Le fond diffus cosmologique

[akata]

Bonjour,

Il y a quelque chose qui m'échappe dans ma compréhension et ma représentation du fond diffus cosmologique:
- Je comprends que les photons se sont découplés des autres particules 380 000ans après le big bang.
- Ces photons baignent l'univers tout entier qui, il y a 13.5 milliards d'années, était bien plus petit à l'époque (sans tenir compte des fluctuations de densité).
- Avec l'expansion de l'univers, les longueurs d'onde des photons se sont étirées, faisant baisser leur énergie (je ne suis pas physicien donc pardon pour mes approximations).
- C'est pour ces deux raisons (en tout cas dans mon esprit) que le FDC est présent partout autour de nous, peu importe là on l'on regarde, mais qu'il est invisible (micro-onde).

Ce que je ne comprends pas:
- Pourquoi peut-on encore l'observer aujourd'hui? Les photons ont-ils une durée de vie infini? Les photons qui étaient présent dans l'univers primordiale existent-ils toujours? Est-ce qu'ils interagissent avec la matière avant de disparaitre et de transmettre leur énergie aux atomes? Si oui, pourquoi peut-on encore observer le FDC? Est-ce que le FDC sera toujours visible?

Merci!
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[Deedee81]

Bonjour,

Je déplace en pédagogie, au moins pour le moment

- Ces photons baignent l'univers tout entier qui, il y a 13.5 milliards d'années, était bien plus petit à l'époque (sans tenir compte des fluctuations de densité).

Attention, on ignore la taille de l'univers. S'il est infini (spatialement et à condition que la question aie un sens mais je ne vais pas compliquer) il l'a toujours été. Et même s'il est fini il est probable que l'univers est de taille absolument énorme (des centaines de milliards d'AL ? Plus ?) et donc à l'époque du découplage il était déjà trèèèèèès grand.

Les photons ont-ils une durée de vie infini?

A priori oui.

Les photons qui étaient présent dans l'univers primordiale existent-ils toujours?

Pour la quasi totalité oui.

Est-ce qu'ils interagissent avec la matière avant de disparaitre et de transmettre leur énergie aux atomes? Si oui, pourquoi peut-on encore observer le FDC? Est-ce que le FDC sera toujours visible?

L'univers c'est très vide. De l'ordre de 5 atomes par mètre cube (à comparer au milliard de milliards de milliards d'atomes par mètre cube d'air, à la grosse louche).

Donc ils peuvent se propager très longtemps avant d'être absorbé (par exemple par une antenne de radiotélescope ). Et comme l'univers est en expansion, il ne disparaitra pas ni même ne s'affaiblira de manière notable.... à part le redshift of course).

Notons qu'au moment du découplage l'univers était plus dense mais transparent (hydrogène neutre à température trop faible), au moins aux longueurs d'onde concernée (rayonnement à environ 2700 K, soit essentiellement des UV à l'époque, mais pas assez énergétiques pour exciter l'hydrogène. Il a fallu un bon moment avant d'atteindre la réionisation de l'hydrogène avec la naissance des premières étoiles, c'est la période appelée "age sombre", bien que le "ciel" devait être vachement clair avec le rayonnement fossile C'est la matière qui était "sombre").

[Mailou75]

Salut,

Pourquoi peut-on encore l'observer aujourd'hui?

Parce qu’on observe jamais le même endroit. On voit le CMB plus loin* de jour en jour mais toujours à la même date : 380.000 ans

* Le CMB est vu à 42 millions d’AL mais la zone qui l’a émis est aujourd’hui à 46 milliards d’AL. Demain on le verra à 42 + epsilon issu d’une zone qui est aujourd’hui à 46 + (epsilon x 1100).

[ansset]

Parce qu’on observe jamais le même endroit. On voit le CMB plus loin* de jour en jour mais toujours à la même date : 380.000 ans

c'est effectivement important à rappeler.
de plus, dans la littérature, on parle de "surface de dernière diffusion" , ce qui peut induire en erreur en présentant le CMB comme un "lieu dans le temps", ce qui n'est pas le cas.
On ne voit jamais le même CMB au cours du temps , il provient au cours du temps d'endroits plus éloignés, mais correspondant tj à la même période post inflationnaire.

[A voir en vidéo sur Futura]

[akata]

Ok... Je commence à comprendre (un peu).

