Expansion de l'univers au niveai atomique...

[Altair01]

Bonjour,

 

Suite au décalage dans le rouge des galaxies on en déduit l'expansion de l'univers, expansion du temps et de l'espace. Et cela en tout point de l'univers, il n'y a pas de centre.

 

Tout cela c'est pour la vision macro. Mais au niveau du monde de l'atome et des particules il en est quoi ? A t'on observé l'expansion à ce niveau ? Est-ce même possible de l'observer ?

 

Merci

 

Cordialement

Modifié 7 juillet 2011 par Altair01

[dimi]

Salut,

 

L'expansion de l'univers ne se joue qu'au niveau de la trame, dès le moment où de la matière rentre en jeu, par exemple :

- la gravitation prend le dessus

- les forces d'attraction entre particules, atomes sont bien plus grandes

[Smith]

Il faut atteindre des distances cosmologiques pour détecter l'expansion de l'univers. Au niveau du système solaire je ne crois pas me tromper en affirmant que cela n'a pas été mesuré, alors au niveau de l'atome c'est en dehors de nos possibilités technologiques.

[claudemaia]

bonjour

en admettant que les atomes ce "dilatent",

les moyens de mesures le feraient aussi, non ?

on verrait rien ?

['Bruno]

Oui, ça me semble logique.

 

(Mais dans la théorie actuelle, les atomes ne se dilatent pas, hein.)

Modifié 6 juillet 2011 par 'Bruno

[Invité Julie Charland]

.

Modifié 10 novembre 2011 par Julie Charland

[dimi]

bonjour

en admettant que les atomes ce "dilatent",

les moyens de mesures le feraient aussi, non ?

on verrait rien ?

 

Ce n'est pas la matière qui se dilate, mais la trame même de l'univers, donc ta question n'a pas de sens...

[Invité Julie Charland]

.

Modifié 10 novembre 2011 par Julie Charland

[Kaidan]

L'univers en général déjoue les raisonnements et comparaisons simplistes.

 

Comme expliqué, au niveau "local", toutes les interactions (gravité, électromagnétique, atomique) lient la matière et il n'y a donc pas d'expansion.

['Bruno]

Allez, on va chiffrer un peut tout ça...

 

La constante de Hubble est estimée à 75 km/s par Mpc : une galaxie distante de 1 mégaparsec s'éloigne de nous à la vitesse de 75 km/s.

 

Prenons par exemple la galaxie d'Andromède. Son mouvement est déterminé par l'interaction gravitationnelle avec tous les objets de l'univers. Décomposons ce mouvement en deux composantes : une composante due aux objets proches (les galaxies du Groupe Local notamment), son mouvement propre, et une composante due au reste de l'univers, son mouvement « cosmologique », qu'on considère comme dû à l'expansion (je ne sais pas si on l'appelle comme ça - je décompose le mouvement, mais bien sûr il n'y a qu'une seule cause, la gravitation).

 

M31 est distante d'environ 0,8 Mpc ( http://ned.ipac.caltech.edu/cgi-bin/nDistance?name=m31 ) . Supposons que c'est pile poil 0,8 Mpc, donc son mouvement « cosmologique » a une vitesse (radiale) de 0,8 x 75 = 60 km/s. En réalité M31 s'approche de nous, c'est parce que son mouvement propre (contribution des galaxies du voisinage) l'emporte, par rapport à nous, sur son mouvement « cosmologique » (contribution du reste de l'univers). Il faut des galaxies suffisamment lointaines pour que le mouvement qui l'emporte (par rapport à nous) soit le mouvement « cosmologique ».

 

À présent, faisons comme si seul le mouvement « cosmologique » existait. C'est pour mieux comprendre la suite. Donc M31 s'éloigne de 60 km/s. Si à chaque second elle s'éloigne de 60 km, dans 1 milliard d'années elle se sera donc éloignée de (je passe les détails du calcul, n'hésitez pas à vérifier au cas où...) 1,9.10^18 km soit 61.000 parsecs. Sa distance sera donc passée de 0,800 à 0,861 Mpc. Bon...

 

La fenêtre est à 2 mètres de moi. Dans 1 milliard d'années, en supposant que seul le mouvement « cosmologique » existe, elle sera à quelle distance ? 2 mètres, ça fait 6,5.10^-23 Mpc, donc elle s'éloigne à la vitesse de 4,9.10^-21 km/s. Dans 1 milliard d'années, elle se sera éloignée de 15,3 cm (pareil, vérifiez les calculs au cas où...)

 

Dans les deux cas la distance a augmenté de 7,65 %. Ça montre bien, d'ailleurs, que l'expansion ne se traduit pas par une vitesse (erreur classique dans le forum) mais par un taux.

