Pourquoi y-a-t-il une vitesse limite dans l'univers ?

[Amanuensis]

Peux-tu expliquer ce que tu entends par là ? À mon modeste niveau je n'ai jamais entendu invoquer un effet gravitationnel dans l’expansion de l'univers, au contraire.

Pourtant, l'expansion et l'accélération de l'expansion sont des effets directs de l'équation d'Einstein, qui est l'équation décrivant les effets gravitationnels ! On n'a pas d'un côté une équation décrivant les effets attractifs à la Newton, et d'un autre une équation décrivant l'expansion, on n'en a qu'une.

Je vais présenter une image fausse (je le sais, je l'indique) : on pourrait dire que l'accélération de l'expansion est due à l'attraction gravitationnelle par l'énergie noire située loin (1). Comme la densité volumique d'énergie sombre reste inchangée avec le temps, alors que la densité volumique de la matière et du rayonnement diminue, cette "attraction" devient dominante et accélère l'expansion.

La distinction entre "effet gravitationnel" au sens de Newton et "courbure à grande échelle" (dont l'expansion) venant de la RG est une distinction artificielle, due au poids de l'histoire (gravitation=force) ou à l'importance anthropocentrique qu'on donne à la distinction entre ce qu'il se passe à notre échelle et ce qu'il se passe à l'échelle cosmique. (Un parallèle pourrait être fait avec la distinction entre électricité et magnétisme.)

Du point de vue de la théorie, il n'y a qu'une seule équation pour la gravitation, et cela me semble justifié de parler "d'effets gravitationnels" pour tout ce dont cette équation rend compte.

(1) Cela n'a pas de sens en géométrie euclidienne, l'effet de l'Univers lointain étant isotrope. C'est là où l'image d'une "attraction" (une force) est très fausse. Mais la RG ne modélise pas la gravitation comme une "force".
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[JPL]

Merci, mais ça va mieux en le lisant. En effet lu au premier degré (ce que j'avais fait) cela peut conduire à une interprétation inexacte car ce n'est pas ainsi que les choses sont habituellement présentées, même dans des articles de vulgarisation écrits par des spécialistes connus de la cosmologie, qui n'hésitent pas à parler de la gravitation (dans les galaxies, le groupe local) s'opposant localement à l'expansion.

[jojo17]

salut,
j'avais interpréter ton intervention Amanuensis comme si tu avais en tête les équations de Friedman...cela me semblais logique que l'expansion soit un effet de l'expansion étant donné que ces équations décrivent "la dynamique" (l'évolution du taux d'expansion au cours du temps (cosmologique) de l'univers en fonction de ses constituants...
Est-ce logique pour vous?

Edit: j'ai rien dit...

[Amanuensis]

car ce n'est pas ainsi que les choses sont habituellement présentées, même dans des articles de vulgarisation écrits par des spécialistes connus de la cosmologie, qui n'hésitent pas à parler de la gravitation (dans les galaxies, le groupe local) s'opposant localement à l'expansion.

J'en ai conscience, mais je suis plus intéressé par les concepts en profondeur que par suivre benoîtement la vulgarisation, qu'elle qu'en soit son origine (rien de neuf, si ?).

Dans une FAQ récemment donnée en lien, on trouve une description plus dans mes goûts que le mainstream de la vulgarisation:

(Source : http://www.astro.ucla.edu/~wright/cosmology_faq.html)

A noter la phrase que j'ai mise en rouge...

Why doesn't the Solar System expand if the whole Universe is expanding?

This question is best answered in the coordinate system where the galaxies change their positions. The galaxies are receding from us because they started out receding from us, and the force of gravity just causes an acceleration that causes them to slow down, or speed up in the case of an accelerating expansion. Planets are going around the Sun in fixed size orbits because they are bound to the Sun. Everything is just moving under the influence of Newton's laws (with very slight modifications due to relativity). [Illustration] For the technically minded, Cooperstock et al. computes that the influence of the cosmological expansion on the Earth's orbit around the Sun amounts to a growth by only one part in a septillion over the age of the Solar System. This effect is caused by the cosmological background density within the Solar System going down as the Universe expands, which may or may not happen depending on the nature of the dark matter.(...)

