Plus vite que la lumière?

BERNARD BRUNET · 24 août 2008

je comprends mieux l 'expansion n'est pas uniforme ou homogene dans tout l'univers et les galaxies ne se deplacent pas de la meme façon et non pas les memes forces gravitationneles .... cela dit la rotation des galaxies s'expliquent comment ? par leur force gravitationneaux? qui entrainent un mouvement en spirale avec les trous noirs centraux...

lejon · 24 août 2008

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Poussin38 · 24 août 2008

Il reste à savoir s'il existe un consensus professionnel à propos de cette présentation.

N'a-t-on d'ailleurs pas là "enfoncé une porte ouverte" ? Si tel est le cas, il est possible que sa portée ne se situe qu'au niveau de la vulgarisation. Mais, à ce niveau, cela ne ma paraît pas négligeable.

...

Mais cela me paraît rester une excellente voie de vulgarisation à travailler.

...

Maintenant, pourquoi ce besoin irrésistible de "piquer dans les ballons". C'est peut-être freudien...

.

Et c'est là où nos chemins se séparent définitivement : sous de pseudo approches de fausse humilité tu balances des réflexions sur une "soit disante" vulgarisation.

Pour le coté Freudien il n'y a pas que ça, contradiction à l'appui (à un moment tu parles de professionnels après tu remets une couche de vulgarisation) : l'article cité par Arthur est largement hors de portée de 99% de la population.

Ne parle pas de vulgarisation puisque tu te lances dans un réel débat de fond sur le sujet : on est dans l'approfondissement, puisque tu es si puriste à vouloir une vulgarisation rigoureuse.

Et tu peux remettre tes commentaires à mes posts, ça ne te crédibilisera pas davantage. Finalement tu es comme vinety, vaniteux :mad:

Pour le photon c'est bien sa géodésique nulle en métrique robertson walker qui permet de lier dt à un terme R(t)f® et en déduire le décalage spectral lié à la distance.

Pour arthur : "l'expansion de l'espace" se sert pourtant bien des hypothèses de principe cosmologique (homogénéité et isotropie de l'univers) pour simplifier progressivement l'équation d'einstein G $mimetex.cgi?\mu\nu$ =-8*pi*G*T $mimetex.cgi?\mu\nu$ .

On obtient donc bien avec ces approximations des modèle globaux ne permettant pas de traiter des situations plus locales.

Peux tu préciser comment et à quels niveaux se font ces ajouts d'inhomogénéités?

lejon · 24 août 2008

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'Bruno · 24 août 2008

Lejon : je ne parlais pas de la distance angulaire, mais effectivement je n'ai pas été clair.

Je reprends.

Dans la vision courante d'un espace en expansion, les galaxies sont de plus en plus distantes les unes des autres : l'espace entre elles se dilate. Par contre, la taille des galaxies ne se dilate pas (sur le ballon, les pastilles sont collées, pas dessinées).

Maintenant qu'il est acquis que cette vision est trompeuse, je me demandais si néanmoins les galaxies s'éloignent. Bien sûr, il faut préciser ce que j'entends par s'"éloigner". J'entends par là que leur distance augmente dans le temps. Oui mais quelle distance ? Disons la distance luminique. Est-ce que la distance luminique entre les galaxies augmente dans le temps ? Il me semble que oui, mais cette discussion m'a mis du doute... Et est-ce que les diamètres des galaxies sont toujours constants, comme dans la vision traditionnelle popularisée par l'analogie des pastilles sur un ballon ? Pour bien préciser de quoi je parlais, j'ai ajouté que je parlais des diamètres des galaxies définis par la distance de luminosité afin d'utiliser le même type de distance dans les deux cas (distance des galaxies ; diamètre des galaxies), en oubliant que les quatre types de distances ne diffèrent pas pour des longueurs si petites que des diamètres de galaxies. Du coup, cette précision était inutile.

Bref, je reprends : est-ce que les galaxies s'éloignent bien entre elles (distance luminique [ou autre, si on veut] croissante) sans pour autant se dilater (diamètre constant) ?

