Un fond cosmologique eternel

Bonjour,

J'ai une petite question pour les doctes intervenants de ce forum :

- le fond cosmologique date d'il y a près de 14 milliards d'années, soit. Mais il a été ponctuel, si on peut dire, comme un flash si on le compare au temps cosmologique.

- Or, on aurait pu le voir il y a des milliards d'années (si on avait été présent), on le voit aujourd'hui, on le verra demain encore et dans des milliards d'années.

Pourquoi ce flash perdure-t-il ainsi éternellement ?

Guy

Salut vezguy, alors, comment dire... je suis un simple amateur qui comme toi s’intéresse à ces choses la. Si j'ai bien tout compris H. Reeves, par définition, on ne peut pas "sortir" de l'univers, et comme l'univers est en extension, ce "signal" ou "flash" se dilue dans l'univers. J'espère t'avoir aidé...

Ps : un de mes livres de chevet : Patience dans l'azur d'Hubert Reeves, où tu trouveras beaucoup de réponses à tes questions d'astrophysique

Ce signal s'atténue comme tous les signaux par photons : quand un photon est intercepté. La plupart naviguent dans le vide et rien ne les a arrêtés depuis 14 Ga. Ceux qu'on détecte font partie des malchanceux.

D'accord, mais le train de photons est limité dans le temps, disons x années. A une distance y donnée de l'émission de ce fond cosmologique, lorsque ce train passe à cette distance, on ne devrait voir ces photons que pendant un temps un peu supérieur à x du fait de l'expansion, le train apparaissant puis disparaissant à tout jamais. Aux observateurs situés plus loin de voir à leur tour passagèrement les photons, etc.

Tu oublies une chose dans ton raisonnement : le fond cosmologique tire son origine d'un moment t précis, ok, mais pas d'un endroit x précis. Ce fond de photon a été libéré dans TOUT l'univers . Ca veut dire qu'on le verra tout le temps puisqu'on recevra des photons du fond cosmologique en permanence, venant de parties de l'univers de plus en plus "éloignées" ( à moins que l'univers ne soit de taille finie mais ça...)

Je rajoute que la longueur d'onde de ces photons c'est bien allongée en raison de l'expansion inexorable de l'univers depuis tout ce temps.

Antiath me paraît avoir donné la bonne explication, et bien sûr l'expansion a joué avec la longueur d'onde. Cependant, cela pose un autre problème : au cours du temps (milliards d'années), le fond cosmologique ne devrait pas être semblable, car chaque fois on verra des endroits différents de ce fichu fond ?

Pourquoi ce flash perdure-t-il ainsi éternellement ?

Il ne dure pas éternellement puisque ça fait 14 milliards d'années qu'il s'est « éteint ».

Effectivement Antiath a expliqué le truc. Je vais juste détailler.

Quand on regarde loin, on regarde dans le passé. Donc on peut toujours voir ce « flash » à condition de regarder suffisamment loin. Et cela restera valable dans le futur.

Une autre façon de voir les choses, c'est de dire que ce « flash » correspond à l'émission de photons dans toutes les directions (l'émission n'a en effet duré qu'un temps très court, mais une fois qu'ils sont partis, ils vont parcourir l'univers pour l'éternité). Ces photons sont susceptibles de nous atteindre à n'importe quel moment (selon l'endroit d'où ils viennent), donc à n'importe que moment on captera une trace de ce « flash ».

Un phénomène comparable, c'est la supernova du Crabe. Mettons qu'elle soit à 6000 al (années-lumières) - c'est plus au pif que de mémoire, peu importe. Elle a été vue en 1054 après JC, donc elle a explosé vers 5000 avant JC. Son explosion est donc terminée depuis longtemps. Mais les gens qui vivent à 1000 al de nous de l'autre côté (par rapport à la supernova) ne captent son explosion qu'aujourd'hui. Et les gens qui vivent à 2000 al de nous ne la capteront que dans 1000 ans. Et ainsi de suite.

La différence avec le rayonnement de fond cosmologique, c'est que celui-ci n'est pas lié à une source ponctuelle, comme la supernova du Crabe, mais a eu lieu partout. La supernova du Crabe, on ne la voit que lorsqu'on est à la bonne distance (nous, on l'a vue en 1054 et basta). Mais le rayonnement de fond cosmologique s'est produit à toutes les distances possibles, donc on est susceptible de le voir en permanence. Bien que le « flash » soit terminé depuis longtemps - pareil pour la supernova.

au cours du temps (milliards d'années), le fond cosmologique ne devrait pas être semblable, car chaque fois on verra des endroits différents de ce fichu fond ?

Exact.

Quand on regarde loin' date=' on regarde dans le passé. Donc on peut toujours voir ce « flash » à condition de regarder suffisamment loin. Et [u']cela restera valable dans le futur[/u].

Sauf que dans un futur lointain, l'expansion de l'univers aura encore augmenté la longueur d'onde de ce rayonnement, ce qui le rendra plus difficile, voire impossible à détecter dans quelques milliards d'années.

