Croa scientifique: la vitesse d'expansion de l'univers et la règle de trois

Sobiesky · 9 février 2018

Des collègues ont assisté hier à une conférence de Sylvie Vauclair. Lors de la traditionnelle séance de questions, un étudiant a demandé comment l’expansion de l’univers pouvait aller plus vite que la lumière. Mes collègues n’y connaissent rien en astronomie et n’ont pas compris la réponse qu’a essayé d’y apporter Madame Vauclair.

Quant à moi, je me suis dit « Mais qu’est-ce que c’est que cette connerie, heu, que ce galimatia la :?: :?:!.

Un ami astrophysicien qui s’appelle Google, me rassure d’abord : La vitesse d’expansion de l’univers est de 72 km/s donc bien inférieure à celle de la vitesse de la lumière. Mais le diable est dans les détails, il s’agit de 72 km/s par megaparsec (3,2616 millions d’année lumière) ! Je prends alors mon logiciel de modélisation cosmique (Excel 2016) pour calculer à partir de quelle distance cette vitesse sera supérieure à celle de la lumière en utilisant le Théorème d’Hélène de Trois : (300.000 * 3.261.600)/72 = 13,59 milliard d’année lumière.

Mais, me dis-je, c’est la distance de l’univers observable !!!!

Mais, c’est l’âge de l’univers !!!

Et bien voilà, comment grâce à la règle de trois, j’ai mieux compris ces deux notions.

Sauf que je ne sais pas encore répondre à cette histoire d’univers qui irait plus vite que la vitesse de la lumière. :confused:

(de toute façon, il est prévu de la limiter à 80 km/h :be: :be:)

Modifié 9 février 2018 par Sobiesky

bongibong · 9 février 2018

Dans l'histoire de la relativité, c'est une histoire de causalité, ce qui veut dire qu'un point A ne peut pas transmettre à un point B une information plus vite qu'une vitesse limite. Ceci veut dire que si A veut communiquer avec B, le message qu'il envoie va parcourir l'espace à une vitesse inférieure ou égale à cette vitesse limite.

Le fait est qu'on ne peut pas parler de vitesse d'expansion... une vitesse, c'est une distance parcourue divisée par la durée nécessaire. Quand on parle d'expansion, celle-ci se fait à un certain taux (qui n'est pas une vitesse, en fait ça peut être représenté par un temps, la durée pour que les distances soient multipliées par 2 par exemple).

Le fait qu'en prenant arbitrairement deux points, et bien leur "vitesse" d'éloignement peut très bien dépasser la vitesse de la lumière puisqu'il n'est pas question d'envoyer des signaux.

Fred_76 · 9 février 2018

Putentraille, va falloir l'envoyer terriblement loin la belle mère pour qu'elle ne puisse plus nous envoyer de signaux !!!

bongibong · 9 février 2018

Au delà de l'horizon cosmologique :-)

En fait... il faut juste l'envoyer à disons... 50 ou 80 al comme ça, comme notre espérance de vie est juste de 80 ans voire 90... et qu'on plus de 10 ans (ou 30), ou bien elle pourra toujours crier, le temps que le signal arrive on sera plus là.

Sobiesky · 9 février 2018

Fred et bong, je crois que vous sous-estimez grandement ma belle mère. Je suis sur qu'elle arriverait meme à saouler l'espace-temps qui se ferait un malin plaisir de mela renvoyer par un trou de vers:cry: :cry:

Merci Bong pour ton explication:)

'Bruno · 9 février 2018

Bien dit Bongibong : il n'y a pas de vitesse d'expansion, mais un taux d'expansion (de l'ordre de 7 % pour milliard d'années je crois).

Je soupçonne que ceux qui parlent de vitesse d'expansion ont en tête l'image de la boule de matière qui grandit, grandit, grandit... Là en effet, ça aurait un sens de parler de vitesse d'expansion. Mais ce n'est pas ainsi que la science décrit l'univers.

paradise · 9 février 2018

Bien dit Bongibong : il n'y a pas de vitesse d'expansion' date=' mais un taux d'expansion (de l'ordre de 7 % pour milliard d'années je crois).

