## split à partir d'une ancienne conversation - mach3, pour la modération ##
J'ai une question qui peut-être en lien avec la question du post. (## ce fil : https://forums.futura-sciences.com/q...bservable.html ##)
Puisqu'on connait le taux d'expansion de l'univers à différents moments de son histoire, on doit connaître alors sa taille réelle après 13,8 milliards d'existence?
Dernière modification par mach3 ; 29/04/2025 à 09h25.
Bonjour,
si on tient compte des paramètres cosmologiques issus de l'étude du fond diffus cosmologique (FDC ou CMB en anglais) par la mission Planck, et du modèle d'univers LambdaCDM, on peut établir la relation mathématique qui permet de connaître comment le facteur d'échelle (c'est à dire la taille de l'univers observable) varie au cours du temps. Dans cette relation figure le paramètre de Hubble qui caractérise le taux d'expansion de l'univers. Si on prend la valeur moyenne obtenue par la mission Planck (67,4 +/- 0,5 km/s/Mpc), le rayon de l'univers observable est d'environ 46 milliards d'années lumière.
Donc l'univers observable "est" l'univers tout simplement, dans le sens évidemment de l'échelle du temps. L'univers non observable serait l'univers "plus récent" dont la lumière ne nous serait pas encore parvenue. C'est ça?
L'univers ne peut pas être infini comme je lis parfois. Pour qu'il soit infini, il faudrait qu'il ait été éternel dans le passé, ce qui n'est pas le cas...
L'univers observable n'est qu'une partie de l'univers. Au sens strict, il est défini par les régions de l'espace qui forment une "coquille" sphérique autour de nous et dont la lumière, partie il y a 13,8 milliards d'années (au moment du bigbang), nous arrive maintenant. Concrètement, on ne peut en fait recevoir que la lumière qui est partie il y a 380 000 ans après le bigbang (c'est la lumière du CMB) car avant cette époque les conditions physiques font que l'univers est opaque. À la limite on reçoit les neutrinos partis à l'époque du bigbang mais pour l'instant l'observation des neutrinos primordiaux n'est pas encore développée.
Quant à l'univers dans son ensemble on ne sait pas s'il est fini ou infini. Les deux possibilités sont parfaitement envisageables. La topologie des espaces est une branche des mathématiques qui s'occupe de ce problème.
La théorie du bigbang dit que l'univers observable était à l'origine contenu dans un très petit volume dont la densité et la température tendaient vers l'infini. On ne parle pas de l'univers dans son ensemble. Quant à la notion de temps ("il faudrait qu'il (l'univers) ait été éternel dans le passé"), elle devient de plus en plus floue quand on remonte au bigbang. D'ailleurs on peut très bien établir une autre échelle temporelle qui ne contrevient pas à la théorie de l'expansion et qui renvoie l'origine de l'univers à -∞.
Votre théorie de l'univers infini est plutôt la théorie des multi-univers.Envoyé par Lansberg
Notre univers est né avec l'espace-temps, il ne peut pas avoir une autre partie de notre univers puisque l'espace-temps n'existait pas avant le big bang. Et notre univers est le point du bigbang en expansion et rien d'autre.
Il y a une série qui passe actuellement sur la chaine science & vie, c'est le cosmos dans tous ses états. Je trouve cette série vraiment formidable, c'est bien expliqué. Et une spécialiste disait bien que l'infini est en général dut la limite de nos connaissances, et pas à une réalité cosmologique...
Pas uniquement. Le problème de la finitude ou de l'infinitude est, comme je l'ai déjà précisé, un problème de topologie des espaces. La connaissance de la courbure de l'univers et de sa "forme globale" permettrait de répondre à la question.
Si la courbure est positive (sphérique) à ce moment là on a des univers fermés, finis (comme la surface d'une sphère, donc sans bord).
Pour une courbure nulle (espace plat) ou négative (espace hyperbolique), les univers sont infinis dans les cas les plus simples mais peuvent être finis pour les espaces plats pour des topologies plus compliquées.
Les résultats de la mission Planck donne une courbure plutôt nulle sans exclure complétement les deux autres possibilités. La balance pencherait donc plutôt en faveur de l'univers infini si la topologie est la plus simple.
J'ai précisé que notre univers "observable" était une partie de l'univers. Au cours de l'expansion nous recevons de la lumière d'objets de plus en plus lointains qui se trouvaient avant dans la partie non observable. L'univers est donc plus grand que l'univers observable sans qu'on puisse en connaître les limites.Notre univers est né avec l'espace-temps, il ne peut pas avoir une autre partie de notre univers
Oui c'est ce qu'on dit. Reste à savoir si cela s'applique à l'univers "global".Et une spécialiste disait bien que l'infini est en général dut la limite de nos connaissances, et pas à une réalité cosmologique...
