Observer notre propre galaxie en remontant vers l’origine de l’univers ?

[Gildas974]

Bonjour à tout le forum,

 

Désolé si la question peut paraître naïve aux spécialistes de l’astrophysique mais une question me traverse l’esprit :  aujourd’hui plus encore qu’hier le JWST permet d’observer loin, très très loin dans notre cosmos au point de remonter encore plus près à son origine. D’où la question suivante :  se peut il que parmi toutes les galaxies que nous pouvons ainsi observer, se peut-il que nous observions au fond notre propre Voie Lactée telle qu’elle était il y a quelques milliards d’années ? 

[skud]

Sans etre specialiste je dirais que l'expansion de l'univers ne dépassant pas c, c'est impossible 

[Alain_G]

Non c'est impossible, à moins que l'univers soit très courbé ce qui a priori n'est pas le cas.

Les lointaines galaxies que l'on observe à 13Md d'années lumière avec le JWST, ce sont des galaxies qui se trouvaient à 13Md d'années lumière de nous lorsque leur lumière a été émise. Aujourd'hui elles sont beaucoup plus loin du fait de l'expansion de l'univers.

Si je ne me trompe pas dans mon raisonnement.

[22Ney44]

Le 22/05/2024 à 14:25, Gildas974 a dit :

aujourd’hui plus encore qu’hier le JWST permet d’observer loin, très très loin dans notre cosmos au point de remonter encore plus près à son origine.

Bonjour @Gildas974,

 

Ce que vous écrivez là n'est pas tout à fait exact. Depuis 1948 par la réflexion théorique, depuis 1964 par un hasard de recherche appliquée au domaine des communications, nous sommes déjà remontés aussi loin qu'il est possible à notre degré technique, jusqu'aux origines de l'Univers, c'est le fond diffus cosmologique encore connu sous le nom de rayonnement fossile. Il nous manque, et nous manquera toujours en l'état des connaissances techniques les 300 premiers milliers d'années de notre Univers. Donc il n'est pas juste de dire que le JWST a permis de remonter le temps plus près de l'origine, c'était déjà fait depuis 1964.

 

Par contre, et parce qu'il a été conçu pour cela, JWST nous montre des objets jusque là restés invisibles. A cela il y a deux raisons :

 

1) JWST est équipé de détecteurs infra-rouge. Cette gamme de rayonnement électromagnétique permet de "voir" des objets dont le spectre d'émission a glissé vers le rouge puis l'infra-rouge du fait de l'expansion de l'Univers. La vitesse du rayonnement est une constante C, or les distances s'accroissent continuellement par dilatation de l'espace, il en résulte alors un accroissement de la longueur d'onde originelle et par conséquent une décroissance de la fréquence du rayonnement d'autant plus importante que l'objet est loin, donc que les conséquences de la dilation de l'espace sont contributives. La découverte de ce phénomène a été attribuée à Edward HUBBLE en 1929, en réalité c'est bien l'abbé Georges LEMAÎTRE qui avait prédit et déjà mesuré le phénomène dès 1920. (Depuis la vérité a heureusement été rétablie)

 

2) JWST est doté d'un miroir de bien plus grand diamètre que ses prédécesseurs, donc il capture plus de photons d'un même objet, mais ce plus grand diamètre implique aussi un bien  plus grand pouvoir de résolution. C'est la première propriété qui lui permet de détecter des objets plus ténus, mais aussi avec plus de précision grâce à sa plus grande capacité à résoudre les images. La deuxième propriété est que derrière le miroir se trouve une batterie d'instruments beaucoup plus sensibles que ceux précédemment mis en œuvre, avec en particulier un rapport Signal/Bruit bien plus favorable que ce que nous avions précédemment. Le JWST est confronté aux mêmes affres que les astrophotographes de ce forum.

 

Toutes ce raisons font que nous pouvons voir des objets demeurés jusque là cachés car nous avons avec JWST un instrument extraordinairement plus compétent que tout ce qui a déjà été mis en œuvre. Il détecte ainsi des objets du ciel très profond mais par exemple plus "près" de nous (temporellement et/ou spatialement) que des objets connus depuis longtemps. Le fond diffus cosmologique évoqué plus haut en est l'archétype.

 

Il y a 23 heures, skud a dit :

Sans etre specialiste je dirais que l'expansion de l'univers ne dépassant pas c, c'est impossible 

 

Bonjour @skud,

 

"C" est une vitesse, et vous avez raison d'affirmer qu'elle est indépassable, il faudrait pour cela une énergie infinie puisque le dénominateur de la formule de l'énergie passerait par la valeur zéro, ce qui en première analyse est impossible en arithmétique.

 

L'expansion de l'univers ne se déroule pas avec déplacement des objets dans le temps. Ce n'est donc pas une vitesse. La dilatation est un phénomène plus proche du statique que du dynamique. L'univers s'agrandit comme un ballon de baudruche se gonfle. A l'intérieur du ballon les proportions de distance des positions relatives sont conservées. la vitesse n'existe donc pas et la comparaison avec C ne peut se faire.