[qA1]

ce n'est pas ainsi que les choses sont habituellement présentées, même dans des articles de vulgarisation écrits par des spécialistes connus de la cosmologie, qui n'hésitent pas à parler de la gravitation (dans les galaxies, le groupe local) s'opposant localement à l'expansion.

Bah effectivement ça semblerait s'opposer... mais bon, il y aurait bien encore de la courbure là-dessous... (c'est ce que je me dis quand je n'arrive pas à imaginer... au fait quelqu'un arrive-t-il honnêtement à se représenter mentalement, à imaginer, cette courbure autrement que par des équations ? ou bien n'y a-t-il que ce moyen... ? )

Pour revenir à la vitesse de la lumière, lorsque cette expansion de l'univers, dans son accélération permanente, approchera localement la vitesse de la lumière, que se passera-t-il ? l'accélération s'arrêtera ? ou bien peut-être l'a-t-elle déjà atteinte...?

[JPL]

L’expansion de l'espace n'est pas soumise aux mêmes limites que celle des corps massifs ou même des photons. Il n'y a aucun déplacement dans ce phénomène et (à quelques mouvements propres près) une bonne approximation consiste à dire que les galaxies sont immobiles.

[ansset]

... au fait quelqu'un arrive-t-il honnêtement à se représenter mentalement, à imaginer, cette courbure autrement que par des équations ? ou bien n'y a-t-il que ce moyen... ? )

il me semble que l'image de l'elastique est la plus parlante.
on peut la prendre en 1D , la visualiser aussi en 2D et l'imaginer en 3D.

[azizovsky]

Rien... D'après la relativité restreinte, la partie en rouge n'a aucun sens. On ne peut pas tirer de conclusion utile en appliquant une théorie à une hypothèse contraire à cette théorie.

supposant que l'observateur (o) est dans une fusée de vitesse v au lieu du photon p(1) (ma méthode pour résoudre mon probéme),il a partis avant le photon p(2),soit T le temps séparant son départ et l'émission du photon p(2) par rapport à celui qui reste sur(terre),pour l'observateur (o) le temps qu'il faut pour le p(2) pour l'atteindre est T'=k.T (k facteur de lorentz) mnt si v=c on a T'=infini,donc la vitesse de p(2) par rapport à p(1) est C est le temps qui sépare p(2) de p(1) est infini,l'événement :émission du photon p(2) n'éxiste pas par rapppot à l'observateur (o) (il n'est pas noter sur son cahier de bord) la même chose pour les galaxie qui s'éloigne de nous à la vitesse c ,ils n'éxiste pas pour nous.

[qA1]

L’expansion de l'espace n'est pas soumise aux mêmes limites que celle des corps massifs ou même des photons. Il n'y a aucun déplacement dans ce phénomène et (à quelques mouvements propres près) une bonne approximation consiste à dire que les galaxies sont immobiles.

Des galaxies immobiles dans un univers en expansion, ou les galaxies les plus lointaines s'éloignent de nous en accélérant et où l'immobilité est une fiction... ça devient vraiment difficile pour moi de comprendre ce qu'est cette capacité à absorber le paradoxe...

Ne pensez vous pas que l'on arrive parfois à des courbures de la logique elle même ?

[invite62e1e8a6]

Je viens de voir la reponse dans une vidéo. Tout objet qui dépasserait la vitesse de la lumiére remonterait le cours du temps. Comme cela est interdit pour pas violer la causalité... Il a été décrété par le gouvernement de l'univers de fixer la vitesse limite a 299 792 458 m/s soit à la louche 1079252848,8 km/h.

Roulez tranquille

[Etorre]

Je viens de voir la reponse dans une vidéo. Tout objet qui dépasserait la vitesse de la lumiére remonterait le cours du temps. Comme cela est interdit pour pas violer la causalité... Il a été décrété par le gouvernement de l'univers de fixer la vitesse limite a 299 792 458 m/s soit à la louche 1079252848,8 km/h.