En tout cas, je te remercie (ainsi qu'Arthur) de participer à cette discussion vraiment enrichissante. Ne pars pas, on a besoin de toi ! Poussin : je suis persuadé que ce qui peut paraître à première vue comme du pinaillage (heu... de l' « approfondissement ») dans les interventions de Lejon sont au contraire des remarques importantes. Il remet en cause la vulgarisation de la cosmologie, et je pense qu'il a raison. En effet, j'ai lu des textes de vulgarisation de divers niveaux (de Hawking à Andrillat, l'un qui ne raisonne que par des analogies simplistes, l'autre qui fournit les équations) et ces livres m'ont donné une image de l'"expansion" qui visiblement n'est pas celle des chercheurs (ni de l'univers, du coup). Je suis à peu près sûr de ne pas avoir compris ce qu'est l'expansion de l'univers (ou du moins ce qu'on appelle ainsi), et c'est grâce à des discussions de ce genre. Mais j'aimerais comprendre...

Que des personnes préfèrent en rester à la vision d'un univers fait de galaxies qui s'éloignent au fur et à mesure que de l'espace se crée entre elle, OK, pas de problème, mais qu'elles n'empêchent pas ceux qui ont compris (ou cru comprendre...) que ce n'est pas la bonne vision de s'interroger sur ce que devrait être la bonne vision (quand je dis "vision", je veux parler de vulgarisation par un phénomène plus ou moins visualisable, comme l'expansion de l'espace, mais je ne sais même pas si c'est possible, après tout, on ne sait pas comment visualiser un objet qui est à la fois une onde et une particule...)

ArthurDent · 24 août 2008

Salut Poussin,

C' est vrai que l' article dans son ensemble est trop technique pour le lectorat "moyen" du forum (je précise, pour que ça ne soit pas mal interprété, qu' en ce qui me concerne je suis loin de pouvoir suivre le détail de tous les calculs, même si je crois avoir à peu près saisi les grandes lignes, et que ce n' est pas par snobisme, mais par soucis de donner aux lecteurs qui le souhaitent et ont les connaissances en anglais et en physique suffisantes, la possibilité de vérifier que je n' ai pas compris de travers, que je cite ce genre de trucs).

Le problème, c' est que je ne connais pas d' article de vulgarisation qui montre les limites des explications habituelles sans entrer dans les formules.

La vulgarisation sans faire de fausses analogies, c' est possible (le petit bouquin d' Einstein sur la relativité restreinte et générale, ou de celui de Feynman "Lumière et matière" sur l' électrodynamique quantique, le prouvent) mais ça me semble très difficile. Du coup, je te trouve un peu dur avec Lejon ...

Sinon :

Peux tu préciser comment et à quels niveaux se font ces ajouts d'inhomogénéités?

Pour le "comment" :

L' idée , si j' ai bien compris, est de linéariser: On écrit la métrique sous la forme $mimetex.cgi? g_\mu_\nu = g^0_\mu_\nu + \delta g_\mu_\nu$ , $mimetex.cgi?g^0$ étant la métrique FLRW, la contribution du "fond homogène et isotrope" et $mimetex.cgi?\delta g$ la contribution des inhomogénéités à la solution. Idem pour la distribution de matière :

$mimetex.cgi?\phi = \phi^0 + \delta \phi$ , puis de chercher une solution approximative qui remplisse les contraintes de l' équation d' Einstein et soit indépendante du choix des "coordonnées" (en fait, de la jauge choisie).

Pour le "A quel niveau", toujours si j' ai bien compris :

L' idée est de modéliser les inhomogénéité du fond diffus cosmologique, avant la formation des grandes structures (donc à grande échelle, et juste après l' inflation, pas à l' échelle des amas de galaxie aujourd' hui!)

Je tire ce qui précède de là :

http://arxiv.org/abs/hep-th/0306071

Il me semble également avoir vu passer des papiers sur une modélisation "à deux phases" : les vides et les (super)amas de galaxies, mais je n' ai pas la référence sous la main.

Snark · 24 août 2008

Tiens' date=' j'ai une question. Si on utilise comme distance la distance luminique, peut-on quand même dire que le rapport entre le diamètre des galaxies (diamètre défini en distance luminique) et la distance entre les galaxies (distances luminiques) est décroissant ? (Comme c'est le cas sur le ballon...)[/quote']

ça me rappelle mon ancien patron qui utilisait souvent " vous n'êtes pas sans ignorer"

Snark · 24 août 2008

Dans la vision courante d'un espace en expansion' date=' les galaxies sont de plus en plus distantes les unes des autres : l'espace entre elles se dilate. Par contre, la taille des galaxies ne se dilate pas (sur le ballon, les pastilles sont collées, pas dessinées).

