fond diffus cosmologique

[Thomas markley]

bonjours,

j'ai une question a propos du fond diffus cosmologique, le rayonmeent du big bang, j'arrive a comprendre que l'on puisse percevoir la lumière des étoiles, et d'autre objet cosmique parceque'elle se dirrige vers nous.

par contre comment est-il possible que l'on puisse percevoir un rayonnement qui est devant nous et qui précisément n'est pas du tout orienté vers la terre, donc vers les instruments de mesure.

je me dis comment je peux faire pour entendre un son qui a été émis avant que je naisse si celui-ci séloigne toujours de moi et ne "rebondit sur rien" pour en avoir un écho...

comment font-il pour que se signal soit perceptible??
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[Karibou Blanc]

Salut,

fond diffus cosmologique, le rayonmeent du big bang,

Ce n'est pas le rayonnement du big-bang stricto sensu. C'est un rayonnement fossile attestant de l'existence d'une période passée où l'univers était plus chaud et plus dense qu'aujoud'hui, ce qui est en accord avec les prédictions du modèle (dit) du big-bang.

j'arrive a comprendre que l'on puisse percevoir la lumière des étoiles, et d'autre objet cosmique parceque'elle se dirrige vers nous.

La lumière des étoiles n'est pas dirigée vers nous, elle est émise dans toutes les directions, dont la notre; c'est très différent.

par contre comment est-il possible que l'on puisse percevoir un rayonnement qui est devant nous et qui précisément n'est pas du tout orienté vers la terre, donc vers les instruments de mesure.

Pareillement à la lumière d'une étoile, celle du fond diffus cosmologique est émise dans toutes les directions, dont la notre.

[jojo17]

Bonjour,
Une question en passant, comme ce que l'on reçoit c'est que qui a été émis il y a longtemps (13.2 milliards d'années pour ce rayonnement), est-ce que se représenter ce dernier comme, si en faisant une "coupe" de l'espace-temps au temps t=aujourd'hui, la surface de la sphère obtenue?

Merci.

[Thomas markley]

Pareillement à la lumière d'une étoile, celle du fond diffus cosmologique est émise dans toutes les directions, dont la notre.

bon, je veux bien pour le coté les étoiles éclaire dans tout les sens donc le notre, c'est donc bien qu'une partie du flux lumineux se dirrige vers nous, c'est ce qui les rend "visible".

mais comme l'univers est en expansion, je vois mal comment le front d'onde fossile vas pouvoir diffuser a sens contraire de l'expansion dont il est la preuve.

et il me semble que le terme expansion vas a l'encontre du fait qu'un rayonement premier puisse rayonner dans le sens inverse de la progréssion qu'il est sencé signifier. pour rayonner vers nous il faudrais que ce dernier rencontre quelquechose qui le fasse briller, et que des photons nous en parvienne...

sinon, il ne peux avoir les carractéristique physique d'une étoile, productrice de photon, un tas de cendre fossile n'est pas un feu de bois.

en tout les cas, je reste assez curieux de savoir comment l'on pourrais capter les émissions de télé des années 80 qui aujourd'hui sont loin loin de nous. peut-être que sur autre planète je pourrais recevoir ce signal venant de laterre vers moi, mais je me demande comment aujourd'hui je pourrais revoir "en direct différé" ces émissions-là...

bref idem pour le fond diffus cosmologique, comment si prennent-il pour percevoir cette "émission" de plus de 13milliard d'année ou les reste de celle-ci. il faudrait que l'onde rebondisse contre quelquechose, or devant cette onde par principe il n'y a rien, non??

[A voir en vidéo sur Futura]

[zoup1]

L'expansion n'est pas locale. Il n'y a pas de centre.
C'est l'ensemble de l'univers qui est en expansion. Il n'y a pas de front d'onde non plus d'ailleurs...

[Thomas markley]

le big bang n'est pas un évènement local?? une soupe de machin qui grossit??

[zoup1]

A peu près... mais il n'y a pas de source. ou plutot chaque point de l'univers est source de son expansion.
Ce n'est pas comme de l'eau qui sortirait d'un robinet et qui s'étalerait en partant de cette source. Mais comme si chaque parcelle d'eau était son propre robinet.

