Distance maximum dans l'univers? (expérience des deux points opposés les plus éloignés)

[Dallyss]

Bonjour,

On explique souvent sur les photos prises par satellite, par exemple du nouveau James Webb, que le point (point A) le plus éloigné visible est à environ 13.5 milliards d'années lumières. Soit environ l'âge du l'univers. Et que par conséquent, on ne pourra jamais voir un point au delà de ce seuil. Sauf que, si on tourne le télescope à 180 degrés et qu'on prend une photo du "côté opposé" de l'univers l'univers, par rapport au télescope, on verra aussi un point (point B) qui sera à cette distance, soit 13.5 milliards al. Quelle est la distance séparant ces deux points A et B opposés?

Ça ne peut pas être 27 milliards al, ça serait contradictoire avec l'age de l'univers. Ou alors ça voudrait que nous sommes vraiment au centre de l'univers, là ou tout à commencé et 13.5 Md al n'est que le rayon de l'univers, et son diamètre est 27 Md al, ce qui est statistiquement impossible.

Autrement dit, est-ce qu'il existe deux points donnés dans l’univers qui peuvent être à une distance bien supérieur à 13.5 Md al?


Ou alors, la représentation "sphérique" que je me fais de l'univers est fausse.
Un autre modèle serait, par exemple, si on pouvait instantanément se déplacer de la Terre au premier point A puis si, une fois arrivé, on s'éloignait encore plus de la Terre, on arriverait au point B, comme dans le jeu Snake où un bord est connecté à l'autre. Est-ce que je suis plus proche de la vérité avec cette représentation?

Merci de votre éclaircissement.
-----

[bb98]

Bonjour et bienvenue !

Un observateur est au centre de "son univers observable". Et chacun a son propre "univers observable"

Il faut faire attention avec les "distances" en cosmologie. Quand on dit "13,7 milliards d'années", c'est
juste un temps depuis l'émission de cette lumière, temps égal à l'âge estimé de l'univers, et donc qui
a permis à cette lumière de nous arriver.

Cela ne dit que peu de chose par rapport à
- la distance à laquelle était cet objet quand cette lumière a quitté cet objet
- la distance à la quelle est ce même objet maintenant

Donc, la lumière des objets plus loin que 13,7 milliards AL ne nous est pas encore parvenue
la "distance" actuelle pour les objets les plus lointains est voisine de 47 milliards AL

La notion de "distance" dans un univers en expansion doit être manipulée avec précaution

Bien sûr, attendre d'autres avis !

[physeb2]

On explique souvent sur les photos prises par satellite, par exemple du nouveau James Webb, que le point (point A) le plus éloigné visible est à environ 13.5 milliards d'années lumières. Soit environ l'âge du l'univers.

Donc on explique souvent des choses légèrement incorrectes. JWST est une merveille mais il n'observe pas les photons les plus distants. Les photons les plus distants sont ceux du Fond Diffus Cosmologique (CMB en anglais) qui est observé depuis 1965 (Penzias & Wilson), puis par beaucoup d'experiences dont les plus notoires: COBE, WMAP, QUAD, PLANCK, SPT et ACT.


Pour compléter la réponse de bb98, il faut également préciser que tu parles de l'Univers Observable. Les points les plus éloignés dans ce cas correspondent a l'endroit d'émission des photons du CMB que tu reçois de directions opposées, ce qui correspond a la distance que te donne bb98 en prenant en compte l'expansion. Je ne peut que plussoyer la phrase de bb98:

La notion de "distance" dans un univers en expansion doit être manipulée avec précaution

Maintenant, si ta question est la distance la plus grande entre deux points dans l'Univers (donc pas restreint a l'Univers observable) est la suivante:
Bien plus que 2 fois 47 G.a.l.

On a une mesure indirecte de la courbure de l'Univers en mesurant la taille angulaire du spectre de puissance angulaire de temperature du CMB, couplé a la mesure de la formation des noyaux des d'atome primordiaux (BBN pour Big Bang Nucleosynthesis) et notre confiance en la physique statistique. On peut alors deduire la taille physique correspondant a ce pic, et deduire que la courbure de l'Univers est excessivement faible (compatible avec 0).
En termes plus simples, si l'Univers est une sphere (sans bord et sans centre) alors le rayon qu l'on pourrait faire partir de n'importe quel point pour joindre la point de distance maximum (le rayon de courbure) doit être très grand par rapport a la distance qui nous sépare du CMB (comme tout point d'ailleurs, ce n'est pas propre a nous). Si des gens comme Shaquill O'Neal pensent que la Terre est plate vient d'une raison similaire. Le rayon de courbure de la Terre est d'environ 6370 km, ce qui est très grand comparé aux distances que l'on peut voir depuis la surface (ou même d'un avion a vrai dire). Si ton rayon d'observation est petit par rapport au rayon de courbure, tu vois une geometrie plate.

