vitesse de la lumière

[NeoNavy]

Bonjour à tous,
J'aurais besoin qu'on m'explique cette vidéo: https://youtu.be/K-4WAYF_LHM?t=756

J'ai des "questions bêtes" qui me viennent:
La vitesse est une mesure entre deux points s'éloignant/se rapprochant. Donc si on mesure la vitesse entre deux planètes elle sera différente en fonction des planètes qu'on choisit (une planète peut se rapprocher de nous à une vitesse et s'éloigner d'une autre à une autre vitesse en même temps, et cela est valable pour tous corps physiques constituant l'univers). Donc immanquablement (sur la quantité de corps solide de l'univers) il y aura forcément au moins deux corps qui s'éloigneront/se rapprocheront à une vitesse proche de la lumière?!
De plus (si j'ai bien compris votre passage sur l'univers est une prison) vous nous dites que l'univers s’étend à la vitesse de la lumière... Mais alors ça veut dire que les galaxie (et les planètes qui les composent) s'éloignent à la vitesse de la lumière (ou plus si j'ai compris votre passage)?! Mais alors, qu'en est il des "personnes" (ou tous autres corps se déplaçant sur ces planètes)? S'ils ont le malheur de se déplacer dans le même axe que le vecteur d'éloignement des deux planètes ils seront figé dans le temps?!
Et enfin, je crois savoir que l'univers est en accélération dans son expansion... Cette accélération s'arrêtera-t-elle à la vitesse de la lumière? Et si oui, retour à la question précédente pour les planètes les plus proche de cette limite de vitesse et leurs occupants en mouvement sur ces dernières.

Merci d'avance de votre aide.
Cordialement,
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[pm42]

De plus (si j'ai bien compris votre passage sur l'univers est une prison) vous nous dites que l'univers s’étend à la vitesse de la lumière..

Non, l'Univers ne s'étend pas à la vitesse de la lumière. C'est nettement plus compliqué que cela.
Il est en expansion donc plus deux galaxies sont éloignées, plus elles s'éloignent vite l'une de l'autre.
Si elles sont proches, elles ne s'éloignent même pas : la gravité les en empêche.

Quand elles sont lointaines elles peuvent s'éloigner à une vitesse proche de la vitesse de la lumière ou même plus grande mais ce n'est pas un déplacement : c'est l'Univers lui même qui s'étend.

Mais alors ça veut dire que les galaxie (et les planètes qui les composent) s'éloignent à la vitesse de la lumière (ou plus si j'ai compris votre passage)?! Mais alors, qu'en est il des "personnes" (ou tous autres corps se déplaçant sur ces planètes)? S'ils ont le malheur de se déplacer dans le même axe que le vecteur d'éloignement des deux planètes ils seront figé dans le temps?!

Pas du tout. Rien n'est jamais figé dans le temps. C'est juste une question de perception : quelqu'un qui regarde quelque chose qui s'éloigne à une vitesse proche de la lumière le voit ralentir jusqu'à se figer.
Mais l'autre ne perçoit pas du tout cela, pour lui tout est normal.

Et enfin, je crois savoir que l'univers est en accélération dans son expansion... Cette accélération s'arrêtera-t-elle à la vitesse de la lumière?

Une expansion ne se fait pas à une vitesse mais à un taux (cf. plus haut) : plus on est loin, plus cette vitesse est grande. Il n'y a pas de raison que cela s'arrête et il y a déjà des parties de l'Univers qui s'éloignent de nous plus vite que la vitesse de la lumière.

[Lansberg]

Bonjour,

Et enfin, je crois savoir que l'univers est en accélération dans son expansion... Cette accélération s'arrêtera-t-elle à la vitesse de la lumière? Et si oui, retour à la question précédente pour les planètes les plus proche de cette limite de vitesse et leurs occupants en mouvement sur ces dernières.