[/quote']

On n'en sait rien, imaginons que la matière se dilate comme l'espace mais avec un certain retard (l'effet de masse) ou plus lentement, on pourrait observer exactement la même fuite des galaxies, mais on aurait également une hypothèse (audacieuse) sur la gravitation.

Poussin38 · 24 août 2008

Poussin : je suis persuadé que ce qui peut paraître à première vue comme du pinaillage (heu... de l' « approfondissement ») dans les interventions de Lejon sont au contraire des remarques importantes. Il remet en cause la vulgarisation de la cosmologie' date=' et je pense qu'il a raison. En effet, j'ai lu des textes de vulgarisation de divers niveaux (de Hawking à Andrillat, l'un qui ne raisonne que par des analogies simplistes, l'autre qui fournit les équations) et ces livres m'ont donné une image de l'"expansion" qui visiblement n'est pas celle des chercheurs (ni de l'univers, du coup). Je suis à peu près sûr de ne pas avoir compris ce qu'est l'expansion de l'univers (ou du moins ce qu'on appelle ainsi), et c'est grâce à des discussions de ce genre. Mais j'aimerais comprendre...

[/quote']

Je partage tes remarques, en particulier sur les limites de compréhension de tels sujets .

Les miennes concernent surtout le ton avec lequel M Lejon s'exprime (cf le perçage de ballon plus haut et la 1ère remarque à GG au début) et s'il m'a traité de malotru par MP c'est aussi parce qu'il souhaite rester propre en public, 1 partout la balle au centre. Et si des excuses (publiques elles) peuvent permettre la 2ème mi temps, pour ma part je n'y vois pas d'inconvénient, bien au contraire.

Et je suis tout à fait disposer à débattre de connaissance mais pas de vulgarisation : on dépasse largement l'aculturation, on est dans la connaissance du sujet (pas encore la maitrise ), notamment avec Andrillat et tous les bouquins de ce niveau (pour ma part le "Relativité Générale et gravitation" d'Elbaz).

C'est ce qui est frustrant pour moi à ce niveau "intermédiaire" : même en ayant un vernis très léger sur le sujet (et heureusement que j'ai mon book sous la main pour reprendre qq équations légèrement effacées de ma mémoire ), j'en ai la plus grande difficulté à retranscrire ma compréhension "avec les mains" comme dirait Lasilla.

Enfin, pour ma part je croyais que l'univers enflait de tous cotés et que si ça ne se voyait pas pour les galaxies, ce n'était qu'une question d'échelle ?

Arthur : merci pour la référence donc s'il peut injecter des perturbations anisotropes c'est qu'il est très en amont de la mise en équation des modèles d'univers par simplification des équations d'einstein grâce aux hypothèses d'isotropie (etc...).

Mais alors pourquoi du coté du tenseur métrique plutôt que celui d'énergie impulsion (qui représente la distribution plus ou moins isotrope -au gout des modélisateurs- des propriétés physiques de l'espace)?

Déjà coté géométrie j'étais largué mais je crois que ça va être pareil coté calcul tensoriel , même si je crois avoir pigé l'approche.

A quel moment et sous quel format met-il de la méca Q dans les équations ?

ArthurDent · 24 août 2008

Mais alors pourquoi du coté du tenseur métrique plutôt que celui d'énergie impulsion (qui représente la distribution plus ou moins isotrope -au gout des modélisateurs- des propriétés physiques de l'espace)?

Si tu relis, tu verras qu'il le fait aussi pour le tenseur d' énergie-impulsion, en négligeant une bonne partie des termes sous prétexte que leurs effets sont du second ordre ou bien qu' ils s'annulent à cause des contraintes d' invariance de jauge.

Quant à la méca-Q, la je pose mon joker, je ne sais pas (encore) répondre clairement à cette question, j' ai bien lu des papiers sur le sujet mais je n' y comprends que dalle. Si tu veux décrypter des trucs, y' en a plein dans arxiv.org/gr-qc ... Bon courage.

