Expansion de l'Univers.

[Invité]

Salut à vous tous !

 

Alors voilà l'histoire. Cet été, je suis en stage au CEA à Cadarache et je vais loger juste à côté. Je vais bien sûr prendre le télescope. Et en ce moment je suis en train de bricoler deux trois trucs pour rendre la monture, le tuyau, les accessoires transportables pour de petites marches à pieds jusqu'à trouver un coin d'observation.

 

Ceci dit, si tu es astronome dans le coin de début Juillet à fin Septembre et que tu fais régulièrement des sorties astro, contacte moi, j'aimerais bien pouvoir profiter du ciel provençal, pas tout seul !

 

A bon entendeur salut !

[iksarfighter]

Bonjour, c'est moi qui voulais redresser de quelques degrés l'axe de la Terre pour tempérer les écarts saisonniers et limiter ainsi les dépenses d'énergie de chauffage en Hiver et de clim en Eté... .

 

En fait j'aurais une question D'astrophysique :

 

Soit 2 points non confondus de l'Univers. Ces deux points s'éloignent l'un de l'autre à une certaine vitesse à cause de l'expansion de celui-ci.

 

Plus ces points sont éloignés l'un de l'autre, plus la vitesse de fuite est grande.

 

L'univers théorique est infini, donc cette vitesse de fuite peut croitre à L'infini.

 

- Ces deux points, si ils étaient assez éloignés, seraient-ils susceptibles de se fuir à une vitesse supérieure à celle de la Lumière ?

 

( En d'autres termes : Ce cas de figure pourrait-il constituer une exception à l'indépassabilité de la vitesse de la Lumière ? ).

 

Merci.

 

Une autre question :

 

- Quelle est la vitesse de fuite en Km/sec des objets situés à la limite de L'univers observable ( à peu près 15x10E9 AL de rayon je crois ).

 

Encore merci.

 

EDIT : Marf ! pourquoi j'ai posté dans Astronautique... désolé j'ai du lire Astrophysique 8( ... Si un modo pouvait déplacer... Merci 8)' .

[Jeff Hawke]

- Ces deux points, si ils étaient assez éloignés, seraient-ils susceptibles de se fuir à une vitesse supérieure à celle de la Lumière ?

 

( En d'autres termes : Ce cas de figure pourrait-il constituer une exception à l'indépassabilité de la vitesse de la Lumière ? ).

 

 

Oui..et non.

 

Oui ces deux points s'éloignent l'un de l'autre à une vietsse supérieure à c. Mais non, ce n'est pas une violation, car il n'y a pas mouvement à proprement parler, c'est l'espace qui s'étend.

['Bruno]

L'univers théorique est infini, donc cette vitesse de fuite peut croitre à L'infini.

Non, l'Univers peut très bien être fini. Pour l'instant, on n'en sait rien. Ce qui est sûr, c'est que sa courbure est très très proche de zéro (mais on ne sait pas si elle est positive ou négative...) donc si l'Univers est fini, il est quand même largement, largement de chez largement plus grand que l'Univers observable.

 

- Ces deux points, si ils étaient assez éloignés, seraient-ils susceptibles de se fuir à une vitesse supérieure à celle de la Lumière ?

C'est une façon de parler, mais elle n'est pas très correcte car en réalité il n'y a pas de mouvement, donc pas de vitesse, comme vient de le dire Jeff.

 

Quelle est la vitesse de fuite en Km/sec des objets situés à la limite de L'univers observable ( à peu près 15x10E9 AL de rayon je crois ).

Pour ce qui concerne l'Univers observable par des moyens optiques, l'objet le plus lointain c'est le rayonnement de fond cosmologique. Son décalage spectral est d'environ z=1000 (et v=cz, sauf que v n'a aucun sens ici). Si on était capable d'observer des objets à l'époque où l'Univers était opaque (peut-être à l'aide de télescopes à ondes gravitationnelles ?) on verrait des objets ayant un z encore plus grand. En théorie, z tend vers l'infini quand on tend vers l'instant zéro.

