Bonjour,
J'ai une question concernant les galaxies primitives.
A cette époque l'univers était plus petit qu'aujourd'hui. A-t-on constaté une concentration d'étoiles plus importante dans les galaxies primitives par rapport à la concentration moyenne dans les jeunes galaxies plus récentes ?
Même question concernant leur diamètre : les jeunes galaxies primitives avaient le même diamètre que les jeunes galaxies d'aujourd'hui ?
Merci.
Il y a têtes raisonnantes et têtes résonnantes. Les secondes font plus de bruit.
Pourquoi ? Eventuellement il était infini à l'époque comme aujourd'hui.Envoyé par curiossss
Bonsoir,
Qu'est-ce que c'est une "jeune galaxie d'aujourd'hui" ?
Bonjour tout le monde,
il s'avère qu'il y a bien une une possibilité de variation de concentration mais pour une raison plus complexe que tu semble avoir en tête.
Tu ne forme pas des étoiles n'importe où, il faut d'abord faire collapser un halo de matière. C'est dans le halo de matière, où l'expansion n'existe plus (le factuer d'échelle est tombé a zero) que tu vas pouvoir faire des structures de matière standard très denses et donc former des étoiles.
Là où ça rejoint ton intuition, c'esty que collapser un halo de matière quand l'Univers était plus dense, implique un halo de matière plus concentré. C'est une chose bien connue en théorie de formation des structures en cosmologie mais encore peu utilisée sur les données (car les données ne le permettent pas encore vraiment). Cela se nomme "concentration-mass-redshift relation", le paramètre c(M,z) que l'on retrouve dans le profil Navarro-Frenk-White par exemple.
Donc si tu forme un halo dans lequel tu peu former une galaxie très tôt, tu aura des conditions de halos plus concentré que si tu forme un halo de même masse plus tard dans l'histoire de l'Univers.
Ce que je ne sais pas en revanche, c'est si cela se répercute sur la concentration d'étoiles dans une galaxie. J'aurai envie de dire que ça pourrait mais je n'en sait rien, il faut que je regarde ce qui a été publié sur le sujet. Les processus astrophysiques sont complexes et ce serait bien aventurier d'affirmer une telle implication entre concentration de halo et concentration d'étoiles .
Petite référence récente sur l'étude de l'évolution de la conentration des halos en fonction du redshift:
https://arxiv.org/pdf/2207.13718.pdf
Les galaxies ne grandissent pas avec le facteur d'échelle de l'univers, si c'est ça la question.
Pour compléter ce qui a été dit, le modèle qui semble s'imposer aujourd'hui est le modèle hiérarchique. Les galaxies commencent naines, fusionnent pour former des galaxies plus grosses, le taux de natallité stellaire est maximal à ce moment là, les grosses galaxie adoptent une forme spirale tant qu'elles ont du gaz et sont le siège d'une natalité stellaire puis elliptiques quand elles ont épuisé leur gaz et qu'elles ne sont pas réalimentées par le "réseau de gaz" de l'Univers.
Parcours Etranges
Comme je l'ai mentionné dans le message d'avant, la concentration des halos dans lesquels se forment les galaxies évolue avec le temps. Je ne sais pas si ça se répercute directement sur la concentration stellaire mais ça pourrait.Pour compléter ce qui a été dit, le modèle qui semble s'imposer aujourd'hui est le modèle hiérarchique. Les galaxies commencent naines, fusionnent pour former des galaxies plus grosses, le taux de natallité stellaire est maximal à ce moment là, les grosses galaxie adoptent une forme spirale tant qu'elles ont du gaz et sont le siège d'une natalité stellaire puis elliptiques quand elles ont épuisé leur gaz et qu'elles ne sont pas réalimentées par le "réseau de gaz" de l'Univers.
Pour ce qui est de de l'évolution des galaxies, ce n'est pas exactement cela. Tu forme d'abord de petits halos certes, mais tu peux former une galaxie spirale assez massive sans faire de fusions de galaxies, du moins avec une contribution de ces fusions qui soit négligeable. D'ailleurs heureusement, car sinon tu aurai rapidement une galaxie elliptique.
En parlant de cela, une galaxie elliptique le devient a cause de fusion, c'est cela qui cause le changement des orbites. Sinon il n'y a pas de raison pour que les étoiles sortent du disque de rotation par conservation du moment angulaire de la galaxie. Ce que tu as décrit comme une cause est plut^to une conséquence:
Lorsqu'il y a fusion entre 2 galaxie de taille similaire (du même ordre de grandeur de masse je veux dire, pas une qui soit 1000 fois plus grande que l'autre), tu as le changement des orbites par effets de marrées et la formation importante de nouvelles étoiles grâce au remu ménage de de la fusion. Donc utilisation d'une grande fraction du gaz disponible. Pour cela, les galaxies elliptique formeront peu de nouvelles étoiles par la suite, car elles n'ont plus beaucoup de gaz disponible pour en former.