Vous êtes en train de me dire qu'on ne connait pas la taille de l'univers, c'est bien ça?
Et selon la définition de l'univers observable, le soleil à l'instant présent ne fait pas partie de celui-ci car on voit le soleil tel qu'il était il y a 8 mn?
L'univers observable est le volume contenu dans la sphère de rayon 46 milliards d'années-lumière, évoquée par Lansberg dans le message #2. Ce volume inclut tout ce que nous voyons : le Soleil, la Voie Lactée, l'amas de la Vierge et jusqu'aux quasars les plus lointains.
L'univers non observable correspond à l'extérieur de cette sphère. En toute hypothèse, il aurait exactement la même allure que notre univers (même taux d'expansion, même densité, même composition chimique...) et, si l'on se place dans le paradigme de l'inflation, qui constitue aujourd'hui un cadre assez consensuel, il formerait un "pocket-univers" d'une taille considérablement plus grande que l'univers observable. Ce pocket-univers issu de l'inflation représenterait lui-même un volume infinitésimal au sein d'un ensemble plus vaste : le multivers inflationnaire, dont la taille et le taux d'accroissement défient l'imagination.
Dernière modification par Gilgamesh ; 29/04/2025 à 19h46.
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Cela dit, je n'ai jamais entendu dire qu'on avait vu un astre quelconque à plus de 13,8 milliards d'années lumière de distance. Le rayonnement le plus lointain est le fond diffus cosmologique, la première lumière de l'univers. On ne peut pas voir au-delà. Donc, vraiment, je ne comprends pas cette notion d'univers observable à 46 milliards d'années lumières puisqu'on ne pas voir au-delà de 13 milliards et quelques...
Je parlais de la série "le cosmos dans tous ces états" dans un message précédent, je vu ce soir un épisode sur le mur de Boss en replay. Ils ont dit au début de l'épisode que l'univers faisait 93 milliards d'années lumière, sans préciser que c'était l'univers observable. Là, je comprend, et d'ailleurs nous ne serions pas forcément au centre si on est logique..
Mais sinon, c'est incompréhensible pour moi...
Quand on raisonne en univers statique alors on passe directement du temps de trajet de la lumière à la distance en années lumière. Si la lumière a voyagé pendant 10 milliards d'années alors la distance de l'objet qui a émis la lumière est à 10 milliards d'années lumière.
Ce raisonnement est à peu près acceptable si le temps de voyage de la lumière est inférieur à 1 milliard d'années. L'erreur sur la distance est faible. Dans un univers en expansion, ça ne marche plus du tout pour des temps de voyage de la lumière plus grands. Entre le moment où la lumière part de l'objet émetteur (une galaxie) et le moment où cette lumière est reçue sur terre, la galaxie a été emportée par l'expansion. La distance à l'émission est appelée distance de diamètre angulaire et celle à la réception, plus grande, distance comobile. On voit l'objet tel qu'il était à l'émission puisque c'est cette lumière qui nous atteint et on peut déterminer la distance (angulaire) par des méthodes observationnelles. Par contre la distance comobile est calculée grâce au modèle d'univers. On ne voit pas la galaxie à cette distance.
C'est l'application directe du point précédent. Le FDC (fond diffus cosmologique) correspond à peu prés à la limite de l'univers observable. Il forme une "coquille" sphérique centrée sur nous. La lumière qui nous en parvient a voyagé pendant prés de 13,8 milliards d'années et nous montre donc l'univers tel qu'il était à cet époque. Les régions de l'espace qui ont émis ce rayonnement étaient très proches de nous à l'époque, environ 40 millions d'années lumière, mais le taux d'expansion était tellement grand que ces régions nous fuyaient très vite. Si l'univers était statique il aurait fallu environ 40 millions d'années pour que la lumière nous parvienne mais dans un univers en expansion, il a fallu attendre que le taux d'expansion diminue suffisamment pour que la lumière nous parvienne et cela a nécessité 13,8 milliards d'années. Pendant ce temps, les régions de l'espace émettrices de la lumière ont été emportées par l'expansion à prés de 46 milliards d'années lumière (valeur calculée) et non 13,8. Elles ont évolué pour donner des galaxies, mais il nous est impossible de le voir. Il faudrait vivre des milliards d'années pour voir le début de cette évolution.Le rayonnement le plus lointain est le fond diffus cosmologique, la première lumière de l'univers. On ne peut pas voir au-delà. Donc, vraiment, je ne comprends pas cette notion d'univers observable à 46 milliards d'années lumières puisqu'on ne pas voir au-delà de 13 milliards et quelques...