Snark : Je pense qu'il y a méprise, il me semble que Bruno cherche à comprendre ce que raconte la modélisation actuelle (à base de RG), pas à imaginer une autre théorie de la gravitation comme tu le suggère ("imaginons que la matière se dilate comme l'espace mais avec un certain retard (l'effet de masse)")

lejon · 25 août 2008

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Snark · 25 août 2008

Snark : Je pense qu'il y a méprise, il me semble que Bruno cherche à comprendre ce que raconte la modélisation actuelle (à base de RG), pas à imaginer une autre théorie de la gravitation comme tu le suggère ("imaginons que la matière se dilate comme l'espace mais avec un certain retard (l'effet de masse)")

C'était bien ce que j'avais compris, je me suis simplement permis d'y glisser cette possibilité.

'Bruno · 25 août 2008

Oh, il ne faut pas s'emporter comme ça... Surtout que Poussin avait laissé tomber (« si des excuses (publiques elles) peuvent permettre la 2ème mi temps, pour ma part je n'y vois pas d'inconvénient, bien au contraire »).

C'est que je veux assister à la deuxième mi-temps...

lejon · 25 août 2008

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Coelix971 · 25 août 2008

Me concernant, je lis (sans y intervenir) ce post depuis le début. sachant le récent changemennt de ton et sachant l'importance du sujet (car un peu comme Bruno - je me permet Bruno ...un peu de prétention me fera du bien - j'avais finalement pas si bien compris que ça l'extension de l'univers) je souhaiterais que tous les efforts soient faits afin d'éclaircir ceux qui le désire.

Je vous propose en cela, M. Arthurdent - Lejon - Bruno - Akira - Lasilla et autres (sans froisser personne) de créer la discussion: "Que veut-on dire par l'expansion de l'univers?" et de fermer ou de réorienter celle-ci sur le sujet de départ (au cas où si tout n'aurait pas été dit). Il s'agirait bien sûr d'une vulgarisation évitant autant que faire se pourra des équations de hautes voltiges.

Merci à vous messieurs dames.

ArthurDent · 25 août 2008

Coelix, je pense que ce qu' on entends par "expansion de l' Univers" et le sujet de ce fil sont très liés, alors autant continuer ici ...

En effet, la "découverte" par le profane du fait que les vitesses de récession sont supérieures à c pour les galaxies lointaines, est un

des trucs qui font prendre conscience qu' on croyait avoir compris, et qu' en fait non.

On l' avait déjà cité par ailleurs, dans une discution animée avec ChiCyg, je crois, mais je le replace ici :

Ce texte :

http://arxiv.org/abs/0707.0380

explicite et décortique la question posée par Coelix971, qui est un bon résumé du questionnement de tout le monde sur ce sujet, je crois ...

Comme Bruno et lejon, je suis maintenant persuadé que la plupart des lecteurs d' articles de vulgarisation se font prendre au piège des analogies "ballon qui gonfle" et de la locution "expansion de l' espace".

En tout cas moi je suis tombé dedans (quand j' étais petit ) et n' en suis sortit que récemment, ça vaudrait donc le coup, il me semble, qu' on en discute (histoire de s' assurer qu' on a tous compris la même chose en lisant le texte cité, notamment), et même peut-être que quelqu' un de doué fasse un résumé de ce que tout le monde a compris à la fin ...

Le texte commence par la question :

In understanding the concept of expanding space, it
is important to examine the basic premise of general

relativity, neatly packaged in John Wheeler’s adage

matter tells Spacetime how to curve, and

Spacetime tells matter how to move

which sets out the dynamical relationship between the

geometry of spacetime and the density and pressures

of fluids contained therein.

However, if the prominent cosmologists quoted in

the previous section, will ask “how can space, which

is ultimately empty, expand”, we must also ask the

question of how this “nothingness” of the vacuum can

be curved?

ce qui, résumé, donne :

"Pour comprendre le concept d' expansion, il est important de partir des prémisses de la RG, élégamment résumés par l' adage de Wheeler :

La matière dit à l' espace-temps comment se courber,

l' espace-temps dit à la matière comment se déplacer.