Je soupçonne que ceux qui parlent de vitesse d'expansion ont en tête l'image de la boule de matière qui grandit, grandit, grandit... Là en effet, ça aurait un sens de parler de vitesse d'expansion. Mais ce n'est pas ainsi que la science décrit l'univers.[/quote']

Tout à fait, à ce stade il faut se garder de faire de strictes représentations/analogies, notre perception des choses est à la rigueur euclidienne, alors que la cosmologie et la physique quantique ne peuvent être comprises de manière intuitive par le commun des mortels, dépassant la logique de notre cerveau.

Les scientifiques arrivent peut-être à mieux comprendre ces choses, et encore, finalement tout cela se résume à des nombres, des quantités, des vitesses, des équations et des formules.

Sobiesky · 9 février 2018

Tout à fait, à ce stade il faut se garder de faire de strictes représentations/analogies, notre perception des choses est à la rigueur euclidienne, alors que la cosmologie et la physique quantique ne peuvent être comprises de manière intuitive par le commun des mortels, dépassant la logique de notre cerveau.
Les scientifiques arrivent peut-être à mieux comprendre ces choses, et encore, finalement tout cela se résume à des nombres, des quantités, des vitesses, des équations et des formules.

Paradise, il faudrait encadrer et graver en lettres d'or ce que tu viens d'écrire:)

Modifié 9 février 2018 par Sobiesky

jgricourt · 9 février 2018

Bien dit Bongibong : il n'y a pas de vitesse d'expansion' date=' mais un taux d'expansion (de l'ordre de 7 % pour milliard d'années je crois).

Je soupçonne que ceux qui parlent de vitesse d'expansion ont en tête l'image de la boule de matière qui grandit, grandit, grandit... Là en effet, ça aurait un sens de parler de vitesse d'expansion. Mais ce n'est pas ainsi que la science décrit l'univers.[/quote']

Ah encore l'histoire de la fourmi sur son ruban ...

R V · 10 février 2018

Le fait est qu'on ne peut pas parler de vitesse d'expansion... une vitesse, c'est une distance parcourue divisée par la durée nécessaire. Quand on parle d'expansion, celle-ci se fait à un certain taux (qui n'est pas une vitesse, en fait ça peut être représenté par un temps, la durée pour que les distances soient multipliées par 2 par exemple).

Oui, mais... Taux, vitesse, c'est un peu comme on veut. Tiens, je te mets un lien ou ils emploient les deux mots...

https://actu.epfl.ch/news/la-vitesse-d-expansion-de-l-univers-revelee-par--5/

En plus dans le langage courant, on peut très bien employer le mot "vitesse" et en aucune manière pour mesurer quoi que ce soit... :b:

jgricourt · 10 février 2018

Oui RV comme la vitesse de déplacement d'une vague sur la mer ...

bongibong · 11 février 2018

Oui, mais... Taux, vitesse, c'est un peu comme on veut. Tiens, je te mets un lien ou ils emploient les deux mots...

https://actu.epfl.ch/news/la-vitesse-d-expansion-de-l-univers-revelee-par--5/

En plus dans le langage courant, on peut très bien employer le mot "vitesse" et en aucune manière pour mesurer quoi que ce soit...

C'est comme poids et masse, c'est utilisé comme synonyme dans la vie courante, mais ça a une définition précise en physique.

Que les deux termes soient utilisées comme synonymes, même dans le langage scientifique, ou dans des articles ne me choque pas. Entre spécialistes, il n'y a pas de confusion possible.

Par contre, si cela entraîne des confusions, comme par exemple ce qui est très courant, l'objet de ce topic, moi je préfère re-préciser les choses, pour ne pas conduire justement à ce genre de confusion.

Après dans le contenu de l'article en question, oui, il est vrai que depuis quelques années, la constante de Hubble mesurée par Planck ou par le télescope éponyme ne donne pas le même résultat... ce qui est très excitant.

Denis Udrea · 12 février 2018

Oui, mais... Taux, vitesse, c'est un peu comme on veut. Tiens, je te mets un lien ou ils emploient les deux mots...

https://actu.epfl.ch/news/la-vitesse-d-expansion-de-l-univers-revelee-par--5/

En plus dans le langage courant, on peut très bien employer le mot "vitesse" et en aucune manière pour mesurer quoi que ce soit...