[iksarfighter]

Oui..et non.

 

Oui ces deux points s'éloignent l'un de l'autre à une vietsse supérieure à c. Mais non, ce n'est pas une violation, car il n'y a pas mouvement à proprement parler, c'est l'espace qui s'étend.

Ok, merci .

 

- L'expansion de L'univers et donc l'espace qui s'étend ne pourraient-ils pas être justement responsables de ce que la Lumière ait une vitesse limite dans le vide ? ( Juste une hypothèse sans plus ). Peut-il y avoir déplacement instantané de quoi que ce soit dans un espace qui s'étend en permanence ?

['Bruno]

L'expansion de L'univers et donc l'espace qui s'étend ne pourraient-ils pas être justement responsables de ce que la Lumière ait une vitesse limite dans le vide ?

À mon avis la réponse est non, puisque la vitesse finie de la lumière ne dépend pas du modèle d'Univers : que celui-ci soit en expansion, en contraction, statique, en inflation, etc. la lumière a toujours une vitesse de c.

 

Peut-il y avoir déplacement instantané de quoi que ce soit dans un espace qui s'étend en permanence ?

Il ne peut y avoir de déplacement instantané de quoi que ce soit tout court (que l'espace soit en expansion, en contraction, en inflation, statique, etc. n'y change rien - même chose que plus haut).

 

Tiens, oui, qu'est-ce qu'on fait dans Astronautique ?

[iksarfighter]

Non' date=' l'Univers peut très bien être fini. Pour l'instant, on n'en sait rien. Ce qui est sûr, c'est que sa courbure est très très proche de zéro (mais on ne sait pas si elle est positive ou négative...) donc si l'Univers est fini, il est quand même largement, largement de chez largement plus grand que l'Univers observable.[/quote']

Merci pour cette précision que j'ignorais mais qui n'invalide heureusement pas trop mon idée de départ .

 

 

C'est une façon de parler, mais elle n'est pas très correcte car en réalité il n'y a pas de mouvement, donc pas de vitesse, comme vient de le dire Jeff.

Merci aussi.

 

 

Pour ce qui concerne l'Univers observable par des moyens optiques, l'objet le plus lointain c'est le rayonnement de fond cosmologique. Son décalage spectral est d'environ z=1000 (et v=cz, sauf que v n'a aucun sens ici). Si on était capable d'observer des objets à l'époque où l'Univers était opaque (peut-être à l'aide de télescopes à ondes gravitationnelles ?) on verrait des objets ayant un z encore plus grand. En théorie, z tend vers l'infini quand on tend vers l'instant zéro.

Merci pour cette approche du RFC que je n'avais pas envisagée. Je pensais toutefois qu'il était partout présent et que sa basse fréquence était plutôt due à son refroidissement à cause de l'expansion de L'univers plutôt qu'à cause d'un red shift du à son éloignement. Mais peut-être sont-ce les mêmes choses ? .

[iksarfighter]

À mon avis la réponse est non' date=' puisque la vitesse finie de la lumière ne dépend pas du modèle d'Univers : que celui-ci soit en expansion, en contraction, statique, en inflation, etc. la lumière a toujours une vitesse de c.

 

 

Il ne peut y avoir de déplacement instantané de quoi que ce soit tout court (que l'espace soit en expansion, en contraction, en inflation, statique, etc. n'y change rien - même chose que plus haut).

 

Tiens, oui, qu'est-ce qu'on fait dans Astronautique ? [/quote']

Ok merci pour les réponses ...

 

En fait ce qui a réveillé L'astrophysique en moi, c'est un voisin qui m'a posé la fameuse question pour me tester : "Pourquoi le Ciel n'est-il pas uniformément blanc d'étoiles la nuit ?" . Ayant répondu à peu près correctement, et surprenant le gars... je me suis remis à penser à tout ça...