C'est aussi la raison pour laquelle on modélise facilement en première approximation la distribution stellaire des galaxies elliptique par une flambée d'étoiles qui se forment durant cette fusion: Single starburst models, tès pratique pour faire du redshift photométrique avec ces galaxies.
Je viens de jeter un oeil sur une étude préliminaire dans la collaboration JWST, et il ne semble pas qu'ils trouvent une évolution avec le catalogue actuel:
https://arxiv.org/pdf/2210.01110.pdf
Figure 4, on voit le plot Asymetriy Vs Concentration pour 4 bins de redshitfs, où il y a une grande stabilité. Il faut tout de même noter que le bin haut 4<z<8 est sacrément grand et a très peu d'objets, donc il faudra plus d'observations pour être plus conclusif.
Mais JWST apportera certainement une réponse a ta question.
Merci.
J'ai posé la question car d'après le scénario du bigbang toute la nucléosynthèse s'est faite très tôt, et depuis cette époque l'univers a subi une forte expansion. Donc je me suis demandé si la formation des galaxies a pu être plus rapide à l'époque qu'aujourd'hui puisque la matière première était disponible en plus forte concentration. Et plus forte concentration signifie un nuage plus petit mais plus dense est suffisant pour former une galaxie. Et comme la gravitation est inversement proportionnelle au carré de la distance, alors par exemple avec une concentration double les forces attractives sont 4 fois supérieures, avec une concentration triple 9 fois supérieures, etc... donc la rapidité de formation des premières étoiles a dû être bien plus élevée que pour les galaxies plus tardives. Et les étoiles bien plus massives. Mais en explosant en tant que supernova elles ne font que remettre en jeu leur matière première (un peu transformée) au sein de la même galaxie.
Mais effectivement j'ai posé la question en me demandant si la distance entre les étoiles d'une galaxie pouvait varier avec l'expansion de l'univers.
La distance entre les étoiles de notre galaxie est tellement énorme qu'on se demande comment c'est possible (*). Mais d'un autre côté écarter les étoiles d'une galaxie déjà constituée demande de fournir de l'énergie car l'énergie potentielle gravitationnelle de chacune des étoiles augmente. Mais refuser cela à cause de cet argument ne fait que repousser le problème : quand deux galaxies s'écartent leur énergie potentielle augmente aussi.
Ok, on va dire qu'au sein d'un amas de galaxies il n'y a pas expansion non plus : mais alors quand deux amas s'écartent leur énergie potentielle augmente aussi. On ne fait que repousser le problème. Au final, d'où vient cette énergie ?
(*) et pourquoi cet espace pratiquement vide de matière entre la ceinture de Kuiper et le nuage de Oort ? (le vide de Kuiper).
Si l'espace au sein d'une galaxie devait se dilater il le ferait à mi-chemin des étoiles entre-elles car c'est où il faudrait fournir moins d'énergie pour écarter les étoiles... Voilà pourquoi je m'interrogeais.
Dernière modification par curiossss ; 19/03/2023 à 20h11.
Il y a têtes raisonnantes et têtes résonnantes. Les secondes font plus de bruit.
PS :
En fait si l'expansion de l'univers doit se faire là où l'augmentation d'énergie potentielle gravitationnelle est moindre, alors cela pourrait se faire aussi bien entre les amas de galaxies qu'au sein d'une galaxie entre les étoiles car les distances sont grandes ? Faudrait faire le calcul. Les distances entre amas de galaxies sont plus grandes mais les masses en jeu aussi...
Il y a têtes raisonnantes et têtes résonnantes. Les secondes font plus de bruit.
Bonjour Curioss,
tu mélange beaucoup d'échelles de temps et de tailles qui ne sont pas du tout en relation avec ton problème.
-La BBN a lieu a des temps qui n'ont rien a voire avec la formation des étoiles et des galaxies. Tant qu'il y a couplage entre les photons et la matière rien de cela se produit.
-Les galaxies peuvent se former après le CMB lorsque des halos collapsent. Cela implique qu'il n'y aplus d'expansion localement quand les étoiles se forment (ça a été mentionné plusieurs fois dans les réponses précédentes dans ce fil)
-Donc il n'y aucun rapport entre l'expansion de l'univers et la distance entre le Soleil et le nuage d'Ooort, ça ne touche ni de près ni de loin la cosmologie. Demande a un cosmologue sur la formation des systemes planétaires, puis sur la cosmologie a un astrophysicien de formation planétaire, tu verras leur réponse respective.
-Ce qui relie ta question sur la concentration des galaxies et l'histoire de l'expansion de l'univers se trouve a trvers des propriétés de concentration des halos qui collapsent. Il y a bien une dépendance avec le redshift de ce côté là. Cependant, comme je te l'avais mentionné, ce n'est pas évident d'impliquer que les galaxies seraient nécessairement plus concentrées vu la complexité de la formation stellaire.
- L'étude préliminaire avec les données de JWST que j'ai donné en lien lors de ma précédente réponse ne montre aucune évidence dans la paramètre de concentration. Donc la réponse est à l'heure actuelle : Il n'y a pas d'évidence pour que les galaxies primitives soient plus concentrées que les galaxies qui se sont formées plus tardivement.
