univers infini : non !

[Milkman21]

Salut

Et qui change à chaque instant.

?

J'ai du mal à comprendre ?
-----

[Amanuensis]

(...)

Ce qu'on voit du FDC à un instant ne vient pas "du même endroit" que ce qu'on en voit une seconde plus tard.

Comme un scanner avec un capteur réduit à une ligne de points. Ce qu'il voit de la feuille lorsqu'il la scanne change d'un instant à l'autre. Et il ne voit jamais la feuille "en entier".

[stefjm]

Ca me rappelle des théories à base de balayage...

[invite5e279b10]

bonjour! si l'on applique la règle du rasoir d'Ockham le plus simple est un univers infini...

[invite5e6af660]

Cette fameuse "limite" dont tu parles n'est qu'une dimension supérieur dont on ne pourra jamais s'imaginer.. c'est comme si tu vivais sur la surface d'un ballon qui gonfle et que cette surface (2 dimensions) bein en faite c'est pour nous en 3 dimensions..

pas du tout, c'est un principe déductible de la notion d'expansion... rien à voir avec la structure topologique du bigbang... si il s'expend c'est qu'il fut plus petit, donc il a une limite... on ne peu pas etre a la fois infini (en taille) et etre plus petit ou plus grand en taille... et rester infini en taille... (donc immuable) l'infini est un concept newtonien d'un espace absolu, pas de l'espace-temps relativiste a variation de taille...
c'est absurde de ne pas poser des limites naturelle en taille à un objet conceptuel ayant un début en durée et dont l'unité de base de distance est une unité temporelle (année-lumière)

[JPL]

Sauf qu'il existe des topologies finies mais sans bords. Il faut se méfier des raisonnements trop simplistes.

[inviteea028771]

pas du tout, c'est un principe déductible de la notion d'expansion... rien à voir avec la structure topologique du bigbang... si il s'expend c'est qu'il fut plus petit, donc il a une limite... on ne peu pas etre a la fois infini (en taille) et etre plus petit ou plus grand en taille... et rester infini en taille... (donc immuable) l'infini est un concept newtonien d'un espace absolu, pas de l'espace-temps relativiste a variation de taille...

Et pourtant : prend un plan infini et multiplie par 2 toutes les dimensions : tu as bien un espace infini ou les distances entre les points ont grandi. Il y a eu expansion.

Alors certes, c'est une simplification, mais conceptuellement c'est un peu ce qui se passe

[invite5e6af660]

Sauf qu'il existe des topologies finies mais sans bords. Il faut se méfier des raisonnements trop simplistes.

oui mais ce n'est pas un problème de topologie, mais de savoir si il a limites ou non... l'on ne peu pas être finie et infini, et il ne faut pas confondre géométrie pure ( metaphysique) et réalité... naitre et s'expendre implique d'etre limité que cela plaise ou non...

on ne peu pas avoir un age et ne refuser que cet age soit une limite... l'on ne peu pas être infiniment vieux et avoir un age en même temps... l'infinitude est un concept classique, element de la physique newtonienne... pas d'un expace-temps ayant un age... ce qui serait absurde...

[invite5e6af660]

Et pourtant : prend un plan infini et multiplie par 2 toutes les dimensions : tu as bien un espace infini ou les distances entre les points ont grandi. Il y a eu expansion.

Alors certes, c'est une simplification, mais conceptuellement c'est un peu ce qui se passe

l'infini² = brouétté²(est-ce bien raisonnable l'infini en physique ??) (quant à cantor, hm, l'infini est un concept de l'ordre des indéfinis, donc quoique l'on fasse l'on ne peux pas comparer deux indéfinis entre eux, car l'on ne sait précisément pas a quoi(quantité) fait référence... l'infini est un statu, qui ne peut-etre mis en comparaison quantitative avec un autre infini... le faire est completement absurde, et cantor à fini à l'asile de ne pas l'entendre...

le problème est dans l'age de l'univers, il est fini en temps, donc en distance possible... c'est une déduction très simple de cette notion de début...

