Question par rapport à l'expansion de l'univers

[Phoenixia]

Salut !

Alors voilà je ne comprends pas quelques choses par rapport à l'expansion de l'univers.

Si j'ai bien compris, l'univers "s'étire" de chaque côté (l'infinie n'a pas de côté tel un quadrilatéral mais bon), augmentant ainsi la distance entre tous les corps présents dans l'univers sans pour autant que ceux-ci ne bougent. (un peu comme si je froissait une nappe, je pose 2 fourchettes et je tire les bords de la nappe pour la retendre, les fourchette s'éloignent et pourtant ne bougent pas). Si j'ai faux jusque là, désolé d'être idiot !

De plus, l'univers s'étire à la vitesse de 67,9 km/s/megaparsec. Alors déjà là, c'est plus rapide que la vitesse de la lumière ça, non ? Je sais qu'un parsec fait 3 AL... mais ça s'arrête là. J'ai lu sur un site que 67,9 km/s/megaparsec = 800.000 km/s, c'est bien ça ? je ne sais pas comment calculer ça.

Un astre que nous observons était réellement à la distance à laquelle nous l'observons aujourd'hui il y a X AL (X étant le nombre d'AL entre nous et l'astre au moment de l'observation). Si on regarde le même astre 3 ans après, techniquement il est à X AL + 3 ans. Jusque là je pense avoir bon...

1ère question :
Maintenant, compte tenu du fait de l'expansion continue de l'univers et de la vitesse de cette expansion (qui est plus rapide que la vitesse de la lumière), techniquement parlant il arrivera un moment où nous ne verrons plus rien ? Plus aucun astre à porté de vue.

2ème question :
La gravité d'un astre cause une déformation de l'espace temps autour de cet astre selon sa masse. Ainsi, les corps en orbite sur cet astre vont en réalité tout droit, de façon inertielle, sur une droite qui est en faite déviée par la gravité. (j'explique ce que je crois avoir compris pour être corrigé en cas d'erreur)
Bon, avec l'expansion de l'univers, et donc l'éloignement des corps les uns des autres, il y a forcément un moment où les corps en orbite finissent par sortir du champ de gravité de l'astre sur lequel ils orbitent, donc il y aura un moment où plus aucun corps ne sera en orbite sur quoi que ce soit ?

 

Par ailleurs, Il y a un problème quelque part étant donné que la lumière du Soleil nous parviens en 7/8minutes...
Désolé mes questions sont probablement wtf, je pense que j'ai l'impression d'avoir compris alors qu'il me parait évident que je n'ai rien compris..

Merci,
Phoenixia.

['Bruno]

Salut ! Je réponds point par point...

 

il y a une heure, Phoenixia a dit :

De plus, l'univers s'étire à la vitesse de 67,9 km/s/megaparsec. Alors déjà là, c'est plus rapide que la vitesse de la lumière ça, non ?

 

Non, non, non ! La constante de Hubble n'est pas une vitesse, ça n'a donc pas de sens de la comparer à d'autres vitesses. L'expansion ne se mesure pas par une vitesse, mais par un taux. Il Il faut vraiment comprendre ça ! J'avais fait les calculs un jour, je vais les citer de mémoire : au taux actuel (mais celui-ci augmente légèrement), l'univers s'étend de 7 % par milliard d'année. C'est ça un taux : un pourcentage, mais pas une vitesse, car ça dépend de la longueur en question. En effet, si deux galaxies sont distantes de 100 Mpc (mégaparsecs), en un milliard d'années elles se seront éloignées de 7 Mpc. Mais si elles sont distantes de 200 Mpc, elles se seront éloignées de 14 Mpc. Du coup il ne s'agira pas de la même vitesse : il y en a une qui est le double de l'autre (le mot « vitesse » étant trompeur puisque les galaxies ne bougent pas, mais bon...). Ce qui est constant, c'est le taux d'expansion.

 

il y a une heure, Phoenixia a dit :

Un astre que nous observons était réellement à la distance à laquelle nous l'observons aujourd'hui il y a X AL (X étant le nombre d'AL entre nous et l'astre au moment de l'observation). Si on regarde le même astre 3 ans après, techniquement il est à X AL + 3 ans. Jusque là je pense avoir bon...

 

Du coup non. Le calcul est beaucoup plus compliqué... Faisons-le sur une galaxie située à 4,63×10^20 km (ce qui donne environ 15 Mpc, distance de l'amas Virgo). Chaque seconde, la distance augmente de 68×15 = 1020 km (je reprends la valeur de H = 68 km/s par Mpc : comme il y a 15 Mpc, ça fait 68×15 km/s). Dans 3 ans il y a 94.672.800 secondes, donc la distance augmente de 1020×94.672.800 = 96,566 milliards de km. Ça correspond à une augmentation de 21 milliardièmes de % (ce qui donne 7 milliardièmes de % par an, donc 7 % par milliard d'années : j'ai retrouvé les 7 % annoncés plus haut !).