Et la raison pour laquelle on pourrait imaginer une telle évolution en concentration sont loins de celles que tu avances. J'avais écrit des grandes réponses sur le modèle de formation des halos dans le forum. (il faudrait que je les retrouve...)
En particulier tu trouvera la réponse a cette question dans ces fils. Il n'y a pas d'expansion à l'intérieur des amas, donc pas entre les étoiles à l'intérieur des galaxies.En fait si l'expansion de l'univers doit se faire là où l'augmentation d'énergie potentielle gravitationnelle est moindre, alors cela pourrait se faire aussi bien entre les amas de galaxies qu'au sein d'une galaxie entre les étoiles car les distances sont grandes ? Faudrait faire le calcul. Les distances entre amas de galaxies sont plus grandes mais les masses en jeu aussi...
Dernière modification par physeb2 ; 20/03/2023 à 05h34.
Bonjour Physeb2
Je ne parlais pas spécifiquement d'expansion au moment où les halos collapsent. Si un halo collapse c'est qu'il a surmonté l'expansion et commencé à collapser, donc difficile de parler d'expansion d'un halo en train de collapser ^^. Tout au plus une expansion ne pourrait que ralentir le collapse.
Par contre une fois la galaxie formée avec les premières étoiles, la distance entre elles pourrait théoriquement augmenter. Et si on constate que ce n'est pas le cas quelle est la raison ? Dire simplement que là il y a expansion, et là il n'y en a pas, me laisse sur ma faim.
Je m'intéressais principalement au problème que me pose l'énergie potentielle gravitationnelle. Lorsqu'on écarte des masses on augmente leur énergie potentielle. Même si l'expansion ne se fait qu'entre les super-amas le problème reste posé.
C'est pour cela je me demande si on a déterminé un seuil de gravité en-dessous duquel l'expansion pourrait avoir lieu, et ceci quel que soit l'endroit de l'univers donc même à l'intérieur d'une galaxie (*) si en son sein il y a des endroits où la gravité passe en-dessous de ce seuil.
On pourrait par le calcul cartographier l'univers avec des courbes de niveau de gravité (déjà fait ?). Par contre en observant le ciel aujourd'hui on ne connait pas son historique d'expansion et je me doute bien que ce doit être compliqué de remonter le temps et déterminer comment cela s'est passé.
Note : lorsque l'expansion a lieu entre des masses, que va-t-il se passer ? Vu que leur vitesse n'a pas changé leurs orbites vont changer aussi. Si on les observe des millions d'années plus tard (pour une même galaxie on ne peut pas choisir l'époque à laquelle on l'observe cela dépend uniquement de sa distance à nous) on ne voit que le résultat final de cet effet. Déjà avec 3 corps on a du mal à déterminer les trajectoires alors avec n corps je ne sais même pas si on saurait remonter le temps, avec l'hypothèse d'expansion dans l'équation, pour déterminer comment c'était des millions d'années avant.
Je suis conscient qu'on peut déduire pas mal de choses par des méthodes indirectes, et ce que je dis c'est juste des questions que je me pose et je veux bien comprendre les conclusions des astronomes.
(*) donc entre ses étoiles. C'est pour cela que j'ai parlé du vide de Kuiper.
Dernière modification par curiossss ; 20/03/2023 à 12h40.
Il y a têtes raisonnantes et têtes résonnantes. Les secondes font plus de bruit.
Ben non, pourquoi donc ?Par contre une fois la galaxie formée avec les premières étoiles, la distance entre elles pourrait théoriquement augmenter
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
Lorsqu'un halo collapse, c'est parce que son facteur d'échelle locale se réduit et finalement tombe à 0. Donc une fois une structure collapsée, il n'y a plus d'expansion à l'intérieur.
D'où le commentaire de mach3
Je ne vais pas utiliser le jargon "facteur échelle locale" qui ne me 'parle' pas.
Avec les mots simples de la physique qu'on connait : lorsque un halo s'effondre il y a création d'étoiles, et ces étoiles seront animées chacune d'une certaine vitesse relative par conservation du moment angulaire du halo initial.
Une fois la formation d'étoiles en grande partie achevée la distance moyenne entre étoiles ne varie plus.
Maintenant revenez à l'hypothèse que j'explorais : l'expansion de l'espace ne pourrait avoir lieu que dans les endroits où la gravité locale est en-dessous d'un certain seuil...
Je corrige car ce n'est pas suffisant : pile entre 2 étoiles de même masse la gravité est zéro, quelle que soit la distance entre les deux étoiles.
Il faut donc dire : l'expansion de l'espace ne pourrait s'effectuer que dans les endroit où cette expansion créerait une énergie potentielle supplémentaire en-dessous d'un certain seuil (c'est plus facile d'écarter deux étoiles ou galaxies très éloignées, que si elles étaient très proches).