 

Par contre deux objets distants (très distants quand même) peuvent voir leur distance s'accroitre de plus de 300 000 km par seconde parce que l'espace qui les sépare se sera dilaté de plus de 300 000 km durant cette seconde. Dans ce cas le photon parti du  premier objet voit sa distance restante croitre chaque seconde plus rapidement  qu'il ne peut parcourir cette distance. La conséquence est limpide, le photon n'atteindra jamais plus le deuxième objet.

 

C'est cela qui attend les astronomes d'un futur lointain. Plus ils voudront regarder loin, plus la dilatation de l'espace s'approchera puis dépassera les 300 000 km chaque seconde. Les photons et plus généralement tout rayonnement électromagnétique soumis à cette situation n'arrivera plus jusqu'à eux. Le premier objet du ciel profond à ainsi disparaitre de la vue sera le rayonnement du fond diffus cosmologique, celui là même qui a  signalé la sortie du temps obscur des débuts de l'Univers. 

 

Cette situation prédite me gratte fort dans le dos. Car si nous n'avons pas trouver d'ici là une théorie d'un niveau d’abstraction supérieur au niveau actuel, nous perdrons définitivement tout espoir de remonter à l'observation mesurable du Big-Bang.

 

Alors je me suis creusé la petite boule de neurones avec la question "Comment faire quand cela arrivera ?" La seule réponse qui me vient à ce jour et que je n'arrive pas à lire dans la littérature, serait d'impliquer le mécanisme d'intrication quantique par exemple. Imaginons que nous arrivions à modéliser et surtout orienter ce mécanisme. Qu'est-ce qui nous empêcherait alors d'associer non localement ( voilà un point d’achoppement avec la physique actuelle qui veut que si intrication existe, ce soit localement au sens de la physique. C'est une porte peut-être vers une élévation d’abstraction du modèle standard) une particule émise dans les temps proches du Big-Bang (donc enfermée dans les temps sombres) à une particule beaucoup plus près de nous donc visible et mesurable et ainsi par observation de cette deuxième particule, modéliser et comprendre l'existence de la première qui lui est associée par intrication.

C'est un principe et juste une idée jetée comme cela.

 

Ney

 

 

 

[MKPanpan]

Bonjour,

 

je plussoie ce qui a été dit juste au dessus par @22Ney44 

 

Pour l'intervention de @skud, j'ajouterai qu'en réalité la vitesse apparente de certaines galaxies très éloignées peut être supérieure à c, mais il s'agit bien d'une vitesse apparente de notre point de vue et non d'une vitesse réelle.

Si on prend une galaxie située suffisamment éloignée de la nôtre, on pourrait mesurer une vitesse d'éloignement apparente égale à c, éloignement dû en réalité à l'expansion des distances de l'Univers. Si l'on se place à un point juste au milieu entre cette galaxie et la nôtre, on observerait que chacune des galaxies s'éloigne de nous à la vitesse c/2 (si l'on suppose que la vitesse d'expansion est constante, ce qui n'est pas le cas, mais c'est pour l'exemple.) Cet exemple montre que les vitesses mesurées ne sont pas absolues selon l'observateur, à l'inverse des mesures de la vitesse de la lumière, ce qui signifie donc que cette vitesse apparente d'éloignement n'est pas en contradiction avec la Relativité restreinte.

 

Pour la question initiale de @Gildas974, si l'Univers est fini et courbe (avec une courbure presque nulle, on n'est pas tout à fait sûr que l'Univers soit parfaitement plat et donc infini,) en regardant suffisamment loin, on finirait par voir notre Galaxie. Tout comme sur Terre, si l'on regarde depuis la Tour Eiffel vers le Nord et que les rayons lumineux suivaient la courbure de la Terre, on pourrait voir la Tour Eiffel par la face Sud (bien que la Terre nous apparaisse plate a priori.)

La limitation dans le cas d'observer notre propre Galaxie n'est pas la courbure elle-même (car les rayons lumineux iraient tout droit sur une ligne courbe, ou plutôt selon un arc de cercle ou une géodésique,) mais les dimensions de notre Univers. Si notre Univers a bien 13 Gannées, il est probablement plus grand que 13 Gal (selon la mesure à cet instant initial de l'Univers,) donc les rayons lumineux ne nous sont pas encore parvenus. Les mesures de courbure potentielle de notre Univers montrent aussi qu'il doit être beaucoup plus grand que 13Gal (toujours à t0.)

Reste que les dimensions et l'expansion de l'Univers sont telles que même si celui-ci était légèrement courbe et fermé, il faudrait attendre extrêmement longtemps avant de voir notre Galaxie, et celle-ci serait tellement décalées vers le rouge que probablement invisible quelque soit le moyen d'observation, sans compter l'affaiblissement de la lumière par éloignement.