 

il y a une heure, Phoenixia a dit :

1ère question :
Maintenant, compte tenu du fait de l'expansion continue de l'univers et de la vitesse de cette expansion (qui est plus rapide que la vitesse de la lumière), techniquement parlant il arrivera un moment où nous ne verrons plus rien ? Plus aucun astre à porté de vue.

 

Il arrivera en effet un moment où nous ne verrons plus les autres galaxies, à part peut-être nos plus proches voisines (tant que la gravitation provenant des galaxies les plus proches l'emporte sur l'expansion), mais pas pour la raison (fausse) que tu indiques. C'est parce que la limite de l'univers observable s'étend à la vitesse de la lumière (eh oui, pour elle, c'est bien une vitesse ! − c'est parce que la limite de l'univers observable est à une distance précise, alors que les galaxies sont à toutes les distances possibles), tandis que les galaxies les plus lointaines s'éloignent plus vite que la lumière (mais il ne s'agit pas d'un déplacement, donc ça ne contredit pas la relativité restreinte). Au bout d'un moment, elles sortent de notre univers observable : on ne peut plus les voir. Quant aux galaxies un peu moins lointaines, elles finiront un jour, dans pas mal de milliards d'années, par sortir à leur tour de l'univers observable. Et comme l'expansion s'accélère, toutes les galaxies finiront (mais ça prendra un temps trèèèèèèès trèèèèèès long) par sortir des limites de l'univers observable. Sauf peut-être celles qui resteront liées à la notre (je ne sais pas si la force de gravitation d'ensemble − l'expansion − finira ou non par l'emporter sur la force de gravitation qui lie les galaxies voisines entre elles).

 

il y a une heure, Phoenixia a dit :

Bon, avec l'expansion de l'univers, et donc l'éloignement des corps les uns des autres, il y a forcément un moment où les corps en orbite finissent par sortir du champ de gravité de l'astre sur lequel ils orbitent, donc il y aura un moment où plus aucun corps ne sera en orbite sur quoi que ce soit ?

 

Bonne question ! Si la force de gravitation d'ensemble finit par l'emporter (ça, je ne sais pas), c'est en effet ce qui risque de se produire.

[Phoenixia]

Salut 'Bruno.

 

Déjà, un grand merci pour la réponse à la fois complète et simple, je pense que j'ai plutôt bien compris cette histoire d'expansion avec tes explications.

 

Ceci étant, si du coup l'univers s'étend de 7% par milliard d'année, la distance entre les astre augmente donc elle aussi 7% tout les milliards d'année.(de cette façon c'est proportionnel.)

Si c'est bien ça, nous avons déjà constaté que la distance Terre-Lune est plus grande qu'auparavant, ainsi que Terre-Soleil, ainsi de suite... Et c'est donc ça qui a permis aux scientifique d'en conclure que, il y a 13.5 milliards d'années, ce qui est appelé "BIGBANG" a eu lieu, et donc en fait ce ne serais que le début de l'expansion de l'univers.

 

Si les corps finissent par ne plus être en orbite (car non affecté par la gravité du coup trop éloigné des autres astres), et si il y a de la vie ailleurs que sur la Terre, ce dont on peut-être certain c'est que cette vie cessera, car il n'y aura plus de chaleur, de lumière, et tout ces autres effets indispensables que j'ignore ! Quant à nous, Terriens, la planète sera morte avant que cela ne se passe (j'imagine), donc bon, ça va, personne ne va mourir de froid.

 

Concernant les champs de gravité des astres, si ça se trouve l'expansion de l'univers étend dans le même temps l'espace-temps qui est déformé autour des astres dû à la gravité, et donc augmente la distance d'effet de la gravité de l'astre... ce qui conclu en une augmentation de la gravité de l'astre lui-même ce qui est totalement idiot et donc je me tais..

 

En tout cas, je te remercie de m'avoir éclairé.

 

Phoenixia

['Bruno]

il y a une heure, Phoenixia a dit :

 

il y a une heure, Phoenixia a dit :

Si c'est bien ça, nous avons déjà constaté que la distance Terre-Lune est plus grande qu'auparavant, ainsi que Terre-Soleil, ainsi de suite...

 

Seulement si les autres forces qui s'exercent entre ces deux astres sont négligeables devant la contribution de la gravitation à l'univers entier (l'expansion). Ce n'est pas le cas pour les objets courants (les forces moléculaires sont largement, mais alors largement plus intenses), ni pour les planètes du Système Solaire (le Soleil a une influence autrement plus importante que l'expansion), ni pour les étoiles de la Galaxie, ni même pour les galaxies du Groupe Local (la force de gravitation due aux galaxies voisines l'emporte sur celle due à l'univers entier − l'expansion). C'est seulement pour des galaxies hors du Groupe Local qu'on observe une augmentation de distance.