Donc je reprends : si à certains endroits d'une galaxie on se retrouve sous ce seuil alors l'expansion de l'espace pourrait y avoir lieu. C'est ce que je voulais dire.
Hum... : cette expansion se poursuivrait indéfiniment à cet endroit puisqu'en écartant les masses il faut de moins en moins d'énergie pour les écarter... (*)
Effectivement je n'ai pas l'impression que ce soit ce qu'on observe au sein des galaxies (?). Mais entre super-amas probablement et la disposition filamenteuse de la matière dans l'univers ne contredit pas cette idée : l'expansion se ferait dans les zones davantage vides, entre les filaments...
Bon ceci est simplement une idée, je ne dis pas que c'est la bonne. Et puis de toutes façons je reste sur ma faim : d'où vient cette énergie capable d'écarter des masses aussi colossales ? J'espère qu'il n'y a pas une fontaine à énergie dans l'univers (quoique, ce serait bien si on pouvait s'en servir pour recharger nos batteries !) car cela anéantirait l'idée que j'aime bien d'une conservation de l'énergie totale de l'univers et ça rendrait les choses un peu trop magiques à mon goût... donc s'il n'y a pas création d'énergie supplémentaire dans l'univers il y a transformation d'une autre forme d'énergie : on parle d'énergie noire... il y aurait transfert d'énergie noire en énergie gravitationnelle potentielle ?
(*) : Tiens ! N'est-ce pas là une accélération de l'expansion ? Cela ne vous rappelle rien ? ^^
Dernière modification par curiossss ; 20/03/2023 à 21h20.
Il y a têtes raisonnantes et têtes résonnantes. Les secondes font plus de bruit.
La conservation de l'énergie totale de l'univers, faudrait déjà la définir, et si on suit le modèle...on peut pas.
L'expansion est une expansion métrique, interrogez vous sur ce que cela veut dire (ou interrogez les contributeurs qui sont compétents pour vous répondre), vous trouverez dans les réponses la "magie" qui ne vous satisfait que trop peu.
Edit: Il n'y a rien de "magique", par contre les concepts sont déroutants au premier abord..et même plus.
Dernière modification par Avatar10 ; 20/03/2023 à 22h03.
Le facteur d'échelle est ce qui modélise l'expansion. Donc quand tu parle d'expansion tu parle uniquement du facteur d'échelle. C'est ce paramètre "a(t)" qui apparait dans la metrique puis dans le parametre de Hubble.Je ne vais pas utiliser le jargon "facteur échelle locale" qui ne me 'parle' pas.
Il y a beaucoup de ça. Cependant les processus astrophysiques peuvent modifier un peu de choses mais en gros c'est acceptable.Avec les mots simples de la physique qu'on connait : lorsque un halo s'effondre il y a création d'étoiles, et ces étoiles seront animées chacune d'une certaine vitesse relative par conservation du moment angulaire du halo initial.
Une fois la formation d'étoiles en grande partie achevée la distance moyenne entre étoiles ne varie plus.
Par contre cela n'est pas du tout acceptable. Le facteur d'échelle, qui représente ton expansion, est tombé à 0 définitivement. Ce qui fait que tu n'as pas formé un trou noir vient des vitesses tangengentielles initiales des particules que tu fais collapser. Tu arrives donc à un équilibre, qui se nomme équilibre du Viriel.Maintenant revenez à l'hypothèse que j'explorais : l'expansion de l'espace ne pourrait avoir lieu que dans les endroits où la gravité locale est en-dessous d'un certain seuil...
Il n'y a plus d'expansion dans une structure collapsée.
Ce qui répond a tout le reste de ton raisonnement.
On peut parfaitement conceptualiser une baguette magique :
On teste, et on est capable de prédire ce qu'elle va faire lorsqu'on prononce tel ou tel mot.
La théorie fonctionne, ses prévisions sont justes.
Mais ça reste de la magie
"Il n'y a plus d'expansion dans une structure collapsée" : pourquoi ?
Pas du tout ! Il y a augmentation de l'énergie potentielle gravitationnelle de l'univers et le sujet n'est jamais évoqué (même ChatGPT dit tout et son contraire lorsque je l'interroge plusieurs fois ^^)
Si l'expansion s'arrêtait, et on laissait la gravitation faire son oeuvre, toutes les masses de l'univers se mettraient à se rapprocher et leurs vitesses à l'impact sont d'autant plus grandes qu'elles étaient éloignées au départ.
Ex : Soit X le total de toutes les énergies cinétiques au moment de l'impact de ce Big Crunch si l'expansion s'arrêtait aujourd'hui.
Et X' ce total si l'expansion ne s'arrête que dans un million d'années.
On voit de suite que X' > X
Soit il y a eu création d'énergie soit il y a eu transformation d'une énergie en une autre.
Je préfère la seconde hypothèse.
Il y a têtes raisonnantes et têtes résonnantes. Les secondes font plus de bruit.
