La collision entre Milky way et M31

[Pevrik]

Je suis récemment tombé sur une interview de notre bon vieux H.Reeves qui expliquait que à peu près d'ici 4 milliards d'années, la galaxie d'Andromède et notre Voie Lactée rentreraient en collision...

 

De là, j'ai regardé (vite fait) à droite à gauche, et j'en ressors avec 2 questions :

 

- 1) H.R explique que ça ne devrait pas trop changer la vie quotidienne des terriens (s'ils sont encore là d'ici là ) et que le changement notable sera de l'ordre de l'apparition des nombreuses nouvelles étoiles dans le ciel nocturne...Comment cela est possible ? Qu'est-ce qui nous dit qu'un ou plusieurs soleils/planètes/objets ne rentreront pas en collision avec nos soleils/planètes/objets ?

 

- 2) Étant en train de lire "La magie du cosmos" de Greene, (excellent ouvrage au passage) j'ai pu apprendre des ébauches sur l'expansion de l'Univers et les découvertes de Friedman, qui, de ce que j'ai compris, nous explique que par exemple, les galaxies s'éloignent de nous, et les galaxies les plus éloignées s'éloignent de nous mais de manière exponentielles par rapport à leur distance. (en gros, plus elles sont loin, plus elles s'éloignent vite. enfin je crois que c’est ça ). La preuve de tout ça est l'observation des spectres des galaxies qui tirent vers le rouge.

On nous dit que M31 tire vers le bleu, est qu'on lui rentrera dedans dans 4 milliards d'années.

Comment l'ensemble des galaxies tirent vers le rouges et s'écartent à des vitesse folles, alors que la galaxie la plus proche fonce droit sur nous ?

 

Merci à celles/ceux qui prendront le temps de lire/répondre.

[syncopatte]

"Collision" n'est pas un bon mot pour parler de l'interaction et le mélange des deux voisines.

 

L'espace entre les étoiles est tellement vaste (surtout par rapport à la taille des étoiles) que ça ne va pas se taper dedans!

 

Quant-au rapprochement plutôt que l'éloignement, c'est du à l'attraction plus forte à "courte" distance que l'effet de l'expansion.

Les galaxies voisines ont donc plutôt tendance à fusionner (ou entrer en interaction, comme dans M51, les "Antennes" etc...) que de s'éloigner.

 

Patte.

[Jhok]

Si je dis pas de bêtise, il peut y avoir plusieurs conséquences sur la terre, mais c'est un peu hasardeux, le soleil peut être éjecté vers l'extérieur de la galaxie, ce qui n'aurait surement pas d'effet néfaste, mais si le soleil se rapproche du centre galactique suite à la collision, ça pourrait être un tour de manège moins rigolo !

 

Et pour les galaxies, il faut se représenter ça comme un ballon de baudruche, si on place un point A et un point B séparés par un segment de 2cms puis qu'on gonfle le ballon, l'écart entre les deux points grandira mais les points n'auront pas bouger, l'espace qu'il y a entre lui si, il fera peut être 6cms si tu as bien gonflé le ballon, maintenant il faut mettre les galaxies à la place des points et quelques millions d'années lumières à la place des cms !

Andromède et la Voie Lactée sont les galaxies les plus lourdes de l'amas local, donc leur gravité est assez forte pour qu'elles s'attirent mutuellement ! (Comme l'a dit mon VDD)

 

(Je crois que j'ai pas dit de bêtise, mais attend confirmation avant d'être sur de ce que j'ai dit ! )

Modifié 20 mai 2014 par Jhok

[Pevrik]

Jhok, ce dont tu parles, on peut l'imager avec un cake aux raisins en train de cuire. Et cette métaphore, je la comprend.

Donc si tout les raisins sont des galaxies, elles sont statiques tant que la cuisson n'a pas commencé. Des le début de la cuisson, le cake gonfle. Les raisins ne bougent pas, mais par le gonflement de ce qui les entourent, la distance qui les séparent augmente.

J'ai bon ?

Mais Patte arrive et me dit que la gravité et la masse des objets les plus massifs priment sur cette "expansion" générale de l'Univers.

Dans mon esprit (qui est je vous l'accorde très très en retard dans le domaine cosmologique ) ça colle pas. Ou alors ça voudrait dire que sur des échelles de distance de quelques milliers d'années-lumières seulement, il n'y aurait pas d’expansion mais du rapprochement.