Exact. Tiens pour rigoler : la vitesse de passage du temps ! (On entend souvent "plus on devient vieux, plus le temps passe vite" ou lorsque l'on s'ennuie "le temps passe lentement")

R V · 12 février 2018

C'est comme poids et masse, c'est utilisé comme synonyme dans la vie courante, mais ça a une définition précise en physique.

Que les deux termes soient utilisées comme synonymes, même dans le langage scientifique, ou dans des articles ne me choque pas. Entre spécialistes, il n'y a pas de confusion possible.

Par contre, si cela entraîne des confusions, comme par exemple ce qui est très courant, l'objet de ce topic, moi je préfère re-préciser les choses, pour ne pas conduire justement à ce genre de confusion.

Après dans le contenu de l'article en question, oui, il est vrai que depuis quelques années, la constante de Hubble mesurée par Planck ou par le télescope éponyme ne donne pas le même résultat... ce qui est très excitant.

Oui, tu as raison... Mais je viens de relire ce fil et (sauf erreur de ma part) je n'ai pas trouvé une explication on va dire simple et compréhensible pour une personne qui ne connait pas le principe du modèle du Big bang...

Tiens, j'ai trouvé un p'tit clip qui explique bien avec des mots simples ce phénomène. Le passage intéressant se trouve à 0,55 pour les impatients...

Edit : Ah oui, Bien prendre en compte le fait que Jean-Pierre dit bien de "vitesses apparentes". Très très important bien sur... :rolleyes:

Modifié 12 février 2018 par R V

bongibong · 12 février 2018

Oui, tu as raison... Mais je viens de relire ce fil et (sauf erreur de ma part) je n'ai pas trouvé une explication on va dire simple et compréhensible pour une personne qui ne connait pas le principe du modèle du Big bang...

Tu as raison, personne n'a pris le temps de bien le vulgariser sur ce fil. En fait la très grande difficulté de la vulgarisation, c'est de comprendre la question, et de savoir ce que la personne sait déjà, et de vulgariser, ou expliquer, au bon niveau ce qu'il ne sait pas encore.

Je n'ai pas fait de rappel du tout, parce que je pensais que Sobiesky avait déjà la bonne image en tête. Mais si besoin, je peux le faire. J'ai privilégié une réponse assez courte, plutôt que N longs paragraphes que je copie-collerai à chaque fois... du coup ça ferait une réponse un peu impersonnel, long, et vite "chiant" à lire... alors que là je répondais juste ponctuellement à la question, ça fait plus personnel, sur-mesure.

Sobiesky · 12 février 2018

Effectivement Bongibong, j'ai quelques notions sur le modèle d'expansion de l'Univers, c'est pour cela que j'ai pris soin de parler d'univers observable. Et c'est aussi exprès que j'ai employé avec malice les termes de vitesse de l'univers car je percevais que le diable s'y cachait

Perso, j'ai trouvé vos réponses d'un haut niveau pedagogique, simples, claires et précises ... ce qui n'est pas toujours le cas de tout le monde sur le forum:rolleyes:.

Modifié 12 février 2018 par Sobiesky

R V · 13 février 2018

Tu as raison, personne n'a pris le temps de bien le vulgariser sur ce fil. En fait la très grande difficulté de la vulgarisation, c'est de comprendre la question, et de savoir ce que la personne sait déjà, et de vulgariser, ou expliquer, au bon niveau ce qu'il ne sait pas encore.
Je n'ai pas fait de rappel du tout, parce que je pensais que Sobiesky avait déjà la bonne image en tête. Mais si besoin, je peux le faire. J'ai privilégié une réponse assez courte, plutôt que N longs paragraphes que je copie-collerai à chaque fois... du coup ça ferait une réponse un peu impersonnel, long, et vite "chiant" à lire... alors que là je répondais juste ponctuellement à la question, ça fait plus personnel, sur-mesure.

Aie aie aie, en aucune façon je n'ai critiqué ton intervention ou ta façon d'être intervenu... Tu as aucune raison de te sentir visé dans mon dernier message.

Je profite de ce message pour te dire que je me régale d'avance quand je vois un nouveau message de ta part. Tes interventions m'ont toujours été un pur plaisir à lire. Je te remercie pour tout ce que tu as apporté sur cette section de Wa.

