Les galaxies ont elles une orbite ?

[elekaj34]

Bonjour,

 

Lors d'une soirée publiques on m'a posé une colle

 

J'expliquais que dans le système solaire, tous les corps orbitent (de manière différentes bien sur) autour du Soleil ou d'une planète (cas des satellites naturels).

 

Et là on m'a demandé si les galaxies orbitaient autour d'un astre. J'ai tendance a dire non (car dans ce cas, qui est l'astre autour duquel ont orbite ?), mais je voulais être certains de la réponse (car je n'ai pas la science infuse comme on dit et je peux me tromper).

 

Çà fait aussi appel à la théorie du big bang et de l'expansion de l'Univers non ?

[massi49]

d'après ce que je sait, les astres qui composes la galaxie tourne au tour de son centre( autour d'un trou noir super massif) et les galaxie ne tourne pas autour de quelque chose.

parfois il y a des galaxie satellite(une petite galaxie qui tourne autour d'une autre).

les galaxie ne gravites pas elles sont relier par la gravitation pour former des amas.

mais par contre elle s'éloignent les unes des autre (enfin elle ce rapproche. euh... les 2 car le mouvement est relatif) par l'expansion de l'univers.

met des points sur un ballon de baudruche et gonfle le.

les points vont s'éloigner met tu va voir qu'il vont ce raprocher d'autre points.

 

voilà

je ne suis pas très sur mais c'est ce que j'ai appris

[Bleu]

Bonjour,

 

Lors d'une soirée publiques on m'a posé une colle

 

J'expliquais que dans le système solaire, tous les corps orbitent (de manière différentes bien sur) autour du Soleil ou d'une planète (cas des satellites naturels).

 

Et là on m'a demandé si les galaxies orbitaient autour d'un astre. J'ai tendance a dire non (car dans ce cas, qui est l'astre autour duquel ont orbite ?), mais je voulais être certains de la réponse (car je n'ai pas la science infuse comme on dit et je peux me tromper).

 

Çà fait aussi appel à la théorie du big bang et de l'expansion de l'Univers non ?

 

La notion de "tourner autour" n'a pas de sens si on fait la supposition (pas toujours trop mauvaise) que les galaxies sont de masses égales.

 

En effet, la loi de la gravitation de Newton ne dit pas qu'il y a un corps qui doit être "fixe" et qu'un autre doit tourner autour de ce dernier. Elle nous apprend par contre que deux corps massifs exercent une force mutuelle égale l'un sur l'autre. Autrement dit, il n'est pas possible de dire lequel tourne et lequel ne tourne pas. Ce qu'il se passe en réalité est que les deux corps tournent autour du centre de gravité du système.

 

A-t-on alors tort de dire que la Terre tourne autour du Soleil ? Non, parce que l'un des deux corps est beaucoup moins massif que l'autre, et en conséquence le centre de gravité du système Terre-Soleil est très proche du centre du Soleil.

 

Ceci explique pourquoi cela n'a pas de sens de parler de "tourner autour" pour deux galaxies de même masse, puisqu'elles tournent autour du centre de gravité qui est équidistant du centre des galaxies. On pourrait dire que l'une tourne autour de l'autre et réciproquement.

 

Ce qu'il se passe en réalité dans l'univers, je l'ignore. Il peut sans doute y avoir beaucoup de situations différentes. Une galaxie peut être 10 fois plus massive que les autres, les vitesses relatives peuvent être nulles ou très importantes, il peut y avoir beaucoup de galaxies (au-delà de 3 corps on ne peut pas obtenir une solution générale aux équations de Newton), ou elles peuvent être très rapprochées (les deux galaxies mélangent leurs étoiles),...

[Invité akira]

Si si pas mal de galaxies orbitent.

 

Les galaxies se distribuent de maniere tres heterogene dans l univers. Elles se concentrent en amas de galaxies relies par des filaments. Entre ces filaments, il y a des grands vides (densite faible).

 

Apres dans les amas il est difficile de dire qu elles orbitent. Les systemes les plus massifs semblent quasi relaxes mais les autres sont encore dans des etats plus ... chaotiques. En tout cas elles se balladent dans des systemes gravitationnellement lies.

[ArthurDent]

Pas mal de galaxies orbitent, mais pas mal de galaxies collisionnent, aussi ...

C' est sans doute ce que tu sous-entends par "états plus chaotiques" ?

[elekaj34]

Merci pour ces infos.

 

Donc au final, on peut simplifier en disant que des systèmes galactiques (par ex 2 galaxies) orbitent autour d'un point (fictif) qui est le centre de gravité du système.

Mais prenons le cas d'une galaxie seule, éloignée de toute autre galaxies (en admettant que cela existe). Du coup, elle ne subira pas d'effets gravitationnels c'est bien cela ?

Si oui, est ce que pour autant elle orbite autour d'un point ?

A priori elle orbiterait autour d'un trou noir super massif qui serait le "centre" de l'Univers ?

 

Je pose certainement des questions idiotes, mais c'est un domaine que je connais très mal.