Et c'est là que l'on me perd...

 

Je sais pas si je raconte des conneries, mais c'est fort probable. Si c'est le cas, je m'en excuse !

[syncopatte]

Quelques millions d'années-lumière plutôt (M31 est distante de 2,5 million AL).

 

Mais c'est encore peu à l'échelle cosmique!

 

Les galaxies proches s'attirent et c'est ensemble (voire en se rapprochant) qu'elles subissent l'expansion par rapport aux galaxies plus lointaines, dont la force d'attraction est devenue beaucoup trop faible pour contrecarrer l'éloignement.

 

A plus faible échelle, notre système solaire ne subit pas d'expansion; et nous non plus.

 

Patte.

Modifié 20 mai 2014 par syncopatte

[S.B]

L'expansion joue au delà du niveau des amas, en gros, pour nous, c'est le Groupe local, soit, très très à la louche, une sphère virtuelle de 5-6 millions d'années-lumière.

En revanche, les galaxies de l'amas Virgo, distant de cinquante millions d'années-lumière, s'éloignent de nous à 1000 km/s.

['Bruno]

Il ne faut pas oublier que l'expansion de l'univers se caractérise par des vitesses de récession proportionnelles à la distance (c'est la loi de Hubble - et c'est d'ailleurs pour ça qu'on ne peut pas parler de vitesse d'expansion). Donc M31 peut s'éloigner nous à cause de l'expansion, mais ça correspondra à une vitesse de récession très faible, plus faible que les vitesses dues aux interactions gravitationnelles « normales ». D'ailleurs on peut faire quelques calculs.

 

La constante de Hubble vaut environ 75 km/s par Mpc. Or M31 est située à environ 0,8 Mpc, donc sa vitesse de récession due à la seule expansion est de 60 km/s. Or les interactions gravitationnelles entre galaxies génèrent des vitesses de l'ordre de plusieurs centaines de km/s. Si, attirée par M31, notre galaxie s'approchait d'elle à 260 km/s par exemple (c'est un exemple : je ne connais pas les chiffres dans ce cas), la vitesse de récession mesurée serait de 200 km/s en approche (les 260 en approche moins les 60 dus à l'expansion).

 

C'est seulement lorsque la vitesse de récession due à l'expansion atteint ou dépasse les 1000 km/s qu'elle devient prépondérante, car normalement les galaxies ne se déplacent pas à de telles vitesses. (Je sais qu'il existe deux ou trois galaxies de l'amas Virgo qui présentent un décalage vers le bleu : leur déplacement est donc supérieur à 1000 km/s puisque c'est la valeur provenant de l'expansion (en moyenne 1200 km/s pour l'amas Virgo). C'est parce qu'elles sont situées très près de galaxies géantes : du coup elles tournent plus vite (un peu comme pour Mercure autour du Soleil.)

Modifié 20 mai 2014 par 'Bruno

[yui]

Les galaxies lointaines ne s'eloignent pas d'elles-mêmes mais s'éloignent car elles sont "incrustées" dans la toile de fond qu'est le cosmos qui lui s'expand.

C'est bien ça ?

 

La galaxie d'Andromède étant proche de nous est attirée par la Voie lactée et vice-versa du fait de la gravitation.

Ce qui n'empêche pas en parallèle le phénomène d'expansion de l'Univers. Simplement dans le voisinage proche des galaxies la force d'attraction liée à la gravité est plus forte que l'effet d'éloignement lié à l'expansion de l'Univers.

Ça aussi c'est juste ?

 

Du coup il doit certainement en être de même pour les Nuages de Magellan non ?

 

J'essaye de m'imaginer l'eau d'un vase qui se renverse et forme une flaque qui grandit. Sur cette flaque des feuilles qui d'abord proches, s'eloignent les unes des autres. Certaines, suffisamment proches auront toutefois tendance à s'agréger en petits amas (comme les nappes de mousse dans le bain ).

C'est à peu près ça ?

Modifié 20 mai 2014 par yui

[Smith]

Les galaxies lointaines ne s'eloignent pas d'elles-mêmes mais s'éloignent car elles sont "incrustées" dans la toile de fond qu'est le cosmos qui lui s'expand.

C'est bien ça ?

 

La galaxie d'Andromède étant proche de nous est attirée par la Voie lactée et vice-versa du fait de la gravitation.