Nous vivons dans une tranche d'espace-temps privilégiée de ce point de vue !

Cependant, cela pose un autre problème : au cours du temps (milliards d'années), le fond cosmologique ne devrait pas être semblable, car chaque fois on verra des endroits différents de ce fichu fond ?

Bruno écrit "exact", mais moi, pas compris la question

Le fond cosmologique correspond à un endroit précis de l'univers, celui qui est situé il y a exactement à x années-lumières de nous (*), où x est la différence entre l'âge actuel de l'univers et l'âge au moment du « flash ». Quand on fait une carte du fond cosmologique, on ne cartographie pas tout l'univers, seulement cet endroit précis.

Eh bien Vezguy remarquait que cet endroit précis n'est pas constant : ce sera un autre endroit qui, dans le futur; nous enverra les photons du fond cosmologique (puisque le x varie).

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(*) Je précise pour tenir compte de la remarque de Saviati ci-dessous : cet endroit précis n'est pas un point mais une sphère. Ce qui est important, c'est que ce n'est pas tout l'espace (3 dimensions), seulement une partie de cet espace (qui fait 2 dimensions) qui émet le rayonnement cosmologique visible à un instant t.

Je ne te comprend toujours pas. : Pourquoi écris-tu "endroit précis de l'univers", cela ne fait pas tellement "espace-temps" et donne l'impression d'un point démission. Alors que plus haut, tu expliques bien la différence en faisant la comparaison avec la nébuleuse du crabe.

Sinon, on semble d'accord, la carte d'aujourd'hui ne sera pas la carte de demain.

Et la carte d'après après...demain, sera de moins en moins visible (Message #9).

Bruno, avec cette formulation je crois qu'il subsiste une possibilité de conflit d'interprétation entre "lieu" et "date" : la haute température de l'univers aux premiers instants post big bang (qui a lieu partout) se dilue peu à peu pour se retrouver aujourd'hui à un max de rayonnement autour de 160GHz soit une température d'environ 2,7K plus ou moins "des brouettes" (importantes les brouettes, pour la formation des galaxies mais ce n'est pas l'objet ici).

Il ne s'agit donc pas d'un simple "flash" de photon de nature similaire mais bien d'une distribution globale de l'énergie (de photons) de l'univers dans son état initial qui se dilue dans le temps et l'espace :

Les cartes de fond diffus donnent bien une représentation cartographique de ce rayonnement émis dans l'ensemble des directions visibles et à différentes longueur d'onde, qui s'affinent avec le temps sur les anisotropies mais qui confirment la caractère "corps noir" de son rayonnement (cf supra) :

Ce rayonnement continue de baigner autour de nous et continuera indéfiniment et partout (grossièrement) : comme le soulignent JGricourt et Salviati la longueur d'onde de ce rayonnement a vocation à diminuer du fait de l'augmentation du facteur d'échelle de l'univers (dilatation des référentiels de longueur).

NB : l'évolution des cartes n'est pas due à l'évolution de l'univers mais bien à une sensibilité accrue des instruments.

NB2 : le fait que le rayonnement soit partout est dû à l'hypothèse d'homogénéité du BB qui semble se vérifier.

Bonjour,

Le rayonnement cosmologique a été émis partout à la fois dans l'univers environ 380 000 ans après le Big Bang. Il correspond à l'instant où les photons ont pu se propager librement sans ré-interagir avec le milieu ambiant. Le fait que cette radiation soit extrêmement uniforme est l'un des arguments majeurs qui vient étayer l'hypothèse de l'inflation (augmentation exponentielle de la taille de l'univers qui gomme les inhomogénéités).

A noter qu'il doit aussi exister un fond diffus cosmologique de neutrinos qui correspond au découplage de ces derniers quelques secondes seulement après le Big Bang. On suppose qu'il existe aussi un fond diffus d'ondes gravitationnelles qui aurait été émises aux tous premiers instants de l'univers.

Effectivement dans un milliard d'année le fond cosmologique sera très légèrement différent par rapport à aujourd'hui et les photons auront une énergie encore plus faible.

Les minuscules fluctuations du fond et surtout leurs corrélations à différentes échelles contiennent des informations très précieuses sur le contenu de l'Univers et son évolution.

Dominique

La formulations de l’évènement par Dom est plus précise.

...et plus synthétique aussi

...et plus synthétique aussi

Avec la tienne en plus, tout y est

(*) Je précise pour tenir compte de la remarque de Saviati ci-dessous : cet endroit précis n'est pas un point mais une sphère. Ce qui est important' date=' c'est que ce n'est pas tout l'espace (3 dimensions), seulement une partie de cet espace (qui fait 2 dimensions) qui émet le rayonnement cosmologique visible à un instant t.[/quote']

 

Tu aurais du créer un nouveau message, j'ai failli ne pas voir ton edit

Il serait plus juste de parler d'un "instant précis" que d'un "endroit précis".