Mais,[...] comment "rien" (l' espace-temps) pourrait-il se courber ?

Et la réponse :

By reducing Wheeler’s adage to

matter tells matter how to move

the concept of spacetime, just like the aether, can be

banished as being non-existent and unnecessary

"En réduisant l' adage de Wheeler à :

la matière dit à la matière comment se déplacer

le concept d' espace-temps, tout comme l' ether, peut être supprimé car non existant et non nécéssaire."

A noter que le paragraphe 2.6.1 traite du sujet de ce fil.

lejon · 25 août 2008

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ArthurDent · 25 août 2008

Une chose est de décrire le modèle mathématique. Et en tu trouveras à ce sujet beaucoup prêts à te l'expliquer de la manière la plus initelligible.
Une autre chose est de chercher un sens. La seule matière qui, nous profanes, nous intéresse.

Je ne sais pas si on peut vraiment dissocier l' un de l' autre ...

Les principes de base de la RG sont connus, et facilement exprimables, ils ont un "sens" assez facile à saisir : le principe d' équivalence (accélération et gravitation sont équivalents) se comprends facilement, mais quand on essaye de donner un sens au modèle cosmologique qui en découle, ça se complique sérieusement, enfin je trouve, dès qu' on rentre dans les détails ...

Et là , à moins de d' abord comprendre ce que raconte le modèle mathématique, je vois mal comment trouver un sens à celui-ci.

'Bruno · 25 août 2008

Bon, je repose ma question - je suis persuadé qu'elle est importante car elle porte sur une façon de comprendre l'expansion.

Peut-on dire que les galaxies s'éloignent les unes des autres ?

Comment ? Ce que j'entends par "s'éloigner" ? Eh bien que leur distance croît. Comment ? Quelle distance ? Ah oui, zut... La distance comobile est constante, il me semble, et les trois autres sont croissantes...

Je précise : est-ce que le rapport entre la distance et le diamètre des galaxies croît ? (ces deux distances étant choisies dans le même type) Il me semble que oui, mais ça se trouve non ?

ArthurDent · 25 août 2008

La réponse est oui, sauf si on choisit comme distance la distance comobile, puisque celle-ci élimine le facteur d' échelle.

Enfin, il me semble.

25 août 2008

La réponse est oui, sauf si on choisit comme distance la distance comobile, puisque celle-ci élimine le facteur d' échelle.
Enfin, il me semble.

Ca depend du modele d univers. Par exemple si tu etudie la distance diametre-angulaire en fonction du redshift, elle atteint une valeur presque constante au dela de z = 1 ... Le diametre ne diminue plus.

Tout cela depend des parametres cosmologiques ...

'Bruno · 25 août 2008

Pffff... je crois que je vais en revenir au modèle de la Terre plate portée sur le dos d'une tortue. Il ne correspond peut-être pas aux observations, mais au moins il est compréhensible !

ChiCyg · 25 août 2008

Passionnant ce post, même si, n'en prenant connaissance qu'aujourd'hui, je regrette un peu les suppressions que lejon a apporté à ses messages ...

Je ne partage décidément pas les certitudes de 'Bruno qui sépare l'expansion et la vitesse comme le bon grain de l'ivraie .

Mal sevré de WebAstro, j'ai lu quelques articles dont un au titre apparemment provocateur "Fundamental Physics: why Dark Energy is bad for Astronomy" (Physique fondamentale : pourquoi l'énergie noire est mauvaise pour l'astronomie)

http://arxiv.org/pdf/0704.2291v1

Le seul défaut de ce papier est d'être en anglais, mais, il n'y a en revanche pas une seule formule, tout un chacun peut le comprendre.

La thèse de l'auteur est, rapidement, qu'astronomie et physique fondamentale, bien que partageant de nombreuses caractéristiques communes, n'ont pas la même culture. L'astronomie cherche à comprendre la structure et le fonctionnement de systèmes complexes et est donc une science pluridisciplinaire, intuitive et synthétique. Au contraire, la physique fondamentale est réductionniste, écarte la complexité pour rechercher à travers des phénomènes bien isolés la Vérité sous-jacente. Son tableau de comparaison (page 4) entre le télescope Hubble et WMAP (le premier outil d'astronome, l'autre de physicien, m'a paru particulièrement éclairante). Sa thèse est donc que si l'astronomie utilise toute son énergie pour travailler sur celle qui est noire (d'énergie ) elle perdra son âme ou au moins sa culture.