Ce qui n'empêche pas en parallèle le phénomène d'expansion de l'Univers. Simplement dans le voisinage proche des galaxies la force d'attraction liée à la gravité et plus forte que l'effet d'éloignement lié à l'expansion de l'Univers.

Ça aussi c'est juste ?

 

Du coup il doit certainement en être de même pour les Nuages de Magellan non ?

 

J'essaye de m'imaginer l'eau d'un vase qui de renverse et forme une flaque qui grandit sur cette flaque des feuilles qui d'abord proches, s'eloignent les unes des autres. Certaines, suffisamment proches auront toutefois tendance à s'agréger en petits amas (comme les nappes de mousse dans le bain ).

C'est à peu près ça ?

 

4 fois oui YUI.

J'aime bien ton image de la flaque d'eau pour expliquer les amas de galaxies.

Je crois me souvenir que les tas de poussières qui s'accumulent dans nos maisons, souvent dans les coins ou derrière les portes, se forment avec la même dynamique que les galaxies.

 

C'est plus facile à vulgariser que la MQ

[yui]

Je viens de lire ton message Bruno, il est plus clair que le mien

 

 

Je crois me souvenir que les tas de poussières qui s'accumulent dans nos maisons, souvent dans les coins ou derrière les portes, se forment avec la même dynamique que les galaxies.

Certainement. J'avais vu une émission Tele dans laquelle un scientifique disait avoir compris ce phénomène d'agregation des galaxies en regardant un astronaute jouer avec une bouteille de je ne sais plus quel liquide (de l'eau ?) dans laquelle des petits corps flottants se rassemblaient.

 

 

C'est plus facile à vulgariser que la MQ

Je veux bien te croire

(c'est de la bonne vieille physique newtonienne )

Modifié 20 mai 2014 par yui

[yui]

Remarque pour la poussière il doit y avoir un simple phénomène "d'agrippement" non ?

Les poussières entrent en contact par des effets de courants d'air et s'accrochent par leur rugosités microscopiques...

Hier j'ai galéré à mort pour débarrasser la brosse de mon aspirateur de cheveux divers ! Ça s'agrippe comme pas possible : faut tirer de dessus sacrement, la seule aspiration du tube de l'aspirateur tenu à la main frottant sur la brosse ne suffit pas.

 

Il s'agit plus d'amarrage que de gravitation

Modifié 20 mai 2014 par yui

[Pevrik]

Donc en faisant très vulgaire :

M31 et la Voie lactée s'attire tout en s'éloignant des autres galaxies lointaines (hors groupe local) ?

[yui]

Donc en faisant très vulgaire :*

M31 et la Voie lactée s'attire tout en s'éloignant des autres galaxies lointaines (hors groupe local) ?

C'est comme ça que je l'ai compris

 

Comme si elles marchaient l'une vers l'autre pour s'embrasser alors que sous leurs pieds le sol se dilatait. Elles marchent plus vite que l'eloignement provoqué par l'expansion du sol.

Les autres galaxies, trop loin de nous, se laissent emportées par le sol (en allant peut-être de leur côté faire la bise à leur voisine de palier).

Modifié 20 mai 2014 par yui

[yui]

Y a de quoi devenir poète ou philosophe là

 

Le temps éloigne inexorablement les gens sauf s'ils luttent contre ce phénomène...

La peur du glissement vers la solitude poussent les êtres proches à se rassembler...

 

J'arrête là

(en fait comme nous l'a montré Bruno, c'est la résultante de deux forces physiques opposées)

[syncopatte]

Faudrait que les frères Bogdanov lisent ce topic, car dans leur bouquin "Avant le Big Bang", ils affirment que l'expansion affecte notablement la taille du système solaire.

 

Il y a eu vive polémique et même plainte: "non, nous ne mentons pas!", auraient-ils martelé en contre-attaquant pour diffamation (là, j'invente).

 

Patte.

[Smith]

Remarque pour la poussière il doit y avoir un simple phénomène "d'agrippement" non ?

Il s'agit plus d'amarrage que de gravitation

 

Oui, mais le résultat est le même, à partir de loi physiques différentes.

La gravité pour les étoiles d'une galaxie, de la mécanique et un de l'électromagnétisme pour l poussière.

[Lolo]

Faudrait que les frères Bogdanov lisent ce topic, car dans leur bouquin "Avant le Big Bang", ils affirment que l'expansion affecte notablement la taille du système solaire.

