Dimension De L'univers

[Jacques Fraboulet]

Je viens de regarder sur internet les universités du savoir une conférence d'Hubert Reeves très interessante, dont le sujet est "pourquoi le ciel est-il noire la nuit".

http://www.canal-u.education.fr/canalu/index.php

Suite à cette conférence je me demande qu'elles sont les dimensions de l'univers ?

Car si l'univers existe depuis 15 milliards d'années, que la matière s'est créée et a été projetée dans l'espace à une certaine vitesse, l'univers doit bien occuper un volume actuellement, même si l'on sait aussi que ce volume est en expansion et même en accélération d'expansion d'après les dernières découvertes.

Merci d'avance à l'astronome qui connait la réponse, même approximativement.

Cordialement

Jacques Fraboulet

[syncopatte]

il ne faut pas considérer l'univers comme "volume" ou "ballon" suspendu dans le néant.

 

Jeff, Gaétan, pourriez expliquer ou renvoyer vers un topic existant? La nuit s'annonce très potable, je sors le matos,

 

à+

 

Patte.

[Black Hole]

Mon cher Jacques,

 

Tout d'abord une précision hautement importante, l'univers est un espace temps, il ne gonfle pas dans un espace, il est l'espace. De ce fait, ta question perd quelque peu de son sens, en effet, pour dimensionner quelque chose, il faut pouvoir en sortir. Le problème, c'est qu'il est difficile de savoir l'âge de l'univers.

 

En oubliant la relativité et en utilisant la théorie classique, si l'âge de l'univers est estimé à 15 milliards d'années, alors l'univers observable s'étant sur 15 milliards d'années lumières dans toutes les directions. Nous serions donc au centre d'une sphère de 30 milliards d'années lumières de diamètres. Soit environ 10 mille milliard d'années lumières cubes.

 

Malheureusement pour nous, l'univers n'est pas classique, mais relativistes, le raisonnement que j'ai fait ci-dessus ne s'applique donc pas, mais tu peut déjà essayer de l'imaginer.

 

Je ne suis pas assez doué en relativité pour te donner une réponse plus satisfaisante, mais j'espère qu'elle t'aidera à y voir plus clair.

 

Black Hole

['Bruno]

D'après la théorie standard, l'Univers a de grandes chances d'être infini. Mais on n'est pas encore sûr, parce qu'on sait qu'il existe de la matière invisible (à nos télescopes), et peut-être que celle-ci est suffisamment dense pour que l'Univers soit fermé. Ou peut-être que non.

[Jeff Hawke]

Jacques, j’ai trouvé ce lien que je trouve très bien fait en quelques pages d’anglais (plus des tas de liens en références pour creuser). Attention à ta formulation :

" l’univers existe depuis… la matière s’est créée… etc". RIEN à ce jour ne permet d’affirmer que quoi que ce soit ce soit mis à exister , se soit créé il y a 15 Mds d’années. Ce que l’on peut savoir ou déduire, c’est que il y a quinze Mds d’années, notre univers observable tenait dans un espace très petit (pas vraiment un point et pas vraiment au temps 0, parce que cet « endroit » de l’espace temps nous échappe encore). Ca, « l’univers » aujourd’hui et ce quasi point il y a 15 Mds d’années, c’est notre monde, nous étions assez proches les uns des autres en ce temps-là.. . D’un seul tenant si l’on puit dire, peut-être la raison pour laquelle la pulsion astronomique est au cœur de chaque humain. Quant à l’Univers, le vrai, le global, (hors de la spére de causalité, avant ce fameux temps 0, après, à côté)…il nous échappe singulièrement et peut-être à jamais.

 

http://fire.biol.wwu.edu/trent/alles/Cosmic_Evolution.pdf

[duschnok]

j'ai entendu parler d'un univers de 45 milliards d'années lumières... mais je ne sais plus si c'est une borne inférieure ou une estimation

[Jacques Fraboulet]

Les plus lointains objets observés seraient à 15 milliards d'année lumière de nous, et ceci dans toutes les directions de l'espace. Comme l'univers serait daté de 15 millards d'année lumière cela veut donc dire que la lumière venue de ces objets serait partie au début du bing bang. Et ces objets n'existent certainement plus actuellement. Et ceci est valable pour des objets situés à 10 milliards d'année. Seuls les objets situés à quelques milliards d'année lumière de nous ont encore des chances d'exister. L'univers est en perpétuelle modification.

Comment peut-on donc dire alors que l'univers observable est une sphère de 15 millards d'année lumière de rayon ?

Cordialement

Jacques Fraboulet

['Bruno]

C'est 15 milliards d'années-lumières de rayon dans l'espace-temps, pas dans l'espace.