Roulez tranquille

Par le gouvernement? tsssssssss c'est juste que les scientifiques ont besoin de s'appuyer sur des grandeurs physique sur des références, des chose constante, et que pour ça la vitesse de la lumière est ce qu'on a trouvé de mieux pour définir ensuite l’unité de longueur. Ca n'est pas interdit, c'est juste un constat expérimental. si aprés on voit que ce n'est pas vrai, t’inquiète pas les scientifique verront le nécessaire. #### supprimé : politique donc hors charte.

[Etorre]

plus précisément le BIPM :
http://www.bipm.org/

[Garion]

Des galaxies immobiles dans un univers en expansion, ou les galaxies les plus lointaines s'éloignent de nous en accélérant et où l'immobilité est une fiction... ça devient vraiment difficile pour moi de comprendre ce qu'est cette capacité à absorber le paradoxe...

Ne pensez vous pas que l'on arrive parfois à des courbures de la logique elle même ?

Il y a une image simple pour bien comprendre cela.
Disons que "c" n'est pas la vitesse de la lumière mais la vitesse des fourmis.
Imaginons maintenant des fourmis qui marchent sur la surface d'un ballon.
Et maintenant, on gonfle le ballon. Les fourmis qui marchent sur le ballon ne dépassent pas c, pourtant le gonflement du ballon fait qu'elles peuvent s'écarter les unes des autres à une vitesse apparente supérieure à c.

[phys4]

Il y a une image simple pour bien comprendre cela.
Disons que "c" n'est pas la vitesse de la lumière mais la vitesse des fourmis.
Imaginons maintenant des fourmis qui marchent sur la surface d'un ballon.
Et maintenant, on gonfle le ballon. Les fourmis qui marchent sur le ballon ne dépassent pas c, pourtant le gonflement du ballon fait qu'elles peuvent s'écarter les unes des autres à une vitesse apparente supérieure à c.

L'objet qui semble s'éloigner le plus vite est le rayonnement de fond de l'univers. Sa température correspond à un éloignement de vitesse apparente


Comme toutes les galaxies semblent s'éloigner à une vitesse inférieure, aucune n'a disparu, mais certaines sont trop faibles pour être identifiées avec nos instruments actuels.
La métrique cosmologique ne prévoit pas que la vitesse apparente puisse un jour dépasser la vitesse de la lumière.

[azizovsky]

pourtant le gonflement du ballon fait qu'elles peuvent s'écarter les unes des autres à une vitesse apparente supérieure à c.

la proposition :P,vitesse apparente supérieur à c implique qu'il y'a quelque chose qui cloche(pas logique) dans le formalisme qui'a viéculé les idées physiques pour aboutir à P.

[phys4]

Je crois avoir trouvé d'où provient l'incohérence entre les divers participants. J'ai reçu un texte américain dont je n'ai pas la référence exacte mais dont voici un extrait :
"In the special case of the empty Universe, where one can show the model in both special relativistic and cosmological coordinates, the velocity defined by change in cosmological distance per unit cosmic time is given by v = c ln(1+z), where z is the redshift, which clearly goes to infinity as the redshift goes to infinity, and is larger than c for z > 1.718. For the critical density Universe, this velocity is given by v = 2c[1-(1+z)-0.5] which is larger than c for z > 3 ."

Le raisonnement semble correct, mais l'auteur est parti d'une équation fausse. En effet dans le cas cité, l'équation exacte qui donne v en fonction de z est :


Vous retrouverez facilement cette formule en inversant la correspondance z(v) que j'avais donné dans un message antérieur.
Il est évident que la correction de cette erreur basique, annule totalement le raisonnement associé. je comprends que tous ceux qui sont partis de cette référence sont arrivés sur des contradictions.

Si quelqu'un peut me trouver l'auteur, je me chargerai de lui écrire. Je ne suis pas auteur américain dan Wikipédia.