[Gilgamesh]

bonjours,

j'ai une question a propos du fond diffus cosmologique, le rayonmeent du big bang, j'arrive a comprendre que l'on puisse percevoir la lumière des étoiles, et d'autre objet cosmique parceque'elle se dirrige vers nous.

par contre comment est-il possible que l'on puisse percevoir un rayonnement qui est devant nous et qui précisément n'est pas du tout orienté vers la terre, donc vers les instruments de mesure.

je me dis comment je peux faire pour entendre un son qui a été émis avant que je naisse si celui-ci séloigne toujours de moi et ne "rebondit sur rien" pour en avoir un écho...

comment font-il pour que se signal soit perceptible??

Comprend que l'univers remplis du rayonnement fossile, nous sommes dedans dès le départ. De ce fait, nous envoyons des photons vers les endroit possiblement habités dont nous recevons les photons aujourd'hui. Et vice versa.

Ces photons échangés de part et d'autre, en plus de voyager à la vitesse de la lumière, ont été porté par l'expansion de l'espace, de sorte que ce qui nous sépare de l'endroit d'où ils nous voit et d'où nous les voyons (la distance dite comobile) est plus grande que la distance que les photons auraient pu fournir sans expansion.


a+

[physeb]

Bonjour à tous,

imagine que tu as une étoile qui émet juste une minute. Alors elle ne sera visible qu'une minute depuis la terre (ne compliquons pas les choses avec la dilatation du temps).

Imagine maintenant une étoile du même type qui emet en même temps, mais éloigné d'une année lumière supplémentaire que la première considérée. On voit alors de nouveau cette étoile durant une minute mais l'année suivante l'observation de la première.

Maintenant met des étoiles de ce type partout dans l'univers sachant qu'elles toutes émise en même temps. En permanence on observe une partie de ces étoiles. En fait si on observe 100 ans après le moment des émissions, nous observerons les étoiles situées à 100 années lumières de nous. Même raisonnement pour 1000 ans, nous observons les étoiles situées à 1000 années lumières de nous.


Pour le fond diffus, c'est la même chose. Il y a eu une émission simultanée dans tout l'univers il y a 13 milliards d'année. Donc aujourd'hui nous observons le fond diffus qui a été émis dans des zones de l'univers qui sont à 13 milliards d'années lumières de nous (en coordonnées comobile pour les puristes!). Nous n'avons pas encore reçu ce signal des zones plus éloignées et nous avons raté le signal émis depuis les zones plus proches. Tout ça étant dû au caractère fini de la vitesse de propagation de la lumière et la simultanéité de l'émission du fond diffus (ce qui est garantie par les modèles de type Big Bang)

[invite2303ab1d]

le big bang n'est pas un évènement local?? une soupe de machin qui grossit??

Le Big Bang n'est certainement pas un évènement local, ce n'est d'ailleurs même pas un "évènement". Ce que tu appelles le big bang s'est produit en tout point de l'univers. C'est l'univers qui était plus petit à l'époque que maintenant. Mais si on suppose que notre univers est infini, alors il l'était aussi à l'époque et le "big bang" s'est produit en tout point de cet univers infini. L'image d'une explosion locale de matière est fausse.

Le rayonnement fossile s'est produit au moment où l'univers entier, extrêmement chaud, s'est refroidi assez pour devenir transparent et libérer les photons. Il a donc été émis dans toutes les directions, en tout point de l'univers.

[Thomas markley]

donc si je suit bien, les photons du rayonement fossiles ont été émis il a 13.5milliard d'année de tout point de l'univers, vers tout les autres endroits de l'univers, donc vers nous, dans un univers qui en distance était beaucoup plus petit. mais pas réduit a la taille d'un point mathématique, sinon, tout les photons émis nous aurais dépassé instantanément, puisque nous nous trouvions à coté de ces points, enfin pas trop loin si j'ai bien compris.

cela veux donc dire, qu'a vitesse/distance de photon, l'univers était deja carrément gigantesque pour qu'ajourd'hui encore l'on reçoivent des photons vieux de 13milliards d'années.

quel était la dimension approximative minimale, pour que l'on puisse toujours aujourd'hui observer des photons partie il y a 13 milliard d'années, en fonction de l'expension??