[Jacques Fraboulet]

Message écrit par 'Bruno@Jul 10 2005, 04:21 AM

C'est 15 milliards d'années-lumières de rayon dans l'espace-temps, pas dans l'espace.

](texte cité)

 

Oui merci en effet c'est plus simple de dire espace temps.

Je me demande alors comment font les astronomes pour représenter l'univers.

Car on voit dans des revues des représentations avec des zones avec plus ou moins de galaxies, montrant que l'univers n'est pas homogène.

Sans doutre que les galaxies sont nées pour les premières vers 7 milliards d'années lumière et que très peu ont disparus actuellement ?

[Elie l'Artiste]

La finitude de l'univers est souvent un problème relevé par à peu près tout le monde. Je l'ai fait moi-même et la seule réponse que j'ai pu trouver, j'ai dû la faire moi-même.

 

Notre univers représente "tout ce qui est" Il est donc entouré de "tout ce qui n'est pas"; ce qui élimine ses limites. Il est donc infini en ce sens-là. Mais ici nous ne parlons pas de "distance" mais de "l'état" de l'univers. L'univers est dans un "état" infini.

 

Si on veut parler de distance ou de volume et que l'on considère l'univers comme l'espace/temps, il faut considéré l'âge de l'univers comme le rayon de son "volume"; c'est à dire: de tout l'espace qui existe. Si l'âge est de 15 milliards d'années, le diamêtre du volume devient 15 milliards d'années lumière.(errata:30 milliards d'années lumière) (Je pense )

 

Amicalement

[duschnok]

eh non, d'avis d'astrophysicien (pas moi, un autre... mon prof): l'univers observable fait théoriquement mois de 15 milliards d'années lumières (en gros depuis qu'il est transparent). mais il ne faut pas oublier qu'on n'observe que le passé.

 

Donc si l'on veut considérer l'univers présent (donc pas celui qu'on observe), sa taillle est toute autre. elle n'est pas limtée par la vitesse de la lumière, car cette limite s'applique à un objet par rapport à l'univers (et autres objets, cf relativité restreinte), localement, mais à grande échelle l'univers se dilate. C'est ainsi que le redshift de certaines galaxies nous les montrent comme fuyant à une vitesse supraluminique. l'expansion de l'univers rend ça possible. et au final, on a un univers PRESENT bien plus grand que 15 millliards d'années lumières

[Elie l'Artiste]

Ouais! De toute façon j'avais fait une erreur : un rayon de 15 milliards d'années lumière donne un diamêtre de 30 milliards d'années lumière.

 

Ce qui m'embête un peu c'est la vitesse supraluminique; ça! Faudrait que je le vois passer Les déductions qui "prouve" ce qui n'était pas possible auparavant attire toujours mon attention spéciale.

 

D'ailleurs on observe le passé au présent alors? Dans cet optique, on observe du passé tout autour de nous; l'univers autour de nous n'est que du passé. Même la lumière du soleil est décalée de huit minutes.

 

Amicalement

[duschnok]

le problème de la vitesse, c'est qu'il faut voir par rapport à quoi elle est décrite. C'est la joyeuse métaphore du ballon de baudruche. On calle des galaxies sur le ballon. la lumière se balade d'une galaxie vers l'autre à 300000km/s par rapport à la surface du ballon de baudruche. mais pendant le trajet, la baballe gonfle sensiblement si les galaxies sont loin. je dis bien gonfle, l'espace se distend. alors, bien que la galaxie ait une vitesse "normale "infraluminique par rraport aux bidules locaux, eh bien à très grande distance on observe une pseudo-vitesse (en fait c'est un abus de langage, car les deux vitesses ne sont pas de la même nature) supraluminique, liée à une combinaison de la vitesse "standard" (enfin, selon la relativité retreinte) et à l'expansion de l'univers

[Elie l'Artiste]

Dans ce cas, c'est simple! Prenons la vitesse du photon depuis qu'il est libéré c'est à dire 300,000 ans après le big bang.

 

Il arrive quoi dans ce cas? Parce que le photon se promène à l'intérieur du ballon et non dessus. D'ailleurs le "ballon" espace temps, c'est à dire notre univers n'a pas de "dessus". Il est entouré de "tout ce qui n'est pas" puisque lui est "tout ce qui est" ses limites n'existent pas. Par contre "ce qui est" devrait avoir 30 milliards d,années lumière de diamètre.