Donc la distance du CMB c'est comme notre rayon d'observation. Pour avoir une impression de geometrie plate, il faut que l'Univers soit beaucoup plus grand. Et bien sûr, il peut aussi être infini ce qui va compliqué ta tâche d'imaginer les points les plus éloignés.

[Dallyss]

Merci pour vos réponses. C'est un peu compliqué. Mais alors pour reprendre mon expérience des points. Si nous sommes observateurs sur Terre au point O. Si on a un point A parmi le CMB et dont on sait que la distance maximum qu'a pu parcourir la lumière entre ce point et nous est env 13.5 Md al (sans quoi on verrait des points au delà de cette distance). Et que c'est la même chose pour le point B opposé à A par rapport à nous, point O. On aurait donc sur un plan 1D , 3 points alignés, A-O-B. AO = OB =13.5 Md al. Apriori, la distance AB, soit la distance entre les deux points opposés observables les plus lointain de nous, devrait faire 13,5x2 Md al, soit 27, mais maintenant vous me dites que c'est 47 Md al. Je ne comprends pas vraiment pourquoi mais admettons.


Donc, si on se plaçait maintenant au point B et qu'on observait dans la direction de O et A. On verrait sans doute O, mais est-ce qu'on verrait A? En théorie, si je m'en tiens à plan en 1D, non (en admettant qu'on voit normalement les points les uns derrières les autres). La distance entre A et O est la distance maximum qu'a déjà parcouru la lumière en 13.5 Md d'années. Si nous nous ne pouvons pas voir au delà de A, alors A ne pas voir delà de nous (O) non plus. Et tout point derrière nous, a fortiori B, ne pourrait pas voir A et A ne pourrait pas voir B. Il faudrait attendre encore 13.5 Md d'années supplémentaire pour que la lumière de A arrive à B, et inversement, et que chacun des deux puisse se voir. Sauf qu'avec ces histoires de courbure et de sphère, je suis pas sûr que ça fonctionne comme ça.


Par exemple si l'univers était la surface de la Terre. Le point O, observateur serait Paris (donc l'équivalent de la Terre dans mon exemple en haut). Le point A serait New York. Le point B serait Tokyo. Admettons que la vitesse de la lumière soit maintenant proportionnelle à la nouvelle échelle. On a donc une vitesse de la lumière très très très lente. Si on est à Paris (O), on regarde à l'Ouest, on voit New York (A) et plus rien derrière (CMB). On regarde à l'Est, on voit Tokyo (B) et rien derrière (CMB). La lumière a mis 13,5 Md d'années pour aller de New York à Paris (distance AO), mais aussi de Tokyo à Paris (distance BO). Maintenant, si on se place à Tokyo et qu'on regarde vers Paris (O). On verra Paris, mais rien derrière, on ne pourra pas voir New York. Paris sera le "CMB" de Tokyo. J'ai juste?
Donc si on s'en tient à un plan en 1D de mon exemple plus haut, la distance entre A et B bien 2x celle de AO. Et A ne peut pas voir B. Sauf que... on est sur Terre. Une sphère, donc 3D. Donc si on est à Tokyo et que la lumière de New York nous est pas encore parvenu à l'Ouest, il suffirait de faire une rotation de 180 degrés et de regarder vers l'Est. Et on verrait New York. Car la distance Tokyo-New York (AB) est bien moins grand de ce côté. Donc ce qui est invisible car au delà du CMB d'un angle de vue, est visible d'un autre angle de vue, voir relativement proche.