 

C'est de l'ordre de grandeur du millier de kilomètres par an. Le terme « notablement » est donc un peu (beaucoup) abusif. Mais c'est un mot tellement beau qu'il serait dommage de s'en passer dans un livre ?

Surtout que cela fait notablement parler d'eux.

Modifié 20 mai 2014 par Lolo

['Bruno]

(en fait comme nous l'a montré Bruno, c'est la résultante de deux forces physiques opposées)

Je ne dirai pas ça ainsi.

 

Déjà, c'est la même force : la gravitation dans les deux cas. Et puis ce n'est pas forcément opposé : indépendamment de l'expansion, il y a des galaxies qui s'approchent, d'autres qui s'éloignent.

 

Tous les astres de l'univers influencent gravitationnellement notre galaxie :

- M31 influence notre galaxie. Il se trouve que pour le moment on s'approche (mais n'oublions pas qu'il y a aussi une vitesse tangentielle). Au sein d'un groupe de galaxies, les galaxies s'influencent mutuellement et ça peut s'approcher ou s'éloigner.

- L'ensemble de l'univers influence notre galaxie : là ça donne toujours un éloignement (l'expansion).

 

Mais la gravitation se ressent d'autant plus que la distance est courte. C'est pour ça que l'influence de M31, « petite » mais très proche, est plus importante que l'influence de l'ensemble de l'univers, et nous nous en approchons (mais on aurait pu s'en éloigner, ça dépend), tandis que l'influence du Grand Attracteur, qui nous attire mais qui est très lointain, n'est pas aussi grande que l'influence de l'ensemble de l'univers, de sorte qu'il s'éloigne de nous alors même que, pourtant, on se déplace vers lui.

[syncopatte]

C'est de l'ordre de grandeur du millier de kilomètres par an

D'où sors-tu ton millier de km/an?

 

Même si l'expansion aurait empire sur le système solaire, je pense que ce serait plutôt de l'ordre des centimètres/an pour Pluton.

Il y a combien de Mpc entre Pluton et le Soleil?

 

Patte.

['Bruno]

En prenant H = 75 km/s par mégaparsec, ça donne :

- 75 km/s à la distance de 1.000.000 pc.

- 7,5 cm/s à la distance de 1 pc, soit 2367 km par an à la distance de 1 pc.

- Dans 1 pc il y a 1 UA x tan(1") = 206.265 UA, donc ça donne 11m47 par an à la distance de 1 UA. Pluton est à ~30 UA (de mémoire) donc ça donne du ~350 m par an.

[syncopatte]

Ah zut, me suis gouré d'un ordre de 100.

 

Donc si on prend les système solaire bien au delà de Pluton, Lolo est dans le bon.

 

Patte.

[yui]

Je ne dirai pas ça ainsi.

Déjà, c'est la même force : la gravitation dans les deux cas.

Pas évident à comprendre ça.

L'expansion de l'Univers est dû à la gravitation ?

Je veux bien que l'on m'explique.

 

Tant que j'y suis : si je lance un caillou, il est propulsé vers l'avant puis tombe, bon.

Qu'il tombe : pas de problème c'est la gravité

Qu'il parte en avant : ce serait aussi la gravité ?

J'ai envie de dire "non" tout comme pour l'éloignement des galaxies. Mais si j'elimine les forces nucléaires forte et faible ainsi que la force electro-magnétique que reste-t-il à part la gravité...

 

Je dois mal poser le problème là non ?

[Lolo]

D'où sors-tu ton millier de km/an?

 

Même si l'expansion aurait empire sur le système solaire, je pense que ce serait plutôt de l'ordre des centimètres/an pour Pluton.

Il y a combien de Mpc entre Pluton et le Soleil?

 

Patte.

 

J'ai considéré le système solaire dans un sens très large, c'est à dire sa zone gravitationnelle qui s'étend à 1 ou 2 années lumières (j'ai regardé sur Wikipedia car je ne savais pas quoi prendre, mais c'est un choix subjectif). Et j'ai pris la constante de Hubble égale à environs 70 km/(s.Mpc). Comme ces nombres sont approximatifs, j'ai dit que c'était de l'ordre de grandeur du millier de kilomètres (677 km par an pour un système solaire d'une année lumière).