Ce qui me gène, c'est:

- Comment peut-on avoir un CMB qui nous montre la totalité de l'univers alors que l'on voit seulement la lumière d'un endroit précis (en fonction du temps depuis le découplage et des distances relatives au moment du découplage).

Dans mon esprit, on ne peut avoir une image totale dans la mesure où il y a forcement des zones qui ne sont pas observables et qui ne le seront jamais étant donné la constante de Hubble. A chaque instant on observe le CMB d'une partie de l'univers qui est différente mais la lumière a été émise au même moment, ok. C'est donc bien un rayonnement fossile mais seulement d'une partie de l'univers!

- Je dis sûrement une bêtise, mais cela veut-il dire que la "forme "du CMB change avec le temps?

Merci

[Deedee81]

Salut,

Ce qui me gène, c'est:
- Comment peut-on avoir un CMB qui nous montre la totalité de l'univers alors que l'on voit seulement la lumière d'un endroit précis (en fonction du temps depuis le découplage et des distances relatives au moment du découplage).

Mais justement.... le CMB ne nous montre pas la totalité de l'univers !!!!

- Je dis sûrement une bêtise, mais cela veut-il dire que la "forme "du CMB change avec le temps?

Non, ce n'est pas une bêtise. Les fluctuations ne sont pas les mêmes d'un endroit à l'autre, donc si on voit plus tard une partie différente les fluctuations seront différentes.
Ceci dit, ce n'est pas sur une vie humaine qu'on verra le changement (les fluctuations en question font des milliers d'années-lumière de large).

On pourrait imaginer voir des détails plus fins, au point de voir le changement en temps réel mais pour ça :
- faudrait travailler avec les longueurs d'ondes beaucoup plus courte, et ce n'est pas possible (le CMB est dans les micro-ondes, on ne choisit pas)
- faudrait un radiotélescope (ou un ensemble répartir sur) de la taille de la galaxie

C'est pas pour demain

[akata]

Ok merci beaucoup!

J'aurais trois autres questions:

- Un photon émis sans source lumineuse ( apriori c'est le cas pour les photons qui se sont découplés après le big bang, non?), ça nous montre quoi?
- Comment peut-on utiliser les fluctuations qu'on observe avec le CMB d'aujourd'hui pour construire des théories en cosmologie s'il existe une infinité de CMB différents? Je n'ai pas d'exemple précis car je ne suis pas assez calé...
- Enfin, sommes-nous d'accord pour dire que le CMB s’observe partout dans le ciel car les photons libérés au moment du découplage emplissaient (quasi) entièrement la partie de l'univers dont on reçoit aujourd’hui la lumière? Je fais abstractions des fluctuations que l'on voit sur l'image du CMB.

Merci!

[Deedee81]

- Un photon émis sans source lumineuse ( apriori c'est le cas pour les photons qui se sont découplés après le big bang, non?), ça nous montre quoi?

Je ne comprend pas ce que tu appelles "sans source lumineuse" (le gaz qui a émit le rayonnement lors du découplage était bel et bien lumineux si ce n'est qu'avant la lumière était réabsorbée et après non, le gaz est alors devenu peu lumineux sa température baissant assez vite avec l'expansion et l'émission du rayonnement).

- Comment peut-on utiliser les fluctuations qu'on observe avec le CMB d'aujourd'hui pour construire des théories en cosmologie s'il existe une infinité de CMB différents? Je n'ai pas d'exemple précis car je ne suis pas assez calé...

C'est une très bonne question ça.

Essentiellement (plus de détail peut être de nos spécialistes dont Gilgamesh, s'ils passent par ici) on effectue des statistiques sur les fluctuations en fonction de l'écartement angulaire.
Ca donne un spectre comme ceci :
https://upload.wikimedia.org/wikiped...ctrum_-_fr.png

Etant statistique il ne dépend pas ou peu de l'état particulier observé du CMB. Et ce spectre dépend fortement de toutes une série de choses (formation des grandes structures après, étude des oscillations "acoustiques", mais aussi le spectre est dit "en puissance" ce qui est conforme à l'hypothèse de l'inflation). On peut aussi corélérer certaines "grosses fluctuations" particulières avec des aspects des grandes structures, il me semble que cela a été constaté pour un "grand trou" découvert dans les fluctuations et dans la répartition des superamas.... à confirmer.