Est-ce que mon modèle marche appliqué à l'univers? Si par exemple on était au point B (donc au CMB de O) et qu'on regardait dans la direction opposée à la Terre (O) en lui tournant le dos, est-ce qu'on verrait apparaître le point A "comme par magie" alors qu'il devrait mathématiquement être à 13,5 x 2 soit 27 Md al (ou 47 Md al, même si j'ai pas compris pourquoi) ou simplement une nouvelle portion ne l'univers que l'on a jamais pu encore observer de notre point de vue de O (et pour cause, au delà de notre CMB). Et si c'est la deuxième option, en répétant l'opération indéfiniment, cad en se téléportant à chaque fois à un point du CMB et en regardant la direction opposée à celle par laquelle on est venu, est-ce qu'on finira par retomber sur A ou est-ce qu'on découvrira un nouvel univers observable à l'infini (ce qui me semble impossible puisqu'il devrait être fini malgré tout).

[A voir en vidéo sur Futura]

[physeb2]

On aurait donc sur un plan 1D , 3 points alignés, A-O-B. AO = OB =13.5 Md al. Apriori, la distance AB, soit la distance entre les deux points opposés observables les plus lointain de nous, devrait faire 13,5x2 Md al, soit 27, mais maintenant vous me dites que c'est 47 Md al. Je ne comprends pas vraiment pourquoi mais admettons.

C'est parce que l'Univers est en expansion. C'est pas si intuitif que ça les distance dans un Univers en expansion

Ton raisonnement est correcte dans un Univers statique. Dans ce cas le point de départ, A, du photon (CMB) ne bouge pas par rapport a nous, point O. Le photon fait ces 13,7 Milliards d'années lumieres, ce qui représente bien la distance entre A et O, donc AO=13,7 Milliards d'annees lumieres si l'Univers est statique.
Maintenant que se passe-t-il si l'Univers est en expansion. Le photon parcourera toujours 13,7 Milliards, d'années lumieres, mais durant sont parcour son point d'émission, A, s'éloigne de nous. Au moment où on observe le photon, le point A est en fait beaucoup plus loin que ce qu'il étai au moment de l'émission.
Si tu veux faire une petite experience, prends un ballon de bauderuche et gonfle le un peu. Dessine les les points A, O et B avec 4 cm d'ecart . Fait avancé peu a peu un photon (fait un petit dessin) d'un dixieme de la distance A-O et B-O. A chaque pas, tu gonfle un peu plus ton ballon. Quand tes 2 photons arriveront en O (en meme temps), mesure la distance A-O et B-O. Elle sera plus grande que 4 cm.

Donc pour ton analogie sur la Terre, c'est le même problème, la Terre n'est pas en expansion.

[Dallyss]

Ah oui, l’expansion. J'avais oublié. Ok, donc chaque distance parcourue par la lumière (ou par n'importe quoi d'autre) entre un point A et un point B correspondra toujours à la distance entre ces deux points au moment du départ + l'expansion entre ces deux points dans le temps passé entre le départ et l'arrivée. Même pour nous en fait alors. Si on se déplace d'un point A à un point B sur Terre, disons 1000 km. Est-ce que ça veut dire qu'on a en fait parcouru presque 1000km + un nombre ridiculement petit (genre un milliardième de milliardième de nanometre) du fait de l’expansion du l'univers ou ça ne fonctionne que pour les planètes et galaxies entre elles? Autrement dit, est ce que chaque particule s'éloigne les unes des autres (ça voudrait dire qu'en théorie, nous sommes nous même en expansion dans notre propre corps) ou simplement la distance entre les amas de particules (le "vide" (la matière noire?) de l'univers qui pousse et éloigne les amas de particules)? Merci pour la réponse en tout cas.


Par contre ça ne répond pas à la deuxième partie de mon questionnement. Si on se place du point de vue du point B situé au bout de l'univers visible (CMB) pour un observateur sur Terre (point O) et qu'au lieu de regarder en arrière dans la direction de O (point de vue observateur précédent), on regarde en avant (en tournant le dos à O) donc dans la direction qui est invisible ou pas encore visible pour O, que verra-t-on? Est-ce que comme mon exemple avec la Terre sphérique, on verra le point A réapparaître de l'autre côté, ou un nouvel univers inconnu?

[Deedee81]

Salut,

Par contre ça ne répond pas à la deuxième partie de mon questionnement. Si on se place du point de vue du point B situé au bout de l'univers visible (CMB) pour un observateur sur Terre (point O) et qu'au lieu de regarder en arrière dans la direction de O (point de vue observateur précédent), on regarde en avant (en tournant le dos à O) donc dans la direction qui est invisible ou pas encore visible pour O, que verra-t-on? Est-ce que comme mon exemple avec la Terre sphérique, on verra le point A réapparaître de l'autre côté, ou un nouvel univers inconnu?