J'en parle parce que j'ai compris par cet article ce qui me séparait de 'Bruno (et d'autres ...). Quand on parle d'expansion de l'univers on est déjà dans un modèle physique qui a bien des qualités mais bien des défauts aussi.

Par exemple, pour construire son modèle le physicien doit simplifier et supposer l'univers homogène et isotrope. L'astronome lui, observateur de la complexité, peut avoir quelques doutes. Il a aussi des doutes quand il observe que la constante de Hubble (la vitesse d'expansion de l'univers) se mesure à des échelles très courtes dans l'amas local, là où la dynamique d'attraction des galaxies entre elles devrait "masquer l'expansion" (paradoxe de Hubbble-Sandage dont j'ai fait une discussion qui n'a pas vraiment passionné les foules ).

La seule explication que j'ai lue pour expliquer ce paradoxe (dit de Sandage-Hubble), fait intervenir la fameuse énergie noire qui "repousserait" les galaxies même à "petite" échelle. La boucle est bouclée.

J'ai compris, 'Bruno, pourquoi je ne partage pas tes "vrais" et tes "faux", je suis plus attiré par l'astronomie que par la physique fondamentale et la recherche de la Vérité.

Ouf, vous noterez que j'ai fait un gros-gros effort pour ne pas retomber dans les mêmes arguties perpétuelles

Poussin38 · 25 août 2008

(note : terme repris du post 69)
Mi-temps de quoi ?

Du match entre ceux qui veulent parler de vulgarisation et ceux qui insultent les premiers parce qu'ils ne le veulent pas et prétendent parler "connaissance" ! ?

ça y est t'es calmé (et tu as fini de supprimer les posts qui incriminent tes commentaires :rolleyes: ) ?

on peut poursuivre...?

Je parle effectivement connaissance et non vulgarisation (je maintiens la distinction mais ce n'est pas l'objet du post) car dans les messages que tu as supprimé il y avait effectivement un léger coté condescendant concernant la vulgarisation (qui se devait d'être plus rigoureuse selon toi si je me souviens bien) et qui m'a effectivement agacé au début (mais trop tard pour revenir sur les traces).

Manifestement les approches diffèrent même si la cible est la même : arriver à comprendre un peu mieux les concepts de modèles d'univers commençant à méler RG et quantification (cf article cité par Arthur).

Quand tu dis "Une chose est de décrire le modèle mathématique. Et en tu trouveras à ce sujet beaucoup prêts à te l'expliquer de la manière la plus initelligible.

Une autre chose est de chercher un sens. La seule matière qui, nous profanes, nous intéresse. ", il ya explicitement du mépris mais je mets ça sur le compte de la colère, normal ça arrive à tout le monde.

Par contre si tu continues, tu vas finir par passer pour le vilain petit canard, jusqu'à présent tu étais un modèle de retenue...

Par contre le "sens" comme tu dis, peut s'acquérir par n'importe quelle lecture des phénomènes physiques. C'est à partir des équations (formalisme) que je comprends les choses, c'est comme ça que j'ai appris la physique. Les américains, dans leur éducation, ont une approche de la physique nettement plus "avec les mains".

Désolé si mon approche ne répond pas à ton canon de la connaissance (ou vulgarisation puisque tu finis par revenir sur ce que tu as effacé à savoir qu'une vulgarisations se devait d'être suffisament rigoureuse).

Et quand on parle modèle, il faut bien à un moment accepter de mettre la main à la pate du dit modèle en expliquant et explicitant le formalisme qui le décrit, à savoir les équations (cf remarque d'arthur qui va dans le même sens).

Ainsi, vous voudrez bien m'excuser si je repart du modèle mathématique pour tenter de répondre à la question de coelix sur l'expansion de l'univers et qui tordra peut être à votre plus grand plaisir le modèle du ballon. Et tant pis si vous ne m'excusez pas en fait ça ne changera rien, je continuerai quand même dans ce sens :cool: )

La géodésique nulle d'un photon en coordonnées comobiles (métrique RW) s'écrit :

0=d $mimetex.cgi?\tau$ ²=dt²-R²(t) dr²/(1-kr²) avec k = 1, 0 ou -1 suivant le modèle d'univers (elliptique, euclidien ou hyperbolique).

