vitesse de l’expansion de l’univers (pas si vite que cela) ?

[yambu]

Bonjour, je tiens a soulever une question :

Si on réfléchit,

1° vue que l’expansion de l’univers est de 67 km / s > a l'heure de la dernière estimation.
2° que notre univers à 14 milliards d’années-lumière
3° que l’expansion est en accélération (reste à savoir quel est le vecteur d’accélération ?)

Cela veut dire qu’au moment (juste après) le Big bang,
la vitesse de propagation de l’univers, ne devait pas être très grande ?
Puisque depuis tout ce temps, « après 14 milliards d’années-lumière »,
la vitesse d’expansion n’est que de 67 km / s ?


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[pm42]

1° vue que l’expansion de l’univers est de 67 km / s > a l'heure de la dernière estimation.

Tu confonds une vitesse avec un taux. Ce n'est pas 67 km/s mais 67 km/s/Mpc comme écrit dans le document que tu cites.

Cela veut dire

Cela ne veut rien dire parce que tu as construit ton raisonnement sur une supposition fausse.

[Lansberg]

D'autre part ce taux d'expansion tend vers l'infini quand on remonte vers le big bang.
Et l'expansion accélérée de l'univers observée actuellement n'empêche pas que ce taux diminue ! C'est comme une dette qu'on ne rembourse pas et sur laquelle on applique un taux d'intérêt. Même si celui-ci diminue, la dette explose et sa croissance est exponentielle !

[Archi3]

Tu confonds une vitesse avec un taux. Ce n'est pas 67 km/s mais 67 km/s/Mpc comme écrit dans le document que tu cites.

a noter que dimensionnellement, c'est l'inverse d'un temps, donc c'est en réalité un taux d'inflation qu'on pourrait exprimer en % / an (numériquement la constante de Hubble vaut environ un treize milliardième par an, c'est à dire que toutes les distances s'accroissent chaque année d'un treize milliardième , ce qui est bien sur l'inverse de l'age de l'Univers )

[A voir en vidéo sur Futura]

[Anathorn]

c'est à dire que toutes les distances s'accroissent chaque année d'un treize milliardième

On ne peut pas dire "toutes les distances".
Seulement les distances entre les amas galactiques.
L'expansion n'a aucun effet en dessous de ces échelles, elle n'intervient qu'a partir de 10Mpc.
Il est donc techniquement un peu inexact de dire 67km/s/Mpc plutôt que de dire 670km/s/10Mpc vu que ça donne un taux d'inflation a une échelle ou l'inflation ne peut pas être constatée (le Mpc).
Mais c'est évidemment plus logique de parler en Mpc pour faire ensuite des calculs.

Au sein d'un amas galactique, les distances se réduisent avec le temps sous l'effet de la gravitation.
Exception faite des super amas "filamenteux" qui s'étirent dans leur longueur alors qu'ils se contractent dans leur épaisseur.
Mais ces super amas font des tailles (longueurs) qui dépassent largement les 10 Mpc.

L'Univers, c'est comme une mousse, avec la matière présente à la surface des bulles de cette mousse.
Avec en grande majorité du vide dans ces bulles.
Les bulles grossissent, c'est ça l'expansion, mais dans le même temps la matière se concentre particulièrement à l'intersection de ces bulles sous l'effet de la gravitation.
C'est une image vulgarisée mais assez fidèle, je pense.

[Archi3]

on est d'accord, je parlais bien sur juste du mouvement moyen... non la surface de ta maison n'augmente pas avec l'expansion de l'Univers

Ma remarque était juste sur le fait que la constante de Hubble ne s'apparentait pas à une "vitesse" absolue mais plutot à un taux d'inflation.

[Lansberg]

Oui. L'expansion de l'espace-temps est un phénomène général. Chaque km d'espace s'accroit de la taille d'un virus chaque année.
C'est la mise en évidence de cette expansion qui nécessite d'observer des galaxies lointaines pour que l'attraction gravitationnelle soit négligeable comparée à l'expansion.
Dans le scénario big rip, l'expansion accélérée sous l'effet de l'énergie noire finirait par disloquer tous les systèmes physiques (amas de galaxies, galaxies, étoiles, planètes...).

[yambu]

ah la je suis perdu néophyte dans ce domaine d'ou ma question, mais alors quelle est la vitesse de l’expansion de l’univers ?

je poste une vidéo tiré d'un documentaire

https://youtu.be/KHmBE00TACg

https://tilien.fr/pt49Pt

il n'y aura pas de revertion de l'univers. et il s’accélère grâce a la matière noire en opposition a la gravité.