Là, on sort de l'univers observable. Impossible de dire ce qu'on verrait :
- Soit quelque chose de très différent
- Soit le point A comme la terre sphérique (*)
- Soit une autre partie de l'univers mais semblable à celui qu'on voit, le principe cosmologique restant d'application (**)

(*) en fait, pas de géométrie sphérique, enfin, pas à ce point là. La courbure spatiale de l'univers observable est (en moyenne) presque nulle. On ne sait d'ailleurs pas s'il est sphérique, hyperbolique ou quasi euclidien. Mais en tout cas la courbure n'est pas suffisante pour que le "rayon sphérique" soit de l'ordre de la taille de l'univers observable. Mais ça reste possible car il pourrait avoir une topologie non triviale (univers de style pacman : en allant tout droit, on se retrouve à son point de départ.

(**) c'est le plus probable. La topologie pourrait être non triviale ou alors le principe cosmologique pourrait être mis en défaut à partir d'une certaine distance. Mais ce serait un sacré hasard si la taille caractéristique de l'univers ou la distance où le principe ne s'applique plus était justement la taille de l'univers observable.

[Gilgamesh]

Bonjour,

On explique souvent sur les photos prises par satellite, par exemple du nouveau James Webb, que le point (point A) le plus éloigné visible est à environ 13.5 milliards d'années lumières. Soit environ l'âge du l'univers. Et que par conséquent, on ne pourra jamais voir un point au delà de ce seuil. Sauf que, si on tourne le télescope à 180 degrés et qu'on prend une photo du "côté opposé" de l'univers l'univers, par rapport au télescope, on verra aussi un point (point B) qui sera à cette distance, soit 13.5 milliards al. Quelle est la distance séparant ces deux points A et B opposés?

Ça ne peut pas être 27 milliards al, ça serait contradictoire avec l'age de l'univers. Ou alors ça voudrait que nous sommes vraiment au centre de l'univers, là ou tout à commencé et 13.5 Md al n'est que le rayon de l'univers, et son diamètre est 27 Md al, ce qui est statistiquement impossible.

Autrement dit, est-ce qu'il existe deux points donnés dans l’univers qui peuvent être à une distance bien supérieur à 13.5 Md al?


Ou alors, la représentation "sphérique" que je me fais de l'univers est fausse.
Un autre modèle serait, par exemple, si on pouvait instantanément se déplacer de la Terre au premier point A puis si, une fois arrivé, on s'éloignait encore plus de la Terre, on arriverait au point B, comme dans le jeu Snake où un bord est connecté à l'autre. Est-ce que je suis plus proche de la vérité avec cette représentation?

Merci de votre éclaircissement.

Dans ce qui suit, on va raisonner dans un univers euclidien c-à-d sans courbure, ce que l'univers réel semble être avec un bon degré d'approximation.

Dans la vie courante, la notion de distance est univoque, en cosmologie elle recouvre quatre notions bien distinctes.

La première notion de distance est en fait un temps : le temps de trajet du photon (ou temps de regard en arrière). C'est celle qui est donnée usuellement, en années-lumière. Ici les 13,5 milliards d'années-lumière que tu donnes pour la distance qui nous sépare du point A. Il s'agit bien d'années qu'a passé le photon dans l'espace, pour nous parvenir. Mais à quelle distance en mètre cela correspond ?

Dans un univers en expansion, il faut distinguer deux choses :

2- la distance entre nous et le point A au moment de l'émission du rayonnement que nous recevons aujourd'hui, c'est la distance dite angulaire Da
3- la distance entre nous et le point A au moment de la réception du photon, c'est à dire aujourd'hui, c'est la distance propre (ou comobile, r_comov dans l'abaque ci-dessous) Dp.

La distance angulaire Da est ainsi nommé parce que c'est celle qu'il faut prendre en compte pour juger de la taille angulaire de l'objet source sur la voute céleste. L'angle alpha (sous lequel on observe l'objet de taille h est :

alpha = h/Da
(pour les petits angles)

L'abaque ci-dessous te donne dans la colonne size 1" a combien de kpc (1 kpc = mille parsecs soit ~ 3300 années-lumière) correspond 1 seconde d'arc (1°/3600) et la colonne suivante l'angle en seconde sous lequel on voit un objet de 1 kpc en fonction de sa distance.

