«Taille» de l’espace

[Yesthatsam]

Bonjour à tous,

J’ai besoin d’une clarification à propos de la «taille» de l’espace.

Voici ce que je comprends jusqu’ici :

L’expansion de l’univers (et donc de l’espace-temps) augmente. Ergo sa taille aussi.

Ainsi 1 mètre (ou la taille du proton) aujourd’hui devrait être plus grand que 1 mètre il a 13mia d’année. Ou alors c’est relatif et à ce moment là - comme on l’entend parfois - l’univers primordial était aussi infini qu’aujourd’hui.

Idem pour le temps : celui-ci est influencé par la gravité. Est-ce que dans l’univers primordial, plus dense, peut-on considérer qu’il était globalement «différent» ? Au moins pour les mesures que l’on en fait aujourd’hui dans notre cadre référentiel ?

C’est tellement contre intuitif que je serai très content d’avoir votre éclaircissement là-dessus.

Merci beaucoup
Sam
-----

[Garion]

1 mètre est la distance parcourue par la lumière en un 299 792 458e de seconde.
L'expansion n'ayant pas joué sur la vitesse de la lumière, le mètre reste le mètre.
Mais entre deux objets non liés, le nombre de mètre s'est agrandit depuis la création de l'univers, cela ne signifie pas que le mètre s'est agrandit.

[Gilgamesh]

Bonjour à tous,

J’ai besoin d’une clarification à propos de la «taille» de l’espace.

Voici ce que je comprends jusqu’ici :

L’expansion de l’univers (et donc de l’espace-temps) augmente. Ergo sa taille aussi.

Ainsi 1 mètre (ou la taille du proton) aujourd’hui devrait être plus grand que 1 mètre il a 13mia d’année. Ou alors c’est relatif et à ce moment là - comme on l’entend parfois - l’univers primordial était aussi infini qu’aujourd’hui.

Non. Si vous lachez un double décimètre dans l'espace il y'a 14 milliards d'années, il fera toujours la même taille aujourd'hui.

Idem pour le temps : celui-ci est influencé par la gravité.

Est-ce que dans l’univers primordial, plus dense, peut-on considérer qu’il était globalement «différent» ? Au moins pour les mesures que l’on en fait aujourd’hui dans notre cadre référentiel ?

Non plus. Si vous cuisiez un oeuf à la coque il y'a 14 milliards d'années ça prendrait 3 minutes exactement comme maintenant à votre montre, à vous qui êtes devant la casserole. En temps local.

C'est une autre façon de dire que les lois de la physique sont invariantes par translation spatiale ou temporelle.

C’est tellement contre intuitif que je serai très content d’avoir votre éclaircissement là-dessus.

L'expansion de l'espace c'est le fait que si vous posez deux objets en deux points de l'espace suffisemment éloignés pour qu'on puisse considérer que les deux objets de sont pas liés physiquement par une force (gravitation ou électromagnétisme), alors, avec le temps, la distance a(t) entre les deux points, aka facteur d'échelle, va augmenter.

L'évolution de cette distance avec le temps dépend du contenu matériel de l'univers (sa densité et sa pression) et se déduit des équations de Friedmann (équations sur la dérivée première et seconde du facteur d'échelle déduites des équations d'Einstein pour un univers homogène et isotrope).

Concernant le temps, si depuis un des deux points vous mesurez un phénomène qui se déroule à l'endroit du deuxième point, la durée mesurée sera la durée propre du phénomène (τ = 3 min pour la cuisson d'un oeuf coque) multipliée par le rapport du facteur d'échelle actuel a₀ de l'univers, où vous mesurez le signal et le facteur d'échelle de l'univers au moment où la lumière a été émise du deuxième point.

t = τ(a₀/a)

Ce ratio a₀/a vous donne ce qu'on appelle le redshift (litt. décalage vers le rouge) cosmologique de l'objet z qui est tel que a₀/a = 1+z. Vous verrez le cuistot déposer au ralenti l'oeuf dans la casserole, la cuisson durera plus longtemps à votre montre et toute la scène baignera dans une lumière décalée dans les rouges.

[Mailou75]

Mais entre deux objets non liés, le nombre de mètre s'est agrandit depuis la création de l'univers, cela ne signifie pas que le mètre s'est agrandit.

Si c’est bien le mètre qui a grandi. Si seule la distance augmentait on pourrait parler de mouvement relatif et de véritable effet Doppler. Ce n’est pas le cas, le redshift cosmologique est lié à l’allongement des longueurs d’ondes des photons, en même temps que le fameux «mètre».

Je ne dis pas que c’est vrai mais je réponds dans le cadre de ce qui accepté aujourd’hui comme explication.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Gilgamesh]

Si c’est bien le mètre qui a grandi. Si seule la distance augmentait on pourrait parler de mouvement relatif et de véritable effet Doppler. Ce n’est pas le cas, le redshift cosmologique est lié à l’allongement des longueurs d’ondes des photons, en même temps que le fameux «mètre».

Je ne dis pas que c’est vrai mais je réponds dans le cadre de ce qui accepté aujourd’hui comme explication.

N'importe quoi, vraiment. Ce n'est absolument pas l'explication proposée par la cosmologie.
Et l'alongement de la longueur d'onde des photon au cours de la propagation ne change pas la définition du mètre, qui est basée sur la vitesse de la lumière.

On est en section pédagogique merci de n'intervenir que si vous êtes sûr de vous.

[Yesthatsam]

Merci beaucoup Gilgamesh ! C’est limpide !

[Lansberg]

Bonjour,

Ce ratio a₀/a vous donne ce qu'on appelle le redshift cosmologique de l'objet z = 1+ a₀/a

Petite rectification z = a₀/a - 1 !

Avec a₀ = 1 pour l'univers actuel.

[Gilgamesh]

Bonjour,



Petite rectification z = a₀/a - 1 !

Avec a₀ = 1 pour l'univers actuel.

Merci Lansberg pour ta vigilance, je corrige.