Si on regarde une onde émise depuis une galaxie à un temps t1 reçue en t0 (temps local de l'observateur) par un observateur distant on arrive en intégrant la relation précédente à la relation R(t0)/R(t1)=z+1= $mimetex.cgi?\lambda$ 0/ $mimetex.cgi?\lambda$ 1 où R(t) désigne la fonction du rayon d'univers et z le décalage spectral.

Puisque le décalage vers le rouge est observationnellement confirmé, on à bien R(t) fonction croissante d'où "l'image" du ballon : l'univers est en phase d'expansion.

D'après le principe d'équivalence ce constat est vrai quelque soit l'endroit où on se trouve.

Donc pour répondre à la question de Bruno (NB ne pas oublier les hypothèses du principe cosmologique d'homogénéité et d'isotropie), 2 galaxies quelconques se voient mutuellement s'éloigner l'une de l'autre (sauf à considérer les coordonnées comobiles comme l'a dit arthur plus haut).

Je pense que l'ambiguité du modèle du ballon provient de la fonction R(t) qui résulte d'une simplification du tenseur de courbure de Ricci R $mimetex.cgi?\mu\nu$ lui même sensé représenter le tenseur G $mimetex.cgi?\mu\nu$ de l'équation d'einstein citée plus haut (avant de me faire démolir par Lejon ) et qui représente la "géométrie" de l'univers (pour donner le sens de l'objet mathématique).

Dans le modèle d'un champ de gravitation dépendant du temps et de symétrie sphérique, cet abominable objet mathématique se transforme en une fonction uniquement dépendante du temps si on revient à l'hypothèse que la densité de matière est homogène et qui permet en résolvant la mise en équation du trajet d'un photon entre 2 endroits d'obtenir ce résultat d'une fonction croissante du temps.

Ainsi le modèle du ballon n'existe que grâce à ces simplifications de fonction de métrique, peut être abusivement nommé rayon d'univers mais dans un modèle sphérique homogène l'analogie est assez directe il me semble. On est bien dans un modèle donc imparfait par nature...

Or la métrique est bien représentative des géodésiques (on peut montrer qu'il s'agit d'une intégrale première mais là je vais dégouter lejon, ça vaudrait presque le coup, bon ok je m'excuse ) : ça veut dire que le trajet de tout objet physique est intimement lié à la "géométrie" de l'univers, tout au long de son parcours (cette assertion est indépendante des hypothèses de simplification d'isotropie et d'homogénéité).

Et c'est cette géométrie qui est elle liée (équation d'einstein) au contenu physique de l'univers, de toute nature que ce soit -électromagnétique, nucléaire, gravitationnelle, inconnue etc...-

Donc pour ma part, l'image du ballon n'est pas si sotte que ça, elle est effectivement imprécise mais bien pratique en géométrie sphérique (si ça se trouve la ballon a une forme de goutte d'eau, voire de 3-tore, ya Roland Lehoucq qui bosse dessus si je me rappelle bien ce qu'il essayait de nous expliquer en prépa :be: ) mais ça suffit pour le commun des mortels (pas à vous bien sur ), tout comme l'image de la selle de cheval pour les univers hyperboliques.

Après cette image de "vulgarisation", il faut bien passer à un niveau de modélisation supérieur si on veut poursuivre notre compréhension des choses. Mais ce n'est plus de la vulgarisation (je sais aussi utiliser les marteaux :be: ).

Voilà où j'en suis de ma compréhension de l'univers, vraisemblablement limitée, mais après il faudrait rentrer dans un formalisme que je ne maitrise malheureusement plus depuis longtemps; d'où mes questions à Arthur sur le formalisme d'intégration de MQ en RG .