 

- Quel savant déjà avait posé cette grande question au départ ?

 

Sur ce Bonne Nuit et à demain .

['Bruno]

Je pensais toutefois qu'il était partout présent

Tu devrais aller voir le texte que j'ai tapé et qui se trouve dans la FAQ ("À quoi ressemble l'Univers ?"). Il y a effectivement une confusion courante : à lire certains livres, on pourrait croire que nous baignons dans une relique refroidie de l'explosion primordiale, ou quelque chose comme ça. Non, nous ne baignons que dans les photons issus d'une source située à 13,7 milliards d'années-lumière (ce qui est présent, ce sont les ondes qui nous atteignent...) et qui n'existe plus (les photons existent, la source de ces photons a disparu depuis longtemps). La source de ce rayonnement diffus cosmologique (appelée "sphère de dernière diffusion") correspond aux points F et G de ma figure 2.

 

sa basse fréquence était plutôt due à son refroidissement à cause de l'expansion de L'univers plutôt qu'à cause d'un red shift du à son éloignement. Mais peut-être sont-ce les mêmes choses ?

Sa basse fréquence est due au red shift. Mais comme celui-ci s'explique par l'expansion de l'Univers, c'est la même chose. Par contre, parler de refroidissement peut être trompeur. La rayonnement de fond cosmologique, c'est de la lumière issue d'une corps noir de température 3000 K, mais ce corps noir n'existe plus aujourd'hui, on ne peut donc pas dire qu'il s'est refroidi : c'est juste que, comme la longueur d'onde a été étirée, elle correspond à un corps noir de 3 K.De même que les objets lointains nous paraissent rougis, la sphère de dernière diffusion nous paraît refroidie. Mais ce n'est qu'une apparence due à l'expansion. (Si j'ai bien compris.)

[iksarfighter]

Sa basse fréquence est due au red shift. Mais comme celui-ci s'explique par l'expansion de l'Univers' date=' c'est la même chose. Par contre, parler de refroidissement peut être trompeur. La rayonnement de fond cosmologique, c'est de la lumière issue d'une corps noir de température 3000 K, mais ce corps noir n'existe plus aujourd'hui, on ne peut donc pas dire qu'il s'est refroidi : c'est juste que, comme la longueur d'onde a été étirée, elle correspond à un corps noir de 3 K.De même que les objets lointains nous paraissent rougis, la sphère de dernière diffusion nous paraît refroidie. Mais ce n'est qu'une apparence due à l'expansion. (Si j'ai bien compris.)[/quote']

Logiquement, la t° d'origine du RFC devrait correspondre à la t° de L'univers où celui-ci est devenu transparent aux photons, cad quand le plasma a disparu et que se sont formés les atomes stables en capturant les électrons "libres" qui peuplaient l'espace. Mais peut-être que je dis une bêtise simpliste .

 

Je voudrais en revenir à mes deux points de L'univers se fuyant à une "vitesse" supérieure à c. Un observateur situé sur l'un des points ne pourrait jamais voir l'autre, quelque soit l'âge atteint par L'univers ?

L'univers ne deviendrait jamais "observable" dans son entièreté ?

 

Je résume :

 

- Il existe au moins un point de L'univers dont nous n'avons encore pas reçu la lumière.

- Ce point est tellement éloigné de nous qu'il nous fuit à une vitesse supérieure à c à cause de l'expansion de L'univers.

 

Conclusion : Nous ne recevrons jamais la lumière de ce point, donc L'univers ne sera jamais observable dans sa totalité.

 

Autre conclusion : Le Ciel nocturne ne sera jamais uniformément peuplé d'objets célestes. Il existe une sphère théorique de limite d'observabilité comprise entre la sphère actuelle et L'univers global.

