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Température du CMB




  1. #1
    viiksu

    Température du CMB

    Bonjour,

    Quelle était la température du CMB à son émission?

    Je me trompe peut-être mais ma réflexion est de dire que comme aujourd'hui il a subit un redshift de 1000 et qu'il est à environ 3K alors il a été émis à 3000K?

    De toute façon lors de son émission il devait être très chaud donc très lumineux pourquoi parle-t'on d'âge sombre ensuite?

    -----

    Quoi Dieu n'existerait pas? Mais alors j'aurais payé ma moquette beaucoup trop cher (WA).

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  3. #2
    Mailou75

    Re : Température du CMB

    Salut,

    Citation Envoyé par viiksu Voir le message
    Quelle était la température du CMB à son émission?

    Je me trompe peut-être mais ma réflexion est de dire que comme aujourd'hui il a subit un redshift de 1000 et qu'il est à environ 3K alors il a été émis à 3000K?
    De ce que j’ai récemment compris tu as trop raison.
    En fait c’est parce qu’on mesure une température du «vide» a 2,73K et qu’on suppose que la température de l’Univers lors du découplage était de 3000K qu’on en déduit un redshift a 3000/2,73~ 1100. À aucun moment on ne mesure directement le redshift du CMB. Autrement dit, si on retire les suppositions, tout ce qu’on sait c’est que le vide est à 2,73K.
    Trollus vulgaris

  4. #3
    papy-alain

    Re : Température du CMB

    ...Et pour ce qui est de l'âge sombre, c'est simplement l'époque à laquelle aucune étoile ne s'était encore formée.
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.


  5. #4
    viiksu

    Re : Température du CMB

    Citation Envoyé par papy-alain Voir le message
    ...Et pour ce qui est de l'âge sombre, c'est simplement l'époque à laquelle aucune étoile ne s'était encore formée.
    Certes mais cela veut dire que le CMB s'est refroidit très vite de façon à sortir du domaine visible?
    Quoi Dieu n'existerait pas? Mais alors j'aurais payé ma moquette beaucoup trop cher (WA).

  6. #5
    Nicophil

    Re : Température du CMB

    Mais non, le rayonnement du CMB n'a été émis qu'une fois, partout en même temps (du moins à peu près) à 3000 K.
    La réalité, c'est ce qui reste quand on cesse de croire à la matrice logicielle.

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    viiksu

    Re : Température du CMB

    Citation Envoyé par Nicophil Voir le message
    Mais non, le rayonnement du CMB n'a été émis qu'une fois, partout en même temps (du moins à peu près) à 3000 K.
    J'entends bien mais qu'on parle d'âge sombre ensuite cela veut dire qu'il est tombé assez vite dans l'infra-rouge à cause de l'expansion?
    Quoi Dieu n'existerait pas? Mais alors j'aurais payé ma moquette beaucoup trop cher (WA).

  9. #7
    Nicophil

    Re : Température du CMB

    Avant, ce n'était pas transparent ; puis il y a eu un flash au moment où c'est devenu transparent ; puis plus d'émission, le noir complet, jusqu'à ce que les premières étoiles s'allument.
    La réalité, c'est ce qui reste quand on cesse de croire à la matrice logicielle.

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  11. #8
    Gilgamesh

    Re : Température du CMB

    Citation Envoyé par viiksu Voir le message
    Bonjour,

    Quelle était la température du CMB à son émission?

    Je me trompe peut-être mais ma réflexion est de dire que comme aujourd'hui il a subit un redshift de 1000 et qu'il est à environ 3K alors il a été émis à 3000K?
    Oui, c'est ça.

    De toute façon lors de son émission il devait être très chaud donc très lumineux pourquoi parle-t'on d'âge sombre ensuite?
    A 3000 K le pic est dans les 3000/3000 ~ 1 µm soit dans l'infra rouge proche. AU moment du découplage, l'espace devait être dans les rouges sombres, et certes, avec encore une forte densité de radiation.