Donc, quand le photon a été émis, la source était la la distance Da de l'endroit où nous sommes. Et à ce moment là, le taux d'expansion H(t) était plus élevé que maintenant. Le photon "remonte" donc un "flot d'espace" comme un saumon remonte la rivière (à une vitesse propre constante : c) pour arriver jusqu'à nous.

Donc notre photon-saumon progresse, c'est à dire que à tous les instants la distance entre lui et la source diminue. Mais bien sur elle diminue bien plus lentement que ct puisque à chaque instant la distance augmente de Hd entre le photon situé à la distance d et l'observateur futur. Quand d et H était maximal (donc à l'émission) la progression était minimal. Puis peu à peu le photon-saumon progresse de plus en plus efficacement vers l'observateur, car la distance d diminue (c'est la principale raison) ainsi que le taux d'expansion.

En même temps qu'il progresse difficilement vers le futur observateur, la distance qui le sépare de sa source augmente plus vite que ct. Car en plus de la distance parcourue par les moyens propres du photons (soit ct) il faut ajouter la distance que rajoute l'expansion. Quand le photon-saumon regarde dans son rétroviseur, il voit une source qui s'éloigne de plus en plus vite de lui, quoique sa vitesse propre soit constante.

Quand il arrive à l'observateur et achève sa glorieuse (quoique monotone) existence sur la rétine de l'observateur, il a parcouru par ses moyens propres ct = 13,5 Gal mais la source est bien plus éloignée que cela désormais. Et cette distance réelle est ce qu'on appelle la distance propre. C'est la distance à laquelle se trouve aujourd'hui la source, après 13,5 Ga d'expansion.

Le ratio entre Da la distance angulaire (à l'émission) et Dp la distance propre (à la fin du trajet) est simple à calculer, il est égal par définition au ratio des facteurs d'échelle réception / émission, a0/a = 1 + z, a0 étant n'importe quelle distance mesurée aujourd'hui et a la même distance au moment de l'émission, z étant le décalage vers le rouge.

Dp = Da (1+z)


Reste une quatrième notion de distance à aborder, la distance de luminosité. Les objets lointains nous apparaissent comme étant très proches (Da relativement petit) mais par contre il sont beaucoup moins lumineux que ce que leur taille angulaire pourrait laisser supposer, car le photon-saumon en luttant contre le flot d'espace qui défilait sous lui, a perdu du 'gras', c'est à dire de l'énergie. Il arrive exténué à l'observateur : c'est le décalage vers le rouge z. De façon totalement équivallente, ça nous fait mesurer la température de la source du rayonnement plus froide qu'à l'émission. On définit donc une distance de luminosité Dl qui est celle qu'il faut prendre en compte pour savoir combien d'énergie va arriver au récepteur depuis la source. C'est Dl qui nous donne la magnitude de l'objet. La encore c'est très facile à calculer avec le z :

Dl = Da (1+z)²


Ainsi, un objet qui nous parait, d'après sa taille angulaire être situé à mettons Da = 1 Gal avec un z = 6 est situé aujourd'hui à une distance propre Dp = 1 Gal * (1 + 6) = 7 Gal et l'énergie qui nous en parvient est la même que s'il était situé à 1 Gal (1 + 6)² = 49 Gal.

Pour savoir quel est le temps de regard en arrière (ou temps de trajet du photon), il faut intégrer H(t) et cela dépend de la façon dont on paramétrise le modèle d'expansion, fonction du contenu énergétique de l'univers (rayonnement, matière, constante cosmologique et courbure).

Ci-dessous tu as une abaque avec les paramètres actuels qui te donne la correspondance entre ces différentes notions (source).

[Dallyss]

C'est ce concept "d'univers observable" qui m’embête un peu et que je ne comprends pas bien. L'univers observable de maintenant est pour partie, l'univers invisible d'il y a 5 min. Puisqu'en 5 min, la lumière a parcourue des dizaines de millions de kilomètre, étendant considérablement l'univers invisible d'alors. Notre CMB s'étend et se révèle de plus en plus à chaque minute. L'univers dit observable est observable seulement par rapport à nous. Donc on devrait pouvoir imaginer au delà de cette univers observable même si on ne le voit pas encore. Comme on peut imaginer un paysage caché derrière la colline même si on est encore en train de marcher derrière cette colline. On ne sait pas encore "deviner" se qui se cache derrière notre CMB?