['Bruno]

Logiquement, la t° d'origine du RFC devrait correspondre à la t° de L'univers où celui-ci est devenu transparent aux photons, cad quand le plasma a disparu et que se sont formés les atomes stables en capturant les électrons "libres" qui peuplaient l'espace. Mais peut-être que je dis une bêtise simpliste .

Non non, c'est bien ça.

 

- Il existe au moins un point de L'univers dont nous n'avons encore pas reçu la lumière.

Oui, c'est la notion d'Univers observable : l'Univers observable est plus petit que l'Univers entier. Il est même beaucoup, beaucoup plus petit que l'Univers entier.

 

- Ce point est tellement éloigné de nous qu'il nous fuit à une vitesse supérieure à c à cause de l'expansion de L'univers.

Attention : il existe des galaxies qui nous fuient à une vitesse supérieure à la lumière aujourd'hui et que nous pouvons pourtant observer au télescope ! Leur vitesse de récession est > c aujourd'hui, mais ce n'était pas le cas dans le passé.

 

Autre conclusion : Le Ciel nocturne ne sera jamais uniformément peuplé d'objets célestes. Il existe une sphère théorique de limite d'observabilité comprise entre la sphère actuelle et L'univers global.

Là tu parles du paradoxe du ciel nocturne. Tu trouveras sûrement facilement plein d'explications détaillées en tapant "paradoxe d'Olbers-De Chéseaux" dans un moteur de recherche. Mais il me semble que ton explication est bien la bonne.

[iksarfighter]

Pour le fun... Un corps noir à 3000K émet des photons à quelle fréquence ? Donc appartenant à quelle plage spectrale ?

Si ma question a un sens évidemment . Juste pour pouvoir s'imaginer à quoi pouvait ressembler ce rayonnement fraichement libéré...

 

EDIT : Monochromatique donc aussi.

[Invité akira]

le pic doit etre dans le proche infrarouge je pense ...

['Bruno]

Dans un livre plus récent, ils indiquent une température comrpise entre 3100 et 3800 K. Un corps noir à cette température émet de la lumière de façon comparable à une étoile relativement froide. Je viens de regarder dans un diagramme Hertzprung-Russell : un peu plus de 3000 K, ça correspond à une étoile de type M0-M2 environ. Donc l'émission de lumière est comparable à celle d'Antarès ou Bételgeuse : la lumière émet dans toutes les longueurs d'onde, avec un pic dans le proche infrarouge comme l'a dit Akira, et nos yeux voient donc du rouge.

[iksarfighter]

Dans un livre plus récent' date=' ils indiquent une température comrpise entre 3100 et 3800 K. Un corps noir à cette température émet de la lumière de façon comparable à une étoile relativement froide. Je viens de regarder dans un diagramme Hertzprung-Russell : un peu plus de 3000 K, ça correspond à une étoile de type M0-M2 environ. Donc l'émission de lumière est comparable à celle d'Antarès ou Bételgeuse : la lumière émet dans toutes les longueurs d'onde, avec un pic dans le proche infrarouge comme l'a dit Akira, et nos yeux voient donc du rouge.[/quote']

je vous remercie tous les deux de votre réponse précise . Si on pouvait voyager dans le temps et survivre à 3000K on baignerait donc dans une lumière rouge-orangée...

 

Je ne suis en effet pas très bon en Thermodynamique/Rayonnement et je pensais à un rayonnement monochromatique. Mais je me rappelle à l'instant qu'il existe une courbe d'émission caractéristique d'un corps noir avec un pic en effet .

[iksarfighter]

EDIT : Désolé double post du au lag pré-maintenance .

 

Dans un livre plus récent' date=' ils indiquent une température comrpise entre 3100 et 3800 K. Un corps noir à cette température émet de la lumière de façon comparable à une étoile relativement froide. Je viens de regarder dans un diagramme Hertzprung-Russell : un peu plus de 3000 K, ça correspond à une étoile de type M0-M2 environ. Donc l'émission de lumière est comparable à celle d'Antarès ou Bételgeuse : la lumière émet dans toutes les longueurs d'onde, avec un pic dans le proche infrarouge comme l'a dit Akira, et nos yeux voient donc du rouge.[/quote']

je vous remercie tous les deux de votre réponse précise . Si on pouvait voyager dans le temps et survivre à 3000K on baignerait donc dans une lumière rouge-orangée...