    A la vérité age sombre s'entend par rapport aux étoiles : l'univers est sombre tant qu'il n'a pas d'étoiles.

    Citation Envoyé par Nicophil Voir le message
    Avant, ce n'était pas transparent ; puis il y a eu un flash au moment où c'est devenu transparent ; puis plus d'émission, le noir complet, jusqu'à ce que les premières étoiles s'allument.

    Un flash, pas vraiment. Si tu baignais dans l'espace à ce moment là (et que tu observe pendant les 100 000 ans qu'a duré le découplage) tu verrais certes plus loin "d'un coup" mais vu que 1) y'a aucune structure à voir 2) tout est à la même température, la luminosité ne change pas pour l'observateur, si ce n'est que l'univers refroidit.
    Dernière modification par Gilgamesh ; 12/08/2018 à 17h16.
    Parcours Etranges

  12. #9
    Gilgamesh

    Re : Température du CMB

    Pour le calcul du moment du découplage ça se calcule assez facilement.

    On considère que le principal effet à modéliser est la diffusion Thomson, c'est à dire la diffusion d'un photon de faible énergie sur une particule chargée de matière au repos, généralement un électron libre.

    La section efficace de cette collision photon-électron est :

    σ = 6,65 × 10-29 m2

    Le libre parcours moyen d'un photon se calcule comme :

    L = 1/(n σ)

    où n est la densité d'électron libre, qui dépend bien sur du facteur d'échelle

    n(a) = n0a-3

    où n0 désigne la densité actuelle

    Par ailleurs on calcule le rayon de Hubble a un facteur d'échelle donnée comme :

    c/H(a) ≈ (c/H0)a−3/2

    Le facteur -3/2 parce sait qu'on est dans un univers dominé par la matière

    Et on calcule le facteur d'échelle où

    L(a) = c/H(a)

    Bien sûr il existe des calculs plus raffinés (énormément plus raffinés) faisant appel à l'équation de Saha pour calculer la proportion d'espèce ionisés, prenant en compte les proton, les noyaux d'hélium, l'effet de la température, mais le point important c'est qu'il s'agit d'une physique bien connu et de basse énergie.
    Parcours Etranges

  13. #10
    Nicophil

    Re : Température du CMB

    Ah oui... cette idée de flash n'était vraiment pas bonne !

    Citation Envoyé par viiksu Voir le message
    J'entends bien mais qu'on parle d'âge sombre ensuite cela veut dire qu'il est tombé assez vite dans l'infra-rouge à cause de l'expansion?
    Et donc oui, vu que l'émission avait son pic déjà dans l'infra-rouge et vu le taux d'expansion à l'époque, le CMB est devenu hors d'atteinte pour des yeux humains en à peine quelques dizaines de millions d'années.
    Dernière modification par Nicophil ; 12/08/2018 à 17h42.
    La réalité, c'est ce qui reste quand on cesse de croire à la matrice logicielle.

  14. #11
    viiksu

    Re : Température du CMB

    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    A 3000 K le pic est dans les 3000/3000 ~ 1 µm soit dans l'infra rouge proche. AU moment du découplage, l'espace devait être dans les rouges sombres, et certes, avec encore une forte densité de radiation.
    Voilà merci c'est ce que je voulais savoir en fait c'est déjà très rouge à la naissance et donc vite invisible pour des yeux humains.
    Quoi Dieu n'existerait pas? Mais alors j'aurais payé ma moquette beaucoup trop cher (WA).

  15. #12
    Mailou75

    Re : Température du CMB

    On voit ici http://psaltery.org/wordpress/la-lum...du-corps-noir/ dans le graph du spectre de corps noir que le pic de 3000K et bien dans l’infra rouge, et que le Soleil à 5777K a son pic dans le domaine visible.
    Par contre on voit que quand la courbe 3000K traverse le domaine visible, son intensité n’est que d’1 ordre de grandeur (10) plus faible. Pourquoi dans ce cas ne voyait on pas (ou seulement rouge foncé) la lumiere primitive ?