[invite62e1e8a6]

Bonjour,

Je suis désolé d'être aussi catégorique. Les équations sont fausses, a priori. C'est pour cela qu'Einstein a la décence de ne pas dire que Newton a tout faux. Il n'existe pas qu'un seul modéle cosmologique! Il existe un modéle préféré aux autres: Le modéle Lambda CMD

Mettez vous bien en tête que si la cosmologie n'est pas considéré comme une "vraie" science c'est justement a cause de cela. On invente des équations, des constantes pour que l'observation collent aux postulats. Pire, on invente des matériaux et des énergies inconnus pour tenir les modéles a bout de bras.

C'est pour cela que je vous mets en garde, modestement, contre les croyances et autres idée préconcue. Il existe des faits, des observations cela ne pourrait être mis en cause. Maintenant on ne sait pas, vraiment, les expliquer. On a bien des explications et vous pouvez ecouter, calmement et avec lucidité, les gens, qui travaillent, sérieusement, sur ces questions.

Mais defiez vous des theoriciens, comme moi (mefiez vous de moi aussi ), qui ne savent et ne cherchent qu'a vous expliquer l'inexpliqué et a vous convertir a leur propre science. Vous reconnaitrez les vrais cosmologue a l'usage intense qu'ils font du conditionnel.

C'est univers est assez grand pour contenir la vérité...

Bien a vous...

[invite62e1e8a6]

C'est univers est assez grand pour contenir la vérité...

Et mes fautes d'orthographe et de grammaire. Cet univers est assez grand pour contenir la vérité.

[Amanuensis]

Je crois avoir trouvé d'où provient l'incohérence entre les divers participants. J'ai reçu un texte américain dont je n'ai pas la référence exacte

La référence est

http://www.astro.ucla.edu/~wright/co...y_faq.html#FTL

L'auteur est le Professeur Wright.

Le raisonnement semble correct, mais l'auteur est parti d'une équation fausse.

Le raisonnement EST correct, et l'équation est parfaitement juste.

Le début du texte, très important, a été omis dans le message auquel ce message-ci répond :

Can objects move away from us faster than the speed of light?

Again, this is a question that depends on which of the many distance definitions one uses. However, if we assume that the distance of an object at time t is the distance from our position at time t to the object's position at time t measured by a set of observers moving with the expansion of the Universe, and all making their observations when they see the Universe as having age t, then the velocity (change in D per change in t) can definitely be larger than the speed of light.

Traduction libre, par mézigue:

Est-ce que l'expansion peut amener des objets à s'éloigner de nous plus rapidement qu'à la vitesse c

Une fois de plus, il s'agit d'une question dont la réponse dépend de quelle définition de la distance est utilisée parmi les nombreuses possibilités. Quoi qu'il en soit, si on part de l'hypothèse que la distance d'un objet à l'instant t est la distance depuis notre position à l'instant t mesurée par un ensemble d'observateurs solidaires de l'expansion de l'Univers, tous faisant leurs observations au moment où ils constatent que l'Univers a l'âge t, alors la vitesse (rapport entre le changement de D et le changement de t) peut parfaitement être plus grande que la vitesse de la lumière.

Le professeur Wright fait attention, lui, de préciser de quelle distance (et donc de quelle vitesse) il parle, après avoir rappeler qu'il existe plusieurs notions de distances et donc de vitesses. Et il définit aussi en détail la convention de simultanéité qu'il utilise.

Précisément, le texte utilise la distance comobile ramenée au présent ; c'est cette distance-là qui augmente quand on parle d'expansion de l'Univers. (Par contre, par exemple, la distance comobile ramenée à une date invariable est essentiellement fixe entre deux galaxies très éloignées, à leur mouvements propres près.)

En effet dans le cas cité, l'équation exacte qui donne v en fonction de z est :

FAUX. Ce n'est pas l'équation exacte avec un "le", c'est une équation exacte, pour une certaine définition de la vitesse, différente de celle précisée et indiquée par le Pr Wright.

Malheureusement, contrairement à ce que fait Wright, la notion de distance et de vitesse utilisées pour obtenir cette vitesse n'a pas été indiquée.

Il est évident que la correction de cette erreur basique, annule totalement le raisonnement associé. je comprends que tous ceux qui sont partis de cette référence sont arrivés sur des contradictions.

