Expansion de l'univers et lumière perçue des galaxies

[Daniel1958]

Bonjour

J'ai déjà posté cette question et j'ai obtenu des réponses. Mais je souhaitais voir si une réponse plus simple était possible (principe Ockham).

On estime qu'une galaxie se situe à "environ" 40 milliards années-lumière. On dit que suite à l'expansion accélérée cette galaxie fuit plus vite que la lumière.

Je pense que cette phrase est très réductrice car la vitesse propre de la galaxie est faible et la vitesse de fuite dépend principalement de la position de l'observateur.

Si je dis elle nous fuit au lieu de fuit c'est plus parlant (pour moi). On comprend mieux le coté relatif de l'affirmation.

Les livres de vulgarisation nous disent que la vitesse de fuite (par rapport à nous) étant supérieure à C nous ne verrons plus la galaxie.

Moi je dis simplement que la lumière mettra 40 milliards années à nous parvenir. Bien sûr à force de fuir plus vite que la lumière à un moment l'écart sera tel que la durée de la lumière pour nous parvenir tendra vers l'infini. Non l'univers aura déjà "Freezé"

Simplement mon raisonnement vous parait-il correct ?
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[Lansberg]

Bonjour,

On estime qu'une galaxie se situe à "environ" 40 milliards années-lumière. On dit que suite à l'expansion accélérée cette galaxie fuit plus vite que la lumière.

Expansion "tout court". Et pas besoin d'aller chercher une galaxie aussi éloignée. Sa lumière est tellement faible et décalée vers le rouge que même le J.Webb télescope sera dans l'incapacité de pouvoir l'observer.
Des galaxies bien plus proches ont déjà des vitesses de récession supérieure à c.

Je pense que cette phrase est très réductrice car la vitesse propre de la galaxie est faible et la vitesse de fuite dépend principalement de la position de l'observateur.

La vitesse c'est forcément relatif. Si vitesse de fuite est équivalent à vitesse de récession liée à l'expansion, il faut définir ce qu'est la vitesse propre.

Si je dis elle nous fuit au lieu de fuit c'est plus parlant (pour moi). On comprend mieux le coté relatif de l'affirmation.

OK !

Les livres de vulgarisation nous disent que la vitesse de fuite (par rapport à nous) étant supérieure à C nous ne verrons plus la galaxie.

Cette phrase n'a pas de sens car il manque des données pour y répondre. L'univers est peuplées de galaxies qui nous fuient et qui nous ont toujours fui avec des vitesses de récession supérieures à c. Ça n'empêche pas de les observer.

Moi je dis simplement que la lumière mettra 40 milliards années à nous parvenir.

Non. S'il s'agit de la lumière qui en part en "ce moment", on ne la recevra jamais.
Pour un objet aussi éloigné, on reçoit actuellement la lumière émise il y a près de 13,8 milliards d'années d'une région de l'espace qui va évoluer pour donner la galaxie en question. On n'a pas d'instrument d'observation pour la période concernée (âge sombre de l'univers).

Bien sûr à force de fuir plus vite que la lumière...

Toujours la même erreur. Ce n'est pas parce qu'un objet va plus vite que c, qu'on ne peut pas l'observer.
Ce qui est important, c'est que la lumière qui est partie de cet objet et qui vient vers nous, voyage dans un univers dont le taux d'expansion diminue au cours du temps (c'est le cas depuis le bigbang).
L'accélération de l'expansion de l'univers limitera les possibilités d'observation des objets lointains dans le futur.

[Daniel1958]

Je me permets de reprendre juste tes deux phrases.

Attention je me permets aucune critique je n'ai pas le niveau pour ça.

Moi je dis simplement que la lumière mettra 40 milliards années à nous parvenir.
Non. S'il s'agit de la lumière qui en part en "ce moment", on ne la recevra jamais.
Pour un objet aussi éloigné, on reçoit actuellement la lumière émise il y a près de 13,8 milliards d'années d'une région de l'espace qui va évoluer pour donner la galaxie en question. On n'a pas d'instrument d'observation pour la période concernée (âge sombre de l'univers).

C'était juste une expérience de pensée en m'imaginant immortel. Mais je n'avais pas envisagé l'aspect dynamique. J Je crois comprendre dans 40 milliards d'années nous recevrons un signal d'une galaxie qui était située à 40 milliards années-lumière en 2022
. Ce que nos instruments ne nous permettent pas compte-tenu de leurs limites. Ce n'est pas une explication simple d'accès (pour moi).