Comme le précise pm42, parler de vitesse d'expansion de l'univers n'a pas de sens. C'est le taux d'expansion exprimé par la constante de Hubble-Lemaître, Ho, qui a un sens. Elle vaut environ 70 km/s/Mpc (kilomètre par seconde et par mégaparsec. Le Mpc représentant environ 3,26 millions d'années lumière).
Donc deux galaxies séparées d'un Mpc se fuient avec une vitesse de 70 km/s (on oublie la gravitation qui peut modifier cette vitesse quand les galaxies sont proches).
Pour 2 Mpc ---> 140 km/s
Pour 10 Mpc ----> 700 km/s etc.
On comprend qu'en fonction de la distance on puisse atteindre et largement dépasser la vitesse de la lumière. Mais c'est juste un effet cumulatif dû à l'expansion qui repousse les galaxies. Localement les vitesses sont très petites par rapport à celle de la lumière et en lien avec l'attraction gravitationnelle entre les galaxies.
Quant à l'accélération de l'expansion elle aura pour effet de "stabiliser" la constante de Hubble-Lemaître (qui n'est en fait pas constante dans le temps mais diminue depuis le bigbang) à une valeur tendant vers 56 km/s/Mpc ce qui sera la cause d'une expansion exponentielle. Dans l'ancien modèle d'expansion de l'univers (avant ~l'an 2000), la constante de Hubble-Lemaître tendait vers 0.

[NeoNavy]

"Quand elles sont lointaines elles peuvent s'éloigner à une vitesse proche de la vitesse de la lumière ou même plus grande mais ce n'est pas un déplacement : c'est l'Univers lui même qui s'étend."

Si on pose deux feuilles sur un lac et qu'on jete une pierre au milieu, les deux feuilles vont bien s'éloigner, et le mouvement d'éloignement va bien leur donner une vitesse relative entre les deux?!
Si on part de ce principe, on a une vitesse relative entre tous les corps célestes et vu l'infinité des corps et des mouvements de chacun il est quasiment impossible que l'un d'eux n'ait pas une vitesse relative par rapport à un autre proche ou égale à la vitesse de la lumière?!
Par exemple: deux galaxies spirales qui s'éloigne à quasiment la vitesse de la lumière, l'extrémité des bras devraient dépasser cette vitesse (un peu comme les pales d'un hélicoptère qui finissent par avoisiner la vitesse du son à mesure que l'hélicoptère accélère)... Et tout ça sans même parler de la vitesse de rotation des planètes autour de ces étloies sur ces bras...

Pas du tout. Rien n'est jamais figé dans le temps. C'est juste une question de perception : quelqu'un qui regarde quelque chose qui s'éloigne à une vitesse proche de la lumière le voit ralentir jusqu'à se figer.
Mais l'autre ne perçoit pas du tout cela, pour lui tout est normal

Bien vu... mais alors (au vu des remarques précédentes) le temps se comporterait totalement différemment que l'on soit à un point de l'univers et un autre... Pire encore, il serait extrêmement compliqué de savoir à quel vitesse se déroule le temps de l'objet que l'on observe (par exemple: dans sa vidéo il par d'une galaxie ayant une espérence de vie de 10000 ans mais comme son image a mit plusieurs milliard d'année à nous arrivée elle serait morte depuis longtemps... Sauf si leur temps s'écoule différemment du notre à cause de sa vitesse de déplacement par rapport à nous?!

