Bonjour,
Selon la constante de Hubble, l'expansion de l'univers est de 70 km/sec/parsec.
Donc un simple calcul montre qu'il y a 4 milliards d'années, la Terre avait un diamètre de 8000 km et avec l'expansion de l'univers, puisque TOUT s'expanse, elle a maintenant un diamètre de 12756 km.
C'est où mon erreur?
Merci pour vos explications.
Le diamètre de la Terre est fixé par les tailles des atomes et les distances entre atomes imposées forces qui joignent les atomes entre eux. Et ces tailles et distances sont invariantes dans le temps, elles ne sont pas affectées par l'expansion.
D'ailleurs, ce qu'on appelle expansion est l'évolution du rapport entre les très grandes distances entre galaxies non liées et les étalons de distance déterminés par les atomes et les forces non gravitationnelles les affectant.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
L'expansion semble affecter surtout les grands vides intergalactiques. Comme le souligne Amanuensis, les astres compacts ne sont pas concernés, ni même le système solaire, ni les galaxies. Et sans doute même pas les groupes de galaxies liés par la gravitation.
Mais au début de l'expansion de l'univers il y a bien eu expansion entre toutes les particules. Et les distances étaient extrêmement faibles.Envoyé par Amanuensis
L'expansion se manifeste quand le milieu est homogène et isotrope. C'est le cas de l'univers primitif, c'est le cas de l'univers actuel pris à très grande échelle. A petite échelle dans l'univers actuel (amas de galaxie et plus petit), pas d'expansion, car le milieu n'est pas homogène et isotrope.
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
Le diamètre de la terre a augmenté mais la longueur du mettre avec lequel on mesure lui aussi
Le nombre de mettre reste inchangé
Si la terre n’est pas concernée par l’expansion le mettre lui aussi n’est pas concerné et Le nombre de mettre reste inchangé
Oui, mais le taux d'expansion était alors bien plus élevé qu'aujourd'hui.
Pour évaluer ça, on peut utiliser la physique de Newton. Imaginons une particule-test à la distance R d'une masse M. Sa vitesse de chute libre est :
Le flot de Hubble (l'expansion) l’entraîne dans l'autre sens à la vitesse :
Le flot de Hubble devient supérieur à la vitesse de chute libre dès lors que :
Cela sépare l'univers en deux parties du point de vue de la masse centrale : tout ce qui est en deçà de R se rapproche de plus en plus, tout ce qui est au delà s'éloigne de plus en plus.
Imaginons maintenant que la masse soit répartie uniformément dans un volume sphérique V de rayon R:
sous la forme d'un gaz homogène de densité ρ. La vitesse de chute libre devient :
et le "flot de Hubble" égale et dépasse v pour :
On retrouve par un raisonnement purement classique l'expression de la densité critique de l'Univers. Quand H est très élevé, la densité critique l'est également.
Parcours Etranges
Salut
En passant de "mètre" à "mettre" il s' est effectivement bien dilaté .
Ok, mais alors à partir de quel moment l'univers n'était il plus isotrope?
le METRE et non pas le "mettre".
Donc selon ton raisonnement, l'univers aurait toujours la même dimension, puisque le mètre grandit avec l'univers?
Faut attendre en gros la fin de l'âge sombre (allumage des premières étoiles), que l'on situe à un redshift z ~ 20, vers 200 Ma après le début de l'expansion.
Parcours Etranges
En unité comobile l'univers a toujours la même dimension, oui. Mais le mètre n'est pas une unité comobile. Il est définit à l'aide de constante fondamentale (1 m = longueur du trajet parcouru par la lumière dans le vide pendant une durée d'un 299 792 458e de seconde).
Dernière modification par Gilgamesh ; 09/07/2017 à 15h18.
Parcours Etranges
n' est plus ...
Comment ça ? Quand il s'agissait de la quarante millionième partie du méridien terrestre, ce n'était pas non plus comobile.