 

Si la distance Terre-Lune augmente, c'est pour des raisons très différentes (une histoire de forces de marées, de perte d'énergie, etc.)

 

 

[Phoenixia]

Ha d'accord, donc l'idée de ciel dépourvu d'astre est a moitié faux, on verrai toujours les galaxies locales, c'est simplement les plus éloignés que l'on perdrait de vu pour toujours.

Désolé je suis long à la détente, j'ai tellement l'impression que pour comprendre un phénomène il faut comprendre les autres phénomènes.. et donc au début on pêche un peu !

 

Merci du temps accordé, je va pas tarder à filer au boulot donc je te souhaite une bonne soirée ! Et merci encore.

[nebula]

Moi à ta place j'éteindrais la lumière, tu seras bien mieux dans le noir

['Bruno]

il y a 23 minutes, Phoenixia a dit :

Ha d'accord, donc l'idée de ciel dépourvu d'astre est a moitié faux, on verrai toujours les galaxies locales, c'est simplement les plus éloignés que l'on perdrait de vu pour toujours.

 

Comme je le disais plus haut, je n'en sais rien : je me demande si, avec l'accélération de l'expansion, le processus d'expansion ne finira pas par l'emporter au bout de 10 puissance (un nombre énorme) années.

 

[Phoenixia]

à l’instant, 'Bruno a dit :

 

je me demande si, avec l'accélération de l'expansion, le processus d'expansion ne finira pas par l'emporter au bout de 10 puissance (un nombre énorme) années.

 

 

Ce que tu appel accélération de l'expansion, c'est les 7% de la surface ? Je veux dire, 7% de 100, on fini à 107, puis 114.49, 122.5, etc..

 

Du coup, tant que la distance entre les astres d'un même système n'augmente pas, les 7% resterons les mêmes...

Bref je pense que c'est une question trop poussée pour mon niveau et je vais continuer "d'apprendre" les fondamentaux

['Bruno]

Il y a 2 heures, Phoenixia a dit :

Ce que tu appel accélération de l'expansion, c'est les 7% de la surface ?

 

Non, les 7 % (tout court), c'est le taux d'expansion. Les distances se dilatent de 7 % par milliard d'années.

 

Mais en fait c'est un approximation car ce n'est pas constant : l'expansion s'accélère. Bientôt ce sera peut-être 8 % ou 9 %.

 

Exemple : l'augmentation des prix du carburant se mesure aussi par un taux.

Mettons qu'on observe les prix suivants :

2019 = 1,60 €

2020 = 1,70 €

2021 = 1,85 €

2022 = 2,05 €

 

En 2020, le carburant a augmenté de 6,25 %. En 2021, il a augmenté de 8,82 %. En 2022, il a augmenté de 10,8 % : le taux d'augmentation augmente, la hausse des prix s'accélère.

 

L'univers en est à 7 % (par milliard d'années) aujourd'hui, mais cette valeur augmente légèrement : l'expansion s'accélère.

[Phoenixia]

Ha parce que ça accélère en plus... C'était pas suffisamment compliqué comme ça !

Bon du coup, tout les milliards d'années, l'univers est 7% plus grand, ou 7,5/8 etc.. toujours est-il que temps que la distance entre les astres eux-mêmes n'est pas affectée, elle n'augmentera pas avec ces faibles valeurs (7% c'est à la fois beaucoup, et à la fois peu face à la gravitation). Mais quand, d'ici-là on sera mort mais bon, l'expansion de l'univers se fera de disons 60% par milliard d'année, il y a moyen que la gravitation des astres ne soit pas suffisantes à maintenir ses satellites. Je ne sais pas si je suis claire!

 

Bon sinon j'ai regardé un très bon reportage sur les trous noirs, de Arte, si jamais tu connais un bon reportage, ou un article/billet à lire sur l'expansion de l'univers je suis preneur. Je ferai des recherches cette après-midi en me levant dans tous les cas.

 

Bonne journée

 

[Phoenixia]

Salut,

 

Bon après plusieurs recherches, je n'ai trouvé nul part la mention de %age. A chaque fois, il est question d'une valeur qui permet de distinguer la vitesse à laquelle l'univers s'étend entre 2 points donnés selon la distance qui les séparent. La valeur moyenne qui ressort est 70km/s/Mpc, c'est plus ou moins ce qui est pour l'instant mis en avant par les chercheurs (72 ou 73 km/s/Mpc).

sources : https://www.science-et-vie.com/ciel-et-espace/univers-son-destin-pourrait-bien-changer-9427

https://fr.wikipedia.org/wiki/Constante_de_Hubble#Dimension_et_unités

 

Donc je me suis dis que j'allais calculer pour voir en % combien ça donne.