Bonjour,

Comme le précise pm42, parler de vitesse d'expansion de l'univers n'a pas de sens. C'est le taux d'expansion exprimé par la constante de Hubble-Lemaître, Ho, qui a un sens. Elle vaut environ 70 km/s/Mpc (kilomètre par seconde et par mégaparsec. Le Mpc représentant environ 3,26 millions d'années lumière).
Donc deux galaxies séparées d'un Mpc se fuient avec une vitesse de 70 km/s (on oublie la gravitation qui peut modifier cette vitesse quand les galaxies sont proches).
Pour 2 Mpc ---> 140 km/s
Pour 10 Mpc ----> 700 km/s etc.
On comprend qu'en fonction de la distance on puisse atteindre et largement dépasser la vitesse de la lumière. Mais c'est juste un effet cumulatif dû à l'expansion qui repousse les galaxies. Localement les vitesses sont très petites par rapport à celle de la lumière et en lien avec l'attraction gravitationnelle entre les galaxies.
Quant à l'accélération de l'expansion elle aura pour effet de "stabiliser" la constante de Hubble-Lemaître (qui n'est en fait pas constante dans le temps mais diminue depuis le bigbang) à une valeur tendant vers 56 km/s/Mpc ce qui sera la cause d'une expansion exponentielle. Dans l'ancien modèle d'expansion de l'univers (avant ~l'an 2000), la constante de Hubble-Lemaître tendait vers 0.

Je suis bien obligé d’admettre que cela me dépasse... Pour moi une vitesse est une vitesse.
De tous temps les scientifiques ont admit qu'il n'était pas possible de dépasser la vitesse de la lumière tout en admettant que l'univers "violait" déjà cette règle (entrainant avec lui tout ceux qui le compose).

[A voir en vidéo sur Futura]

[pm42]

Si on pose deux feuilles sur un lac et qu'on jete une pierre au milieu, les deux feuilles vont bien s'éloigner, et le mouvement d'éloignement va bien leur donner une vitesse relative entre les deux?!

Oui mais cela n'a aucun rapport avec l'expansion de l'Univers ou toute expansion.

Si on part de ce principe, on a une vitesse relative entre tous les corps célestes et vu l'infinité des corps et des mouvements de chacun il est quasiment impossible que l'un d'eux n'ait pas une vitesse relative par rapport à un autre proche ou égale à la vitesse de la lumière?!

La réponse t'a déjà été donnée.

le temps se comporterait totalement différemment que l'on soit à un point de l'univers et un autre...

Pas du tout. C'est la même chose que quand tu entends une ambulance avec sirène s'approcher de toi puis s'éloigner : le son varie pour toi de plus en plus aigu quand elle s'approche puis de plus grave quand elle s'éloigne.
Mais pas pour celui qui est dans l'ambulance.

C'est pareil avec le temps : toi tu vois celui de quelqu'un qui s'éloigne vite être "plus lent" mais pas lui (là aussi déjà dit).

à quel vitesse se déroule le temps de l'objet que l'on observe

Le concept de "vitesse du temps" n'a pas de sens mais surtout, le temps s'écoule toujours de la même façon.

(par exemple: dans sa vidéo il par d'une galaxie ayant une espérence de vie de 10000 ans

Non, les galaxies n'ont pas vraiment d'espérance de vie, elles sont là depuis des milliards d'années et vont y rester.

Je suis bien obligé d’admettre que cela me dépasse... Pour moi une vitesse est une vitesse.

Oui, l'expansion de l'Univers n'est pas facile à appréhender à partir de notre expérience quotidienne et de la vulgarisation.

De tous temps les scientifiques ont admit qu'il n'était pas possible de dépasser la vitesse de la lumière

Non, ça date de 1905 en gros.

tout en admettant que l'univers "violait" déjà cette règle (entrainant avec lui tout ceux qui le compose).

Non, la règle est valide. C'est juste qu'elle s'applique à une vitesse locale, pas à l'expansion de l'Univers lui même qui est quelque chose de très différent.

[Lansberg]

De tous temps les scientifiques ont admit qu'il n'était pas possible de dépasser la vitesse de la lumière tout en admettant que l'univers "violait" déjà cette règle (entrainant avec lui tout ceux qui le compose).