Surtout, ne change pas... Je te souhaite une très bonne journée.

bongibong · 14 février 2018

RV, pas de souci, je l'ai bien pris. Et puis je suis ouvert aux critiques, sur la façon de vulgariser, c'est quelque chose de très difficile. En tout cas merci pour ton message.

Pour rebondir un peu sur l'article que tu as cité, et aussi pour en citer un autre de notre cher Eric Simon :

http://www.ca-se-passe-la-haut.fr/2017/01/une-nouvelle-mesure-independante-de-la.html

L'équipe menée par Sherry Suyu (Max Planck Institute for Astrophysics) parvient, grâce à cette très belle réussite observationnelle, à fournir une valeur pour H0 qui est de 71.9±2.7 km/s/Mpc, avec donc une précision de 3,8%. Vous vous souvenez sans doute que l'année dernière, H0 avait été réévaluée avec une précision accrue à l'aide de mesures de distances de céphéides et de supernovas par l'équipe de Adam Riess (nous en avions parlé ici) et trouvait 73,24±1.74 km/s/Mpc, en contradiction (en tension comme disent les chercheurs) avec la valeur déduite en 2015 des mesures du fond diffus cosmologique par le satellite Planck, qui donnait 66,93±0.62 km/s/Mpc.[/Quote]

C'est en ce moment un des sujets qui pourraient nous aider à chercher au delà du Modèle Standard de la cosmologie.

gerard33 · 14 février 2018

On s'était amusé sur le parachute d'Andromède au Pic du Midi

le calcul avait été fait avec une valeur de 70km/s par megaparsec

http://www.webastro.net/forum/showthread.php?t=153678

Modifié 14 février 2018 par gerard33

R V · 14 février 2018

Pour rebondir un peu sur l'article que tu as cité, et aussi pour en citer un autre de notre cher Eric Simon :

http://www.ca-se-passe-la-haut.fr/2017/01/une-nouvelle-mesure-independante-de-la.html

C'est en ce moment un des sujets qui pourraient nous aider à chercher au delà du Modèle Standard de la cosmologie.

Oui, ça n'en fini pas d'être passionnant cette "histoire"... Merci pour ce lien qui il faut bien que je le dise me dépasse un peu avec tous ces chiffres. Bon, on va dire que j'ai bien compris le principe et donc c'est bien le principal...

jim · 14 février 2018

Tout à fait, à ce stade il faut se garder de faire de strictes représentations/analogies, notre perception des choses est à la rigueur euclidienne, alors que la cosmologie et la physique quantique ne peuvent être comprises de manière intuitive par le commun des mortels, dépassant la logique de notre cerveau.
Les scientifiques arrivent peut-être à mieux comprendre ces choses, et encore, finalement tout cela se résume à des nombres, des quantités, des vitesses, des équations et des formules.

Justement je suis un commun des mortels : :be:

* Déjà je ne comprends pas que ces lumières d'étoiles qui viennent d'un temps "indéterminé" voyagent ensemble indéfiniment..., et puis à un instant un petit bout de ce front d'ondes rencontre la terre et là sur mon miroir de 350mm se concentre consciencieusement, rebondit sur le secondaire et va réagir sur le capteur de APN d'une façon reproductible sans faire une joyeuse bouillie... magique mais la lumière non occultée par la terre, les planètes, le soleil,... continue sa route... :rolleyes: Au fait la lumière, rebondit-elle réellement ou est-elle régénérée par la couche atomique de l'aluminure :?:

* Ensuite je ne comprends pas comment il est possible de voir des lumières d'objets plus vieux que notre monde, que notre espace d'univers :cry: Bref, je ne comprends pas la notion d'expansion de l'univers... Mais est-ce que les termes "expansion de l'univers" sont-ils les bons termes pour expliquer les phénomènes ? :confused:

bref , vraiment un commun des mortels... :b: :be:

gerard33 · 14 février 2018

JAu fait la lumière, rebondit-elle réellement ou est-elle régénérée par la couche atomique de l'aluminure

mieux que ça, elle est "reconcentrée" vers l’œil ou le capteur

la lumière collectée par les x cm² du miroir, se trouve focalisée sur une surface de quelques dizaines de mm²

et la lumière nous apporte toutes sortes de messages, la spectrométrie nous permet de lire l'univers