 

Amicalement

 

Elie l'Artiste

[duschnok]

ben non: le ballon, c'est la métaphore (bidimensionnelle) de l'univers (tridimensionnel, plus le temps)

et le photon se balade bien dans l'univers (ben oui, on a rien défini d'autre) donc sur le ballon

[Elie l'Artiste]

Bin là, je ne suis plus du tout:

 

bidimensionnel signifie deux dimensions. Pour expliquer très superficiellement l'expension de l'univers ça va autant que pain au raisin avec sa levure; au moins les raisins sont dedans. Mais l'univers n'est ni un pain ni un ballon. Essayons donc de le percevoir en trois dimensions si on a le temps. Et laissons ce pauvre photon voyager à la vitesse de la lumière depuis 300,000 ans après le big bang jusqu'à aujourd'hui.

 

L'expension de l'univers est plutôt comme une règle à mesurer dont les cm s'élargissent; c'est à dire que la règle se rallonge. C'est beaucoup plus juste comme métaphore, je crois.

 

Amicalement

[Black Hole]

@duschnok

 

eh non, d'avis d'astrophysicien (pas moi, un autre... mon prof): l'univers observable fait théoriquement mois de 15 milliards d'années lumières (en gros depuis qu'il est transparent). mais il ne faut pas oublier qu'on n'observe que le passé.

 

Dis moi, Toulouse, univers plus petit que 15 milliards d'années lumières, ton prof ne connaitrais pas Jean-Pierre Luminet des fois?

[Elie l'Artiste]

Black Hole, bonjour;

 

je viens de comprendre la position du prof:

 

Puisqu'il ne regarde que le passé, il ne voit que moins de 15 milliards d'années lumière entre lui et le 300,000 ans après le Big bang. À la condition. évidemment que celui-ci se fit il y a 15 milliards d,année.

 

Cependant, ce prof oublie qu'il voit 15 milliards d'année "tout autour de lui" il est influencé par le concept "passé" qui est le même tout autour; il ne le devrait pas parce que 15 milliards d'année lumière à gauche plus 15 millards d'année lumière à droite, même si c'est du "foin" ou de l'eau, ça totalise 30 milliards d'années.

 

Amicalement

[duschnok]

euh... je crois que tu n'as pas compris ce que j'ai dit. D'accord, comme ça tu expliques 30 milliards d'années lumière, en te supposant au centre de l'univers

moi je te parle de 45, donc relis mon post

 

EDIT: bien sûr ce 45 est jeté plus ou moins au pif, je ne sais plus l'estimation actuelle... mais elle est supérieure à 30

[Elie l'Artiste]

Dans ce cas, tu as raison je ne comprends pas la position de ton prof;

 

mais ...prof...n'est pas suffisant pour que j'adopte cette position.

 

Quant à être au centre de l'univers s'il est infini, nous sommes tous les deux au centre chacun chez soi.

 

Est-ce que ton prof est à gauche ou à droite décalé vers le haut, dans l'univers, lui?

 

Sans méchanceté evidemment.

 

Amicalement

[duschnok]

eh merde, ma réponse a été effacée...

 

je disais qu'il fallait différencier univers présent et observable

 

observable: dans un cas limite utopique, 15+15=30

présent: bien plus, grace à quelques subtilités qui permettent à l'expansion de l'univers des allures de "vitesse supraluminique " (mais c'est un abus de lanngage, c'est en fait assez compliqué) qui fait que l'univerts est plus grand que 45 Ma.

nota: ce n'est pas que l'avis de mon prof, mais c'est celui de 95% (pas tous, car cite moi un domaine où tout le monde est d'accord...) des astrophysiciens en exercice

 

EDIT: au fait, il y a une réponse ds l'autre sujet

[Black Hole]

Salut,

 

Il me semble que ce problème est un problème de topologie. D'après un ouvrage que je viens de terminer "L'univers chiffonné" de Jean-Pierre Luminet édition folio,

 

Il semble que les données actuelles, les données sont compatibles avec des univers variant entre 45 Ma et 140 Ma suivant la topologie adoptée. On devrait en savoir plus avec de futures données. Le satellite WMAP qui fournit les données sur le rayonnement fossiles est à la base de ces discutions.

 

Le problème de la topologie, c'est que l'univers peut être fini et ne pas avoir de bords, ce qui pose forcément des problèmes de compréhension.

 

Ce qui est sur, c'est que pour l'instant personne n'en sais rien. La seule chose qui est sure, c'est qu'un univers de 45 Ma de rayon est le plus probable en comparaison avec les données actuelles.

[Elie l'Artiste]

Donc, je me range du côté des calculs; évidemment.

 

Amicalement

[duschnok]

ouahou!!! mes 45 tombent pas si mal que ça...