[invite2cbc1b72]

Je ne suis pas un expert mais pour imager ce qu'il s'est passé, imagine que tu pars de chez toi pour aller à la boulangerie, tu as normalement 1 km à faire mais à mesure que tu marche, la route s'allonge plus vite que ta vitesse de marche et s'agrandit de 1 km. Tu me suis ?

Tu auras donc marcher 2 km pour aller à la boulangerie non ?

Pour les photon émis à cette période c'est le même principe, la distance les séparant de leur point de départ à nous s'est étirée plus vite que la vitesse de voyage du photon, à savoir plus vite que la lumière et s'est pour cela qu'on ne les voit que maintenant.

[physeb]

Je ne suis pas un expert mais pour imager ce qu'il s'est passé, imagine que tu pars de chez toi pour aller à la boulangerie, tu as normalement 1 km à faire mais à mesure que tu marche, la route s'allonge plus vite que ta vitesse de marche et s'agrandit de 1 km. Tu me suis ?

Tu auras donc marcher 2 km pour aller à la boulangerie non ?

Pour les photon émis à cette période c'est le même principe, la distance les séparant de leur point de départ à nous s'est étirée plus vite que la vitesse de voyage du photon, à savoir plus vite que la lumière et s'est pour cela qu'on ne les voit que maintenant.

Bonjour,

si les photons subissent une expansion qui les éloignent de nous plus vite qu'ils ne se rapprochent alors, on ne les recevra jamais. C'est d'ailleurs le cas pour des photons qui ont été émis très loin de nous et qu'on ne recevra jamais.

L'effet que j'ai décris juste au dessus ne prend pas en compte l'effet d'expansion et c'est la raison pour laquelle j'avais précisé "en coordonnées comobiles". Je n'avais pas pris la peine de préciser car je ne pensais pas qu'on irai jusque là

En fait il faut ajouter au phénomène que j'ai décrit l'effet d'expansion. Celà va modifier la distance réellement parcourue par le photon mais celà n'enlève rien au fait que c'est la distance initiale d'émission qui provoque principalement le retard dans l'observation.

[Thomas markley]

si les photons subissent une expansion qui les éloignent de nous plus vite qu'ils ne se rapprochent alors, on ne les recevra jamais. C'est d'ailleurs le cas pour des photons qui ont été émis très loin de nous et qu'on ne recevra jamais.

je croyaias que l'univers etait petit... et puis surtout, même a 13.5milliard d'années, si j'ai bien lu, le redshift semble pas être si "balaise" que cela, ça shift un peu vers le rouge, ça signe pas non plus un taux d'expension d'ordre relativiste, et l'on aurait que des ondes radio et plus de lumière visible.

mais un univers "petit" ça veux dire quoi...

@ squallw8, je veux bien mais il faut poser ton annalogie avec des ondes sonores, si la boulangerie s'éloigne et que tu dois faire 2km l'onde sonore est completement shifté avec un décalage de cette taille. au plus avec les décalage connu, l'onde sonore devrais par annalogie être juste un peu plus "grave" juste un peu, pas de quoi avoir 2 km, mais 1,015 km juste 15m a parcourir en plus...

donc leur distance a pas du beaucoup évoluer depuis, bien quelles soit très éloigné de nous. non??

là ou elles sont a 13.5 année -lumière de nous, elles étais a 13 milliard d'année lumière au moment du big-bang, (spa sur) ça fiat une belle taille pour un petit univers. non ??

[Gilgamesh]

je croyaias que l'univers etait petit... et puis surtout, même a 13.5milliard d'années, si j'ai bien lu, le redshift semble pas être si "balaise" que cela, ça shift un peu vers le rouge, ça signe pas non plus un taux d'expension d'ordre relativiste, et l'on aurait que des ondes radio et plus de lumière visible.

mais un univers "petit" ça veux dire quoi...