 

Pour Pluton, ce serait évidemment beaucoup moins. Pour son aphélie, environs 1400 à 2800 fois moins (que 1 ou 2 années lumière). Donc de l'ordre de grandeur du kilomètre par an (je confirme les 350 mètres de Bruno).

Modifié 20 mai 2014 par Lolo

[syncopatte]

Oui (voir plus haut): 'Bruno a eu la gentillesse de sortir sa calculette (tandis que moi pas).

 

Patte.

[Lolo]

Pas évident à comprendre ça.

L'expansion de l'Univers est dû à la gravitation ?

Je veux bien que l'on m'explique.

 

Tant que j'y suis : si je lance un caillou, il est propulsé vers l'avant puis tombe, bon.

Qu'il tombe : pas de problème c'est la gravité

Qu'il parte en avant : ce serait aussi la gravité ?

J'ai envie de dire "non" tout comme pour l'éloignement des galaxies. Mais si j'elimine les forces nucléaires forte et faible ainsi que la force electro-magnétique que reste-t-il à part la gravité...

 

Je dois mal poser le problème là non ?

 

Pour ta pierre, le fait qu'elle avance est due à son inertie (ce n'est pas une force, c'est juste une conservation de la quantité de mouvement (et donc de la vitesse) en l'absence de toute force).

 

L'expansion est due au Big Bang. A priori, il ne faut pas la voir comme une force ou quelque chose résultant des quatre interactions fondamentales, mais plutôt comme une simple dilatation de l'univers (de l'espace) au cours du temps. Peut-être que c'est une cinquième interaction. Remarque bien que le découpage en quatre interactions est juste une façon arbitraire de voir les choses.

['Bruno]

L'expansion de l'univers n'est pas une cinquième interaction, c'est une conséquence de la gravitation.

 

Le découpage en quatre interactions n'est pas arbitraire. Par exemple chaque interaction est portée par une particule différente : graviton, photons, etc. Chacune suit une loi différente. (Il est vrai qu'à très très haute température, deux d'entre elles n'en forment plus qu'une.)

 

Mais tout d'abord, il faut éviter de croire que l'attraction gravitationnelle rapproche les objets. C'est faux en général. Elle les met en mouvement. Dans le Système Solaire, les planètes tournent autour du Soleil sans s'en approcher. La gravitation explique que les amas ouverts se disloquent (eh oui, leurs étoiles finissent par s'éloigner et se quitter). Il est vrai qu'il existe des cas où la gravitation attire, par exemple lorsqu'une étoile morte s'effondre en étoile à neutrons. Mais tout est possible. Bref : la gravitation n'est pas quelque chose qui rappoche les objets, c'est quelque chose qui les met en mouvement (de plusieurs façons possibles, dont le rapprochement et l'éloignement).

 

La contribution gravitationnelle de l'univers dans son ensemble se modélise à l'aide de la relativité générale, qui est une théorie de la gravitation (pas de l'électromagnétisme ou autre), et cela donne des équations qui décrivent un univers en expansion (une autre possibilité, invalidée par l'observation mais possible en théorie, est l'univers en contraction).

[yui]

Merci pour ces explications

[popov]

Hello !

J'avais lu un truc une fois sur l'amas de la vierge où du fait de la rotation des galaxies sur elles mêmes et de la pagaille causée par les intéractions gravitationnelles, certaines parties de ces galaxies se rapprochent de nous alors que d'autres s'en éloignent. C'est déjà marrant de considérer que dans l'amas y'a quelques galaxies se rapprochent de nous. Certes moins vite que si l'univers ne subissait pas d'expansion, et de toutes manières faut pas oublier que la gravité de l'amas finira par les ralentir et que l'expansion reprendra le dessus un jour. Comme M86, M90 ou je crois IC3258 qui a le reccord de catapultage dans notre direction. Mais c'est encore plus curieux d'imaginer des bouts de galaxies qui se rapprochent et d'autres qui s'éloignent à cause des effets de rotation et de maltraitance gravitationnelle...

[chab]

quelques vidéos sympa sur you tube:

 

"qnYCpQyRp-4" via YouTube
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dont une simulation

 

 

 

"PrIk6dKcdoU" via YouTube
ERROR: Si vous lisez ce texte, YouTube est hors-ligne ou vous n'avez pas installe Flash

 

Bon ciel à tous:)

[popov]

La bonne nouvelle c'est qu'on se prendra au moins pas M33 dans le casque, en plus de M31...