 

1- Calcul 2 galaxies à 10Mpc l'une de l'autre.

Donc disons deux galaxies qui sont éloignées de 10Mpc, l'univers entre elles s'étend donc de 70km/s x 10 = 700km/s.
1 milliard d'années = 31,556,926,000,000,000,000 secondes. (environ)
Au bout d'un milliard d'années, elles se sont "éloignées" de 22 089 848 200 000 000 000 000km. (700km x 1milliard d'année en seconde)

Divisé par 9 641 000 000 000 ça nous donne 2 334 832 280 années lumière

Et donc 716 206 220 parsec, soit 716Mpc.

On passe alors en 1 Milliard d'années de 10Mps à 726Mpc.

 

2- Calcul 2 galaxies à 20Mpc l'une de l'autre.

Et pour deux galaxies à 20Mpc l'une de l'autre:

44 179 696 400 000 000 000 000km, soit 4 669 664 559 Années Lumière = 1 432 412 441 pc, donc 1432,4 Mpc.

On passe alors de 20Mpc à 1452 Mpc.

 

Je pense que je me suis planté dans les calculs car je suis loin des 7%/milliard d'années, mais plutôt à 7000%/milliard d'années...

 

En attendant ta correction

 

PS: et j'ai en effet compris des documents lu et reportages visionnés que l'univers s'étend entre les galaxies lointaines, mais que les astres d'une même galaxie ne sont pas affectés par.

Modifié 17 septembre 2018 par Phoenixia

['Bruno]

Il y a 2 heures, Phoenixia a dit :

Bon après plusieurs recherches, je n'ai trouvé nul part la mention de %age. A chaque fois, il est question d'une valeur qui permet de distinguer la vitesse à laquelle l'univers s'étend entre 2 points donnés selon la distance qui les séparent. La valeur moyenne qui ressort est 70km/s/Mpc, c'est plus ou moins ce qui est pour l'instant mis en avant par les chercheurs (72 ou 73 km/s/Mpc).

 

Oui, c'est dommage que ce pourcentage ne soit pas indiqué, pour le grand public c'est plus parlant.

 

Il y a 2 heures, Phoenixia a dit :

1 milliard d'années = 31,556,926,000,000,000,000 secondes. (environ)

 

Tu as mis trois zéros de trop. Il y a 31.557.600 secondes dans 1 année (de 365,25 j), donc 31.557.600.000.000.000 secondes dans 1 milliard d'années. Du coup par la suite tu trouves des valeurs mille fois trop grandes...

 

Il y a 2 heures, Phoenixia a dit :

Et donc 716 206 220 parsec, soit 716Mpc.

 

En fait 0,716 Mpc.

 

Il y a 2 heures, Phoenixia a dit :

On passe alors en 1 Milliard d'années de 10Mps à 726Mpc.

 

 

Non, on passe de 10 Mpc à 10+726 Mpc. Sauf qu'en fait c'est 10+0,726 Mpc. Il s'agit bien d'une augmentation de 7 %.

Il y a 2 heures, Phoenixia a dit :

On passe alors de 20Mpc à 1452 Mpc.

 

Non, on passe de 20 Mpc à 20+1,452 Mpc. Là encore c'est une augmentation de 7 %.

 

[Phoenixia]

il y a 11 minutes, 'Bruno a dit :

Tu as mis trois zéros de trop. Il y a 31.557.600 secondes dans 1 année (de 365,25 j), donc 31.557.600.000.000.000 secondes dans 1 milliard d'années. Du coup par la suite tu trouves des valeurs mille fois trop grandes...

[...]

Là encore c'est une augmentation de 7 %.

 

Héhéhé, merci la mauvaise source (https://fr.quora.com/Combien-de-secondes-y-a-t-il-dans-un-milliard-dannées)

J'ai eu le vilain défaut de la flemme (et j'avais peur de faire une erreur dans le calcul) donc j'ai cherché sur internet et... Environ 31,556,926,000,000,000,000 est la réponse donné par une personne sur un site et je m'y suis fier (toujours, toujours, TOUJOURS vérifier les infos trouvées !).

 

Donc en effet c'est bien 7% comme tu le dis. Après honnêtement, quand j'ai vu mes résultats j'aurai simplement dû calculer moi-même les secondes en 1 milliard d'années, donc je suis clairement responsable de cette erreur, mais heureusement erreur si énorme que je me suis douté d'un problème

 

Je confirme qu'il est fort dommage que le pourcentage ne soit pas évoqué pour la vulgarisation.

 

Merci beaucoup Bruno pour toutes ces réponses éclairantes !

 

 

[78fab]

Bonjour,

 

Un vrai plaisir de vous lire. J'ai adoré. Merci