- Enfin, sommes-nous d'accord pour dire que le CMB s’observe partout dans le ciel car les photons libérés au moment du découplage emplissaient (quasi) entièrement la partie de l'univers dont on reçoit aujourd’hui la lumière? Je fais abstractions des fluctuations que l'on voit sur l'image du CMB.

Oui, tout à fait.

[akata]

Ok merci beaucoup!

J'aurais d'autres questions svp:

- Un photon émis sans source lumineuse ( apriori c'est le cas pour les photons qui se sont découplés après le big bang, non?), ça nous montre quoi?

- Comment peut-on utiliser les fluctuations qu'on observe avec le CMB d'aujourd'hui pour construire des théories en cosmologie s'il existe une infinité de CMB différents? Je n'ai pas d'exemple précis car je ne suis pas assez calé...

- Qu'est ce qui détermine la taille de la partie de l'univers que l'on observe via le CMB? Elle devrait se rétrécir avec le temps étant donné que la lumière est plus longue à nous parvenir à cause du taux d'expansion, non? Par exemple si l'on avait observé le CMB il y 13mds d'années, on aurait une image beaucoup plus complète non?

- Au delà du CMB, cela signifie-t-il que l'on observe toujours plus mais à rythme de plus en plus faible? Je ne sais pas si cela pose problème dans la mesure où l'on fait l'hypothèse que l'univers est isotrope et homogène.

- Enfin, sommes-nous d'accord pour dire que le CMB s’observe partout dans le ciel car les photons libérés au moment du découplage emplissaient (quasi) entièrement la partie de l'univers dont on reçoit aujourd’hui la lumière? Je fais abstractions des fluctuations que l'on voit sur l'image du CMB. Il n'y a donc pas une source lumineuse mais une infinie.

Merci!

[Lansberg]

Bonjour,

...s'il existe une infinité de CMB différents? ...

Il n'y a pas une infinité de CMB différents. Il y a un CMB (avec d'infimes fluctuations) qui correspond à l'image de l'univers lorsqu'il avait 380 000 ans. Les photons qui "transportent" cette image ont voyagé pendant 13,8 milliards d'années. Dans plusieurs milliards d'années, les photons en question auront un redshift plus grand à cause de l'expansion mais on reconstruira la même image de l'univers.

[ansset]

bjr,

Dans plusieurs milliards d'années, les photons en question auront un redshift plus grand à cause de l'expansion mais on reconstruira la même image de l'univers.

ça ne me semble pas clair ou mal exprimé.
les photons en question auront certes un redshift plus grand, mais ils viendront aussi d'autres endroits.
( ce ne seront pas les mêmes, et les fluctuations observées certainement un peu différentes ).
donc dire "la même image" est au mieux un mal dit, il me semble.

[Lansberg]

- Qu'est-ce qui détermine la taille de la partie de l'univers que l'on observe via le CMB? Elle devrait se rétrécir avec le temps étant donné que la lumière est plus longue à nous parvenir à cause du taux d'expansion, non? Par exemple si l'on avait observé le CMB il y 13mds d'années, on aurait une image beaucoup plus complète, non? Est-ce que cela pose problème?

Ouh là !! Cette histoire de CMB est mal digérée. Il y a 13 Mds d'années (à supposer que ce soit possible) on aurait vu la même chose qu'aujourd'hui sauf que les photons n'auraient pas eu un redshift de 1100. L'univers était plus chaud. On aurait fait l'observation dans le rouge ou l'infrarouge.

- En effet, au delà du CMB, cela signifie-t-il que l'on observe toujours plus mais à rythme de plus en plus faible? Je ne sais pas si cela pose problème dans la mesure où l'on fait l'hypothèse que l'univers est isotrope et homogène.

Que signifie au-delà du CMB ?

-Quand on observe le CMB, plus la durée d'observation est longue, plus on reçoit des photons éloignés et donc plus on voit grand.

J'ai du mal à saisir ?

Combien de temps a t-il fallu pour prendre la photo du CMB que l'on connait?

Ce n'est pas une simple photo. Le site dédié au satellite Planck donne toutes les infos : http://public.planck.fr/outils/astro...ration-sources

[Deedee81]

Aie, je crois que je me suis trompé de message en éditant. Et je n'arrive pas à revenir en arrière. Désolé.
Je complète mes réponses et j'ajoute une question que tu avais posé mais que j'ai zappé.

