Fond diffus cosmologique et expansion de l'univers

[Centaury]

Bonsoir,

D'après ce que je sais la lumière du fond diffus cosmologique a mis envions 13.7 milliards d'années pour arriver jusqu'à nous, même si sa distance par rapport à nous lors de l'émission de sa lumière était d'environ 40 millions d'années-lumière à cause de la vitesse d'expansion de l'univers qui était supérieur a la vitesse de la lumière et après un certain temps la vitesse d'expansion a diminuer pour permettre à la lumière de finir par nous atteindre.

Mais j'ai toujours lu que l'expansion de l'univers s'accélérait alors pourquoi à ce moment de l'histoire la vitesse d'expansion a diminué, y a-t-il quelque chose que j'ai manqué ?
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[Deedee81]

Salut,

D'après ce que je sais la lumière du fond diffus cosmologique a mis envions 13.7 milliards d'années pour arriver jusqu'à nous, même si sa distance par rapport à nous lors de l'émission de sa lumière était d'environ 40 millions d'années-lumière

Petite confusion là (ce que j'ai souligné). Pas "était" mais "est". (et million au lieu de milliard mais c'est je suppose juste une faute d'innatention, j'ai failli commettre la même )

Revoyons cela. Soit un point situé à une distance de nous de 13.7 AL. Considérons cette situation il y a 13.7 milliards d'années. A cette époque, cet endroit émit un rayonnement fossile. Il s'est déplacé à la vitesse de la lumière et a mis 13.7 milliards d'années pour nous atteindre, soit maintenant.

Ensuite, cet endroit où le rayonnement a été émis, après l'émission du rayonnement fossile (donc celui-ci n'est plus concerné) a continué à s'éloigner avec l'expansion et se situe maintenant à 40 milliards d'AL (d'après les modèles, ça n'est pas observable).

D'où ta confusion (notons que l'accélération est quand même relativement faible, elle n'intervient pas beaucoup ici).

Analogie. Arthur est en vacance, à 100 km de chez moi. Il envoie une carte postale qui va se déplacer à 1 km/h. Je reçois cette carte postale 100 h plus tard. Et je peux dire "ah, elle a été envoyée à 100 km de chez moi" (car je vois la date, 100 h plus tôt, et je connais la vitesse du facteur). Mais il n'empêche qu'entre temps Arthur a pris sa voiture et a voyagé et se trouve ailleurs. Donc au moment ou je reçois la carte postale Arthur peut être beaucoup plus loin. Ce n'est qu'en ayant un modèle (de son déplacement) que je peux dire "ah oui mais maintenant il doit se trouver à 1000 km" (par exemple).

C'est exactement la même situation.

[Pio2001]

Bonjour,
Il n'y a pas confusion, c'était 40 millions à l'époque, c'est devenu 43 milliards maintenant.

En effet, selon le modèle standard, l'expansion a d'abord ralenti, avant d'accélérer à nouveau. Nous sommes dans la phase d'accélération.

[Deedee81]

Il n'y a pas confusion, c'était 40 millions à l'époque, c'est devenu 43 milliards maintenant.
En effet, selon le modèle standard, l'expansion a d'abord ralenti, avant d'accélérer à nouveau. Nous sommes dans la phase d'accélération.

Holàlà misère de missère, en voyant 40 millions j'ai cru que.... donc, si il y a bien eut confusion... de ma part. Excuse-moi Centaury.
Merci Pio.

Voir aussi ce dossier. Il y a même une courbe assez parlante :
https://www.futura-sciences.com/scie...rs-659/page/5/

[A voir en vidéo sur Futura]

[Centaury]

Mais alors si par exemple une étoile naissait aujourd'hui a 13 milliards d'années lumière* de nous sa lumière prendrait beaucoup plus que 13 milliards d'année pour nous atteindre du fait de la vitesse d'expansion de l'espace qui est proche de la vitesse de la lumière a cette distance de nous. Et pour une étoile naissant aujourd'hui a plus de 14 milliards d'années lumière* de nous sa lumière ne nous atteindrait jamais du fait qu'a cette distance l'expansion de l'espace est plus rapide que la vitesse de la lumière.

Ai-je tout bon?

*Je crois que ces distances s'appelle des distances comobile mais j'en suis pas sur.

[Deedee81]

Oui et il est même possible (pour une étoile à 13M d'AL) qu'on ne la voie jamais (à cause de l'accélération). gilgamesh avait donné des courbes qui illutraient bien ça mais faut les retrouver.

[Lansberg]

Bonjour,

Ai-je tout bon?