Bien sûr à force de fuir plus vite que la lumière...
Toujours la même erreur. Ce n'est pas parce qu'un objet va plus vite que c, qu'on ne peut pas l'observer.
Ce qui est important, c'est que la lumière qui est partie de cet objet et qui vient vers nous, voyage dans un univers dont le taux d'expansion diminue au cours du temps (c'est le cas depuis le bigbang).
L'accélération de l'expansion de l'univers limitera les possibilités d'observation des objets lointains dans le futur.

D'accord de ce point de vue réaliste. Mais j'avais cru comprendre que le taux d'expansion allait se stabiliser (mais cela reste une expansion inéxorable) ? Mais il y a bien un point de retour pour cette lumière c'est 13,8 milliards ? Ou plus ?

[yves95210]

Je crois comprendre dans 40 milliards d'années nous recevrons un signal d'une galaxie qui était située à 40 milliards années-lumière en 2022 .

ça serait vrai dans un univers statique.

Mais j'avais cru comprendre que le taux d'expansion allait se stabiliser (mais cela reste une expansion inéxorable) ?

Selon le modèle standard de la cosmologie (avec constante cosmologique > 0), oui, le taux d'expansion tend vers une valeur constante. Dans quelques dizaines de milliards d'années la densité d'énergie de la matière sera négligeable par rapport à celle de l'"énergie noire" et on aura .
Le facteur d'échelle augmentera quasi-exponentiellement et avec lui les distances entre objets entraînés par l'expansion, et aucun photon émis par des objets suffisamment lointains n'arrivera jamais jusqu'à notre galaxie, si elle existe encore. Rappelle-toi l'exercice que j'avais proposé il y a quelque temps.

Mais il y a bien un point de retour pour cette lumière c'est 13,8 milliards ? Ou plus ?

Essaie d'utiliser des termes précis (ou de définir ceux que tu utilises), car là je ne vois pas ce que tu appelles "point de retour"...

[A voir en vidéo sur Futura]

[Lansberg]

C'était juste une expérience de pensée en m'imaginant immortel.

Même immortel, cela ne sera pas possible. Le modèle actuel avec expansion de l'univers exponentielle, limitera l'horizon de l'univers observable à environ 17 milliards d'années lumière. Un univers observable de plus en plus vide de matière.

Je crois comprendre dans 40 milliards d'années nous recevrons un signal d'une galaxie qui était située à 40 milliards années-lumière en 2022

Toutes les régions situées "actuellement" à 40 milliards d'années lumière (distance comobile) font partie de l'univers observable puisque les régions qui sont à l'origine de l'émission du fond diffus cosmologique sont à environ 46 milliards d'années lumière. La lumière qui nous parvient aujourd'hui de ces régions à 40 Gal a voyagé pendant près de 13,8 milliards d'années. A cette époque il n'y avait pas encore de galaxies et les régions en question étaient beaucoup plus proches.
Toute lumière qui part actuellement de galaxies situées à 40Gal ne nous parviendra jamais (redite).

Mais j'avais cru comprendre que le taux d'expansion allait se stabiliser (mais cela reste une expansion inéxorable) ?

Oui, le taux d'expansion diminue et se stabilisera dans un futur très lointain avec une expansion exponentielle.

Mais il y a bien un point de retour pour cette lumière c'est 13,8 milliards ? Ou plus ?

???

[Daniel1958]

J'ai bien entendu vos arguments qui sont justes cosmologiquement parlant. Je comprends bien la dilution de la matière avec un taux d'expansion de l'univers "constant" et des valeurs gravifiques qui décroissent inévitablement avec les distances.

Mais je ne comprends pas le raisonnement sur la lumiére. Je bien dois avouer pour moi c'est la nuit.

Je vais reprendre. Je ne vois pas où est l'erreur de mon raisonnement. Je vais le dire avec mes mots sans rigueur scientifique.

Le 28/02/2022 je vois à travers de mon telescope une l'image photonique d'une galaxie qui était située à 13 Milliards d'années-lumière. Les photons sont partis il y a 13 milliards d'années et sont arrivés le 28/02/2022. Mais depuis 13 Milliards du fait d'un taux d'expansion accéléré de l'univers la galaxie ainsi observée se situe maintenant le 28/02/2022 à 40 Giga AL de mon repère.

Si localement la gravitation peut dominer l'expansion. Donc je pense rester un point ""fixe"" La lumière de la galaxie selon moi continuera à arriver sans discontinuité pendant un certain temps Je peux penser qu'elle deviendra de plus en plus faible au niveau des longueurs d'ondes suite aux distances de plus en plus importantes à parcourir et à remonter elle-même "l'expansion" pour me parvenir.

En parlant du point de non-retour c'était simplement le point d'inflexion ou l'on ne verra plus la lumière du fait de l'impact trop important du taux d'expansion sur les photons qui nous parviendront la valeur limite).