[Lansberg]

ah la je suis perdu néophyte dans ce domaine d'ou ma question, mais alors quelle est la vitesse de l’expansion de l’univers ?

Comme précisé plus haut, c'est un taux d'expansion (environ 70 km/s/Mpc). Il n'y a pas une vitesse d'expansion de l'univers mais des vitesses de fuite des galaxies qui le composent et qui dépendent des distances qui les séparent.
Pour faire simple (si c'est possible), deux points de l'espace séparés de 1 Mpc (mégaparsec = 3,26 millions d'années-lumière) se fuient avec une vitesse de récession de 70 km/s.
Deux points de l'espace séparés de 2 Mpc se fuient avec une vitesse de 2 x 70 km/s = 140 km/s.
Deux points de l'espace séparés de 4286 Mpc se fuient avec une vitesse de 4286 x 70 ~ 300 000 km/s, etc.

[yambu]

D'accords je comprends mieux merci

[yambu]

Pour information
Selon une nouvelle étude, l’expansion de l’univers ne serait pas si homogène qu’on le pensait
https://www.neozone.org/science/selo...on-le-pensait/

[Deedee81]

Salut,

Ca date quand même de plus d'un an, une confirmation/réfutation serait utile car je trouve très bizarre de ne pas avoir entendu parler de ça !!!!

[Lansberg]

Bonjour,

il faudrait savoir de quoi il est question précisément dans cette étude. Les 800 amas de galaxies sont-ils représentatifs de l'univers à grande échelle (j'en doute) ou est-ce que ça reste de l'univers local ? On sait depuis un moment que la valeur du taux d'expansion pour l'univers local n'est pas en accord avec celle de l'univers à grande échelle. L'inhomogénéité locale est une hypothèse pour expliquer les différences.

[pm42]

Ca date quand même de plus d'un an, une confirmation/réfutation serait utile car je trouve très bizarre de ne pas avoir entendu parler de ça !!!!

Et il faut faire attention avec le site qui fait dans le sensationnalisme à 2 balles.

Au passage, il y a effectivement des recherches sur le sujet et dans certains cas, on peut expliquer les différences locales simplement par l'existence de bulles moins denses vu que les grandes structures ne sont pas réparties régulièrement. Mais on garde l'homogénéité et l'isotropie à grande échelle.
D'autres hypothèses vont plus loin mais comme toi, je n'ai pas le souvenir d'un début de confirmation (même si je peux avoir raté quelque chose).

Selon une nouvelle étude, l’expansion de l’univers ne serait pas si homogène qu’on le pensait

On ne conclut rien d'une seule étude non confirmée, etc.

[yambu]

"Et il faut faire attention avec le site qui fait dans le sensationnalisme à 2 balles."

ce site est juste la, pour remonter des informations c'est tout, ils sont pas des "validateurs"

la science c'est déjà explorer de nouvelles théories... avant de les confirmées.

Effectivement cela reste a confirmé, mais c'est une voie a creuser.

[Deedee81]

la science c'est déjà explorer de nouvelles théories... avant de les confirmées.
Effectivement cela reste a confirmé, mais c'est une voie a creuser.

Il y a quelques milliards de voies à creuser. Tu t'en occupes ?

Non, sans rire, faut faire un tri préliminaire. Et une théorie doit être basée sur quelque chose de concret (des théories existantes validées, des données). Et pire que ça, pour en parler ici (sur Futura (*) ) faut d'abord que la théorie ait été confirmée (ou au moins publiée dans une revue internationale à comité de lecture reconnue par la communauté scientifique).

Et ici ce n'est qu'une actu. Ils parlent d'une découverte mais ne donnent pas la référence. Ca c'est ennuyant. D'autant qu'il y a quelques mois j'avais vu (dans PLS ou La Recherche) une étude récente sur l'énergie noire où je n'ai absolument vu aucune variation de l'isotropie ou de l'homogénéité (à part les incertitudes de mesure et bien sûr les bulles dont parle pm42, elles sont "imprimées" dans les fluctuations du rayonnement fossile par exemple).

(et pire je viens de voir un truc ultra sulfureux plus bas, sans lien direct avec ça mais c'est quand même pas bon. Je ne dis pas quoi sinon ça va devenir tout vert mais les habitués comprendrons tout de suite ) (*)

(*) Because respect de la charte. C'est strict ici.

