Univers plat?

[Risk302]

Bonjour,

 

Je me posais cette question car il est difficile de penser un univers plat, alors que nous pouvons regarder en haut, en bas, à gauche et à droite ce qui fait plutôt penser à un volume. Je pensais que l'idée d'un univers plat était seulement pour expliquer plus facilement la courbure de "l'espace-temps" lié au force gravitationnelle.

 

Peut être que ces deux visions n'ont rien à voir.

 

Merci d'éclairer ma lanterne

[DjeeBay]

Salut,

 

Dis-toi que de toute façon l'univers observable n'a pas de bords à proprement parlé. Donc quelle que soit la courbure, positive (forme sphérique), nulle (pièce de monnaie) ou négative (selle de cheval) à notre échelle et même sur des échelles extrêmement plus grandes on ne peut pas se sentir à l'étroit dans une direction ou dans l'autre.

 

Surtout il faut garder à l'esprit que nous ne voyons "que" la portion d'univers observable, tout ce qui est en dehors nous est invisible à jamais. L'expansion de l'univers étant plus rapide que la vitesse de la lumière, tout une partie nous est inaccessible à l'observation, et cette partie ne cesse de s'agrandir. Donc l'univers peut très bien être plat tu auras toujours de quoi regarder dans toutes les directions, en réalité tu gagnes 300 000 km d'observation par secondes dans n'importe quelle direction tandis que ce qui est au delà s'échappe encore plus vite et plus loin.

Modifié 9 janvier 2014 par DjeeBay

[pascal_meheut]

Bonjour,

 

Je me posais cette question car il est difficile de penser un univers plat, alors que nous pouvons regarder en haut, en bas, à gauche et à droite ce qui fait plutôt penser à un volume. Je pensais que l'idée d'un univers plat était seulement pour expliquer plus facilement la courbure de "l'espace-temps" lié au force gravitationnelle.

 

Peut être que ces deux visions n'ont rien à voir.

 

Merci d'éclairer ma lanterne

 

"Plat" pour l'Univers ne veut pas dire "comme une crèpe", le concept de courbure tel que tu le connais s'applique aussi en dimension 3 (volume) simplement il n'est pas facile de le visualiser.

 

On l'explique donc en prenant une surface (dimension 2) comme image pour l'expliquer en vulgarisation ce qui est pratique mais c'est tout.

['Bruno]

Oui, le mot « plat » a ici un sens plus général. Un espace plat est un espace où il existe une unique parallèle à une droite donnée passant par un point donné. Dans un espace courbe, il en existe plusieurs voire pas du tout. Un espace plat est un espace où la somme des angles d'un triangle fait 180°. Pas dans un espace courbe. Dans un espace plat, si on se déplace en ligne droite on s'éloigne de plus en plus du point de départ, pas dans un espace courbe (on peut revenir à son point de départ). Et ainsi de suite.

 

Les mots « plat » et « courbe » ont été choisis (il me semble) par analogie avec ce qui se passe dans des espaces bidimensionnels : sur un plan les angles d'un triangles vérifient la règle des 180° alors que sur une sphère ou sur une selle de cheval ce n'est plus le cas. Mais l'espace est tridimensionnel et l'espace-temps est quadridimensionnel, donc il ne faut pas se baser sur une vision bidimensionnelle.

[Fred_76]

Ça a été l'objet d'une mini série : les Shadocks. La planète des Gibies est un monde plat (en 2D) avec toutes les contraintes que ça impose...

[jarnicoton]

Les analogies habituelles et réitérées en vulgarisation ne font que de la casse, dont il faut des années pour se libérer lorsqu'on n'a pas été étudiant en physique. Les vulgarisateurs font un mauvais travail.

[comprendrien]

Donc l'univers peut très bien être plat tu auras toujours de quoi regarder dans toutes les directions,

 

Je ne comprends pas cette notion et je comprends encore moins lorsque je tente de la rapprocher à certains schémas comme par exemple celui proposé par AstroGib's

 

 

On peut voir ici notre galaxie dans un volume, d'après cette representation certaines galaxies sont sur les bords, comment dans ce cas peut-on regarder 13,7 milliards d'années dans toutes les directions ? D'autant plus que d'après ma compréhension le big bang a eu lieu en 1 point donc visible dans une seule direction : la direction opposée à celle de l'éloignement des galaxies.

[pascal_meheut]

On peut voir ici notre galaxie dans un volume, d'après cette representation certaines galaxies sont sur les bords

 

C'est juste une image, cela ne permet de faire de la physique.

 

D'autant plus que d'après ma compréhension le big bang a eu lieu en 1 point donc visible dans une seule direction : la direction opposée à celle de l'éloignement des galaxies.

 

Ta compréhension est fausse : le big bang n'a pas forcément eu lieu en 1 point et même si c'était le cas, cela ne changerait pas grand chose.

 

Et il n'y a pas de "direction opposée à celle de l'éloignement des galaxies" parce qu'elle partent dans tous les sens, c'est le principe d'une expansion.