@ squallw8, je veux bien mais il faut poser ton annalogie avec des ondes sonores, si la boulangerie s'éloigne et que tu dois faire 2km l'onde sonore est completement shifté avec un décalage de cette taille. au plus avec les décalage connu, l'onde sonore devrais par annalogie être juste un peu plus "grave" juste un peu, pas de quoi avoir 2 km, mais 1,015 km juste 15m a parcourir en plus...

donc leur distance a pas du beaucoup évoluer depuis, bien quelles soit très éloigné de nous. non??

là ou elles sont a 13.5 année -lumière de nous, elles étais a 13 milliard d'année lumière au moment du big-bang, (spa sur) ça fiat une belle taille pour un petit univers. non ??

Le z te donne le ratio entre la distance comobile et la distance angulaire. La distance angulaire c'est la distance à laquelle se trouvait la source au moment de l'émission.

Le CMB (le "fond" de l'univers, la coquille d'univers observable la plus lointaine qui nous soit accessible dans l'électromagnétique) se trouve à une distance comobile ~42 Gly. Le z est de 1100 environ. La distance angulaire est donc de l'ordre d'une quarantaine de millions d'al. C'est tout petit, si La lumière émise alors que nous étions proche d'une distance équivalente à celle qui nous sépare du centre de notre super amas a mis l'âge de l'univers pour nous parvenir depuis ces régions là. Ce qui signifie incidemment que le taux d'expansion était bien plus élevé à ces époques, ce qui est intrinsèque aux modèles d'univers en expansion (en général).


a+

[Thomas markley]

merci gilgamesh, 40 000 000 d'al, c'est vrai que c'est pas bien gros , 500 fois le diamètre de notre galaxies... pff, faux vraiment que le taux d'expension ait été très élévé a cette époque, pour qu'on ne reçoive de l'information qu'aujourd'hui.

question: pourquoi le redshift actuel des galaxies loingtaine donc vieille n'a qu'un décalage que de 8, et ne se trouve pas dans l'infrarouge, ou encore plus bas??

at last, le fond diffus cosmologique comporte-t-il lui aussi ce genre d'effets??

merci pour vos réponses a tous...

[Gilgamesh]

merci gilgamesh, 40 000 000 d'al, c'est vrai que c'est pas bien gros , 500 fois le diamètre de notre galaxies... pff, faux vraiment que le taux d'expension ait été très élévé a cette époque, pour qu'on ne reçoive de l'information qu'aujourd'hui.

question: pourquoi le redshift actuel des galaxies loingtaine donc vieille n'a qu'un décalage que de 8, et ne se trouve pas dans l'infrarouge, ou encore plus bas??
at last, le fond diffus cosmologique comporte-t-il lui aussi ce genre d'effets??

Parce que la luminosité des astres à des distance cosmologique (disons > 2 Gly) est fortement affectée par l'expansion. La distance de luminosité D_L n'est pas une "vraie" distance ; c'est la distance à laquelle on devrait placer la source dans un espace statique pour recevoir la quantité de lumière qu'on en reçoit.
Elle est reliée à la distance angulaire D_A par :

D_L = (1+z)² D_A

La luminosité s'éteint très vite, en z². Si le CMB est encore bien visible, c'est qu'il est incroyablement lumineux à la base, car bien sur ce qui précède s'applique au fond radio comme au reste.


a+

[invite4a087977]

Bonjour,
Selon vous le FDC sera-t-il toujours visible dans une centaine de milliards d'années ?
Étant donné que l'expansion s'accélère avec la distance qui nous sépare de la source d'émission pour atteindre des valeurs supérieures à la vitesse de la lumière, la surface de dernière diffusion ne risque-t-elle pas de se retrouver à un moment donné au-delà de l'horizon cosmologique ?

[invite4a087977]

Bonjour,
Selon vous le FDC sera-t-il toujours visible dans une centaine de milliards d'années ?
Étant donné que l'expansion s'accélère avec la distance qui nous sépare de la source d'émission pour atteindre des valeurs supérieures à la vitesse de la lumière, la surface de dernière diffusion ne risque-t-elle pas de se retrouver à un moment donné au-delà de l'horizon cosmologique ?

[invite4a087977]

J'ai lu que le FDC deviendrait inobservable mais pour une autre raison : lorsque sa longueur d'onde passera dans les ondes radio de basse fréquence qui ne peuvent pénétrer notre galaxie.
Alors la disparition du FDC : horizon cosmologique ou ondes radio de basse fréquence ?