[massi49]

y a comme un truc bizarre elles n'orbitent pas autour d'un points fictif.

elles doivent forcément orbiter autour d'un astre avec une très grande masse(pour faire bouger une galaxie, bonne chance)

donc ce points doit exister si elles orbites.

moi je n'est pas entendu parler d'un trou noir au centre de l'univers mais au centre de chaque galaxie

[Invité akira]

Les galaxies meme isolees subissent les effets globals des autres objets de l univers. C'est la raison pour laquelle elles se deplacent en suivant des filaments qui se rejoignent dans les amas de galaxies ...

 

http://ifa.hawaii.edu/~barnes/ast110_06/abhotu/2dFzcone.png

 

La relaxation d un systeme gravitationnel c est plutot une partition des energie grav et cinetique qui caracterise l etat de "stabilite" du systeme. Ca se produit aussi avec des collisions mais pas seulement.

[ArthurDent]

Mais prenons le cas d'une galaxie seule, éloignée de toute autre galaxies (en admettant que cela existe). Du coup, elle ne subira pas d'effets gravitationnels c'est bien cela ?

Si oui, est ce que pour autant elle orbite autour d'un point ?

A priori elle orbiterait autour d'un trou noir super massif qui serait le "centre" de l'Univers ?

En gros :

L' Univers à grande échelle est assimilable à une "mousse de galaxie" (les galaxies sont situées à la frontière des "bulles" de vide (dont la densité est extrêmement faible, moins de 20% de la densité moyenne de l' Univers)

 

Pour construire une description physique de l' Univers, les scientifiques ont fait l' hypothèse qu' il n' y a pas de "centre" de l' Univers : L' Univers est , à grande échelle, partout pareil. Bien sûr, c' est difficilement vérifiable, mais les observations laissent penser que cette hypothèse est juste.

 

Si on imagine une galaxie qui se serait formé au centre d' une des "bulles de vide", selon le modèle actuellement admis, celle-ci serait uniquement soumise à l' effet moyen de la distribution de matière autour d' elle, et comme l' Univers moyen est homogène et isotrope, la résultante de cette effet serait nul, en effet. Elle serait donc quasi immobile, par rapport à "l' Univers moyen". Vu de "chez nous" (en supposant qu' elle soit au centre du vide le plus proche), sa vitesse de récéssion serait très proche de celle prédite par la loi de Hubble (alors que pour les autres galaxies proches, ce n' est généralement pas le cas, car leur orbite ajoute une vitesse propre à la vitesse de récéssion de Hubble).

 

Mais cette situation est très instable : Il suffit que la galaxie ne soit pas exactement au bon endroit, pour qu' une des "parois" de la bulle s' "approprie" la galaxie.

[ChiCyg]

On peut dire qu'un petit corps orbite autour d'un gros corps comme la terre autour du soleil. En fait si on regarde de plus près le soleil "orbite" aussi autour du centre de gravité du système solaire. Par exemple Jupiter a une masse mille fois inférieure à celle du soleil, le centre de gravité de l'ensemble Jupiter-Soleil est donc mille fois plus près du Soleil que de Jupiter. Comme Jupiter est à peu près à 800 millions de kilomètres du soleil, le centre de gravité est à 800 mille kilomètres du soleil - donc un peu à l'extérieur du soleil (700 mille kilomètres). Moralité le soleil "orbite" aussi !

 

Il y a d'autres situations où on ne peut plus bien parler d'orbites. Par exemple dans les amas d'étoiles : les étoiles ont des trajectoires complexes au gré des rencontres. Le comportement est plutôt celui d'un gaz où la trajectoire d'une molécule est constamment déviée par l'approche d'autres molécules.

 

C'est aussi un peu la situation au sein des amas de galaxies, mais les galaxies ne sont pas aussi compactes que les étoiles et les approches se traduisent souvent par la dislocation des partenaires. Certaines étoiles passant de l'une à l'autre, d'autres étant éjectées. On ne peut alors plus du tout parler d'orbites !

[Invité akira]

Tout a fait c est meme deja le cas dans les galaxies elliptiques. On y mesure plus de rotation mais de dispertion de vitesse ... pour en determiner la masse.

[zaqiel]

Bonjour à tous,

Cette question est effectivement très intéressante. L'élément qui nous empêche de répondre facilement est le temps. Pour les planètes c'est facile car elles tournent dans un laps de temps très court à l'échelle de l'Univers. 88 jours pour Mercure, ou même 164 ans et 280 jours pour Neptune sont des laps de temps très courts, mais lorsque l'on parle de galaxies, leurs rotations se compteraient en milliards d'années. Mais je ne crois pas que les galaxies tournent les unes autour des autres même dans les grands amas comme celui de la Vierge, les plus grosses comme notre Voie Lactée absorbent de temps en temps une petite galaxie. Manifestement leurs mouvements n'ont pas l'équilibre qui leur permettraient de stabiliser des orbites comme les planètes ou les étoiles dans une galaxies. Leurs mouvements à la base sont trop chaotiques.

[Invité akira]

Ils ne sont pas chaotiques. Les galaxies ont une distribution statistique de vitesse qui est tres precisement reliee a la masse totale de l amas.