[Milkman21]

pas du tout, c'est un principe déductible de la notion d'expansion... rien à voir avec la structure topologique du bigbang... si il s'expend c'est qu'il fut plus petit, donc il a une limite... on ne peu pas etre a la fois infini (en taille) et etre plus petit ou plus grand en taille... et rester infini en taille... (donc immuable) l'infini est un concept newtonien d'un espace absolu, pas de l'espace-temps relativiste a variation de taille...
c'est absurde de ne pas poser des limites naturelle en taille à un objet conceptuel ayant un début en durée et dont l'unité de base de distance est une unité temporelle (année-lumière)

Bein si tu vis dans un espace à 3 D et que tu vas toujours tout droit et que tu reviens sur tes pas alors ça veut dire qu'il y existe un autre dimension.. C'est cette dimension "la limite" et tu ne peux pas te la représenter car hors de porter...
C'es comme des petits bonhommes en 2 D qui ne comprendrons jamais pourquoi ils reviennent à leur point de départ quant ils vont tout droit (si ils se trouvent sur la surface d'une sphère en 3 D bien sur !) à part s'ils spéculent sur le faite qu'il existe une dimension supérieur mais qu'ils ne pourront jamais concevoir intellectuellement..

[Amanuensis]

le problème est dans l'age de l'univers, il est fini en temps, donc en distance possible... c'est une déduction très simple de cette notion de début...

S'il y avait un début, peut-être. Or l'intervalle de temps ]0, t[ est fini mais n'a pas de début (pas plus que R n'a de début).

L'erreur (usuelle) est de considérer que t=0 a un sens, et en particulier qu'on peut parler de l'espace à t=0. Si on le fait, on obtient aisément des paradoxes: par exemple l'espace à t=0 ne peut pas être infini au sens où on peut y trouver des paires de points séparés par une distance aussi grande qu'on veut, et en même temps avoir toutes les distances "nulles".

Bref, on peut parler de "t tend vers 0", mais pas de t=0. Certaines propriétés ont une valeur au "passage à la limite" faisant sens, d'autres non.

t tend vers 0 implique des divergences à l'infini. Raisonnable ou pas, ce n'est pas la question. On parle de modèle, et tous les modèles ou presque en physique cache des infinis quelque part. On peut tout à fait considérer que les infinis de modèle indique une non validité du modèle ; pas vraiment un problème, car un infini de modèle implique aussi l'impossibilité de tester!

Autrement dit, on se doute bien que le modèle a peu de chance d'être correct pour des valeurs s'approchant des divergences. Dans le cas de la cosmologie et du modèle simpliste de l'expansion, on se doute bien que prendre t trop petit (s'approcher de la divergence) peut faire sortir du domaine "fiable" du modèle. Pas un problème, sauf si on l'oublie et on commence à "étudier" le cas t=0, le "début".

[Milkman21]

Et d'ailleurs je ne vois pas comment, si la théorie du big bang est vrai, l'on ne pourrait pas revenir sur nos pas..
Si l'univers comme nous le connaissons est le résultat d'une dilatation rapide c'est que la quantité de matière est finie.. Si elle est fini alors ils faut que l'espace dans lequel elle se trouve soit fini lui aussi. Et donc si l'espace est fini alors on finit toujours par revenir sur ses pas (sans prendre en compte l'expansion).
Mais j'aimerai que l'on me prouve le contraire car c'est juste une intuition de néophyte..

[Milkman21]

ben, cela dépend un peu de la définition donné a fini et infini... en fait notre bigbang perd son coté universel a partir du moment ou il a une limite... l'univers est ce qui est autours du bigbang, et donc est à-priori infini (incommensurable par là, ou indéfinissable) là ou notre bigbang (qui n'est peut-etre qu'un bigbang parmit beaucoup d'autres) est donc "fini" puisque son existence pose intrinsèquement sa propre limite, limite qui s'expend donc dans un univers infini et absolu au sens newtonien du terme.. et ou se définissent certaine propriété fondamentale qui ne saurait advenir avec le bigbang puisqu'elle sont transcendante ou existentielle, nécéssaire a la survenue de notre bigbang..

Mais non Thomas notre univers ne s'expand dans rien ! Ou du moins dans une dimension que l'on ne peut se représenter ! Pour nous il s'expand sur lui même !
Cette bouillie d'énergie à des dimensions supérieures dont notre univers résulte peut être (Certaines théories) ça ne mène à rien de l'imaginer comme infini ! C'est comme si tu disais qu'après la vie c'était le néant; non, ce sera comme avant de naitre, le terme infini/ rien / néant n'a pas de sens..