- Qu'est ce qui détermine la taille de la partie de l'univers que l'on observe via le CMB? Elle devrait se rétrécir avec le temps étant donné que la lumière est plus longue à nous parvenir à cause du taux d'expansion, non? Par exemple si l'on avait observé le CMB il y 13mds d'années, on aurait une image beaucoup plus complète non?

Non, c'est l'inverse. Non seulement la partie du CMB qu'on voit maintenant c'est pas au même endroit que la partie qu'on verra demain, mais c'est aussi une portion différente du gaz primordiale.
Si on voit le CMB disons quand l'univers avait 13 milliards d'années (grosso modo maintenant), disons T années, alors on voit le gaz primordial situé (dans le passé) à 13 milliards d'AL, donc c.T.
Donc ce qu'on voit est une coquille shpérique de c.T de rayon, et ça grandit avec T.

- Au delà du CMB, cela signifie-t-il que l'on observe toujours plus mais à rythme de plus en plus faible? Je ne sais pas si cela pose problème dans la mesure où l'on fait l'hypothèse que l'univers est isotrope et homogène.

Pas compris.... c'est quoi le rythme ???
EDIT croisement, Landsberg n'a pas compris le même morceau que moi

Le reste, j'ai déjà répondu plus haut.

Je dérive par rapport au sujet initial, mais j'ai beaucoup de mal à comprendre la notion d'univers bulle, dans lequel il y aurait une infinité de big bang. Je crois que c'est dérivé de la théorie de l'inflation et de la théorie des cordes. Vous savez où je peux trouver des infos accessibles pour un amateur?

C'est la théorie d'Andreï Linde.
https://fr.wikipedia.org/wiki/Inflat...%C3%A9ternelle
https://www.futura-sciences.com/scie...ernelle-54426/

Y a sans doute d'autres articles/vidéos/etc... faut chercher "inflation éternelle Linde"

[Lansberg]

bjr,

ça ne me semble pas clair ou mal exprimé.
les photons en question auront certes un redshift plus grand, mais ils viendront aussi d'autres endroits.
( ce ne seront pas les mêmes, et les fluctuations observées certainement un peu différentes ).
donc dire "la même image" est au mieux un mal dit, il me semble.

Au sens strict, on ne retrouvera pas au même endroit la même "tache" de couleur avec la même taille. C'est certain. Donc je suis d'accord, on n'aura pas la "même image" au détail près. Mais statistiquement parlant, le CMB restera le même.

[ansset]

Au sens strict, on ne retrouvera pas au même endroit la même "tache" de couleur avec la même taille. C'est certain. Donc je suis d'accord, on n'aura pas la "même image" au détail près. Mais statistiquement parlant, le CMB restera le même.

Oui, je trouve ça plus clair exprimé ainsi.
j'ai rebondi uniquement sur le "même" car il y avait aussi ( dans un autre fil ) cette confusion d'un CMB correspondant à "UNE seule enveloppe" donnée.

[akata]

Ok merci,

je me suis peut-être mal exprimé, c'est justement ce que j'entends par rythme.

Je comprends qu'avec le temps qui passe, on dispose de plus d'information donc c.T augmente. La taille de l'univers observable augmente. En revanche, avec l'expansion de l'univers, la lumière du CMB met plus de temps à nous parvenir. Si chaque point s'éloigne de nous de plus en plus vite, il faudra plus de temps pour recevoir la même quantité d'information par rapport à une époque où ces points étaient plus près. Donc La taille de l'univers observable augmente mais de moins en moins vite à cause du taux d'expansion qui augmente. Suis-je à coté de mes pompes?

[akata]

Disons que c'est la même chose que l'on observe mais avec une fenêtre temporelle glissante. Vu qu'on l'observe en continue, le CMB se modifie à la marge à chaque observation avec des nouveaux photons qui entrent et d'autres qui sortent. C'est ça pour faire simple?

[Deedee81]

Donc La taille de l'univers observable augmente mais de moins en moins vite à cause du taux d'expansion qui augmente. Suis-je à coté de mes pompes?