[papy-alain]

Bonjour,
Selon vous le FDC sera-t-il toujours visible dans une centaine de milliards d'années ?
Étant donné que l'expansion s'accélère avec la distance qui nous sépare de la source d'émission pour atteindre des valeurs supérieures à la vitesse de la lumière, la surface de dernière diffusion ne risque-t-elle pas de se retrouver à un moment donné au-delà de l'horizon cosmologique ?

Je pense que tu confonds deux choses différentes. L'extension progressive de la sphère de dernière diffusion du FDC se fait, par nature, à la vitesse de la lumière et n'a rien à voir avec le taux d'expansion de l'univers. C'est justement pour cela que nos possibilités d'observation ne couvrent pas l'ensemble de l'univers (hélas).

[invite4a087977]

Mais les photons nous parvenant du FDC viennent de parties de plus en plus éloignées avec le temps et plus ces parties sont éloignées et plus elles s'éloignent rapidement jusqu'au jour où la vitesse des photons sera insuffisante pour nous parvenir, non ?

[papy-alain]

Mais les photons nous parvenant du FDC viennent de parties de plus en plus éloignées avec le temps et plus ces parties sont éloignées et plus elles s'éloignent rapidement jusqu'au jour où la vitesse des photons sera insuffisante pour nous parvenir, non ?

Non. Il y aura toujours une région de l'espace dont la distance correspond au temps que met ce rayonnement pour nous parvenir, depuis le moment où il a été émis.

[invite4a087977]

C'est ok merci.

[Gloubiscrapule]

En fait l'existence d'un horizon des évènements, indique que le trajet des photons n'aura pas de limite temporelle (on pourra recevoir des photons aussi vieux qu'on veut, comme le CMB par exemple) mais aura une limite spatiale: les photons ne viendront que d'une certaine zone bien limitée. Etaler cette lumière d'une zone finie sur un temps infini ça signifie forcément une très forte baisse de luminosité, et comme les photons sont dénombrables, ça signifie qu'effectivement un jour on en recevra plus!

PS: cet horizon existe qu'en présence d'énergie sombre.

[papy-alain]

Etaler cette lumière d'une zone finie sur un temps infini ça signifie forcément une très forte baisse de luminosité, et comme les photons sont dénombrables, ça signifie qu'effectivement un jour on en recevra plus!

PS: cet horizon existe qu'en présence d'énergie sombre.

...sur un temps infini...
oui, évidemment, donc ce jour n'arrivera qu'à l'infini des temps.

[Deedee81]

...sur un temps infini...
oui, évidemment, donc ce jour n'arrivera qu'à l'infini des temps.

Non, le nombre de photon est dénombrable et dans une zone finie (voir le message de gloubi) forcément en nombre fini.

Donc, au bout d'un temps fini, nic bernique, plus rien.

Il y a le même phénomène avec le rayonnement d'un TN (pas Hawking, mais celui de l'étoile ayant formé le TN).

Note que ceci est lié à la quantification. Ce n'est pas un problème de cosmologie (enfin, pas entièrement du moins).

Bon, j'y vais, je vais aller voir si la distance entre Namur et Courcelles n'a pas augmenté (à cause de l'expansion ) ou rétrécit avec la pluie (fini le beau temps, snif). A demain,

[invite4a087977]

mais aura une limite spatiale: les photons ne viendront que d'une certaine zone bien limitée.

Et cette limite spatiale correspond à quoi ? A la limite de l'Univers au moment de l'émission du FDC ?

[Gloubiscrapule]

Et cette limite spatiale correspond à quoi ? A la limite de l'Univers au moment de l'émission du FDC ?

La limite, l'horizon, sépare les zones qui sont observables et celles qui ne le sont pas. Cela délimite notre univers observable.

[invite4a087977]

La limite, l'horizon, sépare les zones qui sont observables et celles qui ne le sont pas. Cela délimite notre univers observable.

Donc il y aura bien un moment où on ne recevra plus de photons du FDC car ils seront au-delà de l'horizon.