 

Tu fais l'erreur habituelle de voir le big bang comme une explosion partie d'un point qui s'étend dans un espace plus vaste. C'est très fréquent ici (plus d'une fois par semaine).

Mais cela n'est pas comme ça : c'est les distances qui s'étendent dans tout l'Univers lequel n'a pas forcément de bord, etc.

Bref tout raisonnement que tu fais à partir des images de vulgarisation va t'amener à une conclusion fausse.

[Kelthuzad]

Salut,

 

Il faut accepter le fait que la courbure d'un objet 3D soit difficilement imaginable, au même titre qu'imaginer un objet en n dimensions. D'où la comparaison avec la 2D mais ne l'utilise pas si le passage de 2D à 3D te choque. Pense simplement que le chemin le plus court décrit une courbe et non une droite à grande échelle.

 

Pour la deuxième question : l'univers observable change selon l'observateur, si tu te déplaces, tu verras plus loin dans ta direction et moins loin derrière. C'est un peu grossier mais c'est l'idée. Une personne sur la galaxie visible à 13 milliards d'al pourra voir un objet situé au plus loin à 26,7 milliards d'al de nous (que nous ne pouvons pas voir).

 

Pour le big bang : s'il démarre d'un point, c'est tout l'univers qui est en ce point, il n'y a pas de "autour" si tu veux. Ce n'est pas comme une bombe où le chaud se répand dans un espace vide et froid. De plus si l'univers est infiniment grand, il l'était aussi à cette époque.

Modifié 9 janvier 2014 par Kelthuzad

[comprendrien]

Pour la deuxième question : l'univers observable change selon l'observateur, si tu te déplaces, tu verras plus loin dans ta direction et moins loin derrière. C'est un peu grossier mais c'est l'idée. Une personne sur la galaxie visible à 13 milliards d'al pourra voir un objet situé au plus loin à 26,7 milliards d'al de nous (que nous ne pouvons pas voir).

 

je comprends bien le principe, ce que je ne comprends pas c'est comment quelque chose peut exister à 26,7 milliards d'années dans un univers agé de 13,7 milliards d'années.

[jarnicoton]

Je ne comprends pas cette notion et je comprends encore moins lorsque je tente de la rapprocher à certains schémas comme par exemple celui proposé par AstroGib's

 

L'univers plat ne veut pas dire qu'il est sans épaisseur, sans troisième dimension spatiale.

Cela veut dire que dans l'expression mathématique de sa métrique, il n'y a pas de trucs qui dans une telle expression définissent une courbure. Comme résultat, ton espace 3D est plat si les lignes les plus courtes entre deux points sont droites dans tous les sens. Mais comme les vulgarisateurs ne se lancent pas dans l'analyse mathématique, auquel cas ils ne seraient plus vraiment des vulgarisateurs, ils collent dans leur badinage des termes comme "plat", qui semble un mot du langage usuel et est interprété comme tel, alors que dans leur langage à eux il reçoit une signification technique spéciale qu'il n'a pas pour le lecteur trop néophyte.

Mais ça, on ne te le dit quasiment jamais. C'est à toi de finir par le comprendre à force de confronter des lectures diverses. Et encore de même pour un tas d'autres trucs. Je trouve que c'est vraiment con.

 

On a la même chose en droit et en médecine. Un "juge incompétent" n'est pas un juge qui ignore le droit. La "mémoire épisodique" n'est pas une mémoire qui marche bien une partie du temps et flanche le reste du temps.

C'est pour ça que j'écris ailleurs que les vulgarisateurs font souvent du mauvais travail.

Modifié 9 janvier 2014 par jarnicoton

[syncopatte]

Concernant la forme de l'univers, certains vulgarisateurs ont fait fort ici:

 

(tenir le coup au moins jusqu'au message #18 de Perkastor...)

 

http://www.webastro.net/forum/showthread.php?t=1914

 

Patte.

[pascal_meheut]

je comprends bien le principe, ce que je ne comprends pas c'est comment quelque chose peut exister à 26,7 milliards d'années dans un univers agé de 13,7 milliards d'années.

 

Dans un cas c'est une distance : 26,7 milliards d'années lumières, dans l'autre une durée.

[Kelthuzad]

je comprends bien le principe, ce que je ne comprends pas c'est comment quelque chose peut exister à 26,7 milliards d'années dans un univers agé de 13,7 milliards d'années.

 

26,7 milliards d'années lumière (distance)

 

al : années-lumière

 

L'expansion de l'univers crée une vitesse apparente entre les galaxies. Sans parler de la théorie de l'inflation, cette vitesse apparente correspond à une vitesse d'éloignement qui peut dépasser la vitesse de la lumière et propulse les objets lointains à des distances encore plus lointaines et inaccessibles. Rien de choquant dans le fait d'avoir un objet à 26 milliards d'al, le premier photon émis n'est qu'à mi-chemin, on ne le voit pas.