[Dallyss]

Je viens de voir ton message, je vais lire tout ça merci!

Mais simplement, vu que je l'avais déjà écrit, si je devais résumer mon expérience en la simplifiant et en la rendant plus schématique et parlante, je la reformulerait comme suit :

Si on a deux observateurs qui se regardent l'un l'autre, chacun dans le CMB de l'autre à 13.7 Md d'années lumières l'un de l'autre, ils peuvent se voir, mais ne voient rien derrière l'autre. Ils pourraient presque se faire coucou (bon, faudrait attendre 13,7 MD d'années pour que l'un reçoive le message de l'autre, c'est un peu long).

Si maintenant, ces deux observateurs se tournaient le dos en même temps (mais vraiment même temps, même temps). Que verraient-ils chacun? Ils ne se verrait pas l'un l'autre une nouvelle fois. Si j'ai bien compris, non, l'univers n'est pas courbé à ce point. Ça marcherait pour une Terre sphérique par contre. Un observateur au Pôle Nord qui verrait un observateur au Pôle Sud, leurs regards traverseraient l’hémisphère Est de la Terre, et si chacun des deux observateurs se tournaient le dos, ils se verraient encore mais leur regards traverseraient cette fois l'hémisphère Ouest. Mais ça ne fonctionne pas comme ça pour l'univers a priori.

Donc ils verraient forcément un univers nouveau, différent de celui que verrait l'autre observateur au même moment.
Face à face, ils verraient la même partie de l'univers "au milieu", et dos à dos, ils verraient chacun deux parties différentes de l'univers. On aurait donc au total 3 différentes parties de l'univers.

Maintenant, si chacun de ces observateurs (qui se tournent toujours le dos) regardaient dans le nouveau CMB face à eux et verraient chacun un autre observateur au bout de ce CMB. Et si ces 2 nouveaux observateurs (3eme et 4eme) leur tournaient aussi le dos, respectivement. Que verraient ils? Encore deux nouvelles parties de l'univers, différentes des trois premières? et qui seraient non visibles pour tous les observateurs derrière eux, respectivement.

Et on répète cette opération à l'infini, avec à chaque fois de nouveaux observateurs dans le CMB de l'autre qui tournent le dos aux précédents. Qu'obtient-on au final? Est-ce que les observateurs aux deux bouts de la chaîne finissent par se rencontrer (de vue)? Et donc au final on aura bien un modèle sphérique?

Si j'ai bien compris, on peut pas savoir? Même en théorie?

[Deedee81]

C'est ce concept "d'univers observable" qui m’embête un peu et que je ne comprends pas bien. L'univers observable de maintenant est pour partie, l'univers invisible d'il y a 5 min. Puisqu'en 5 min, la lumière a parcourue des dizaines de millions de kilomètre, étendant considérablement l'univers invisible d'alors. Notre CMB s'étend et se révèle de plus en plus à chaque minute. L'univers dit observable est observable seulement par rapport à nous. Donc on devrait pouvoir imaginer au delà de cette univers observable même si on ne le voit pas encore. Comme on peut imaginer un paysage caché derrière la colline même si on est encore en train de marcher derrière cette colline. On ne sait pas encore "deviner" se qui se cache derrière notre CMB?

Ben oui, on peut imaginer que.... mais on ne sait pas le vérifier (enfin, si il faut attendre 5 min ça va Mais en 5 min il ne s'étend pas tant que ça, l'univers observable fait plus de 13 milliards d'années-lumière, c'est pas 5 min qui vont changer beaucoup de chose).

Si j'ai bien compris, on peut pas savoir? Même en théorie?

Hé non. Rien ne permet de trancher la question (ni expérimentalement/observation, ni théoriquement). L'univers (complet) peut être fini ou infini, avoir une géométrie (globalement) sphérique ou non, avoir une topologie triviale ou pas, être globalement homogène ou extrêmement hétérogène (à très très grande échelle), ....
Même les théories spéculatives sur la gravité quantique (cordes, boucles,....) ne tranchent pas.
Et impossible de dire si dans l'avenir on saura répondre à ces questions.