[invite5e6af660]

Bein si tu vis dans un espace à 3 D et que tu vas toujours tout droit et que tu reviens sur tes pas alors ça veut dire qu'il y existe un autre dimension.. C'est cette dimension "la limite" et tu ne peux pas te la représenter car hors de porter...
C'es comme des petits bonhommes en 2 D qui ne comprendrons jamais pourquoi ils reviennent à leur point de départ quant ils vont tout droit (si ils se trouvent sur la surface d'une sphère en 3 D bien sur !) à part s'ils spéculent sur le faite qu'il existe une dimension supérieur mais qu'ils ne pourront jamais concevoir intellectuellement..

hm, et l'expérience qui te permet de relier cette hyppothèse a celle de ce bigbang ? tu la sort d'un chapeau, ou de ta manche...

pour ma part ce bigbang a trois dimension d'espace, et pas mal d'autres pour chacune de ses propriétés... comme dit plus haut le problème de la mesure du temps par la dimension temps est problématique... puisque en posant une contraction (inverse de l'expension) l'on se trouve avec plein de valeur singulière pour les premiers instant de ce bigbang... normal remarque toutefois, entre la formalisation théorique et le temps en lui-même, l'on ne saurait imaginer logiquement un début a l'univers sans que la dimension temps de ce bigbang, ou de l'univers qui le contient préexiste a son inflation... a moins de se retrouver avec un univers "a la buffon" faisant génération spontanée.. (et là, ça c'est dur epistémologiquement parlant)...

bref, il est nécessaire que la dimension "temps" ne se crashe pas avec l'espace... enfin bon, un début complètement irrationnel, voir métaphysique, n'ayant pas invalidé tout le reste, il ne reste plus qu'a postuler que le bigbang s'expend dans un univers newtonien, infini... et dont le bigbang n'est qu'une "variété", ou plutôt une singularité de cet univers, et ou relativement parlant le temps mesuré, theorique est un tempo relatif de ce bigbang... (comme l'on compte les ans pour une vie humaine, à partir d'un zero relatif, et non-absolu)

[Milkman21]

hm, et l'expérience qui te permet de relier cette hyppothèse a celle de ce bigbang ? tu la sort d'un chapeau, ou de ta manche...

pour ma part ce bigbang a trois dimension d'espace, et pas mal d'autres pour chacune de ses propriétés... comme dit plus haut le problème de la mesure du temps par la dimension temps est problématique... puisque en posant une contraction (inverse de l'expension) l'on se trouve avec plein de valeur singulière pour les premiers instant de ce bigbang... normal remarque toutefois, entre la formalisation théorique et le temps en lui-même, l'on ne saurait imaginer logiquement un début a l'univers sans que la dimension temps de ce bigbang, ou de l'univers qui le contient préexiste a son inflation... a moins de se retrouver avec un univers "a la buffon" faisant génération spontanée.. (et là, ça c'est dur epistémologiquement parlant)...

bref, il est nécessaire que la dimension "temps" ne se crashe pas avec l'espace... enfin bon, un début complètement irrationnel, voir métaphysique, n'ayant pas invalidé tout le reste, il ne reste plus qu'a postuler que le bigbang s'expend dans un univers newtonien, infini... et dont le bigbang n'est qu'une "variété", ou plutôt une singularité de cet univers, et ou relativement parlant le temps mesuré, theorique est un tempo relatif de ce bigbang... (comme l'on compte les ans pour une vie humaine, à partir d'un zero relatif, et non-absolu)

Je pense que la dimension temps est apparue au moment où il y a eu des interactions de matières..

[Gilgamesh]

Pour commencer il faut se représenter divers stade d'une maille d'Univers, celle par exemple qui nous contient. Cette maille élémentaire augmente de taille : c'est l'expansion. A cause de l'expansion l'Univers refroidit et se condense gravitationnellements en divers objets, sur plusieurs échelles (des étoile aux superamas). Les galaxies, au départ naines, se condensent pour former les "grandes galaxies" d'aujourd'hui.

L'Univers étant homogène et isotrope, cela c'est passé partout pareil.. La même séquence se répète quelle que soit la maille d'Univers (pour peu qu'elle soit assez grande pour contenir au moins un superamas). Maille élémentaire que l'on peut répéter 10, 100, 1000, oo-ment de fois ? Nous n'en savons trop rien. Mais en tout cas, c'est la même histoire partout.

Ce qui fait que les stades par lesquels NOUS sommes passé, nous pouvons les représenter sous la forme de coquilles concentriques qui montrent différentes autres régions de l'Univers (appartenant à une autre "maille" que la notre et rentré dans notre horizon observationnel) telles que nous les voyons décalées dans le temps du fait que leur lumière a mis du temps à nous parvenir.