 

merci pour l'info complète, black hole. Ca pose mieux les choses qu'une valeur posée au pif

Tu peux m'en dire un chouïa plus sur la nature topologique du problème? (topologique: définition mathématique? ou bien courbure de l'univers? et à quel niveau ça joue?)

[astro4]

si l'univers a entre 40 et140 MA alors il serait dais quoi

[astro4]

pour moi l'univers serait plus en 4 dimensions car il y a la theorie sur le temps disant que plus on s'eloigne dans l'espace plus on remonte dans le temps et je serait plus sur le theme de l'expansion de l'univers par rapport a la creation de la matiere qui serai le meme effet que si on jette des cailloux dans une bassine d'eau, le niveau monte je pense que serai pareille dans l'espace mais pa avec des cailloux.

[Elie l'Artiste]

Bonjour Astr4;

 

"pas avec des cailloux " mais avec de la matière; c'est bien ce que tu veux dire?

 

Amicalement

[lunardistortion]

hum...je ne sais pas si ca va éclairer la discussion, mais bon je me lance.

 

- on cherche les dimensions de l'univers : pour moi, l'univers est forcément infini, pour la raison suivante : s'il est fini, il y a forcément "qqch" au-delà. Et comme nous définissons (ooups JE définis ) l'univers comme "tout ce qui existe et n'existe pas" (en gros la matière et l'anti-matière), dans ce cas l'univers me parait logiquement infini.

 

Maintenant se pose un gros problème : on peut concevoir l'infini (joli concept mathématique qui a d'ailleurs rendu fou son inventeur ) mais pas se le représenter. C'est comme si on nous demandait de dessiner une figure infiniment grande sur un bout de papier : le papier n'est pas infiniment grand, et le temps que nous pouvons consacrer à la réalisation de la figure n'est pas infini non plus (waou nous sommes mortels, grande déduction).

 

Alors peut-être que si l'univers est infini, il ne peut pas "mourir" ? il lui faudrait en effet un temps infini pour cesser d'exister...enfin c'est clair qu'il nous manque pas mal de connaissances sur le sujet

[Black Hole]

Salut,

 

En ce qui concerne la topologie, c'est une science qui étudie les propriétés d'un espace qui ne sont pas sensible aux déformations, on peut étirer, comprimer, malaxer un espace, ces propriétés resteront inchangées. Par contre on ne peut pas le déchirer, le percer ou le coller à un autre espace. Il faut que la transformation soit continue.

 

Dans le cas de l'univers, sa topologie se caractérise d'une part par sa courbure, et d'autre part par sa forme (si il a des trous, s'il est continu...). Un univers de 45 MA serait plus petit que l'espace "réel", on voit un univers qui s'est dilaté, voilà pourquoi il est plus grand que l'univers observables(avant expansion).

 

L'univers peut avoir une courbure soit positive, soit nulle, soit négative. Si sa courbure est positive, alors l'univers a de très fortes chances d'être fini, et sa taille pourra être estimée. Si l'univers à une courbure nulle, sa taille correspond à celle de l'univers "réel", soit environ 50 MA. Si par contre, sa courbure est négative, alors l'univers a de très fortes chances d'être infini.

La mesure de la courbure se fait par rapport à la densité d'énergie contenue dans le rayonnement fossile. Les données apportées par WMAP sont compatibles avec un univers a courbure soit nulle, soit positive et semble exclure une courbure négative.

 

Le modèle qui se rapproche le plus des données actuelles correspond à un univers à courbure positive presque plat, c'est à dire très proche en taille d'un univers à courbure nulle. Il correspond à l'univers dodécaédrique de Poincaré.

 

Il faut savoir que ce modèle est encore très controverser dans la communauté scientifique, car la grande partie des cosmologistes préfèrent prendre l'hypothèse d'un univers à courbure nulle, et dire que les écarts avec les données enregistrées sont dus à des erreurs de mesures.

 

@astro4: L'univers n'est dans rien du tout, il est la matière et le temps, il n'y a donc rien autour, du moins à mon avis.

[lunardistortion]

merci pour ta réponse ;-)

 

mais si l'univers a une courbure positive ou nulle (et donc qu'il est fini), qu'y-a-t-il au-delà ? rien ou autre chose ? enfin j'éprouve tjrs pas mal de difficultés à savoir ce qu'il y a après, et je trouve ça logique qu'il y ait qqch...sinon peut-être que nous ne pouvons pas appréhender vraiment la structure de l'univers dans lequel nous vivons.

 

Wittgenstein a dit un jour : "on ne peut bien observer une chose que si l'on est extérieur à cette chose" (ou qqch dans le genre, l'idée est là ). De là à dire qu'on pourra, un jour, se retrouver en dehors de l'univers, oulalala !!!