Parcours Etranges
Il le serait dans l' hypothèse de youri .
Ok, mais cette hypothèse est inexacte... On peut très bien considérer qu'à notre échelle, le diamètre terrestre est une constante de la physique, insensible à l'effet de l'expansion.
Parcours Etranges
Si je me réfère à l'hypothèse de Youri alors l'expansion de l'Univers devrait s'appliquer aux atomes aussi et donc juste après le Big Bang le "diamètre" des particules était moindre, est-ce bien ça Youri ?
Connais toi toi-même (Devise de Socrate inspiré par Thalès)
Oui mais c'est un peu léger de considérer que" le diamètre de la Terre est une constante physique".
Il faudrait pouvoir prouver que c'est une constante.
Le diamètre des particules? Il me semble que les particules n'ont pas de diamètre. Ce sont des charges électriques infimes.
C'est la distance entre ces particules qui grandit à partir de l'ère de Planck.
Enfin, si j'ai bien compris!
A l'échelle de l'histoire humaine, non, c'est pas compliqué, et c'est tout ce qui nous intéresse pour définir le mètre et nous en servir.
Parcours Etranges
Même en admettant qu'on considère le diamètre de la Terre comme constant, le mètre ne serait pas basé sur une grandeur physique fondamentale comme la vitesse de la lumière (qui elle est clairement constante). Ca pose problème dès qu'on sort du référentiel terrestre, la RR, tout ça.
Ensuite, je me demande s'il n'est pas possible que les corps massifs ne subissent qu'en partie l'expansion de l'Univers:
Si on imagine l'espace -temps comme une toile elastique et les planète comme des boules de billard dessus, l'expansion revient à étirer cette toile de plus en plus vite. Les astres, qui courbent l'espace-temps, subissent légèrement l'expansion en se relevant mais leur voisinage conserve sa courbure. Le vide, en revanche, s'étire beaucoup plus facilement.
Ca revient aussi a dire que si les milieux isotropes semblent subir l'expansion, c'est parce que leur expansion est homogène. En courbant l'espace-temps de manière hétérogène, on ralentit l'expansion qui nous affecte et le reste s'étire juste plus vite.
Sur ce sujet très profond et récurrent sur le forum, je peux proposer le réponse de Thomas Moore (prof d'université et auteur d'un fort bon bouquin sur la RG). je le cite (traduction de mon cru, toute inexactitude de traduction serait de ma faute)
C'est une question très fréquente qui a troublé beaucoup de gens. Considérons un atome d'hydrogène. Ce que l'expansion de l'univers fait est essentiellement d'exercer des forces de marée sur le proton et l'électron, qui cherchent à les séparer. Mais la distance entre le proton et l'électron est si petite que les forces de marée sont infinitésimales (les forces de la marée, à une première approximation, sont en échelle proportionnelle à la distance entre les objets), tandis que l'attraction électrostatique entre le proton et l'électron est extrêmement grande en comparaison . Ainsi, la taille de l'atome est affectée essentiellement par la mécanique quantique et l'attraction électrostatique seules: les forces de marée sont absolument négligeables. Alors que l'univers s'étend, l'atome reste à la taille requise par la MQ et la force de l'interaction électrostatique.
La même chose s'applique au système solaire. Les interactions gravitationnelles internes entre les planètes et le soleil subissent encore les forces de marée minuscules de l'univers en expansion, même si le système solaire est beaucoup plus grand que l'atome. Nous obtenons donc la bonne réponse à propos de la taille des orbites, même si nous négligeons ces forces de marée, et le système solaire reste de la même taille (essentiellement) à mesure que l'univers s'étend.
Le même raisonnement s'applique aux galaxies, et même aux amas de galaxies. Les forces de dilatation des marées ne sont que comparables avec l'interaction gravitationnelle entre les galaxies que dans les plus grandes échelles, si grandes que nous pouvons considérer les galaxies et les amas galactiques comme si elles étaient des molécules dans un gaz, qui n'interagissent pas . À de telles échelles, les forces de la marée deviennent enfin dominantes et subissent les très faibles interactions gravitationnelles entre les galaxies individuelles dans le fluide cosmique. Donc dans ce cas (et seulement dans ce cas), nous pouvons ignorer les autres interactions dans la modélisation du comportement de l'univers.
