Vitesse de la lumière dans un espace qui se dilate

[vilveq]

Bonjour,

Je sais pas trop où poser ma question, alors j'essaye ici.

La vitesse de la lumière ralentit elle dans un espace qui se dilate ?

Merci
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[invite06459106]

Non, mais ce qui varie c'est la longueur d'onde, qui augmente en rapport au facteur d'échelle.

[Amanuensis]

La vitesse de la lumière ralentit elle dans un espace qui se dilate ?

En plus de ce qu'est mentionné par Didier, il faut remarquer qu'il faut distinguer deux notions de vitesse. La vitesse "instantanée", prise en un événement, reste de module égal à c, pas de "ralentissement". Par contre la vitesse "moyenne" prise entre deux événements distincts (par exemple entre l'émission et la réception) est affectée par l'expansion spatiale, et, selon le mode de calcul, peut se retrouver inférieure à c. (Le "problème" est dans la notion de distance parcourue...)

Une image classique (simplificatrice) est celle d'une fourmi se déplaçant à vitesse constante vu d'elle-même, sur une feuille de caoutchouc élastique qu'on étend petit à petit. Il y a trois "distances parcourues": celle mesurée au début, celle mesurée à la fin, et celle mesurée par la fourmi en comptant le nombre de pas.

[ecolami]

Bonne comparaison!

[A voir en vidéo sur Futura]

[vilveq]

En plus de ce qu'est mentionné par Didier, il faut remarquer qu'il faut distinguer deux notions de vitesse. La vitesse "instantanée", prise en un événement, reste de module égal à c, pas de "ralentissement". Par contre la vitesse "moyenne" prise entre deux événements distincts (par exemple entre l'émission et la réception) est affectée par l'expansion spatiale, et, selon le mode de calcul, peut se retrouver inférieure à c. (Le "problème" est dans la notion de distance parcourue...)

Une image classique (simplificatrice) est celle d'une fourmi se déplaçant à vitesse constante vu d'elle-même, sur une feuille de caoutchouc élastique qu'on étend petit à petit. Il y a trois "distances parcourues": celle mesurée au début, celle mesurée à la fin, et celle mesurée par la fourmi en comptant le nombre de pas.

Merci.

C'est sans doute ce qui explique mon incompréhension d'un phénomène.

J'ai vu dans une émission de télévision que l'age de l'univers est de +/- 13.5 milliards d'années.
Dans la même émission ils montraient également une photo de l'espace observable, on signalent aux téléspectateurs que l'espace est certainement bien plus grand, mais que l'on ne peut au mieux observer de la lumière distante de 13.5 milliards d'année lumière.
Mais mon incompréhension vient du fait que pour ça il faudra que l'expansion de l'univers soit plus rapide que la vitesse de la lumière, ou bien que l'expension ralentisse la lumière (ce qui n'est visiblement pas le cas).

Ou alors j'ai un problème de raisonnement ce qui est certainement la cas

[Deedee81]

Salut,

J'ai vu dans une émission de télévision que l'age de l'univers est de +/- 13.5 milliards d'années.
Dans la même émission ils montraient également une photo de l'espace observable, on signalent aux téléspectateurs que l'espace est certainement bien plus grand, mais que l'on ne peut au mieux observer de la lumière distante de 13.5 milliards d'année lumière.
Mais mon incompréhension vient du fait que pour ça il faudra que l'expansion de l'univers soit plus rapide que la vitesse de la lumière, ou bien que l'expension ralentisse la lumière (ce qui n'est visiblement pas le cas).

Non, tu raisonnes comme si l'univers avait commencé en un point. Ce n'est pas nécessairement le cas. Si il est infini alors il l'a toujours été.
Et Si il est fini, alors il fut initialement ponctuel, mais l'univers observable ne remonte que jusqu'à l'époque de recombinaison (période d'émission du rayonnement fossile, avant, l'univers était opaque) et à cette date, 300000 ans après son hypothétique naissance, il était déjà extraordinairement grand, ne fut-ce qu'à cause de l'inflation (une expansion gargantuesque de l'univers lors de ses tous premiers instants).

A noter que même si l'univers était fini et plus petit que 13.5 AL, tu verrais quand même un univers de 13.5 AL !!!!! La lumière aurait simplement fait plusieurs fois "le tour" !!! (en allant toujours tout droit on se retrouverait... a son point de départ). Mais on a vérifié que ce n'est pas le cas (en analysant les corrélations à grand angle dans le rayonnement fossile grâce aux images fournies par Planck et Wmap).