La taille de l'univers observable c'est c.T, ce n'est pas directement relié au taux d'expansion actuel (par contre sur le contenu en galaxie, amas, visibles, ça joue, normalement on devrait en voir de plus en plus car c.T augmente plus vite que l'expansion sauf que... l'expansion est accélérée, sans qu'on sache pourquoi d'ailleurs, et ça fait fuir une partie du contenu au-delà de l'horizon cosmologique)

Mais je crois comprendre ce que tu veux dire : plus ce sera loin et moins on verra les détails (car trop loin), c'est ça ?
Dans ce cas là c'est vrai mais :
- j'ignore l'impact sur l'analyse
- on a de toute façon le temps, comme dit plus haut, ce n'est pas sur une vie humaine qu'on verra un changement
(de même pour le contenu de l'univers et on ignore comment l'expansion va évoluer dans le futur)

Au fait, à lire :
https://www.pourlascience.fr/sd/cosm...0106-18381.php
tout récent, probablement encore en kiosque

Disons que c'est la même chose que l'on observe mais avec une fenêtre temporelle glissante. Vu qu'on l'observe en continue, le CMB se modifie à la marge à chaque observation avec des nouveaux photons qui entrent et d'autres qui sortent. C'est ça pour faire simple?

Oui.

[Lansberg]

La taille de l'univers observable augmente.

Oui. Pour l'instant.

En revanche, avec l'expansion de l'univers, la lumière du CMB met plus de temps à nous parvenir.

La lumière du CMB nous arrive en permanence depuis que l'univers est transparent. Que signifie qu'elle "met plus de temps" ?

Si chaque point s'éloigne de nous de plus en plus vite il faudra plus de temps pour recevoir la même quantité d'information par rapport à une époque où ces points étaient plus près.Donc La taille de l'univers observable augmente mais de moins en moins vite à cause du taux d'expansion qui augmente. Suis-je à coté de mes pompes?

Le taux d'expansion n'a jamais cessé de diminuer depuis le bigbang (même si on dit que l'expansion accélère) et continuera de diminuer dans l'avenir jusqu'à se stabiliser dans un futur très lointain (si le modèle d'univers actuel est validé). La lumière du CMB que nous recevons actuellement a été émise par des régions de l'espace qui nous ont toujours fui avec des vitesses largement supérieures à la vitesse de la lumière.

[Deedee81]

jusqu'à se stabiliser dans un futur très lointain (si le modèle d'univers actuel est validé)

C'est pour ça que j'ai pensé à donner le lien sur le dossier PLS. Il est vraiment bien et ils citent les différentes possibilités futures (ceci dit, c'est pas si difficile : big rip, big chill ou big crunch).

[Lansberg]

C'est pour ça que j'ai pensé à donner le lien sur le dossier PLS. Il est vraiment bien et ils citent les différentes possibilités futures (ceci dit, c'est pas si difficile : big rip, big chill ou big crunch).

Tout le côté noir de l'univers. Je vais voir ça !

[Deedee81]

Tout le côté noir de l'univers. Je vais voir ça !

Il est vraiment bien, j'ai adoré la saga parlant de discussions (houleuses) entre cosmologistes sur les discordances dans les mesures de la constante de Hubble

Et je le conseille vraiment à akata, c'est extrêmement abordable.

[Gilgamesh]

- Comment peut-on utiliser les fluctuations qu'on observe avec le CMB d'aujourd'hui pour construire des théories en cosmologie s'il existe une infinité de CMB différents?

Comme dit ça se base sur les propriétés statistiques des fluctuations (qu'on estime invariantes).

Sur ce qui permet de remonter à des modèles cosmologique d'inflation, j'avais essayé d'expliquer ça ici : https://forums.futura-sciences.com/a...ml#post6003773

[Mailou75]

Salut,

Dans mon esprit, on ne peut avoir une image totale dans la mesure où il y a forcement des zones qui ne sont pas observables et qui ne le seront jamais étant donné la constante de Hubble.

Si, en théorie dans un futur infini on pourra voir un univers infini (s'il en est). Il y a deux limites :
- La première est l'horizon des évènements situé à envion 15 milliards d'années.lumière (position actuelle, dite comobile). On ne verra jamais le présent, cad ce qui se passe là bas aujourd'hui, au delà de cette limite mais on verra tout ce qui se passe depuis 380.000 ans de plus en plus lentement et rouge (=redshifté) jusqu'à aujourd'hui, non inclu.
- La seconde est le nombre de photons, plus on avance dans le temps plus le redshift augmentera et l'intensité lumineuse de ce qu'on voit diminuera. On ne finira par percevoir que quelques photons très rouges, c'est pour ça que je précise "en théorie"...