93 milliards d'années lumière, c'est bien le diamètre calculé de l'univers observable (donc pratiquement la limite du FDC), et nous sommes bien au centre puisque cette limite forme une sphère autour de nous.Je parlais de la série "le cosmos dans tous ces états" dans un message précédent, je vu ce soir un épisode sur le mur de Boss en replay. Ils ont dit au début de l'épisode que l'univers faisait 93 milliards d'années lumière, sans préciser que c'était l'univers observable. Là, je comprend, et d'ailleurs nous ne serions pas forcément au centre si on est logique..
Mais sinon, c'est incompréhensible pour moi...
La notion de distance cosmologique n'étant pas triviale, il est plus facile de parler du temps de voyage de la lumière. Ça fait sens. Et dans ce cas, la limite est bien celle de l'âge de l'univers.
Merci d'avoir prit le temps de me répondre, et je pense enfin avoir compris...
Il doit s'agir de l'horizon cosmologique, c'est à dire que l'endroit où été émis le rayonnement fossile 300 000 ans après le bing bang que nous recevons aujourd'hui, se situe maintenant à 46 milliards d'années lumières. Dans cette sphère qui a aujourd'hui 46 milliards d'années lumières de rayon, nous pouvons voir des événements qui s'y sont passé.
Ce qu'il y a au-delà sera vu un jour jusqu'à une autre frontière celle de l'horizon des événements, au delà duquel, on ne verra jamais quoique ce soit car l'expansion est plus importante que la vitesse de la lumière. La lumière ne pourra jamais nous atteindre.
Ouf!
PS: Sait-on à quelle distance se situe l'horizon des événements?
Dernière modification par tolan ; 30/04/2025 à 12h20.
Oui, c'est en gros assimilable à un horizon cosmologique (le véritable horizon s'appelle l'horizon des particules émises au bigbang donc 380 000 ans avant).
Oui. Cet horizon s"éloigne un peu plus chaque seconde !Ce qu'il y a au-delà sera vu un jour...
Oui.jusqu'à une autre frontière celle de l'horizon des événements au delà duquel, on ne verra jamais quoique ce soit....
Non. C'est toujours un point délicat à appréhender parce que totalement contraire au sens commun. Le "cerveau" résiste très fortement à l'acceptation du phénomène.....car l'expansion est plus importante que la vitesse de la lumière. La lumière ne pourra jamais nous atteindre.
Si on reprend l'exemple du FDC, les régions de l'espace qui ont émis le rayonnement que nous recevons actuellement nous ont toujours fui avec des vitesses supérieures à celle de la lumière (c). Au départ de la lumière, il y a 13,8 milliards d'années, la vitesse de fuite était de l'ordre de 60.c ! L'expansion était tellement "débridée" que la lumière venant vers nous n'avait aucune chance de nous atteindre. Pour que ce soit possible il a fallu que le taux d'expansion diminue considérablement et que la lumière venant vers nous rencontre une limite (appelée limite de la sphère de Hubble) à partir de laquelle la vitesse de récession est plus petite que la vitesse de la lumière et finisse par nous atteindre. C'est pour ça que le voyage a été si long.
Quant aux régions émettrices du FDC, situées maintenant à 46 milliards d'années lumière, elles nous fuient toujours avec une vitesse plus grande que c (de l'ordre de 3.c).
Il faut donc séparer l'objet émetteur de la lumière (qui se déplace à une vitesse >c) et la lumière qui voyage vers nous. La distance qu'elle doit parcourir est considérablement allongée par l'expansion mais elle peut nous atteindre quand elle arrive dans la région de l'espace autour de nous dans laquelle les vitesses de fuites sont < c. Mais ce n'est possible que parce que le taux d'expansion diminue fortement.
L'horizon des événements est la limite au-delà de laquelle la lumière partant actuellement d'une galaxie ne nous atteindra jamais. La distance comobile de cet horizon dans le modèle d'univers LambdaCDM est de l'ordre de 17 milliards d'années lumière.PS: Sait-on à quelle distance se situe l'horizon des événements?
Un petit complément sur les explications de Lansberg, avec le formalisme qui va bien.
https://forums.futura-sciences.com/q...ml#post6716920
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