There are more things in heaven and earth, Horatio, Than are dreamt of in your philosophy.
Ce raisonnement m'a toujours paru intuitif. Je n'ai jamais bien pigé pas pour ma part comment on pouvait penser que les objets liés (atome, planète, système solaire, galaxie) allaient grandir avec l’expansion.
Parcours Etranges
Le problème de ce genre de réponse est de décrire le phénomène en termes de force.
Or on explique par ailleurs qu'aucune force ne s'exerce sur les objets «qui suivent l'expansion» (aka comobiles), puisqu'ils sont en chute libre.
Dans le domaine on a souvent des explications «ad-hoc», chacune adaptée à la question posée, mais ne formant pas un tout apparaissant cohérent.
(Et il y a encore bien d'autres commentaires utiles à faire sur cette approche...)
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Merci pour cette citation. Il faut quand même rapeller que si l'expansion continue de s'accélérer, les forces de marée peuvent finir devenir prépondérantes à notre échelle en contrebalançant la gravité, puis la force nucléaire forte, faible, etc. Mais c'est dans longtemps alors ça va.
Non, dans le modèle ΛCDM qui à la faveur des cosmologiste aujourd'hui, la cte cosmologique Λ est bien constante. Le taux d'expansion H s'achemine donc lui même vers une valeur constante. Mais une expansion qui se déroule à taux d'expansion constant est une exponentielle du temps, et c'est ceci qu'on appelle l'accélération de l'expansion. Localement, l'effet de l'expansion devrait encore diminuer jusqu'à atteindre asymptotiquement une valeur stable (à environ 70% de sa valeur actuelle).
Parcours Etranges
Cela n'a aucun sens, et c'est un bel exemple de danger de penser en termes de force. Cela n'a pas de sens car gravité et forces de marée, c'est la même chose en RG.
Ce qui pourrait devenir prépondérant (dans certaines modèles), ce sont les effets de l'énergie sombre comparé aux effets d'une étoile proche, de même que l'effet de la Terre à sa surface est prépondérant par rapport à l'effet de la maison d'à coté.
Dernière modification par Amanuensis ; 11/07/2017 à 19h42.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Plus généralement, faut se méfier de l'idée de «effets de l'expansion». C'est inverser les choses. L'expansion est un effet gravitationnel du contenu de l'Univers. Et du coup il est impropre de séparer entre un «effet de l'expansion» et un effet gravitationnel de quelque chose de précis.
Dans un cas idéalisé on peut résumer tous les effets gravitationnels à la seule expansion. C'est simple, mais c'est simpliste: l'Univers ne correspond pas à cette idéalisation.
Dans le cas général (et réaliste) ce qui se passe est toujours l'effet du contenu de l'Univers, c'est juste plus compliqué que dans le cas idéalisé.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Comme tu l'as dit précédemment, le problème apparait quand on veut le décrire en termes de forces. Dans la situation hypotétique où on subit une expansion suffisante pour dissocier les atomes ou les particules subatomiques, on ne peut plus dire que "l'effet de l'energie sombre contrebalance l'effet de l'interaction nucléaire" vu qu'il s'agit de phénomènes distincts.
Où est le problème? C'est assez usuel que l'interaction électro-magnétique contrebalance un effet gravitationnel. C'est ce qui se passe pour moi sur ma chaise!
Dire (dans une situation hypothétique) que l'effet gravitationnel de l'énergie sombre contrebalance l'effet de l'interaction nucléaire aurait le même type de sens. (Remarquons que j'ai précisé «effet gravitationnel de l'énergie sombre», car «effet de l'énergie sombre» est insuffisant.)
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