- Un photon émis sans source lumineuse ( apriori c'est le cas pour les photons qui se sont découplés après le big bang, non?), ça nous montre quoi?

Un gaz homogène (constitué de H et He) qui émet de la lumière. Quand tu regardes le soleil dirais tu que tu vois le soleil ou que tu vois la lumière émise par sa surface ?

- Qu'est ce qui détermine la taille de la partie de l'univers que l'on observe via le CMB? Elle devrait se rétrécir avec le temps étant donné que la lumière est plus longue à nous parvenir à cause du taux d'expansion, non?

Non on voit toujours de plus en plus loin, aussi bien en distance angulaire Da qu'en distance comobile Dc.

Je répète mon premier message :

- Aujourd'hui on voit le CMB à sa distance d'émission/angulaire Da = 42 Mal (millions d'années.lumière) alors que la zone qui a émis ce qu'on perçoit aujourd'hui se trouve, aujourd'hui, à une distance comobile Dc = 46 Gal (milliards d'années.lumière). On note que le rapport des deux donne le redshift reçu z+1~1100 (enfin en théorie puisque la réalité est qu'on mesure une température ambiante de 2,7K et qu'on suppose que la température d'émission était 3000K, le rapport étant 1100 on suppose que…)

- Demain on verra à 42 Mal + epsilon un CMB émis par une zone qui se trouvera alors à 46 Gal + (epsilon x 1100).

Il y a 13 Mds d'années (à supposer que ce soit possible) on aurait vu la même chose qu'aujourd'hui sauf que les photons n'auraient pas eu un redshift de 1100. L'univers était plus chaud. On aurait fait l'observation dans le rouge ou l'infrarouge.

Pas vraiment, le CMB est considéré comme un corps noir qui émet donc sur toutes les fréquences. Une température de 3000K signifie seulement que c'est en observant avec une fréquence inférieure au domaine visible qu'on capterait le plus de photons, ça ne veut pas dire qu'on aurait rien vu dans le domaine visible. La couleur visible aurait été à dominante rouge puisque le pic 3000K se trouve coté rouge. Le pic du soleil est à 5000K, pile au milieu des fréquences visibles, on le voit blanc (enfin jaune à cause de l'atmosphère… mais un blanc violet depuis l'espace).

Si on voit le CMB disons quand l'univers avait 13 milliards d'années (grosso modo maintenant), disons T années, alors on voit le gaz primordial situé (dans le passé) à 13 milliards d'AL, donc c.T.
Donc ce qu'on voit est une coquille shpérique de c.T de rayon, et ça grandit avec T.

Non ! Akata a peu de chance de reconstituer le puzzle avec ça…

13,7Ga (milliards d'années) est une durée, pas une distance, c'est le temps pendant lequel ont voyagé les photons issus du CMB. C'est aussi l'âge de l'univers, à 380.000ans près. Da = 42Mal est la distance à laquelle il est vu et Dc = 46Gal la distance à laquelle la zone qui l'a émise se trouve aujourd'hui

Quant à la taille de l'univers visible, tout dépend de quoi on parle mais c'est Dc=46Gal si on considère la zone actuelle la plus éloignée de laquelle on peut recevoir une info ou Da=5,77Gal qui est la distance la plus éloignée de laquelle est partie un photon perçu aujourd'hui, émise à environ T~4Ga (il y a 10Ga donc). Tout ce qui a été émis avant l'a été de plus près et tout ce qui a été émis après aussi. Une illustration ici https://forums.futura-sciences.com/a...ml#post6180912

A plus

Mailou

[Lansberg]

Pas vraiment, le CMB.....

Ben, si.
On aurait fait l'observation du CMB (je pensais à un satellite type Planck) dans le rouge et l'infrarouge comme elle a été faite dans l'infrarouge lointain (10 -100 µm ) et les micro-ondes (mm /cm) en 2012 par les instruments HFI et LFI dans 9 bandes spectrales de 30 GHz à 857 GHz.

[Deedee81]

Bonjour,

A tous :

Attention, n'oubliez pas dans quel forum on est. Essayez de rester rigoureux et pédagogique pour akata (tant que faire se peut, évidemment) et évitons de transformer ce fil en une discussion entre participants (je ne dis pas que c'est déjà le cas mais j'ai du flair ). Ou alors il faudra transférer une partie en discussion libre (je préfère ne pas y envoyer tout le fil de akata) (mais si vous le souhaitez, vous pouvez aussi me le dire )

Merci d'avance

[Amanuensis]

Disons que c'est la même chose que l'on observe mais avec une fenêtre temporelle glissante.

