faire le tour une fois.
C'est un Univers multi-connexe qu'on dit, c'est ça ?

C'est ce que je voulais dire avec mon histoire de pas d'hélice.
En fait, ça dépend de la vitesse d'expansion. Si l'univers a une vitesse d'expansion très faible, dans ce modèle là, la lumière a pu faire un tour d'univers, si elle est élevée, en revanche, elle peut ne pas en avoir eu le temps.

Autre petite question: La singularité est-elle "topologiquement" compacte, car pour le coup, se retrouver maintenant avec un univers non compacte, ça me fait tout drôle: Une rupture de compacité, ça doit laisser des traces....

[invite6f044255]

Hum, hum, hum....

Dans l'hypothèse où l'univers est infini et où le big-bang s'est produit en tout point de l'espace, comment est justifié le fait que le fond diffus cosmologique (FDC) est anisotropique (à 10^-5 près) puisque toutes les régions de l'univers ne sont pas correllées? En effet le FDC a été émis après 380 000 ans, donc des régions séparées de plus de 380 000 années-lumière n'ont a priori aucune raison d'être à la même température, non?

C'est un peu ce qui est avantageux avec l'hypothèse de la singularité initiale, au moins, on sait le pourquoi de l'anisotropie du FDC....

[invitec3f4db3a]

et vue que la distance augmente en même temps que le temps , a mon avis , peu de photon peuvent se permetre de faire ca

[invite6f044255]

Salut,

Dans l'hypothèse où l'univers est infini et où le big-bang s'est produit en tout point de l'espace, comment est justifié le fait que le fond diffus cosmologique (FDC) est anisotropique (à 10^-5 près) puisque toutes les régions de l'univers ne sont pas correllées? En effet le FDC a été émis après 380 000 ans, donc des régions séparées de plus de 380 000 années-lumière n'ont a priori aucune raison d'être à la même température, non?

C'est un peu ce qui est avantageux avec l'hypothèse de la singularité initiale, au moins, on sait le pourquoi de l'anisotropie du FDC....

Je me permets de me citer, (c'est pas très bien, je sais) mais la question que j'ai posée m'est d'une grande importance.
J'ai bien essayé de lire "les 3 premières minutes de l'univers" de Weinberg, mais je n'y ai pas trouvé de réponses....quelqu'un aurait-il un livre à me conseiller ou un site où je pourrais trouver des réponses à mon problème?

Merci....

ixi, qui a une soutenance de stage mardi et qui a peur qu'on lui pose une question de ce genre

[Fredelm31]

Imagine toi au milieu d'une foule infinie et que cette foule pousse un cri au même instant ! Tu entendras ce cri en permanence, en supposant que tu es des oreilles suffisament performantes

[Lansberg]

Bonjour et bienvenue,

il faut bien regarder la date de publication du message auquel on répond. Le message #25 remonte au 3 septembre 2004 !!