S'il n'y avait pas de redshift et si l'Univers était transparent depuis les origine, le Big Bang apparaitrait dans le fond du ciel. Un fond du ciel qui serait infiniment brillant... Ben la température du Big Bang très exactement et RIEN n'aurait pu naitre, en fait !

L'image ci dessous représente donc une pure "vue de l'esprit". C'est juste pour se représenter les différentes "coquille" en rapport avec le "plan séquence" précédent.


universsanszld0.png

Et voici l'Univers tel que nous l'observons vraiment. Le CMB nous cache le Big Bang (cercle pointillé), car l'Univers est opaque avant son émission. Le CMB lui même est passé de sa température de rayonnement de 3000 K à moins de 3K (z~1100).

C'est l'Univers réel :

universaveczku2.png

Le CMB est émis par ce qu'on appelle la surface de dernière diffusion. Après avoir été emprisonnés par le plasma dense, c'est à partie de ce point qu'ils prennent un libre essor et parviennent jusqu'à nous sans avoir subit aucune absorption par la matière depuis cette époque lointaine.


La distance qui te sépare de la surface de dernière diffusion représente 13,7 Gly en temps de trajet du photon, environ 46 Gly en distance comobile, environ 40 Mly en distance angulaire et 50600 Gly en distance lumineuses.

_____
note :
ly : light year (année-lumière), 1 Gly = un milliard d'années-lumière, 1 Mly = un million d'années-lumière.
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Ce qui appelle quelques explications : la notion de distance n'est pas univoque en cosmologie et il est absolument crucial de comprendre en quoi ces notions diffèrent. Elles sont toutes indispensables pour te faire une idée d'ensemble du phénomène d'expansion.


les différentes notions de distances en cosmologie

1- La première notion de distance est en fait un temps : le temps de trajet du photon (ou temps de regard en arrière, t_lookback dans les graphique du bas). C'est celle qui est donnée usuellement, en années-lumière. Il s'agit bien d'années qu'a passé le photon dans l'espace, pour nous parvenir. Mais à quelle distance en mètres cela correspond ?

Dans un univers en expansion, il n'y a pas de définition univoque de la distances, il y en a deux (plus une troisième qu'on verra après).

2- la distance entre les objets au moment de l'émission du photon (distance dite angulaire) Da
3- la distance entre les objets au moment de la réception du photon (distance dite comobile) Dc.

La distance angulaire Da est ainsi nommée parce que c'est celle qu'il faut prendre en compte pour juger de la taille angulaire de l'objet-source sur la voute céleste. L'angle alpha sous lequel on observe l'objet de taille h est :


(pour les petits angles)


Donc, quand le photon a été émis, la source était la la distance Da de l'endroit où nous sommes. Et à ce moment là, le taux d'expansion H(t) était plus élevé que maintenant. Le photon "remonte" donc un "flot d'espace" comme un saumon remonte la rivière (à une vitesse propre constante : c) pour arriver jusqu'à nous. On conçoit que si l'intégrale sur le temps de trajet du courant d'espace qui s'écoule sur les flancs du saumon excède ct, il ne progresse pas, mais recule et ne parvient jamais à l'observateur. Pour l'instant, ce n'est pas le cas : l'intégrale sur le temps de H(t) n'a jamais été si grande qu'elle nous empeche de voir tous les photons émis dans notre direction depuis que l'univers émet librement des photons. Les cosmologistes d'aujourd'hui sont bien chanceux.

Donc, notre photon-saumon progresse, c'est-à-dire qu'à tous les instants, la distance entre lui et sa "cible" (l'observateur futur) diminue. Mais bien sur, elle diminue bien plus lentement que ct puisque, à chaque instant, la distance augmente de Hd entre le photon situé à la distance d et l'observateur futur. Quand d et H était maximal (donc à l'émission) la progression était minimale. Puis, peu à peu, le photon-saumon progresse de plus en plus efficacement vers l'observateur, car la distance d diminue (c'est la principale raison) ainsi que le taux d'expansion.

En même temps qu'il progresse difficilement vers le futur observateur, la distance qui le sépare de sa source augmente plus vite que ct. Car en plus de la distance parcourue par les moyens propres du photons (soit ct) il faut ajouter la distance que rajoute l'expansion. Quand le photon-saumon regarde dans son rétroviseur, il voit une source qui s'éloigne de plus en plus vite de lui, quoique sa vitesse propre soit constante.