Pourquoi y en aurait-il ? L'expansion est prédite par les équations pour un espace-temps homogène et isotrope. L'univers aux grandes échelles est homogène et isotrope, donc expansion (et encore, ça dépend des conditions aux limites). Une structure collapsée n'est pas homogène et isotrope, les équations n'y prédisent pas d'expansion, et dans certains cas on a même une solution stationnaire.
Parce que ça n'existe pas en relativité générale l'énergie potentielle gravitationnelle... On peut bricoler des trucs qui correspondent vaguement (il y a un fil qui en parle quelque part, une histoire de pseudo-tenseur de Landau-Lifschitz, mais c'est de niveau hors-catégorie : https://forums.futura-sciences.com/p...ml#post5213943 ) et qui ne sont même pas invariants, mais "énergie potentielle gravitationnelle de l'univers", ça ne correspond à rien. C'est un concept de mécanique classique (dans laquelle il n'y a pas d'expansion pour rappel), pas un concept relativiste.Pas du tout ! Il y a augmentation de l'énergie potentielle gravitationnelle de l'univers et le sujet n'est jamais évoqué (même ChatGPT dit tout et son contraire lorsque je l'interroge plusieurs fois ^^)
C'est faux. On modélise très bien le système solaire ou les galaxies avec les lois de Newton (sans expansion donc) et ils ne s'effondrent pas. Il y a bien sur des systèmes qui peuvent s'effondrer à force de rayonner (EM et/ou OG), mais ce n'est pas l'absence ou la présence d'expansion qui joue.Si l'expansion s'arrêtait, et on laissait la gravitation faire son oeuvre, toutes les masses de l'univers se mettraient à se rapprocher et leurs vitesses à l'impact sont d'autant plus grandes qu'elles étaient éloignées au départ.
m@ch3
Dernière modification par mach3 ; 21/03/2023 à 16h06.
Never feed the troll after midnight!
Salut,
Parce qu'une structure collapsée est issue d'une zone de surdensité (et de courbure spatiale positive), dont le taux d'expansion a diminué plus rapidement que celui de l'"univers moyen", jusqu'à atteindre zéro puis à devenir négatif (contraction).
Si les particules étaient strictement "comobiles", dotées d'une vitesse radiale dirigée vers le centre de la zone, cette contraction se poursuivrait jusqu'à produire à un trou noir (il est d'ailleurs possible qu'elle en produise : ce pourrait être l'origine des trous noirs centraux des galaxies). Mais elles ne sont comobiles que statistiquement, et les particules dont la composante de la vitesse orthogonale à la direction radiale est suffisante se mettent en orbite, ce qui met progressivement fin à la contraction.
PS : croisement avec la réponse de mach3, mais mon message complète son premier point.
Le fait que pour arracher une fusée à l'attraction terrestre demande de l'énergie, mais qu'on vous dise qu'arracher des amas de galaxies à leur attraction mutuelle n'en demanderait pas "parce que l'énergie potentielle gravitationnelle n'existe pas en relativité générale" ne gêne personne ?
Bon, ce n'est pas grave, cette question n'a peut-être pas encore trouvé de réponse satisfaisante. On ne sait même pas pourquoi l'espace se dilate, alors pour les détails...
Il y a têtes raisonnantes et têtes résonnantes. Les secondes font plus de bruit.
Le problème est que tu ne veuilles pas comprendre que l'expansion n'est pas ce que tu penses être. Tu veux transposer ton intuition locale, dans un contexte sans expansion avec de la physique classique a des échelles très différentes qui nécessitent un formalisme différent.
En cosmologie on utilise la Relativité Générale, la gravitation n'y est plus une force mais une réponse géométrique aux densités d'énergies, toutes les denistés d'énergies. Cela inclue la denisté d'énergie de la lumière par exemple.
Et la notion d'expansion survient de cette formulation de la gravité. Tu veux garder la notion d'expansion mais d'envoyer voler la Relativité Générale pour le reste. C'est complètement inconsistant. Tu part cependant que ta vision avec de l'énergie potentielle gravitationnelle est la solution et que ton raisonnement est incompris. Non, ton raisonnement n'est pas incompris, il est inconsistant. On t'explique les notions de base de formation des structures qui sont les plus valides dans la recherche actuelle et tu préfères les refuser sous pretexte de raisonnement de physique classique.
Je te rassure donc, dans cette perspective ta question ne recevra aucune réponse.
Ils n'ont jamais été liés, donc il n'y a jamais eu besoin de les arracher à leur attraction mutuelle.arracher des amas de galaxies à leur attraction mutuelle
Rien à voir avec une fusée qui est au départ liée à la Terre et doit atteindre la vitesse de libération pour ne plus l'être.