[yambu]

pour en parler ici (sur Futura il faut d'abord que la théorie ait été confirmée (ou au moins publiée dans une revue internationale à comité de lecture reconnue par la communauté scientifique)."

Daccords je ne posterait qu'en accord avec votre politique.
désolé mais je suis nouveau ici, et c'est pour cela que je l'ai poster dans "discutions libre"

[Anathorn]

Oui. L'expansion de l'espace-temps est un phénomène général. Chaque km d'espace s'accroit de la taille d'un virus chaque année.

Sauf que ce n'est pas ni ce qu'on voit ni pourquoi on a été obligé d'en déduire son existence par l'observation.
Donc j'ai du mal a entendre dire ça comme ça... même si la parole d'un spécialiste a considérablement plus de poids et de valeur que celle d'un néophite (comme moi).
Tu n'as aucune preuve que "Chaque km d'espace s'accroit de la taille d'un virus chaque année".
Car dans ce cas, on pourrait descendre jusqu'a la taille atomique, et là, ça pose de sérieux problèmes, si la taille des atomes varie avec le temps.
Alors pourquoi s'arrêter "arbitrairement" au "kilomètre" ?
Même si l'effet est mathématisé à toutes échelles, la réalité ne le montre certainement pas à toutes les échelles.
Les observations n'indiquent aucun effet de l'expansion en dessous de la taille des amas galactiques.
Même pas des galaxies, carrément des amas galactiques (je sais que je ne t'apprend rien sur le sujet...).

Donc, en tout respect de ton incomparable maitrise mathématique (avec moi qui suis un gros nul), je tique beaucoup sur cette assertion.
Car ta reflexion ressemble exactement a ce que je disais plus haut : on exprime une constante en km/s/Mpc, sauf qu'on a jamais vu d'expansion a cette échelle (le mégaparsec), il faut au moins multiplier par 10 les distances (10Mpc) pour VOIR l'expansion qui nous a amené a en déduire son existence, afin, seulement ensuite, de la modéliser.
Tu pars d'une considération postérieure : "je la vois s'exprimer lorsque je regarde cette échelle", pour revenir a une considération antérieure : "donc si elle existe a cette grande échelle, elle doit exister a toutes les échelles".
Il s'agirait de le prouver.
Ca ne va pas être facile vu que les observations montrent le contraire !
En gros, sur ce sujet, il faut "s'empresser de ne pas conclure", car je trouve ton assertion un peu trop hypothétique, tout du moins prématurée en l'état actuel de nos connaissances sur le sujet.

Pour faire simple (si c'est possible), deux points de l'espace séparés de 1 Mpc (mégaparsec = 3,26 millions d'années-lumière) se fuient avec une vitesse de récession de 70 km/s.

Peux-tu donner un exemple observable concret d'une recession constatée entre deux points de l'espace distant de seulement 1 Mpc ?
Je ne dis pas que c'est faux, je dis que l'observation ne montre pas ça, contrairement aux maths qui le decrivent.
Je ne dis pas non plus qu'elle n'existe pas a la taille du km ("submergée" par les effets gravitationnels), je dis simplement que prétendre qu'elle s'exprime à ces échelles demande quand même des preuves... qu'on a pas !

Encore une fois, dans le respect de tes connaissances largement supérieures et considérablement plus solides que les miennes sur le sujet.

[Deedee81]

Daccords je ne posterait qu'en accord avec votre politique.
désolé mais je suis nouveau ici, et c'est pour cela que je l'ai poster dans "discutions libre"

Lit bien la charte

Mais no stress, ici la difficulté est liée à l'actu. Ca arrive tout le temps (ou presque)

Alors pourquoi s'arrêter "arbitrairement" au "kilomètre" ?

C'est à titre d'illustration. Un profane ayant plus l'habitude des km que des A.L.
(c'est comme lorsqu'on compare l'interaction forte à un océan et l'interaction EM à une piscine, c'est dans l'encyclopedia universalis que j'avais lu ça, les prfanes aussi ayant plus l'habitude des piscines que des interactions nucléaires )

Et notons d'ailleurs que sur les effets à courte échelle, je ne suis pas toujours d'accord avec d'autres (et je vais pas relancer la polémique car pour la résoudre il faudrait a minima arriver à résoudre l'équation d'Einstein pour une distribution de matière non homogène, bonjour pour faire ça sans super calculateur !!!!)

Tu t'appuies plus sur les observations dans ton message et là oui évidemment à courte échelle aussi il y a une difficulté.