Allez Lejon, sans rancune

Ps : j'ai mis un peu de temps à rédiger tout ça et chicyg a été plus synthétique merci

'Bruno · 25 août 2008

Au fait, est-ce que dans un modèle où les galaxies se dilatent en même temps que l'espace, le paradoxe de Hubble-Sandage serait résolu ? Il me semble que oui, puisque dans un tel modèle il serait normal de mesurer l'expansion à des distances aussi courtes que l'on veut puisque l'expansion aurait lieu aussi au sein des galaxies (même au sein du Système Solaire, et peut-être même au sein des objets, des molécules, des atomes ? C'est le modèle du ballon avec les pastilles dessinées dessus.)

Pourquoi un tel modèle est-il écarté ? (J'ai effacé un monologue où je réfléchissais tout seul sans trouver la réponse.)

ArthurDent · 26 août 2008

Donc pourquoi pas les diamètres des galaxies

Corrigez-moi si c' est une connerie :

R(t) décrit les longueurs dans le cas d' un univers homogène et isotrope. A l' échelle d' une galaxie, l' univers n' est plus homogène, donc en relativité générale, la métrique ne peut plus être celle de l' Univers "moyen" (une galaxie n' a pas la même densité que l' Univers moyen, loin de là). En première approximation, si on considère que toute la masse de la galaxie est regroupée en un seul point (masse ponctuelle) , la solution de l' équation d' Einstein est connue : la métrique au voisinage d' une galaxie modélisée par une masse ponctuelle est celle de Schwarzschild : $mimetex.cgi?ds^2=\left(1-\frac{2Gm}{c^2 r}\right)^{-1}dr^2+r^2(d \theta^2 +\sin^2 \theta d \phi^2)-c^2 \left(1-\frac{2Gm}{c^2 r}\right)dt^2$ . m étant la masse totale de la galaxie, et r,theta,phy les coordonnées sphériques. Cette métrique ne comporte pas de facteur d' échelle dépendant du temps. Au passage, ce "raisonnement" devrait être vrai pour tout objet fortement lié (i.e. dont la densité est très supérieure à la densité du "fond" , qui est déduite de l' hypothèse d' homogénéité).

Edit : Attention, celà suppose qu' on néglige la contribution du fond homogène et isotrope à la solution, et suppose que toute la masse est regroupée en un seul point ! C' est une approximation assez grossière.

'Bruno · 26 août 2008

Merci Arthur, c'est clair et définitif !

Lasilla · 26 août 2008

Oh pétard, le tenseur de Ricci, la métrique de schwarzschild...

J'ai raté des posts, moi!

Va falloir que je reprenne tout ça calmement...

Bon, voyons, l'est où mon bouquin d'Elbaz "relativité générale et gravitation?"...

Je le relis et je reviens (dans 2-3 mois, donc :be: )

guik · 26 août 2008

Lorsqu'on observe un décalage vers le rouge de la matière du disque d'accrétion attiré par un astre compact (étoile à neutre' date=' trou noir...), il s'agit bien d'un décalage de fréquence qui est mesuré. Pourtant ça ne s'appelle pas effet Doppler (mais d'un décalage dû à la gravitation, je ne sais plus quel nom ça prote)[/quote']

Cela s'appelle le redshift gravitationnel, qui veut tout simplement dire "décalage vers le rouge" et qui indique que cette mesure a été réalisé par effet doppler... toutefois, le fait même de l'appeler "redShift gravitationnel" permet de différencier la "cause" réelle de la mesure obtenue... par effet doppler !

Il me semblait qu'on parlait d'effet Doppler seulement dans le cas où le décalage est dû à une vitesse

Seulement voila : vitesse = distance/temps !!!

Donc même si c'est ta distance qui augmente (expansion de l'univers), c'est toujours ta "vitesse" qui est impactée (en apparence)... et c'est cet impact qui est mesurable par effet doppler.

C'est seulement lors de l'interprétation des résultats qu'il faurdra "isoler" la part de ce décalage due a l'expansion de l'univers....

ArthurDent · 26 août 2008

Cela s'appelle le redshift gravitationnel, qui veut tout simplement dire "décalage vers le rouge" et qui indique que cette mesure a été réalisé par effet doppler

Non, la mesure est réalisée par spectroscopie, en comparant les fréquences des raies d' émission d' éléments connus provenant de l' objet astronomique, avec la fréquence de ces même raies mesurées en laboratoire.

Ce qu' on mesure, c' est directement ce décalage de fréquences, pas une vitesse.

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