Je pense comprendre ce que tu veux dire, mais alors il faudrait un diagramme d'espace temps, permettant de décrire le phénomène à partir de l'image d'une sphère en expansion et de l'émission du fond à partir de sa surface et préciser que l'univers est cette surface.

Il me semble que tu as déjà fait un diagramme de ce genre quant à l'expansion de l'univers.

En prenant toutes les précautions de description qui vont avec.

Oui, c'est vrai que ça se verrait mieux sur un diagramme. Mais bon, la remarque de Vezguy au message n°7 suggère qu'il a pas mal compris tout ça, c'est pour ça que je ne détaillais pas.

personnelement si j ai bien compris, ce fond diffu n existe plus, nous recevons juste sa lumiere/ vitesse des photons 13.7 millards d annees plus tard, comme on peut voir briller une etoile alors quelle est deja morte.

quand tu dis: Pourquoi ce flash perdure-t-il ainsi éternellement

'eternelement'. Nous percevons l eternel a notre petite echelle d etre humain... pas a l echelle de l univers.

Juste une précision pour situer les performances des instruments qui ont permis ces découvertes fondamentales. Lorsqu'on parle de la carte du fond diffus cosmologique il faut comprendre qu'il n'y a pas une carte mais bien plusieurs ne montrant pas le même niveau de détails en fonction de la fréquence observée. Par exemple la résolution angulaire des fluctuations avec WMAP passe de presque 1° pour une écoute à 22 Ghz à moins de 0.23° pour une écoute à 90 Ghz et de ce point de vue là WMAP a amélioré de près de 33 fois la résolution obtenue par son prédécesseur COBE. Enfin la sensibilité des mesures des fluctuations de température atteint la valeur vertigineuse de 1/20 millionième de degrés soit une sensibilité 45 fois supérieure à COBE ! Il ne faut pas oublier non plus que pour obtenir ce résultat il a fallu aussi retirer la contamination générée par l'avant plan et notamment le pollution monumentale (au regard des infimes fluctuations mesurées) induite par la seule présence de notre voie lactée dans le champ de vision.

Donc chapeau bas aux ingénieurs qui ont mis au point ces technologies

personnelement si j ai bien compris

A mon avis, non.

Juste une précision pour situer les performances des instruments qui ont permis ces découvertes fondamentales. Lorsqu'on parle de la carte du fond diffus cosmologique il faut comprendre qu'il n'y a pas une carte mais bien plusieurs ne montrant pas le même niveau de détails en fonction de la fréquence observée. Par exemple la résolution angulaire des fluctuations avec WMAP passe de presque 1° pour une écoute à 22 Ghz à moins de 0.23° pour une écoute à 90 Ghz et de ce point de vue là WMAP a amélioré de près de 33 fois la résolution obtenue par son prédécesseur COBE. Enfin la sensibilité des mesures des fluctuations de température atteint la valeur vertigineuse de 1/20 millionième de degrés soit une sensibilité 45 fois supérieure à COBE ! Il ne faut pas oublier non plus que pour obtenir ce résultat il a fallu aussi retirer la contamination générée par l'avant plan et notamment le pollution monumentale (au regard des infimes fluctuations mesurées) induite par la seule présence de notre voie lactée dans le champ de vision.

 

Donc chapeau bas aux ingénieurs qui ont mis au point ces technologies

On peut ajouter que WMAP a un successeur actuellement on orbite qui s'appelle Planck, et qui devrait livrer à la fin de l'année sa carte du CMB encore bien plus résolue...

Un exemple de carte du ciel obtenue par Planck (la voie lactée et le reste n'est bien sûr pas encore soustraite ici...) :

Mais, mais,... c'est le visage de Dieu, non

Ses desseins sont en effet impénétrables, car je n'ai aucune idée de ce que signifie l'expression de son visage.

A mon avis, non.

Ah! ..... ca faisait longtemps qu on avait pas vu une reponse bien argumente sur ce forum !

Bravo

Une phobie des accents et des apostrophes ?

non, juste un clavier US. Enfin bon je n ecris pas en mode texto... ce genre de reflexion ne produit rien de bien sur ce genre de forum.

non, juste un clavier US. Enfin bon je n ecris pas en mode texto... ce genre de reflexion ne produit rien de bien sur ce genre de forum.

Un clavier US n'empêche aucunement d'afficher les accents et les apostrophes. C'est ce que j'utilise présentement.

Si vous prenez ca comme un manque de respect, ne me lisez pas. Pour ma part je suis dyslexique et changer de clavier US en FR et back to US me rend fou. Bref j arrete de me justifier mais quand meme... si encore j ecrivais comme un cochon...

PS: tu as un clavier QC, j ai vecu a Montreal pendant 5 ans. Rien a voir avec un clavier FR.

(N'exagérons pas : quelqu'un qui écrit sans les accents parce qu'il utilise un clavier américain est parfaitement compréhensible.)

((Par contre il doit quand même y avoir l'apostrophe, non ?))