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
Je ne suis pas entièrement d’accord avec ceci. Le modèle FLRW (ou le LCDM) utilisent la RG pour établir leur formule de «dilatation de l’espace». Mais une fois chose faite on peut parfaitement considérer que c’est un espace physique (comme une toile élastique) et revenir à Newton. On peut encore faire de la RR locale, ce qu’on appelle les vitesses particulières, mais pour tout le reste Newton fait l’affaire. Donc certes on ne peut pas se passer de RG au départ, pour qui en maîtrise les maths, mais par contre ensuite, pour le quidam, tout peut s’expliquer sans et même se calculer sans puisqu’il s’agit d’une règle de 3. Exemple : un graphe d’espace temps peut être en coordonnées Newtonnienes : r constant, t constant et une toile qui s’etend, ca marche très bien, la lumière s’éloigne puis reviens au bout de 13,7Ga… Autre exemple : tu peux changer de repère et choisir celui du photon et de son point de vue, immobile, c’est toi qui va toujours localement à c (rien a voir avec l’autre discussion, qui mérite plus qu’un revers de main, d’aller voir… hors sujet). Se mettre dans le repère d’un photon, de mon point de vue, c’est pas très «relativité».
Trollus vulgaris
Bonjour Mailou,
je pense qu'on parle d'une chose subtilement différente. J'explique ce que j'entends par là et tu me dis ce que tu en pense.
J'imagine que tu fais référence au fait qu'on puisse faire de la mécanique Newtonienne en changeant de manière adequate les équations d'Euler, Poisson et de continuité (je reste sur de la modelisation dans un contexte de matière noire, donc on peut se contenter de ces équations). Dans ce cas je suis d'accord, et c'est infiniment plus simple de faire ainsi, en particulier pour les simulations numériques et les calculs de perturbations analytiques.
Cependant, tu respecte dans ce cas l'existence de l'expansion dans le contexte que te dicte la RG. Tu ne fais pas de raisonnement Newtonien pour interpréter l'expansion en terme Newtonien.
Tu part de la RG avec la métrique Isotrope et Homogène, puis tu dérives les équations de Friedmann. Ainsi tu ne te traine plus le formalisme lourd de la RG. Mais tu ne donne pas d'interprétation classique pour autant de tes observables.
Le soucis dans cette discussion est par exemple d'arriver a des intuitions du type:
- si la distance augment entre 2 amas, alors l'énergie potentielle augmente et donc vont se rentrer dedans. Alors que ce qui va déterminer si ils vont se rentrer dedans est le fait qu'une zone commune dans laquelle les deux amas vivent a une courbature qui l'emportera sur les autres densités d'énergies. Et il n'y a aucunement de concept d'énergie potentielle ici.
Donc en conclusion, pour moi il est très différent de simplifier des équations afin de simplifier grandement les manipulations, voire les intuitions sur les résultats, que de mélanger des concepts liés a la théorie de départ et des concepts de la physique vers laquelle tu simplifie. Le fait que le facteur d'échelle locale disparaisse quand tu collapse un objet est primordiale a comprendre si tu veux éviter de penser aux effets de l'expansion de l'Univers entre les planètes, les étoiles ou même les galaxies d'un même amas. Car c'est juste du non-sens, il n'y a pas d'expansion.
Sinon ça revient a accepter un raisonnement du type:
-RR me dit que 'c' est vitesse limite absolue et est indépendante du référentiel
-A petite vitesse je peux oublier les transformations de Lorentz
-Donc si je somme un nombre suffisemment grand de petites vitesses avec les tranformations de Galilé, je peux dépasser 'c'
-Donc la RR ne marche pas du tout.
Je ne fais jamais de vulgarisation avec de la RG. Mais normalement le quidam ne tente pas d'expliquer l'incohérence du modèle cosmologique avec ses connaissances.Donc certes on ne peut pas se passer de RG au départ, pour qui en maîtrise les maths, mais par contre ensuite, pour le quidam, tout peut s’expliquer sans et même se calculer sans puisqu’il s’agit d’une règle de 3
Je vais pas te mentir que tes exemples me sont incompréhensibles.Exemple : un graphe d’espace temps peut être en coordonnées Newtonnienes : r constant, t constant et une toile qui s’etend, ca marche très bien, la lumière s’éloigne puis reviens au bout de 13,7Ga… Autre exemple : tu peux changer de repère et choisir celui du photon et de son point de vue, immobile, c’est toi qui va toujours localement à c (rien a voir avec l’autre discussion, qui mérite plus qu’un revers de main, d’aller voir… hors sujet). Se mettre dans le repère d’un photon, de mon point de vue, c’est pas très «relativité».
Salut,
Je vais juste revenir sur l'aspect "classique quand c'est pas classique". Les aspects "non liés" ont été expliqués.
Tu pousses beaucoup trop loin là. Bien sûr qu'il faudrait fournir de l'énergie pour arracher une galaxie à un amas (je n'insiste donc pas sur la bourde des amas liés) ou une étoile à sa galaxie etc..... Mais ça ne signifie pas pour autant qu'il y a "une énergie potentielle gravitationnelle". Tu fais un raisonnement faux là. Le potentiel est un concept bien précis (qui peut exister d'ailleurs dans tous les domaines théoriques) mais qui a ses limites. Et il se fait qu'en RG ça ne marche pas. Sauf comme approximation à la limite newtonienne ou certains cas très particuliers (par exemple dans l'étude du mouvement radial dans une géométrie de Schwartzchild). Et donc c'est "un peu" plus compliqué en RG (faut avouer que les potentiels c'est bien pratique
Je vais me raccrocher à ce que tu dois connaitre pour que tu comprennes. Comme tu sais on peut parfois modéliser une force en mécanique par un potentiel. Mais pas toujours. Et une des particularité, pour que ce soit possible, est que le travail de la force entre deux points A et B ne doit pas dépendre du chemin pour aller de A à B. Ca c'est quelque chose que tu dois connaitre sur le bout des doigts.
