Expansion de l'espace/temps

[why-why]

J ai une question de cosmologie qui me tracasse depuis plusieurs jours...

On est bien d'accord : après le Big Bang, on a bien une expansion de l'univers, c'est à dire de l'espace mais aussi du temps
Et si l'un et l'autre s'étendent de manière strictement et identiquement proportionnelle, cela ne devrait donc pas changer la longueur d'onde et on ne devrait pas avoir de redshift...

Or, puisqu'on a observé un redshift, sur les galaxies les plus lointaines, cela veut dire que le temps s'expand un peu moins vite que l'espace ou que l'espace s'expand un peu plus vite que le temps, ce qui revient au même...

Donc, depuis le Big Bang me confirmez vous que le temps et l'espace ne s'expandent pas dans les mêmes proportions ?

En vous remerciant pour vos éclairages
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[Deedee81]

Bonjour,

Tu as oublié de dire bonjour.

J'ai déplacé en pédagogie. Mieux adapté.

Merci,

[why-why]

Exact désolé pour le Bonjour...
Merci

[Deedee81]

On est bien d'accord : après le Big Bang

On est toujours dans le big bang. En fait, je préfère Modèle Standard de la Cosmologie. Moins trompeur (big bang est un nom moqueur inventé par Fred Hoyle). C'est un modèle (et non une théorie, un modèle synthétisant les observations et utilisant les théories validées : relativité générale, physique nucléaire, électromagnétisme, etc... etc....). C'est un modèle commençant dans un univers dense et chaud (pas en T = 0) + l'inflation et jusqu'à maintenant.

on a bien une expansion de l'univers, c'est à dire de l'espace mais aussi du temps

Non, seul l'espace est en expansion, le temps lui s'écoule c'est tout.
Et d'ailleurs je n'aime pas trop "expansion de l'espace" souvent utilisé et un peu trompeur, je préfère dire que les galaxies (ou le gaz) s'éloignent les unes des autres, sans plus.

.... et donc on a un redshift. En fait c'est analogue à https://fr.wikipedia.org/wiki/D%C3%A...e_d%27Einstein sauf qu'ici c'est un rayonnement émit à une époque où l'univers était plus dense et se propage dans un univers de moins en moins dense (et en sortant du "puits de potentiel gravitationnel" il subit un décalage vers le rouge).

Ca répond au reste.

[A voir en vidéo sur Futura]

[yves95210]

inutile (je n'avais pas vu la réponse de Deedee)...

[why-why]

Bonjour

Merci pour cette réponse
Effectivement, si seul l'espace est en expansion et non le temps, cela répond à la question
J 'avais donc mal interprété certains ouvrages de vulgarisation où il me semblait qu'on parlait de l expansion de l'espace, mais aussi du temps...
Ceci dit, peut on imaginer que le temps puisse lui aussi "se dilater", depuis le big bang (et donc de manière non proportionnelle par rapport à l'espace?) ?

[Gilgamesh]

Bonjour

Merci pour cette réponse
Effectivement, si seul l'espace est en expansion et non le temps, cela répond à la question
J 'avais donc mal interprété certains ouvrages de vulgarisation où il me semblait qu'on parlait de l expansion de l'espace, mais aussi du temps...
Ceci dit, peut on imaginer que le temps puisse lui aussi "se dilater", depuis le big bang (et donc de manière non proportionnelle par rapport à l'espace?) ?

L'équation de la métrique dans une univers en expansion, c'est, en simplifiant

ds² = (cdt)² - (a(t)dx)²

où
ds représente l'élément de longueur d'espace-temps
a(t) la facteur d'échelle
dx l'élément de longueur spatiale
t le temps cosmique (celui mesuré au poignet d'un réseau d'observateur sans mouvement propre qui s'éloignent les uns des autres de a(t)dx pendant un temps dt)

Comme tu vois, le facteur d'échelle (qui représente l'expansion) s'applique a dx, et non a dt.

Toutefois, si tu observes un phénomène loin dans le temps, tu le mesureras "au ralentis". Imaginons un gyrophare cosmique qui émet en son temps propre un flash chaque seconde, qui a émis son signal quand l'univers était 1/a = 10 fois plus petit et que tu observe aujourd'hui. Tu verras le gyrophare émettre 1 flash tout les dix secondes et son spectre sera décalé dans le rouge (d'un facteur 10 également). Et ça représente l'effet de l'expansion sur les durées mesurées.

[Deedee81]

Salut,

Micro complément. Merci Gilgamesh pour l'explication précise. Mais bien entendu je n'appellerais pas l'effet de "redshift" décrit avec le temps comme une expansion du temps (il s'agit de dilatation du temps gravitationnelle). Et d'ailleurs il y a aussi une contraction des longueurs (mais je présume jamais observée, c'est extrêmement difficile) de même origine et qui n'est pas directement reliée à l'expansion (seulement indirectement, l'expansion diminuant la densité => puits de potentiel => dilatation et contraction).

L'expansion est un éloignement des points (des galaxies) les unes des autres au cours du temps. Mais la durée propre entre deux événements est invariant et comment cela pourrait-il "augmenter", les événements étant ce qu'ils sont et je vois mal une durée augmenter au cours du temps (ça fait des secondes par seconde, c'est pour le moins louche). La dilatation du temps étant un effet relatif (c'est ce que constate un autre observateur) ce que n'est pas l'expansion.

Bref, phénomènes liés mais différents.

On peut aisément comprendre la cosmologie dans un cadre newtonien (il y a un très bon article d'introduction à la cosmologie newtonienne dans ArXiv mais faut le retrouver). C'est suffisant pour beaucoup de chose et c'est même intéressant de commencer par là (et là pas de dilatation du temps et autres étrangetés relativistes, d'où l'intérêt pédagogique : facile à comprendre et donne l'essentiel) mais dès qu'on creuse un peu plus (comme "expansion du temps or not" ?) la relativité devient incontournable et malheureusement ici c'est la relativité générale qu'il vaut donc mieux bien comprendre avant de l'appliquer (malheureusement car ce n'est pas simple à étudier même à un niveau vulgarisé). Mais bon, comme tout ça est passionnant ça va