Il est évident que la question n'est pas si simple. "L'erreur basique" est de ne pas prendre en compte la multiplicité des notions de distance.

La multiplicité des notions de distances à l'échelle cosmologique n'est pas une idée simple, elle heurte notre "sens commun euclidien". C'est pourtant une conséquence essentielle de la RG. Elle est liée au libre choix de référentiel. C'est aussi la clé de paradoxes apparents sur la notion d'expansion.

Si quelqu'un peut me trouver l'auteur, je me chargerai de lui écrire.

L'adresse mail du Pr Wright est aisément trouvable avec le lien donné. Quand vous aurez sa réponse, j'espère que vous la communiquerez sur ce forum.

[qA1]

Vraiment passionnant...

Cela me fait penser aux difficultés qu'on a eues lorsqu'on a voulu représenter la 3D en 2D (comme pour le planisphère... soit on déforme, soit on déchire, mais la représentation globale est toujours fausse même si elle s'approche du vrai plus localement...)
On a trouvé une autre manière pour faire cela, c'est la perspective dans la peinture mais là encore, la représentation cache des choses même si l'image nous est parlante... Le cinéma intègre le temps mais reste limité.

Là encore, il s'agit de représenter n dimensions simultanément ce qui est inaccessible à l'esprit humain... les "machines" en "langue" mathématique semblent être les seules qui soient pertinentes et un peu efficaces... le problèmes, c'est que cette "langue" semble parfois intraduisible dans la logique basique et la langue des mots... et ça, ça pose un réel problème car l'intelligence humaine se développe sur le langage et l'image... Autrement dit, sommes nous condamnés à ne jamais rien y comprendre... ?

Mais quand on lit cela :

Mettez vous bien en tête que si la cosmologie n'est pas considéré comme une "vraie" science c'est justement a cause de cela. On invente des équations, des constantes pour que l'observation collent aux postulats. Pire, on invente des matériaux et des énergies inconnus pour tenir les modéles a bout de bras.

C'est pour cela que je vous mets en garde, modestement, contre les croyances et autres idée préconcue. Il existe des faits, des observations cela ne pourrait être mis en cause. Maintenant on ne sait pas, vraiment, les expliquer. On a bien des explications et vous pouvez ecouter, calmement et avec lucidité, les gens, qui travaillent, sérieusement, sur ces questions.

on ne peut que tirer son chapeau et remercier ceux qui s'attaquent à cette tâche...

[myoper]

Mettez vous bien en tête que si la cosmologie n'est pas considéré comme une "vraie" science c'est justement a cause de cela. On invente des équations, des constantes pour que l'observation collent aux postulats. Pire, on invente des matériaux et des énergies inconnus pour tenir les modéles a bout de bras.

Rapidement : dans toutes les sciences, on invente des équations ou des constantes (etc...) et c'est pour "créer" les modèles, pas pour les faire "coller" donc aucune science ne serait alors "vraie" et elles sont, en effet, toutes "inventées".

Si vous avez des interrogations en ce sens, c'est ici qu'il faut la poser : http://forums.futura-sciences.com/ep...logie-logique/ mais ce n'est de toutes façons peut être pas utile de redéfinir toute la science sur ce forum et en particulier sur ce fil.


Rappel avant suppression de messages inutiles ou hors sujet :

6. Ayez une démarche scientifique. Ce forum n'est pas un lieu de discussion sur de soi-disant phénomènes paranormaux ou "sciences" parallèles. Toutes idées ou raisonnement (aussi géniaux soient ils) doivent reposer sur des faits scientifiquement établis et non sur de vagues suppositions personnelles, basées sur d'intimes convictions. Etant sur un forum scientifique, les discussions religieuses ou politiques ne sont pas tolérées. D'autre part la seule vocation de Futura-Sciences étant la vulgarisation scientifique de bon niveau ce n'est pas le lieu pour des questionnements ou remises en cause de théories admises dont seuls des spécialistes ont les compétences pour débattre, ni pour l'exposé de théories strictement personnelles. Une telle démarche aurait sa place uniquement dans un séminaire ou un congrès scientifique.