Quand il arrive à l'observateur et achève sa glorieuse (quoique monotone) existence sur la rétine de l'observateur, il a parcouru par ses moyens propres ct = 13 Gly mais la source est bien plus éloignée que cela désormais. Et cette distance réelle est ce qu'on appelle la distance comobile. C'est la distance à laquelle se trouve aujourd'hui la source, après 13 Ga d'expansion.

Le ratio entre Da la distance angulaire (à l'émission) et Dc la distance comobile (à la fin du trajet) est extrêmement simple à calculer, il est égal par définition au facteur d'expansion a0/a = 1 + z, a0 étant n'importe quelle distance mesurée aujourd'hui et a la même distance au moment de l'émission, z étant le décalage vers le rouge.




4- Distance de luminosité
Les objets lointains nous apparaissent comme étant très proches (Da relativement petit) mais par contre il sont beaucoup moins lumineux que ce que leur taille angulaire pourrait laisser supposer, car le photon-saumon en luttant contre le flot d'espace qui défilait sous lui, a perdu du 'gras', c'est à dire de l'énergie. Il arrive exténué à l'observateur : c'est le décalage vers le rouge z. De façon strictement équivalente, ça nous fait mesurer la température de la source du rayonnement plus froide qu'à l'émission. On définit donc une distance de luminosité Dl qui est celle qu'il faut prendre en compte pour savoir combien d'énergie va arriver au récepteur depuis la source. C'est Dl qui nous donne la magnitude de l'objet. Là encore c'est très facile à calculer avec le z :




Ainsi, un objet qui nous parait, d'après sa taille être situé à mettons Da = 1 Gly avec un z = 6 est situé aujourd'hui à une distance de Dc = 1 Gly * (1 + 6) = 7 Gly et l'énergie qui nous en parvient est la même que s'il était situé à 1 Gly (1 + 6)² = 49 Gly.


Pour savoir quel est le temps de regard en arrière (ou temps de trajet du photon), il faut intégrer H(t) et cela dépend cette fois ci du modèle d'expansion que l'on choisit, c'est à dire dans l'équation ci dessous, du choix de Ω_m (densité de matière) et de Ω_Λ (constante cosmo).

Tous calculs faits, pour le CMB, z=1100, Dc= 46 Gly, Da ~ 40 Mly, Dl ~ 50600 Gly

[invite5e6af660]

Je pense que la dimension temps est apparue au moment où il y a eu des interactions de matières..

et pour qu'il y est interaction de matière... t'es sur qu'il n'y a pas besoin de temps... relis kant à propos des catégorie transcendantes de l'entendement.. il semble que tu confondes la possibilité de mesure du temps, et son etre en tant que moyen-pour...

il n'y a rien à faire, pour que quelquechose soit, il faut que la possibilité du devenir soi... sinon rien ne peut advenir...

par là, l'univers est sans doute transcendent a ce bigbang, qui ne pourrait advenir... j'ajoute que l'espace-temps universel est sans doute newtonien... infinie et absolue... mais vide ... et que le bigbang avec la matière donne moyen à la relativité d'avenir parcequ'il crée d'autre point vue possible... c'est le vieux problème de l'un et du multiple qui se "matérialise". l'unité peut-etre infinie, donc absolue... mais pour qu'il y est relativité, il est nécéssaire qu'il y ait une multiplicité... or seul le bigbang permet sans doute cette "vue physique"

de plus comme dit plus haut, plus l'on tend vers t=0 donc vers l'absolue et l'infinie, et moins la relativité perd en pertinence descriptive... ce n'est pas un vrai argument, mais une étrange coïncidence... vraiment étrange en fait

[invite51d17075]

par là, l'univers est sans doute transcendent a ce bigbang, qui ne pourrait advenir... j'ajoute que l'espace-temps universel est sans doute newtonien... infinie et absolue... mais vide ... et que le bigbang avec la matière donne moyen à la relativité d'avenir parcequ'il crée d'autre point vue possible... c'est le vieux problème de l'un et du multiple qui se "matérialise". l'unité peut-etre infinie, donc absolue... mais pour qu'il y est relativité, il est nécéssaire qu'il y ait une multiplicité... or seul le bigbang permet sans doute cette "vue physique"

c'est peut être "poétique", mais je ne saisi que dalle !
cordialement.

[Amanuensis]

c'est peut être "poétique", mais je ne saisi que dalle !

La poésie se suffit à elle-même.

[invite51d17075]

certes ! vu sous cet angle

[coussin]

Chapeau à Gilgamesh en tout cas

[JPL]

La modération pense qu'à exception de quelques rares messages la physique et l'épistémologie ont été suffisamment offensées. La discussion est close.