EDIT mais il peut être bon de rappeler que justement c'est à titre d'illustration et qu'on ne mesure pas (et on ne saurait pas) mesurer l'expansion à l'échelle du km !!!!

[Anathorn]

C'est à titre d'illustration. Un profane ayant plus l'habitude des km que des A.L.

Objection votre honneur : aurais-tu "l'audace" de parler des effets quantiques sur des structures de taille cosmologique ?

edit : t'as fait un edit pendant mon post ^^

[Anathorn]

Ce que je veux dire, c'est qu'on a des modèles avec un champ d'action défini, avec un domaine de validité défini.
Ce n'est pas pour rien qu'on n'arrive pas a marier RG et MQ.
C'est un peu le même problème ici : l'expansion a son propre domaine de validité (qui reste a définir...).
Et quand on en sort, pour expliquer quelque chose qui en sort (comme de définir une expansion au niveau kilométrique), c'est quand même gênant...

[Lansberg]

Tu n'as aucune preuve que "Chaque km d'espace s'accroit de la taille d'un virus chaque année".

Ben si ! 67 ou 70 km/s/Mpc ça fait un accroissement, grosso/modo, de la taille d'un virus par an par km !
Dire le contraire c'est remettre en cause l'expansion.
Toute la "grille" d'espace-temps est concernée par le phénomène. Il n'y a pas des parties d'espace-temps "statique" !!

Car dans ce cas, on pourrait descendre jusqu'a la taille atomique,

Why not !

et là, ça pose de sérieux problèmes, si la taille des atomes varie avec le temps.

Lire ce que je dis sur le scénario big rip plus haut. Les atomes n'échapperaient pas à la domination de l'énergie noire dans les dernières fractions de seconde d'un univers soumis à un tel événement. Les atomes et les noyaux d'atomes "éclateraient" sous l'effet de l'expansion de l'univers. Diabolique !

Les observations n'indiquent aucun effet de l'expansion en dessous de la taille des amas galactiques.

Tant que la gravitation est prépondérante à cette échelle. En restant dans le modèle actuel (je ne parle pas de big rip) et dans un futur lointain, la part de l'énergie noire devenant de plus en plus grande, l'expansion de l'univers deviendra mesurable entre les galaxies et non plus entre les amas de galaxies.

Peux-tu donner un exemple observable concret d'une recession constatée entre deux points de l'espace distant de seulement 1 Mpc ?

Réponse au-dessus. Il faudra attendre longtemps, si le modèle d'univers accepté aujourd'hui est valide.

Je ne dis pas que c'est faux, je dis que l'observation ne montre pas ça, contrairement aux maths qui le decrivent.

La relativité générale décrit l'expansion et cela concerne tous les points de l'espace-temps. Pour l'observation on est d'accord, il faut des marqueurs et ce sont les amas de galaxies qui peuvent mettre actuellement le phénomène en évidence.

Je ne dis pas non plus qu'elle n'existe pas a la taille du km ("submergée" par les effets gravitationnels)...

et les interactions electromagnétique, faible et forte (à très petite échelle).

je dis simplement que prétendre qu'elle s'exprime à ces échelles demande quand même des preuves... qu'on a pas !

Je n'ai jamais prétendu qu'elle s'exprimait aux petites échelles (au sens de visible). Elle existe à toutes les échelles, ce qui n'est pas du tout pareil.

[Lansberg]

Pour revenir sur l'article cité par Yambu, la publication remonte à avril 2020 : https://arxiv.org/pdf/2004.03305.pdf
C'est un peu long à digérer en peu de temps. Mais comme nous l'avons souligné plus haut, l'étude porte sur l'univers local et sur un peu plus de 300 amas ayant un redshift inférieur (voir très inférieur) à 0,3.
Les auteurs ne remettent nullement en cause l'isotropie et l'homogénéité de l'univers à grande échelle (et pour cause avec z<0,3) mais montre qu'il y a une nette variation de Ho en fonction de la direction d'observation des amas. Ho varie en gros de 63 à 79 km/s/Mpc et c'est très "polarisé".

[Anathorn]

Merci pour ces réponses.

Car dans ce cas, on pourrait descendre jusqu'a la taille atomique,

Why not !