Oui et Non !!
Ce n'est pas parce qu'une galaxie nous fuit avec une vitesse de récession supérieure à celle de la lumière, que la lumière émise ne nous parviendra jamais.
Reprenons l'exemple de Deedee à propos de la carte postale. Sa vitesse est de 1km/h et il lui faut 100 h pour parcourir les 100 km. Imaginons maintenant que la route s'allonge et que chaque km s'allonge d'1km par heure. Il est évident que la carte postale n'arrivera jamais puisque localement elle aura parcouru 1km en 1 heure mais que dans le même temps la route se sera allongée de 100 km entre l'expéditeur et le destinataire. La carte postale va même s'éloigner du destinataire. Pour qu'elle lui parvienne, le taux d'expansion de la route doit diminuer suffisamment.
C'est ce qui se passe dans l'univers. Les objets émetteurs de la lumière peuvent nous fuir avec des vitesses plus grandes que c, mais la lumière émise dans notre direction, au cours du temps, "voit" le taux d'expansion diminuer et c'est ce qui fait qu'elle peut nous atteindre.
Le taux d'expansion de l'univers qui est de l'ordre de 65 km/s/Mpc va continuer à diminuer dans les milliards d'années qui viennent pour devenir constant autour de 56 km/s/Mpc. Cela n'empêche pas l'accélération de l'expansion sous l'effet de "l'énergie noire". Le modèle d'univers actuel permet de calculer que la lumière d'objets situés à 13 ou 14 milliards d'années lumière nous parviendra dans un futur lointain. Par contre au-delà de 17 milliards d'années lumière ce ne sera plus possible.
Ce fil de discussion aborde la question : https://forums.futura-sciences.com/d...e-lumiere.html

[Centaury]

Comment le taux d'expansion de l'univers peut diminuer tout en accélérant sous l'effet de l'énergie noire?

[yves95210]

Comment le taux d'expansion de l'univers peut diminuer tout en accélérant sous l'effet de l'énergie noire?

L'énergie noire ne fait que ralentir la diminution du taux d'expansion (comme lorsque ta voiture arrive en bas d'une côte avec une certaine vitesse, mais que son moteur n'est pas assez puissant pour lui permettre de conserver cette vitesse : tu as beau appuyer sur l'accélérateur, la voiture ralentit).

Sans "énergie noire", le taux d'expansion serait inversement proportionnel à l'âge de l'univers (c'était le cas dans les premiers milliards d'années après le big bang, car la densité d'énergie de la matière était beaucoup plus élevée, ce qui rendait négligeable l'effet de l'énergie noire, de densité constante). Il se rapprocherait donc progressivement de zéro sous l'effet de la gravitation.

L'expansion a pour effet de diminuer la densité d'énergie (ou de masse) de la matière, puisque la masse n'augmente pas alors que le volume augmente. Aujourd'hui la densité d'énergie de la matière ne représente plus que 30% de la densité totale d'énergie, les autres 70% correspondant à l'énergie noire, dont la densité est constante; le taux d'expansion n'évolue donc plus comme l'inverse du temps cosmologique. Mais même quand la densité d'énergie de la matière sera devenue négligeable par rapport à celle de l'énergie noire, le taux d'expansion n'augmentera pas, il tendra vers la valeur constante indiquée ci-dessus par Lansberg.

En effet, selon le modèle cosmologique qui fait consensus (qui colle le mieux aux observations de toute sorte), le carré du taux d'expansion est la somme de deux termes, le premier étant proportionnel à la densité d'énergie de la matière (qui diminue), le deuxième à la densité d'énergie noire (constante).

[Centaury]

Alors plus on recule dans le temps plus la vitesse d'expansion de l'univers était rapide, au moment de l'émission du fond diffus cosmologique la vitesse d'expansion devait être beaucoup plus élevée que 67 km/s/Mpc (mais à cette époque sa vitesse ralentissait à un rythme plus élevé qu'aujourd'hui)

[Lansberg]

C'est un taux d'expansion ! qui permet de calculer la vitesse de récession entre deux points.
Ce taux était en effet considérablement plus grand à l'époque de l'émission du fond diffus.
Avec les paramètres cosmologiques admis, on peut calculer que l'ordre de grandeur était de 1,6 millions de km/s/Mpc.
Sa diminution a permis à la lumière émise par des objets, qui nous fuyaient (et qui nous fuient toujours) avec des vitesses de récession supérieure à c, de nous parvenir.

[Centaury]

Merci pour toutes vos explications!