'Bruno · 14 février 2018

* Déjà je ne comprends pas que ces lumières d'étoiles qui viennent d'un temps "indéterminé" voyagent ensemble indéfiniment..., et puis à un instant un petit bout de ce front d'ondes rencontre la terre

La lumière est une onde. C'est comme les vagues dans l'océan, sauf qu'elle ne se propage pas dans un milieu matériel. Si tu es au milieu de l'océan, à un instant donné un petit bout de cet ensemble de vagues va te rencontrer. C'est pareil pour la lumière.

et là sur mon miroir de 350mm se concentre consciencieusement

Elle se concentre parce qu'on l'oblige à le faire (avec un miroir qui a la forme pour).

rebondit sur le secondaire et va réagir sur le capteur de APN d'une façon reproductible

Ce n'est pas tout à fait reproductible : c'est en fait aléatoire, mais en suivant une certaine loi de probabilité (donc ce n'est pas non plus n'importe quoi).

* Ensuite je ne comprends pas comment il est possible de voir des lumières d'objets plus vieux que notre monde, que notre espace d'univers

C'est parfaitement impossible (tu dois confondre avec quelque chose).

jim · 15 février 2018

Merci Bruno, merci Gerard33, en fait je profite de ce fil de Sobiesky, pour me faire un "upgrade" parce que je suis toujours en 1.0 :be:

Concernant le modèle "ondes et corpuscules" je voulais savoir comment s'effectuait la réflexion ? quelle était l'inter-reaction entre l'onde et la matière ? Par exemple est-ce que l'onde est repoussée par un champ électrique, magnétique,... généré par les atomes, ou par exemple est-ce que l'onde est absorbée par les atomes puis de nouveau régénérée ??? :?: .... tout ça en conservant son histoire ce qui est particulièrement magique... :rolleyes:

Je crois comprendre que l'expansion de l'univers est une conséquence du redshift observé par la spectro, donc le modèle "expansion de l'univers" viendrait de là... mais dans quel type d'univers vivons nous pour voir ce phénomène dans toutes les directions ? j'ai du mal... :confused: bon mais ce n'est pas dramatique :be:

Sobiesky · 15 février 2018

C'est plutôt le Red-shift qui est une conséquence de l'expansion de l'univers mais je pense que tu voulais dire "le modèle d'expansion de l'univers" est basée sur le observation de redshift.

dfremond · 15 février 2018

C'est comme poids et masse, c'est utilisé comme synonyme dans la vie courante, mais ça a une définition précise en physique.

Que les deux termes soient utilisées comme synonymes, même dans le langage scientifique, ou dans des articles ne me choque pas. Entre spécialistes, il n'y a pas de confusion possible.

Par contre, si cela entraîne des confusions, comme par exemple ce qui est très courant, l'objet de ce topic, moi je préfère re-préciser les choses, pour ne pas conduire justement à ce genre de confusion.

Après dans le contenu de l'article en question, oui, il est vrai que depuis quelques années, la constante de Hubble mesurée par Planck ou par le télescope éponyme ne donne pas le même résultat... ce qui est très excitant.

Oui c'est vrai, On commence a assister a une divergence des deux courbes: la constante de Hubble prevoit une stricte proportionnalité entre distance et "taux " d'eloignement galactique. Et ce qu'on observe, c'est plutot une acceleration, comme si plus il y avait de vide, et plus celui-ci repoussait les galaxie.. Excitant!

jgricourt · 15 février 2018

Concernant le modèle "ondes et corpuscules" je voulais savoir comment s'effectuait la réflexion ? quelle était l'inter-reaction entre l'onde et la matière ? Par exemple est-ce que l'onde est repoussée par un champ électrique, magnétique,... généré par les atomes, ou par exemple est-ce que l'onde est absorbée par les atomes puis de nouveau régénérée ??? .... tout ça en conservant son histoire ce qui est particulièrement magique...

La lumière interagi avec la matière en faisant passer les électrons d'un niveau d’énergie à un autre au sein de l'atome. Ce changement d’énergie est discret et quantifiable par la célèbre formule : Variation E = h x v. Mais pour que cela se produise il faut que l’énergie du photon corresponde précisément à au moins un potentiel d’énergie de transition disponible dans matière. Tout dépend du matériau en fait.