    Merci
    Trollus vulgaris

  16. #13
    Nicophil

    Re : Température du CMB

    Si, pendant plusieurs millions d'années après l'émission (laquelle n'a duré que 100 000 ans) on aurait pu capter à toutes les longueurs d'onde dans le visible. Mais beaucoup plus de rouge que de bleu.
    Dernière modification par Nicophil ; 12/08/2018 à 19h44.
    La réalité, c'est ce qui reste quand on cesse de croire à la matrice logicielle.

  17. #14
    Mailou75

    Re : Température du CMB

    Ok, ça se tient. Merci
    Trollus vulgaris

  18. #15
    viiksu

    Re : Température du CMB

    Citation Envoyé par Mailou75 Voir le message
    On voit ici http://psaltery.org/wordpress/la-lum...du-corps-noir/ dans le graph du spectre de corps noir que le pic de 3000K et bien dans l’infra rouge, et que le Soleil à 5777K a son pic dans le domaine visible.
    Par contre on voit que quand la courbe 3000K traverse le domaine visible, son intensité n’est que d’1 ordre de grandeur (10) plus faible. Pourquoi dans ce cas ne voyait on pas (ou seulement rouge foncé) la lumiere primitive ?

    Merci
    Je suppose que l'expansion a finit par renvoyer assez vite le rayonnement dans l'infrarouge, mais vite comment? D'autant que l'expansion était plus rapide à cette époque.
    Quoi Dieu n'existerait pas? Mais alors j'aurais payé ma moquette beaucoup trop cher (WA).

  19. #16
    Nicophil

    Re : Température du CMB

    En rentrant z = 108 dans http://www.astro.ucla.edu/~wright/CosmoCalc.html , on voit qu'il a fallu moins de 15 millions d'années pour que la température soit divisée par 10, autant dire le noir complet (... dans le visible !).
    Dernière modification par Nicophil ; 13/08/2018 à 12h27.
    La réalité, c'est ce qui reste quand on cesse de croire à la matrice logicielle.

  20. #17
    viiksu

    Re : Température du CMB

    Citation Envoyé par Nicophil Voir le message
    En rentrant z = 108 dans http://www.astro.ucla.edu/~wright/CosmoCalc.html , on voit qu'il a fallu moins de 15 millions d'années pour que la température soit divisée par 10, autant dire le noir complet (... dans le visible !).
    Effectivement c'est peu par rapport à la durée de l'âge sombre, super info. Comment se fait-il que personne ne se pose ce genre de question? Tout le monde pose le CMB comme un fait mais sans comprendre les détails.
    Quoi Dieu n'existerait pas? Mais alors j'aurais payé ma moquette beaucoup trop cher (WA).

  21. #18
    Quarkonium

    Re : Température du CMB

    Citation Envoyé par viiksu Voir le message
    Tout le monde pose le CMB comme un fait mais sans comprendre les détails.
    Je ne pense pas que c'était l'intention, mais dit comme ça, ça sonne un peu méprisant. Je pense qu'un spécialiste de la cosmologie peut rapidement répondre à cette question précise, pour peu qu'elle soit posée précisément. De plus comme l'astrophysique s'appuie sur toutes les gammes du spectre EM pour ses études, ça n'a juste pas beaucoup de sens de vouloir se restreindre au domaine visible. Je suis d'accord qu'à titre pédagogique, ça peut être intéressant de visualiser à quoi ressemblait l'Univers à cette époque pour un oeil humain, mais ça ne fera pas avancer la recherche.