La lumière qui nous parvient aujourd'hui de ces régions à 40 Gal a voyagé pendant près de 13,8 milliards d'années

là je rends les armes (certes mon qi est faible) je ne comprends plus

Le facteur d'échelle augmentera quasi-exponentiellement et avec lui les distances entre objets entraînés par l'expansion, et aucun photon émis par des objets suffisamment lointains n'arrivera jamais jusqu'à notre galaxie, si elle existe encore. Rappelle-toi l'exercice que j'avais proposé il y a quelque temps

c'est vrai tu m'as donné un exercice (que j'ai conservé d'ailleurs avec des supers cours adaptés à mon niveau que j'ai mis dans mes favoris)
Mais pour moi c'est un problème de valeurs limites qui tend vers Zéro. Mais non nul.

En tous les cas merci de me supporter de m'expliquer avec pédagogie et rigueur car ce sujet n'est pas si simple et rarement expliqué (du moins pour moi).

[yves95210]

Le 28/02/2022 je vois à travers de mon telescope une l'image photonique d'une galaxie qui était située à 13 Milliards d'années-lumière. Les photons sont partis il y a 13 milliards d'années et sont arrivés le 28/02/2022.

Faux.

Mais depuis 13 Milliards du fait d'un taux d'expansion accéléré de l'univers la galaxie ainsi observée se situe maintenant le 28/02/2022 à 40 Giga AL de mon repère.

Vrai.
(à part que "de mon repère" ne veut rien dire. N'utilise pas des expressions que tu ne comprends pas juste pour faire "scientifique"; tu aurais pu te contenter d'écrire "se situe maintenant à 40 Gal de moi")

Si localement la gravitation peut dominer l'expansion. Donc je pense rester un point ""fixe"" La lumière de la galaxie selon moi continuera à arriver sans discontinuité pendant un certain temps

Vrai en l'absence d'accélération de l'expansion (mais je ne vois pas ce que veut dire "je pense rester un point "fixe"").
Et pas seulement "pendant un certain temps".

Je peux penser qu'elle deviendra de plus en plus faible au niveau des longueurs d'ondes suite aux distances de plus en plus importantes à parcourir et à remonter elle-même "l'expansion" pour me parvenir.

Ce n'est pas la distance qui "fatigue la lumière". C'est la différence entre les valeurs du facteur d'échelle de l'univers, a(t_e) à la date d'émission et a(t_r) à la date de réception, qui augmente sa longueur d'onde (décalage vers le rouge) proportionnellement à a(t_r)/a(t_e). Mais effectivement il y a un lien avec la distance parcourue, puisque plus celle-ci est grande plus la date d'émission est ancienne et a(t_e) petit.

En parlant du point de non-retour c'était simplement le point d'inflexion ou l'on ne verra plus la lumière du fait de l'impact trop important du taux d'expansion sur les photons qui nous parviendront la valeur limite).

Soit. Mais tu avais écrit "point de retour", ce qui rendait la chose plus confuse. Fais attention, tes phrases sont souvent difficiles à comprendre (on est obligé de traduire en essayent de deviner ce que tu as derrière la tête) et les coquilles n'aident pas, donc relis-toi calmement avant de poster.

La lumière qui nous parvient aujourd'hui de ces régions à 40 Gal a voyagé pendant près de 13,8 milliards d'années

là je rends les armes (certes mon qi est faible) je ne comprends plus

C'est pourtant simple : la région qui a émis il y a 13,8 milliards d'années les photons qui nous parviennent aujourd'hui s'est éloignée de la nôtre à cause de l'expansion. Si les équations (et les valeurs de leurs paramètres) sur lesquelles repose le modèle standard sont correctes (et aujourd'hui elles expliquent bien les observations), le calcul montre que cette région se trouve maintenant à plus de 40 Gal de nous.

C'est étonnant : entre le début et la fin de ton message tu sembles avoir changé d'avis, puisque tu commences par "depuis 13 Milliards du fait d'un taux d'expansion accéléré de l'univers la galaxie ainsi observée se situe maintenant à 40 Giga AL" et tu finis en répondant que tu ne comprends pas la phrase de Lansberg qui dit exactement la même chose...

[Amanuensis]

je ne comprends plus

Normal. Faudrait que soit donnée une explication claire des assertions du genre "se situe maintenant à 40 Giga AL", qui n'ont pas le sens intuitif que tout un chacun y voit, car elles réfèrent à une convention (la notion de référentiel comobile) choisie parce que commode (pour les discussions entre spécialistes) mais au fond arbitraire. La difficulté est, comme toujours, la philosophie du temps, et, en l'espèce, la signification de "maintenant" (et derrière l'arbitraire du "présent").

là je rends les armes

Faut pas.

[J'interviens après m'être juré de ne pas intervenir, mais faut que je gère mon agacement...]