 

Je ne suis en effet pas très bon en Thermodynamique/Rayonnement et je pensais à un rayonnement monochromatique. Mais je me rappelle à l'instant qu'il existe une courbe d'émission caractéristique d'un corps noir avec un pic en effet .

[iksarfighter]

J'aurais une autre question :

 

On parle d'expansion de L'univers, de dilatation de L'espace...

 

Logiquement, on devrait pouvoir renverser le problème en disant :

 

L'espace se dilate, ok mais on devrait pouvoir aussi dire de la même façon "x" se contracte... Que serait "x" ?

 

Ca serait juste pour poser une autre assertion qui permettrait de considérer le pb sous l'angle inverse.

 

Je sais, je manque de clarté, j'espère progresser dans ma façon d'exposer les choses en général, mais ça prendra du temps...

[Invité akira]

je ne comprends pas pourquoi le fait que qq se dilate implique qu autre chose devrait se contracter. Aurait tu un exemple ?

 

Les halos de matiere noire se contracte oui mais ca se produit meme si l univers ne se dilate pas ...

['Bruno]

La courbure, peut-être ? Il me semble que si l'espace se dilate, la courbure diminue, non ? Mais bon, "diminuer", ce n'est pas "se contracter"...

[iksarfighter]

Ben on pourrait dire que l'observateur se contracte par exemple, mais c'est quoi l'observateur ? A quel étalon se réfère-t-il pour distinguer une expansion ?

Ok ce n'est pas net je le reconnais... Ca veut dire quoi que l'on se contracte ? Que se passe-t-il à ce moment-là dans notre structure ?

 

Je sais que je vais me faire cueillir... mais Freud a montré qu'un phénomène croissant est préféré par notre psychisme à un phénomène décroissant... Je ne m'étendrai pas sur les raisons... Il peut y avoir là une préférence trompeuse pour les aspects d'un phénomène qui pourrait en fait être aussi bien considéré dans l'autre sens...

[Invité akira]

Ben on pourrait dire que l'observateur se contracte par exemple, mais c'est quoi l'observateur ? A quel étalon se réfère-t-il pour distinguer une expansion ?

Ok ce n'est pas net je le reconnais... Ca veut dire quoi que l'on se contracte ? Que se passe-t-il à ce moment-là dans notre structure ?

 

Je sais que je vais me faire cueillir... mais Freud a montré qu'un phénomène croissant est préféré par notre psychisme à un phénomène décroissant... Je ne m'étendrai pas sur les raisons... Il peut y avoir là une préférence trompeuse pour les aspects d'un phénomène qui pourrait en fait être aussi bien considéré dans l'autre sens...

 

 

 

Ca y est je vois tout a fait ce que tu veux dire ... Il me semble que c etait meme un modele cosmologique mais je sais plus qui a cherche de ce cote la. Si j ai le temps je vais regarder.

[Kael]

Il serait problable que leur vitesse dépasse celle de la lumière car il faut prendre en compte le fait que c'est l'espace lui-même qui s'étire, non pas l'objet qui se déplace, donc théoriquement la vitesse pourrait être supérieure à celle de la lumière (exemple, un ballon avec des galaxies tracées dessus).

La vitesse de fuite est très importante et liée à l'énergie noire à connotation répulsive qui ne ferait qu'augmenter encore la vitesse de fuite des galaxies dans notre univers visible(évolution par Big Crunch ou Big Chill).

De même, si cette expansion se poursuit, il serait possible que l'univers perde de sa densité et que nous ne voyons plus qu'un ciel noire sans étoiles car trop éloignées de nous.