  22. #19
    bongo1981

    Re : Température du CMB

    Je ne pense pas que ce soit une question de "sombre" parce que l'oeil humain n'est pas sensible aux radiations émises à l'époque (ça serait trop anthropocentrique)... le plus simple est de reprendre la définition d'âges sombres :
    https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%82...s_(cosmologie)

    En cosmologie, le terme d'âges sombres, de l'anglais dark ages, est l'époque de l'histoire de l'Univers située entre l'émission du fond diffus cosmologique (la recombinaison) et l'allumage de la première génération d'étoiles. Durant cette période, aucun processus astrophysique ne permet de produire de rayonnement électromagnétique. Il n'existe donc aucun moyen de sonder l'état de l'Univers à ces époques.
    Bon pour la dernière phrase... il y a des astuces tout de même (mais pas avec la lumière ou du moins indirectement).

    Et pour ce qui est de distinguer ou non un rayonnement de corps noir, c'est environ 525°C voir le point de Draper : https://en.wikipedia.org/wiki/Draper_point

  23. #20
    Gilgamesh

    Re : Température du CMB

    Je parlais d'un univers rouge sombre au moment du découplage (3000 K), mais pas du tout, c'est plutôt un orange très clair.

    source : Lieu planckien
    Images attachées Images attachées
    Parcours Etranges

  24. #21
    Mailou75

    Re : Température du CMB

    Salut,

    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    Je parlais d'un univers rouge sombre au moment du découplage (3000 K), mais pas du tout, c'est plutôt un orange très clair.
    Merci, pas facile à lire ce graph.. Si on revient à une courbe classique du spectre, comme j’avais proposé dans le lien plus haut, peut on dire que :

    - La lumière visible du CMB au moment du découplage était «orangée» simplement parce que le pic de la courbe 3000K n’est pas centré sur la bande visible, mais au bord de celle ci, coté rouge.

    - Cette lumière avait la teinte d’une ancienne ampoule à incandescence (vendue dans le commerce pour une température de couleur de 3000K). Le soleil lui emet une lumière visible «blanc bleuté» (puisque le pic est cette fois décalé d’un chouia vers le violet), est n’apparait jaune/rouge qu’apres traversée de l’atmosphère. La lumière pure du Soleil est donc ce qu’on qualifierait de «lumiere d’hopital», ampoules LED vendues dans de commerce pour 5000/6000K ? (ils font pas les 5777)

    Merci
    Dernière modification par Mailou75 ; 13/08/2018 à 23h39.
    Trollus vulgaris

  25. #22
    Gilgamesh

    Re : Température du CMB

    Tout bêtement oui, tu as raison. C'est la température d'émission d'une lampe à incandescence et tout le monde peut constater que ça n'a rien de rouge sombre !
    Parcours Etranges

  26. #23
    Mailou75

    Re : Température du CMB

    D’ac merci, je commence vaguement a comprendre comment il faut lire les courbes de Planck.
    Y’a encore du chemin mais j’me coucherai déjà moins c.. ce soir.

    Merci
    Trollus vulgaris

  27. #24
    Mailou75

    Re : Température du CMB

    Et il est amusant d’imaginer que, comme l’espece humaine a tendance à s’adapter au milieu, si le Soleil était un corps noir à 3000K, nous verrions sans doute en infra rouge (mais on ne verrait pas le violet)
    Dernière modification par Mailou75 ; 14/08/2018 à 23h43.
    Trollus vulgaris

  28. #25
    papy-alain

    Re : Température du CMB

    Citation Envoyé par Mailou75 Voir le message
    Et il est amusant d’imaginer que, comme l’espece humaine a tendance à s’adapter au milieu, si le Soleil était un corps noir à 3000K, nous verrions sans doute en infra rouge (mais on ne verrait pas le violet)
    Bah, l'adaptation au milieu est variable en fonction des besoins. Par exemple, les abeilles voient dans l'ultra-violet.
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  29. #26
    Mailou75

    Re : Température du CMB

    Citation Envoyé par papy-alain Voir le message
    Bah, l'adaptation au milieu est variable en fonction des besoins. Par exemple, les abeilles voient dans l'ultra-violet.
    Oui et les moustiques en infra rouge je suppose (salauds)
    Trollus vulgaris

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