Cette vitesse d'éloignement ne correspond pas à la vitesse d'un objet qui se déplace puisque c'est l'espace lui-même qui s'expand, Einstein n'est pas remis en cause ici.

[popov]

Dans un cas c'est une distance : 26,7 milliards d'années lumières, dans l'autre une durée.

Je trouve que les vulgarisateurs ne parlent pas assez de l'horizon. C'est pas la notion la plus dramatiquement difficile à comprendre en cosmologie...

Article superficiel mais pas trop indigeste : http://fr.wikipedia.org/wiki/Univers_observable

 

On a la même chose en droit et en médecine. Un "juge incompétent" n'est pas un juge qui ignore le droit.

Je l'avais déjà entendue celle là, avec quelqu'un qui disait que c'est pas normal que certains juges disent que d'autres sont moins bons qu'eux parce qu'en France ils devraient tous avoir le même niveau. J'ai failli mourrir en rigolant

Modifié 9 janvier 2014 par popov

[popov]

Concernant la forme de l'univers, certains vulgarisateurs ont fait fort ici:

 

(tenir le coup au moins jusqu'au message #18 de Perkastor...)

 

http://www.webastro.net/forum/showthread.php?t=1914

 

 

Il est sévère ce post là. Vous tourniez au LSD à l'époque sur le forum ?

[syncopatte]

Aucune idée (pour les autres, moi pas en tout cas).

 

Que l'univers soit plat, certes, mais un plat de macaronis.

 

Pas besoin d'être lucide en skis avec des bâtons pour avoir telle intuition.

 

Patte.

Modifié 9 janvier 2014 par syncopatte

[Fred_76]

 

Que l'univers soit plat, certes, mais un plat de macaronis.

 

Patte.

Ça serait pas plutôt un plat à tajine ?

[Risk302]

Merci pour toutes vos réponses et éclaircissements!

 

Effectivement voir l'univers plat ne veut pas dire en 2D. Plat n'est peut être pas le bon mot, mais c'est surement celui qui s'en rapproche le mieux.

['Bruno]

Si, « plat » est le bon mot, mais comme l'a expliqué Jarnicoton plus haut, c'est un terme technique du jargon scientifique qui n'a pas la même signification que dans le langage courant.

[popov]

Pourrions nous dire qu'il est de géométrie rectiligne ?

Ca reste peut être compréhensible sans donner de fausses interprétations...

 

Pas taper si je dis des bêtises...

[pascal_meheut]

Pour quelqu'un qui n'a jamais entendu parler des géométries non euclidiennes, je ne suis pas sur que ca change grand chose.

['Bruno]

À mon avis le mieux est d'expliquer un minimum ce qu'est un espace plat. De toute façon si on veut parler de la forme de l'univers, on est bien obligé d'en passer par là. Effectivement, la plupart des gens ne connaissent que les géométries euclidiennes, donc il faut d'abord expliquer au mieux les géométries non euclidiennes sans quoi ça ne sert à rien de parler des modèles d'univers possibles. Je crois que ce n'est pas qu'une question de vocabulaire.

[Risk302]

Effectivement les géométries euclidiennes; je connais que de nom dans les différents livres que j'ai pu lire, mais j'ai jamais vraiment cherché, car c'est le "temps" qui m'intéressait.

[jarnicoton]

Oh, mais le temps aussi est concerné par la non-euclidianitude.

[Jean-ClaudeP]

La Géométrie Euclidienne, fut décrite par Euclide dans son livre les ELEMENTS en 300 ans avant notre ère. C'est la géométrie habituelle, celle que tout élève apprend au collège et au Lycée. Cette géométrie décrit bien le monde qui nous entoure et dans celle-ci, la somme des angles d'un triangle fait 180°, par un point extérieur à une droite ne passe qu'une parallèle à cette droite, on a les théorèmes de Thalès et de Pythagore.

Au 19e siècle, indépendamment de toute physique, des mathématiciens(*) se sont posés la question de savoir s'il pouvait exister des géométries ou par un point extérieur à une droite pourraient passer plusieurs parallèles à cette droite sachant qu'il semblait totalement idiot de se poser la question vu que dans le monde qui nous entoure cette hypothèse apparait comme farfelu, ces mathématiciens ont persévéré et construisirent une géométrie non réaliste mais cohérente et logiquement exacte. Dans celle-ci la somme des angles d'un triangle est plus petite que 180°, par un point extérieur à une droite passe plusieurs parallèle à cette droite et même une infinité , il n'y a plus de théorème de Thalès, etc. Ainsi est né la première géométrie non euclidienne. D'autres mathématiciens (**) en créèrent d'autres ensuite.

Tout ceci apparu au 19e siècle comme des élucubrations, voire des délires de mathématiciens en veine d'originalité, jusqu'à ce que la relativité générale trouve utile d'utiliser ces géométries pour modéliser le monde.

 

(*) N Lobatchevski, J Bolay. L'histoire est plus compliqué que ce que je résume ici.

(**) B Riemann...

Modifié 10 janvier 2014 par Jean-ClaudeP