[coussin]

L'expansion lors du BigBang a été bien plus rapide que la vitesse de la lumière si je ne m'abuse... Non ?

[Deedee81]

L'expansion lors du BigBang a été bien plus rapide que la vitesse de la lumière si je ne m'abuse... Non ?

Oui.

La limite 'c' n'est valable qu'en RR et donc localement en RG (dans tout voisinage infinitésimal d'un événement). En RG (après avoir défini correctement ce qu'on veut dire par "vitesse", pas toujours une mince affaire ) on peut violer globalement cette vitesse..... pas nécessairement sans problème d'ailleurs. Il y a des solutions possibles aux équations qui conduisent à des contradictions (univers de Gödel, trous de ver,...). La difficulté est parfois de fixer la limite de ce qui est physiquement plausible (un exemple, la conjecture de censure cosmique est prouvée dans de nombreux cas mais pas tous. Est-elle vraie ou pas ? Personne n'a de certitude absolue là-dessus).

[mach3]

L'expansion lors du BigBang a été bien plus rapide que la vitesse de la lumière si je ne m'abuse... Non ?

la comparaison ne fait pas vraiment sens. L'expansion n'a pas une "vitesse" (vu qu'on parle de "rapide") unique, mais elle est caractérisé par un taux : plus un objet est loin, plus sa vitesse apparente est grande (loi de Hubble). Donc de tout temps, il existe toujours une distance au-dela de laquelle la vitesse apparente d'un objet (due à l'expansion, pas à son mouvement propre) dépasse c . Le fait est que cette distance était beaucoup plus faible à l'époque de l'inflation que maintenant.

m@ch3

[invite06459106]

L'expansion est métrique, les trucs n'ont pas de "mouvement propre". La vitesse locale ne dépasse pas c, c'est avec la taux que l'on peut donner une "vitesse globale" supérieure à c (dans un autre genre, une vitesse de phase peut être largement supérieure à c (mais comme pas d'info transmise plus vite que c..).

Comment définir les distances en RG en rapport à l'inflation? (donc y mettre une vitesse). Au vu de ce qu'il y avait à cette période (le seul truc est un plasma) quel réf pour définir la vitesse?
(Je jette ma question comme elle me vient, sans plus y réfléchir donc désolé d'avance s'y elle est sans sens, c'est un tort mais pas le temps et après, je risque d'oublier).
Edit: Croisement avec Mach3.

[Amanuensis]

les trucs n'ont pas de "mouvement propre".

Dans le contexte, ce qu'on appelle "mouvement propre" est le mouvement relatif au référentiel cosmologique, celui défini comme l'ensemble des lignes d'Univers chacune de coordonnées spatiales constantes dans les coordonnées usuellement présentées.

[Deedee81]

Salut,

Voir aussi ici : https://fr.wikipedia.org/wiki/Distance_comobile

[invite06459106]

Ha bah oui...comme quoi vaut mieux réfléchir 30s, ça aurait pris moins de temps que de poster....

[stefpell]

Bonjour,

En conclusion pour répondre à vilveq,

il faudra que l'expansion de l'univers soit plus rapide que la vitesse de la lumière

Le taux d'expansion est plus rapide que la vitesse limite.

Et le plus inquiétant c'est que ça continue. Dommage pour les humain du futur qui ne pourront que se reporter aux archives scientifique.

Stef

[Deedee81]

Bonjour,

Le taux d'expansion est plus rapide que la vitesse limite.

Attention. Un taux d'expansion n'est pas une vitesse. Ce n'est même pas les mêmes unités de mesure. En changeant tes unités l'un ou l'autre peut être plus grand.

Ce qu'on peut comparer c'est la vitesse d'expansion (de récession) de deux points situés à une distance donnée.

Et le plus inquiétant c'est que ça continue. Dommage pour les humain du futur qui ne pourront que se reporter aux archives scientifique.

Non, aucun risque.... sauf accélération. C'est elle qui empêche l'horizon de reculer. Mais là, mystère total. On ignore totalement si elle va cesser, augmenter ou rester constante. Pour la bonne raison qu'on n'a aucune certitude sur son origine.