C'est un peu frustrant, mais on ne peut que faire avec.

[Dallyss]

Ok, je comprends à peu près, les distances sont relatives. J'ai bien compris l'histoire du saumon, c'est très parlant, merci (et l’exemple du ballon de baudruche aussi). J'ai appris quelque chose de fondamentale là j'ai l'impression.

Donc si l'univers était figé, et non courbé j'imagine, on aurait un observateur qui verrait un point A dans le CMB, un point B dans le CMB opposé à A par rapport à lui même. Et on aurait bien 13,5 x 2 Md d'al, qui serait la distance maximum d'un univers observable.

Sauf que, qu'on imagine un univers en expansion rapide, ou lente, ou un univers qui stagne complètement, ça ne nous dit toujours pas ce qu'il y a derrière le CMB d'un observateur donné. Cf mon expérience dans le message juste au dessus. Je sais que c'est plus exactement la question de mon thread, mais ça m'y amène forcément au vu de vos réponses, d'autres questions se posent.

L'univers observable d'un observateur donné étant l'univers non visible d'un autre observateur très éloigné du premier, et vice versa. Donc la distance maximum entre deux points de l'univers augmente en théorie (en admettant un univers figé et l'année lumière comme une distance fiable et constante) si on additionne à chaque fois la distance entre un observateur et un observateur lointain (à env 13,5 Md d'années lumières) qui lui tourneraient le dos et qui lui aussi regarderait un autre lointain observateur de dos et ainsi de suite. En gros, ils regarderaient tous dans la même direction et chaque observateur verraient le dos de l'autre (mais ne pourrait pas voire plus loin que ça). Ça donnerait une distance théorique infiniment plus grande que 27 Md d'années, non?. Et qu'y aurait-il au bout de cette chaîne d'observateurs qui se tournent le dos ?

[Dallyss]

Hé non. Rien ne permet de trancher la question (ni expérimentalement/observation, ni théoriquement). L'univers (complet) peut être fini ou infini, avoir une géométrie (globalement) sphérique ou non, avoir une topologie triviale ou pas, être globalement homogène ou extrêmement hétérogène (à très très grande échelle), ....
Même les théories spéculatives sur la gravité quantique (cordes, boucles,....) ne tranchent pas.
Et impossible de dire si dans l'avenir on saura répondre à ces questions.

C'est un peu frustrant, mais on ne peut que faire avec.

C'est frustrant, mais excitant aussi. Franchement j'étais persuadé qu'on avait plus ou moins des réponses théoriques, même si je savais qu'il n'y avait pas encore de réponses pratiques. Et qu'il suffisait que je pose la question sur futura-science pour connaître la réponse à l'univers et tout le reste.

Un petit peu comme quand Einstein a trouvé la théorie de la relativité mais qu'aucune expérience ne pouvait encore le prouver et que ça a finalement été prouvé longtemps après.

Le fait qu'il n'y ait même pas un léger consensus est je trouve bien plus excitant que frustrant. Ça nous laisse encore beaucoup de marge pour comprendre ce qu'on ne comprend pas encore. Voire comprendre ce qu'on ne comprend même pas encore qu'on ne comprend pas.

Faudra que je revienne poser la question et bump le thread dans quelques décennies alors.

[physeb2]

Bonjour,

Tout merci pour ton message Gilgamesh, j'ai beaucoup aimé certaines façons de présenter que j'utiliserai cet aprem dans mon cours. En effet, présenter la distance angulaire comme la distance a l'emission et la distance comobile la distance a la reception est tout a fait juste et certainement plus parlante que ce que je leur présente d'habitude.

Sauf que, qu'on imagine un univers en expansion rapide, ou lente, ou un univers qui stagne complètement, ça ne nous dit toujours pas ce qu'il y a derrière le CMB d'un observateur donné. Cf mon expérience dans le message juste au dessus. Je sais que c'est plus exactement la question de mon thread, mais ça m'y amène forcément au vu de vos réponses, d'autres questions se posent.