Prenons maintenant un chemin dans l'espace-temps. Dans le cas d'un espace plat (Euclide, Minkowski), là, pas de stress. La gravité est une force conservative et son travail ne dépend pas du chemin. Un potentiel marche très bien. Et là en classique c'est simple potentiel => conservatif, pas de potentiel => pas conservatif, et si ça restait comme ça c'est bien mais hélas.....
En RG tout change car l'espace-temps n'y est pas plat (et l'espace seul non plus). Et à cause de la déformation/courbure, ce qui se passe en suivant deux chemins différents peut être très différents, par exemple beaucoup plus long "que prévu" pour un des chemins (comparé à ce qu'on aurait estimé si ça avait été plat, on trouve ainsi des trucs très particuliers comme l'effet Shapiro par exemple), et donc les effets de la gravité peuvent agir plus longtemps ou plus généralement différemment. Le résultat est que le travail/énergie fournit ou récupérer dépend du chemin : un potentiel n'est plus une représentation valable (et donc non plus la force obtenue en dérivant ce potentiel, raison pour laquelle on parle plus volontiers des effets de la courbure plutôt que des forces au sens "newtonien"). Ca a même des conséquences sur la conservation de l'énergie : oui localement en tout point mais non globalement (ce qui peut sembler paradoxal et ça le serait en espace-temps plat !) mais si on considère que "pas de potentiel" jette un doute sur le "conservatif", c'est presque vrai (presque, car l'énergie reste localement conservée)
Donc, si, il faut de l'énergie pour arracher un corps gravitationnellement lié mais pas de chance : pas de modélisation correcte avec un potentiel (en particulier dans les cas extrême comme les trous noirs ou l'univers sur de grandes échelles. A l'échelle terrestre l'approximation du potentiel marche plutôt bien).
Pour le reste, les autres ont donné l'explication mais tu aurais intérêt à relire certains des messages comme le 18 mais aussi à creuser des articles (non vulgarisés) expliquant comment on trouve les modèles (qui conduisent automatiquement à l'expansion). Faudrait en trouver un qui décrive les notions de stabilité (comme lorsque Lemaître a montré qu'une situation statique est instable), ce serait peut-être éclairant. Mais je ne les ai pas lu. Ca me semble important avant de vouloir comprendre des cas plus délicat comme univers pas tout à fait homogène.
Si je dis ça c'est parce que :
Excuse-moi mais là.... tu confonds une absence d'explication avec ton manque de connaissance du sujet. Ce n'est pas une critique, tout s'apprend (même si le sujet est déjà pointu). Mais faut pas confondre.On ne sait même pas pourquoi l'espace se dilate, alors pour les détails...
Comme souvent aussi une bonne partie de l'apprentissage passe par "désapprendre" (comme ce foutu potentiel). Et c'est comme ça toute notre vie
Dernière modification par Deedee81 ; 22/03/2023 à 08h19.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
ça se trouve dans les cours d'introduction à la RG (par exemple celui de E. Gourgoulhon), dont le modèle d'espace-temps spatialement homogène et isotrope est un des cas d'application les plus simples (après Schwarzschild). Une fois établie (ou admise) l'équation d'Einstein, on aboutit assez facilement à la solution de Friedmann-Lemaître (la métrique FLRW) et aux équations de Friedmann.
Cette solution dépend des paramètres suivants : la densité d'énergiede la matière et du rayonnement, la pression, la courbure spatiale, et la constante cosmologique que Einstein avait introduite pour permettre l'existence d'un univers statique. En plus d'être instable (cf. ci-dessous) la solution d'Einstein possède obligatoirement une courbure spatiale positive (la géométrie de l'espace est celle d'une hypersphère 3D), avec un rayon de courbure R tel que
En fait ce que Friedmann et Lemaître ont montré, c'est que l'univers pouvait être dynamique, en expansion (ce qui a permis à Lemaître d'expliquer les observations de Hubble) ou en contraction. C'est Eddington qui a prouvé mathématiquement l'instabilité de la solution statique d'Einstein et c'est cette preuve (plus que les observations...) qui a convaincu Einstein d'accepter les conclusions de Lemaître. Cf. cet article, dont voici le résumé :Faudrait en trouver un qui décrive les notions de stabilité (comme lorsque Lemaître a montré qu'une situation statique est instable), ce serait peut-être éclairant.
