Expansion de l'Univers

[invite1b0cec0f]

Chers amis,

Passionné d'astrophysique et de physique quantique à titre amateur, je lis souvent que l'on a observé que l'expansion de l'Univers s'accélère. Et que cette observation est faite en regardant très loin, aux limites du visible.

Or, je lis aussi que si on regarde loin, on regarde tôt (vitesse de la lumière pour nous arriver).

Alors, comment peut-on dire que l'expansion de l'Univers s'accélère en regardant loin et donc tôt dans l'histoire de l'Univers ? Autrement dit, cette accélération ne date-t-elle pas des débuts de l'Univers ?

Merci pour vos lumières.

Cordialement,

Gaspard1976
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[Lansberg]

Bonjour et bienvenue,

cette accélération de l'expansion est à l'œuvre depuis 5 ou 6 milliards d'années. Avant 1998, le modèle d'univers en vigueur supposait une expansion se ralentissant au cours du temps sous l'effet de la gravitation. L'observation de supernovæ lointaines a montré qu'elles se situaient plus loin qu'elles auraient dû en tenant compte de ce modèle. D'où la conclusion de l'accélération de l'expansion. Cela a remis à l'honneur la constante cosmologique qu'on associe, dans la version la plus simple, à l'énergie noire qui serait à l'origine de cette accélération. Cette énergie noire représente près de 70% du contenu énergétique de l'univers.

[invite1b0cec0f]

Merci Lansberg,

C'est fantastique d'avoir une réponse aussi rapidement !

Sans vouloir abuser, je me permets de vous poser une question que je me pose souvent. Puisqu'on peut décrire le Temps comme une expression du rayon de l'Univers en expansion depuis 13,8 millards d'années, la question qui vient à l'esprit est : À quelle vitesse l'Univers s'expanse actuellement ? Je suis conscient que cette question se mord la queue et que je la soupçonne de n'avoir ni sens ni réponse. Mais comment réagiriez-vous face à elle ?

D'avance je vous remercie de votre patience et vous salue cordialement,

Gaspard1976

[trebor]

Merci Lansberg,

C'est fantastique d'avoir une réponse aussi rapidement !

Sans vouloir abuser, je me permets de vous poser une question que je me pose souvent. Puisqu'on peut décrire le Temps comme une expression du rayon de l'Univers en expansion depuis 13,8 millards d'années, la question qui vient à l'esprit est : À quelle vitesse l'Univers s'expanse actuellement ? Je suis conscient que cette question se mord la queue et que je la soupçonne de n'avoir ni sens ni réponse. Mais comment réagiriez-vous face à elle ?

D'avance je vous remercie de votre patience et vous salue cordialement,

Gaspard1976

Bonjour,
Ici en copie :
Des mesures précises effectuées par Adam Riess grâce à des cépheides du Grand Nuage de Magellan en 2019 donnent une valeur de la constante de Hubble de 74,03±1,42 kilomètres par seconde et par mégaparsec.
La différence entre cette mesure et la valeur calculée par la mission Planck tient aux paramètres du modèle cosmologique utilisés pour les calculs.
https://fr.wikipedia.org/wiki/Acc%C3...de_l%27Univers
Je laisse les pros donner des précisions si nécessaire.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite1b0cec0f]

Un tout grand merci à Trebor ! La constante de Planck, donc ! Ce forum est magnifique !
Très cordialement,
Gaspard1976

[Lansberg]

À quelle vitesse l'Univers s'expanse actuellement ? Je suis conscient que cette question se mord la queue et que je la soupçonne de n'avoir ni sens ni réponse. Mais comment réagiriez-vous face à elle ?

L'expansion de l'univers ne s'exprime pas en terme de vitesse (ça n'a en effet pas de sens) mais par un taux d'expansion (=constante de Hubble, Ho, qui n'est d'ailleurs pas constante dans le temps). Ce taux s'exprime en km/s/Mpc (kilomètre par seconde par mégaparsec).
1 Mpc représente 3,26 millions d'années lumière.
Ho est proche de 70 km/s/Mpc.
Deux amas de galaxies séparés de 10 Mpc se fuient avec une vitesse de 10 x 70 km/s = 700 km/s
Si la distance est de 50 Mpc, la vitesse de fuite est de 3500 km/s.
C'est par l'observation des vitesses de fuite des galaxies lointaines que l'expansion a été mise en évidence et que Hubble en a tiré la loi qui porte son nom. On comprend aussi pourquoi la notion de "vitesse d'expansion" n'a pas de sens.

[invite1b0cec0f]

Merci !
Gaspard1976

[Gilgamesh]

Merci Lansberg,

C'est fantastique d'avoir une réponse aussi rapidement !

Sans vouloir abuser, je me permets de vous poser une question que je me pose souvent. Puisqu'on peut décrire le Temps comme une expression du rayon de l'Univers en expansion depuis 13,8 millards d'années, la question qui vient à l'esprit est : À quelle vitesse l'Univers s'expanse actuellement ? Je suis conscient que cette question se mord la queue et que je la soupçonne de n'avoir ni sens ni réponse. Mais comment réagiriez-vous face à elle ?

D'avance je vous remercie de votre patience et vous salue cordialement,

Gaspard1976

La loi d'expansion s'exprime ainsi :

v = Hd

avec v la vitesse, H le taux d'expansion (ou "constante" de Hubble) et d la distance entre deux points de coordonnées fixes.

Le taux d'expansion est lui même une fonction décroissante du temps.

On voit avec cette formule que la vitesse d'expansion dépend simplement de la distance, ça n'a donc pas de sens de demander sa valeur pour l'univers dans son ensemble. Dès lors que d > c/H (ce qu'on appelle l'horizon de Hubble), v dépasse la vitesse de la lumière.

La question qui a est sens c'est : quelle est la valeur du taux d'expansion.

La valeur actuelle, notée H0 vaut environ 70 km/s/Mpc.
1 Mpc (megaparsec) vaut 3,26 M d'années-lumière.
Ca signifie que un corps situé à 100 Mpc s'éloignera de nous à 100 x 70 = 7000 km/s, s'il est situé à 200 Mpc il s'éloignera de nous à 14 000 km/s, etc.

Le taux d'expansion s'exprime comme une longueur divisé par un temps (soit une vitesse, ici des km/s) divisé a nouveau par une longueur (Mpc). En unité SI c'est donc des m/s/m, soit des des 1/s, l'inverse d'un temps.

Si on fait la conversion :

H₀ = 2.10^-18 s^-1

Son inverse 1/H₀ ~ 15 milliards d'années donne une première approximation de l'âge de l'Univers.

La théorie du Big Bang s'exprime premièrement comme un système de 2 équations dites équations de Friedmann qui permettent de calculer ce taux d'expansion dans le passé comme dans le future en fonction de sa valeur mesurée aujourd'hui et du contenu en énergie de l'univers (matière, rayonnement, courbure et constante cosmologique).


edit : croisement avec Landsberg