[invite264f71b9]

Bonjour,

Je voudrais savoir si l'on ne pouvait pas considérer cette vitesse limite comme une simple commodité de calcul. La vitesse de la lumière permettant de définir un étalon qui marche bien pour l'instant mais qui n'a rien d'absolu.

[azizovsky]

on 'sait' que l'univers est en accélération,ma question est :cet accélération=?????m/s²

[rik 2]

on 'sait' que l'univers est en accélération,ma question est : [quelle est la valeur de cette] accélération?

pour faire plaisir à JPL j'ai fait accélération dans gogol et j'ai trouvé ça. J'espère que ça répond à ta question
Faut m'excuser, c'est les vacances!

[azizovsky]

pour faire plaisir à JPL j'ai fait accélération dans gogol et j'ai trouvé ça. J'espère que ça répond à ta question
Faut m'excuser, c'est les vacances!

vous ête en désaccélération d'aprés le cite bon repos à+

[JPL]

on 'sait' que l'univers est en accélération,ma question est :cet accélération=?????m/s²

L’expansion c'est 70km/s par mégaparsec (supposée à accélération nulle) mais l'accélération due à l'énergie sombre, qui ne se manifeste que pour des galaxies très éloignées, je ne sais pas.

[azizovsky]

L’expansion c'est 70km/s par mégaparsec (supposée à accélération nulle) mais l'accélération due à l'énergie sombre, qui ne se manifeste que pour des galaxies très éloignées, je ne sais pas.

Moi aussi je sais pas mais une réponse' ad hoc ' a=H.C (dimensions d'une accélération)(c vitesse de la lumiére).

[qA1]

Un peu déçu de certaines réactions épidermiques qui se fondent sur des certitudes pas toujours très maîtrisées, je soumets néanmoins une nouvelle question basique qui me semble connexe :
Comment explique-t-on que l'effet gravitationnel ait pour effet de courber un rayon lumineux en lui faisant contourner la masse (donc en le repoussant) au lieu d'attirer les rayons passant près d'elle ? puisque comme il est dit, l'effet gravitationnel serait comme un trou dans lequel tombe ce qui passe à proximité...

[CHL]

bonjour!



pour en revenir au titre de la discussion je pense qu'il faut une vitesse limite pour eviter que l'univers qui nous environne s'ecroule et devienne illusion et cauchemard.
pour moi c est l'equivalent de la variable cachée d'Einstein en constante elle decouverte et solidement etablie par Maxwell et d'autres experiences.
sans c il n'y a plus de transformée de Lorentz de temps plus de champ et plus d'espace temps comment faire pour passer d'un referentiel espace temps à un autre sans elle?(veuillez m'excuser pour mon niveau de quasi debutant)!



cordialement!

[invite62e1e8a6]

Un peu déçu de certaines réactions épidermiques qui se fondent sur des certitudes pas toujours très maîtrisées, je soumets néanmoins une nouvelle question basique qui me semble connexe :
Comment explique-t-on que l'effet gravitationnel ait pour effet de courber un rayon lumineux en lui faisant contourner la masse (donc en le repoussant) au lieu d'attirer les rayons passant près d'elle ? puisque comme il est dit, l'effet gravitationnel serait comme un trou dans lequel tombe ce qui passe à proximité...

Salut,

qA1 je ne suis pas d'accord avec la question. Je ne l'ai pas mesuré personnellement mais en réalité a aucun moment sur son trajet elle ne s'eloigne de la distance qui aurait été sa distance la plus longue.

Pas hyper clair.

Toute se passe en somme comme si le photon etait une minuscule lune qui passait a coté du soleil. Elle a une trajectoire mettons, sur un plan vu de dessus, du haut un peu a droite de la feuille verticale, le soleil au centre:

Arrivée pres du soleil elle va comme tourner en conservant une distance. Et ressortir en bas de la feuille plus a gauche.

J'ai pas le temps de trouver une illustration. Mais la gravité ne repoussent pas les rayons. Ils tombent bel et bien dans le trou. La preuve? Le trou noir...

Et pourtant elle ne tourne pas