C'est le point pricncipal de la cosmologie: Utiliser toutes les informations possibles entre le CMB et nous pour inférer ce qui se passe avant le "mur de brouillard" que représente le CMB. Je vais te donner un des exemples les plus fameux de la cosmologie moderne de la méthode utilisée pour inférer ce qui se passe avant: La theorie de l'inflation, qui suppose une expansion completement folle au début du modèle afin d'expliquer l'abscence d'observations de defaut topologique dans les données (parmis lesquels le nom le plus connu sont les monopoles magnétiques, ce qui est une prédiction de la physique des particules de hautes énergies) et de l'homogénéité du CMB, a donner en contrepartie des implications qui découleraient de l'existence de cette période dans les observation (en plus de la non-observation des defauts topologiques). Il s'agit de la platitude de l'Univers Observable, au sens que le rayon de courbure de l'Univers sera beaucoup plus grand que la taille de l'Univers Observable, mais aussi et surtout des prédictions au niveau des perturbations:
- des perturbations avec amplitude invariante d'echelle
-l'existance de perturbations plus grande que l'horizon causale au moment du CMB.

Toutes ces choses furent observées, en particulier COBE a observé l'existence des perturbations non-causales prédites. Cela a donner le prix nobel a G. Smoot et le fait d'intégrer l'inflation au modèle standard de la cosmologie.

C'est la méthode de la falsification standard, on change quelque chose au modele pour expliquer un point inexpliquer, mais on doit faire au moins une prediction supplémentaire "inatendue" que l'on cherchera a observer par la suite afin de valider le nouveau modèle. C'est la manière saine pour éviter le sur-ajustement d'un modèle.

Et c'est ce que l'on fait en permanence en fait, essayer de déduire ce qu'il y a avant le CMB en cherchant des traces spécifiques dans le CMB, las distributions des galaxies, la répartion des masses des amas de galaxies, etc....

Le fait qu'il n'y ait même pas un léger consensus est je trouve bien plus excitant que frustrant. Ça nous laisse encore beaucoup de marge pour comprendre ce qu'on ne comprend pas encore. Voire comprendre ce qu'on ne comprend même pas encore qu'on ne comprend pas.

Il y a concensus sur le fait qu'on ne peut pas savoir

Faudra que je revienne poser la question et bump le thread dans quelques décennies alors.

Malheureusement, quelques décénies c'est très faible par rapport aux tailles de variations. Il faudra au moins quelques dizaines/centaines de milliers d'années avant de voir des changement significatifs dans le CMB... Mais l'idée est bonne!

[Gilgamesh]

C'est ce concept "d'univers observable" qui m’embête un peu et que je ne comprends pas bien. L'univers observable de maintenant est pour partie, l'univers invisible d'il y a 5 min. Puisqu'en 5 min, la lumière a parcourue des dizaines de millions de kilomètre, étendant considérablement l'univers invisible d'alors. Notre CMB s'étend et se révèle de plus en plus à chaque minute. L'univers dit observable est observable seulement par rapport à nous. Donc on devrait pouvoir imaginer au delà de cette univers observable même si on ne le voit pas encore. Comme on peut imaginer un paysage caché derrière la colline même si on est encore en train de marcher derrière cette colline. On ne sait pas encore "deviner" se qui se cache derrière notre CMB?

L'image la plus parlante est celle de l'horizon en mer. Depuis le pont d'un bateau en plein océan, on voit un disque limité par l'horizon, situé à qq km. Qu'y a t'il au delà de cet horizon ? En toute hypothèse la même chose, un océan qui s'étend à l'infini. Enfin, pas vraiment à l'infini car la courbure de la Terre en fait une surface finie sans bord. Mais comparé à l'océan mondial (~ le Multivers), le disque ayant pour périmètre ton horizon (~ l'Univers observable) est un minuscule timbre poste.

[Dallyss]

Faudra que je revienne poser la question et bump le thread dans quelques décennies alors.

Malheureusement, quelques décénies c'est très faible par rapport aux tailles de variations. Il faudra au moins quelques dizaines/centaines de milliers d'années avant de voir des changement significatifs dans le CMB... Mais l'idée est bonne!

Non, je parlais pas de l'évolution effective du CMB en lui même. Je sais bien que rien ne changera en 10 ans. Je parlais plutôt du consensus, de l'évolution des théories et de la technologie pour établir des théories. Afin d'avoir au moins une réponse théorique à ma question. Par exemple, les ordinateurs quantiques qui devraient en théorie apporter une puissance de calcul qui permettrait des simulations impossible aujourd'hui et qui donneraient des pistes sur l'origine de l'univers.