Donc les photons traversent la matière en étant capturés puis réémit en permanence au grès des changement de niveau d’énergie des électrons et parfois il y a perte d’énergie (en chaleur). Il peut donc se trouver que certaines longueurs d'ondes (ou couleur) sont ré-émises, voir jamais capturées alors que d'autres sont absorbées (avec production de chaleur) alors la lumière résultante n'a plus la même "couleur" (il y a aussi bien d'autres cas de figures). Ce phénomène est bien sûr aléatoire et on ne peut prédire ce que sera le chemin emprunté par un seul photon incident.

Cependant si l'on considère l'aspect ondulatoire du phénomène on s'aperçoit que la multitude d'ondes résultant du passage d'un faisceau lumineux dans la matière interagissent pour soit s'additionner ou s'annuler (selon la phase) et au final c'est soit une seule direction qui est prise par la lumière comme dans beaucoup de matériaux utilisé en optique soit la réflexion est diffuse (ex matériau blanc si pas de perte).

Dans le cas des miroirs la lumière incidente est réémise intégralement sans perte.

Modifié 15 février 2018 par jgricourt

jim · 15 février 2018

C'est plutôt le Red-shift qui est une conséquence de l'expansion de l'univers mais je pense que tu voulais dire "le modèle d'expansion de l'univers" est basée sur le observation de redshift.

oui c'est bien ça :rolleyes:

jim · 15 février 2018

...
Donc les photons traversent la matière en étant capturés puis réémit en permanence au grès des changement de niveau d’énergie des électrons et parfois il y a perte d’énergie (en chaleur). Il peut donc se trouver que certaines longueurs d'ondes (ou couleur) sont ré-émises, voir jamais capturées alors que d'autres sont absorbées (avec production de chaleur) alors la lumière résultante n'a plus la même "couleur" (il y a aussi bien d'autres cas de figures). Ce phénomène est bien sûr aléatoire et on ne peut prédire ce que sera le chemin emprunté par un seul photon incident.

Dans le cas des miroirs la lumière incidente est réémise intégralement sans perte.

Donc si j'ai bien compris, le front d'ondes traverse l'atmosphère, une partie est absorbée, celle qui reste vient se fracasser sur le miroir ( en passant il en perd quelques %) qui devient émetteur et renvoie le front d'ondes sur le secondaire qui de nouveau devient émetteur et renvoie le front d'ondes dans le correcteur de champ qui doit encore le regénérer de nouveau avant d'arriver sur le capteur qui l'absorbe complétement... Je suis émerveillé que ça fonctionne comme ça :rolleyes:

Pour en revenir à notre expansion de l'univers

Donc le front d'ondes sitôt qu'il touche quelque chose se transforme, se modifie,... de ce fait serait-il possible que le redshift soit le résultat non pas de la source initiale (l'étoile), mais du cheminement de la lumière qui par exemple traverserait un nuage de matière particulière et en mouvement ? ou encore lié au déplacement du système solaire, de la galaxie, etc... :?:

Est-ce qu'on est sûr que la lumière qui nous arrive est bien l'originale ? :confused:

bongibong · 15 février 2018

Pour en revenir à notre expansion de l'univers
Donc le front d'ondes sitôt qu'il touche quelque chose se transforme, se modifie,... de ce fait serait-il possible que le redshift soit le résultat non pas de la source initiale (l'étoile), mais du cheminement de la lumière qui par exemple traverserait un nuage de matière particulière et en mouvement ? ou encore lié au déplacement du système solaire, de la galaxie, etc...

Est-ce qu'on est sûr que la lumière qui nous arrive est bien l'originale ?

Si la lumière traverse disons un nuage de poussière... et bien le nuage en général fait quelque années lumière, la lumière serait intégralement absorbée.

Et puis s'il y avait un peu de matière traversée... les étoiles ou galaxies ne paraîtraient pas nettes ou ponctuelles, mais floues, ce qui n'est pas le cas.

Et pour le déplacement, on verrait une variation saisonnière, et de l'ordre de 30 km/s, ce qui n'est pas le cas... on voit un effet systématique qui augmente avec la distance, et bien supérieure à cette valeur. Andromède c'est autour de 70 km/s.

Modifié 15 février 2018 par bongibong

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