On n'est pas dans le cas où les objets (par exemple les galaxies) sont animés de mouvements propres provenant de l'action d'un "moteur". Dans le cas de l'expansion, c'est la création d'espace entre les galaxies qui est à l'origine du mouvement et des vitesses de fuite.
Pour obtenir expérimentalement quelque chose de semblable, il suffit de prendre un élastique, de placer 6 points espacés d'un centimètre, de mettre le point 0 devant la graduation 0 d'une règle et de le maintenir en place. Les autres points sont devant les graduations 1, 2, 3, 4 et 5 cm. On étire l'élastique pendant 1s. Le point 0 n'a pas bougé. Par contre, les autres, par exemple, se trouvent maintenant devant les graduations 2, 4, 6, 8 et 10 cm.
Le premier point s'est donc déplacé de 1cm pendant 1s et sa vitesse a été de 1cm/s par rapport à l'origine. Le point 2 s'est déplacé de 2cm en 1s et sa vitesse a été de 2cm/s par rapport à l'origine...La vitesse du point 5 a été de 5cm/s. Donc plus le point est éloigné de l'origine plus sa vitesse est grande. Avec un élastique de longueur suffisante on peut facilement imaginer un point dont la vitesse aurait été de 300000 km/s ou plus encore.
Si on construit le graphique de la vitesse en fonction de la distance on obtient une droite. On retrouve la loi de Hubble. Le coefficient directeur c'est la "constante de Hubble pour l'élastique" : "H" = 1cm/s/cm !
Localement, la vitesse d'un point par rapport à son voisin est toujours de 1cm/s. Par contre par rapport au point situé à 30 milliards de cm, la vitesse est de 300 000 km/s !
Les points ne se sont pas déplacés dans l'élastique, c'est l'élastique qui s'est allongé.

[Avatar10]

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Bien vu... mais alors (au vu des remarques précédentes) le temps se comporterait totalement différemment que l'on soit à un point de l'univers et un autre... Pire encore, il serait extrêmement compliqué de savoir à quel vitesse se déroule le temps de l'objet que l'on observe (par exemple: dans sa vidéo il par d'une galaxie ayant une espérence de vie de 10000 ans mais comme son image a mit plusieurs milliard d'année à nous arrivée elle serait morte depuis longtemps... Sauf si leur temps s'écoule différemment du notre à cause de sa vitesse de déplacement par rapport à nous?!

Je n'ai pas regardé la vidéo, peut-être parle t-il d'une galaxie ou d'une étoile, mais peu importe, sur le principe oui, on peut observer un objet (une étoile par ex ) "morte" mais c'est parce que la lumière a une vitesse finie et donc il lui faut du temps pour atteindre un récepteur.

Sinon, il y a deux concepts, le premier est le temps-propre (durée propre)* qui représente la durée entre des événements pour l'observateur sur place, par exemple si on veut mesurer la durée d'un événement sur Terre,
le temps mis pour cet événement sera le même que si on fait l'expérience n'importe où dans l'univers si on pouvait déplacer notre labo muni d'un chronomètre à plusieurs milliards de km. Une seconde = une seconde.

Ensuite il y a le temps "impropre"...temps-coordonné (durée coordonnées) qui représente la durée d'un événement situé suffisamment loin de nous, et/ou à une vitesse relative élevée, et là, on pourra voir que le chronomètre situé dans ce labo très lointain et/ou rapide, n'égrene pas les secondes comme notre chronomètre, entre chaque tic-tac du chronomètre lointain, il se passera plus de temps que pour le notre.

Pour autant, une seconde= une seconde...

cela peut sembler mener à des "paradoxes" comme les jumeaux de Langevin**, le frère qui retourne sur Terre est factuellement plus jeune...(donc ça dépasse le simple effet d'observation à distance)mais ce ne sont pas des paradoxes, tout cela est explicable. Intéresser vous aux concepts de ligne d'univers, de chemin 4D (4 dimensions) et autres joyeuseté de la RR et RG, c'est passionnant.


* Pour essayer d'attiser votre curiosité, sachez que parler du temps n'est pas correct, le temps n'existe pas, il n'y a que des temps (propres) qui ont la même durée, mais chacun le sien...d'où le jumeau qui revient plus jeune.
**Pour les jumeaux, on peut lire beaucoup d'explications incorrectes, méfiez-vous!