Ça, ça me choque bien quand même ^^
Ça signifierait que toutes les forces évoluent de concert, non ?
Sinon comment garder une cohésion atomique si une seule des variables change ?
Si l'atome "grossit" (vulgairement) alors que toutes les autres forces restent identiques par ailleurs (ce qui est quand même le postulat généralement admis depuis les origines de notre univers), je ne peux pas comprendre comment l'atome peut toujours garder sa structure.
La RG a un domaine de validité, la MQ aussi, on ne peut pas passer de l'une a l'autre dans l'état actuel de nos connaissances.
Je ne vois pas pourquoi l'expansion serait, toujours en considérant l'état actuel de nos connaissances, finalement la seule "force" qui agirait partout, à toutes les échelles.
Surtout sans qu'on en ait la moindre preuve factuelle.
Je ne dis pas que c'est impossible, je dis seulement que nos modèles actuels ne peuvent pas raisonnablement permettre de penser ça.
Que ça reste quand même une hypothèse qui va demander de solides arguments (expérimentaux ou d'observation) avant d'être envisagée.

C'est pour ces raisons que je suis assez réticent a admettre un effet de l'expansion à toutes les échelles.
Je pense aussi, surtout, qu'on est pas encore à la période de notre histoire où on peut se permettre d’émettre une telle hypothèse.
Point de vue d'un vulgarisé...

[Archi3]

il n'y a pas d'expansion à toutes les échelles. D'ailleurs si l'expansion concernait tout, elle serait invisible puisque les étalons de longueur croitraient en même temps que le reste, donc les longueurs exprimées en unités physiques seraient invariantes.

Il y a une expansion globale qui concerne les endroits où la densité de matière ne s'écarte pas trop de la densité moyenne... ce qui est en réalité rarement le cas donc la plupart des endroits, il y a des expansions plus ou moins rapides que la moyenne, voire des contractions gravitationnelles ...

[Anathorn]

D'ailleurs si l'expansion concernait tout, elle serait invisible puisque les étalons de longueur croitraient en même temps que le reste, donc les longueurs exprimées en unités physiques seraient invariantes.

Tout a fait d'accord, à ce moment là, l'expansion serait invisible, puisque identique en tout point.
Ce qui n'est pas le cas, justement, puisqu'on la voit, si on regarde "assez loin".

Il y a une expansion globale qui concerne les endroits où la densité de matière ne s'écarte pas trop de la densité moyenne... ce qui est en réalité rarement le cas donc la plupart des endroits

L'univers est homogène /isotrope a très grande échelle.
Mais quand on réduit la résolution, on constate quand même des structures très différentes, des zones de grande densité de matière, d'autres "pleines de vide".
Ce que je décris comme les "bulles de la mousse" dans mon premier post.
un exemple avec une image de la simulation du millénium :

https://i.ytimg.com/vi/yyfpFfWq7Bc/maxresdefault.jpg

les bulles grossissent : c'est l'expansion
les filaments se contractent et se densifient : c'est la gravitation.
Donc ce n'est pas "la plupart des endroits", ce sont des endroits spécifiques où on peut l'observer, cette expansion : au sein des bulles.

[Deedee81]

Objection votre honneur : aurais-tu "l'audace" de parler des effets quantiques sur des structures de taille cosmologique ?

Je ne parlais pas de la crédibilité scientifique mais de l'aspect pédagogique (je me vois mal expliquer la MQ en parlant de l'univers ).

[pm42]

Je suis très perplexe sur les 2 derniers messages qui semblent de plus contredire ce que disait Lansberg plus haut.

Ce n’est pas parce que par endroits la gravité ou à petite échelle d’autres forcent dominent largement l’expansion que celle ci n’a pas lieu.

Et si toutes les distances augmentaient on le détecterait quand même : quand on éloigne deux atomes liés cela a des effets mesurables.

[Deedee81]

Hé hop, la polémique a démarré même sans moi

Bon, je n'interviendrai pas, je serais bien en peine de justifier mon point de vue.

[mach3]

L'affirmation selon laquelle "Chaque km d'espace s'accroit de la taille d'un virus chaque année" n'est vraie partout que dans un univers idéalisé ayant un contenu homogène et isotrope à toutes les échelles. L'univers réel n'est ni homogène ni isotrope. On peut l'approximer homogène et isotrope aux très grandes échelles (sur des centaines de millions d'années-lumière), mais ça ne tient pas debout à des échelles inférieures. Dans l'univers réel, cette affirmation n'est vraie que par endroits. Des zones de sous-densité s'expandent plus vite et des zones de sur-densité s'expandent moins, voire pas du tout, voire elles se contractent.

m@ch3