Pas exactement. Faut bien faire la différence entre le CMB, qui est ce qui est reçu, et "l'objet" qui l'a émis. Ce qu'on perçois n'est qu'une image, couvrant une toute petite partie d'un objet spatialement étendu, et on en voit successivement des parties spatiales différentes.

Si ce qui glisse est bien le temps, la "fenêtre" est bien spatiale, simplement parce que cela nous parvient à vitesse finie.

Ou encore, ce qu'on voit à un instant donné est une "tranche" d'un objet (volume de découplage, et non pas une surface) qui est l'univers visible tel qu'il a existé à un moment donné (sa date "cosmologique" est donc fixe), et les tranches successives correspondent à la durée nécessaire à ce que les images nous arrivent.

Le point est que ce qu'on perçoit à un moment (le CMB vu d'ici et maintenant) est une surface, tranche d'un objet qui est un volume (le volume de découplage).

Faut imaginer le découplage comme si avant la date du CMB l'univers était remplis partout d'un vaste brouillard, tel qu'on n'y voyait pas le bout de son nez et encore moins le paysage environnant, et qu'à une certaine date le brouillard s'est dissipé "partout" quasiment "en même temps". Si on réfléchit à une telle situation, on réalise qu'on continue à voir le brouillard "au loin", du seul fait du retard dû à la propagation de la lumière. On voit donc le paysage autour de nous jusqu'à la limite de l'image du brouillard ; mais cette limite s'éloigne, et donc découvre à chaque instant (pour nous) un paysage "nouveau", qui était jusqu'alors caché pour nous, le paysage qui est à la distance d'ici correspondant à la propagation de la lumière dans la durée qui sépare le maintenant de l'instant où le brouillard s'est dissipé. Et ce qui est "derrière" ce brouillard lointain nous sera dévoilé plus tard (pour nous).

En faisant l'effort d'imaginer un tel brouillard comme on le connaît sur Terre, avec une vitesse de la lumière "pensée" très lente, on peut s'imaginer ce qui se passe pour le CMB (à une échelle très différente!).

[Amanuensis]

PS: Une autre image peut aider, cette fois sonore: imaginons l'atmosphère terrestre remplie d'une clameur très forte (des orages partout ?), qui s'arrête simultanément partout. À la vitesse de propagation du son, on va continuer à entendre cette clameur provenant d'une distance qui va augmenter, jusqu'aux quelques 60000 secondes nécessaires (plus d'une demi-journée) pour que le son nous atteigne des antipodes à la vitesse du son.

À chaque instant pendant ces quelques 16 heures on entendra le son venant d'une couronne différente, et ce alors que la clameur a déjà cessé en chaque endroit. On peut visualiser la région géographique qu'on entend à un instant donné comme un cercle de diamètre croissant (au début), et donc changeant à chaque instant.

[JPL]

Merci d’être revenu à des explications simples et claires qui sont l’objectif de ce forum.

[Mailou75]

Je réponds juste en deux lignes à Lansberg, inutile d'ouvrir un fil dédié

Ben, si. On aurait fait l'observation du CMB (je pensais à un satellite type Planck) dans le rouge et l'infrarouge comme elle a été faite dans l'infrarouge lointain (10 -100 µm ) et les micro-ondes (mm /cm) en 2012 par les instruments HFI et LFI dans 9 bandes spectrales de 30 GHz à 857 GHz.

A l'époque du découplage le pic du spectre de corps noir se trouvait juste après le rouge, 3000K c'est à peu près la lumière d'une bougie ou d'une ampoule de couleur "chaude" et c'est ce qu'on aurait vu. Aujourd'hui les longueurs d'ondes ont été allongées d'un facteur 1100, le pic est très décalé vers les basses fréquences, donc on ne peut rien voir à l'œil nu. La plus grande densité de photons se trouve dans les IR/micro ondes et c'est pour ça qu'on scrute le CMB sur les longueurs d'ondes dont tu parles. (Mais en relisant ta première réponse je pense qu'on est d'accord et qu'il y a eu quiproquo)