In 1917 Einstein initiated modern cosmology by postulating, based on general relativity, a homogenous, static, spatially curved universe. To counteract gravitational contraction he introduced the cosmological constant. In 1922 Alexander Friedman showed that Albert Einstein’s fundamental equations also allow dynamical worlds, and in 1927 Georges Lemaître, backed by observational evidence, concluded that our universe was expanding. Einstein impetuously rejected Friedman’s as well as Lemaître’s findings. However, in 1931 he retracted his former static model in favour of a dynamic solution. This investigation follows Einstein on his hesitating path from a static to the expanding universe. Contrary to an often advocated belief the primary motive for his switch was not observational evidence, but the realisation that his static model was unstable.
Ah d'accord, merci. J'ai appris quelque chose
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Ce n'est plus clair du tout :-/
La gravitation a une portée infinie, on est d'accord ?
Alors que signifie "non liés gravitationnellement" ?
Vous voulez dire que les atomes de l'amas A ne sont pas liés gravitationnellement aux atomes de l'amas B, car depuis la création de ces atomes les ondes gravitationnelles qu'ils génèrent n'ont pas eu le temps d'atteindre l'amas B (du fait que ces ondes voyagent à la vitesse de la lumière et que du fait de l'inflation primordiale une trop grande distance les a séparés) ?
Donc que la matière constituant actuellement l'amas A a été créée trop tard et/ou trop loin de la matière constituant actuellement l'amas B pour que les amas puissent s'attirer ?
Ok, je viens d'interroger chatGPT il confirme mon soupçon :
Mais ce n'est toujours pas clairQ : La nucléosynthèse primordiale a eu lieu après la période d'inflation dans la théorie du Big Bang ?
ChatGPT : La période d'inflation est une phase d'expansion exponentielle très rapide de l'univers, qui aurait eu lieu très peu de temps après le Big Bang. Pendant cette phase, l'univers a connu une croissance exponentielle qui a dilué toute matière et toute énergie existantes à ce moment-là. En d'autres termes, pendant cette période, les particules se sont éloignées les unes des autres à une vitesse plus rapide que la vitesse de la lumière, rendant l'univers très homogène et isotrope.
Après la période d'inflation, l'univers s'est ensuite refroidi et dilué, permettant la formation de particules subatomiques, puis de noyaux atomiques simples comme l'hydrogène et l'hélium lors de la nucléosynthèse primordiale, qui a eu lieu environ 10 à 20 minutes après le Big Bang. Ainsi, la nucléosynthèse primordiale a eu lieu après la période d'inflation dans la théorie du Big Bang.L'expansion de l'espace ne se ferait que dans les zones vides de l'espace séparant des amas n'étant pas liés gravitationnellement. Mais il suffirait qu'il y ait quelques atomes entre les deux qui eux seraient liés gravitationnellement aux amas pour que la question se pose à nouveau pour ces atomes. Retour à la case départ.
De plus la structure filamenteuse de l'univers que nous renvoient nos télescopes ne montre pas de grandes bulles vides qu'on s'attendrait à voir avec cette explication.
Je suis peut être trop obtus, mais j'aime bien comprendre quand on m'explique. Je sais bien qu'il y a plein de théories, pas toujours cohérentes entre elles, chacune décrivant correctement certains aspects de la réalité (et pour cause, on y a incorporé de force les observations, donc elles sont forcément cohérentes avec les observations), mais que je sache aucune n'explique l'expansion de l'Espace à part y incorporer une constante qui fait le boulot. Or justement j'aimerais comprendre, basiquement, comment cela peut se produire, et je m'accroche à la maxime "rien ne se crée tout se transforme" qui me parait une branche solide à laquelle se raccrocher, pour essayer d'y voir un peu plus clair...
PS : Je vais encore m'attirer la foudre de certains, mais j'ai une question philosophique : La Relativité est en définitive née de la constatation de la vitesse de la lumière est mesurée identique par tous les référentiels. De là une construction mathématique complexe est née pour permettre de faire des calculs une fois cette réalité constatée. Mais je vois mal comment on peut lui demander, en plus !, d'expliquer des phénomènes liés à l'expansion de l'univers. Dans ses gènes elle a juste la constance de la vitesse de la lumière !
Il y a têtes raisonnantes et têtes résonnantes. Les secondes font plus de bruit.
Faut arrêter avec chatGPT, ce n'est pas une source d'information fiable (même si ici c'est correct).
Ben si, justement, il y a de tels vides.De plus la structure filamenteuse de l'univers que nous renvoient nos télescopes ne montre pas de grandes bulles vides qu'on s'attendrait à voir avec cette explication.
Pas lu le reste, trop fatigué, demain peut-être.
m@ch3
Dernière modification par mach3 ; 24/03/2023 à 23h00.
Never feed the troll after midnight!
Ca c'est la RR, la RG a plus que ça, elle a l'équivalence entre l'accélération et la gravitation, et ça créé un lien entre la géométrie de l'univers (temps, espace) et la gravité (la densité d'énergie).
https://fr.wikipedia.org/wiki/Équations_de_Friedmann