 

Un calcul similaire montrerait que la dilitation des atomes (due au seul mouvement « cosmologique ») les ferait augmenter de 7,65 % en 1 milliard d'années. À vous de juger si on aurait un moyen de s'en rendre compte...

Modifié 6 juillet 2011 par 'Bruno

[Kaidan]

C'est là tout le problème : M31, la galaxie d'andromède qui fait partie de l'amas local et qui est comme 'Bruno l'a indiqué à 800000pc s'approche, au sens littéral du terme (elle se déplace) sous l'effet de la gravitation dans laquelle "baigne" l'amas local : il n'y a aucune influence de l'expansion de l'univers sur les amas de galaxie (la théorie montre d'ailleurs que dans longtemps, toutes les galaxies d'un même amas vont probablement fusionner dans une "super-galaxie", alors que le bon sens voudrait que l'amas se dilate pour disparaître) même si on est à de grandes échelles.

 

Les galaxies sous l'effet de l'expansion de l'univers ne s'éloignent pas de nous au sens littéral du terme : elles ont peut-être un mouvement propre mais ce n'est pas lui qui fait que la galaxie s'éloigne : c'est l'espace lui-même qui se dilate, c'est-à-dire qu'il faut plus de temps à la lumière pour parcourir l'espace qui nous sépare de ces galaxies. C'est d'ailleurs pourquoi certaines galaxies peuvent avoir une vitesse d'éloignement supérieure à la vitesse de la lumière (ce qui est physiquement impossible), les rendant inobservables car situé hors des limites de la limite de Hubble (je crois).

 

Si tu prends ton raisonnement à l'envers 'Bruno et que tu compares la taille des atomes actuels avec la taille de l'univers actuelle et la taille que les atomes ou leurs constituants auraient eu à l'origine avant la phase d'inflation, on verra que le rayon des particules serait incompatible avec l'existence de l'univers aujourd'hui : il n'y aurait eu que des trous noirs...

[Mamé-rêve]

http://mega-streaming.info/video/OKDMG67O2O63/Du-Big-Bang-au-Vivant

 

Petite vidéo, en fait pas trop petite 1 H 30 avec quelques explications du moment.

[ArthurDent]

Bruno, j' ai quand même un problème avec ton approche. Tu dis :

 

Décomposons ce mouvement en deux composantes : une composante due aux objets proches (les galaxies du Groupe Local notamment), son mouvement propre, et une composante due au reste de l'univers, son mouvement « cosmologique », qu'on considère comme dû à l'expansion (je ne sais pas si on l'appelle comme ça - je décompose le mouvement, mais bien sûr il n'y a qu'une seule cause, la gravitation).

 

Je pense qu'il y a un os.

 

Si la théorie de la gravitation était linéaire, il n' y aurait aucun problème à faire ce que tu dis là, et l' exemple chiffré qui suit aurait une forme de validité (aux approximations près).

 

Mais voilà, les équations locales qui permettent de passer du contenu "matériel" (au sens large, c'est à dire en incluant la matière, le rayonnement, et la mystérieuse "énergie noire") , au mouvement, ne sont pas linéaires.

 

Les conditions qui permettent d'avoir un univers en expansion ne sont pas celles observées au voisinage des grandes structures. Si on considère, par la pensée, un univers réduit à cette seule grande structure, celui-ci serait au contraire en contraction.

 

Or, la solution pour un univers en moyenne peu dense parsemé de grandes structures en moyenne assez dense, n' est PAS la somme des solutions pour ces deux types de structures. Cette somme est au mieux une approximation, très utilisée par les cosmologistes pour éviter d' avoir à résoudre un paquet d' équations non linéaires couplées. Mais le comportement réel d' un tel univers s' éloigne d' autant plus de l' approximation par décomposition, que les conditions décrivant les deux parties de la décomposition sont différentes.

 

Le fait que ce type de décomposition soit une approximation valable pour un super amas de galaxies n' implique donc pas que ça soit le cas pour le système solaire, et encore moins une planète, et encore moins une salle de bain ou un atome de fer dans la Tour Eiffel.

['Bruno]

Pas linéaire, donc on ne peut pas décomposer en deux contributions, OK, je comprends. Et donc ? Ça veut dire qu'on ne peut pas affirmer que si M31 se rapproche de nous, c'est parce que son mouvement propre (dû à la gravitation venue des galaxies voisines) l'emporte sur sa tendance cosmologique à l'éloignement, ou bien qu'on peut affirmer ça, mais pas avec les valeurs numériques obtenues par simple addition ?

[jgricourt]

La fameuse constante de Hubble n'est pas figée et c'est par l'observation des supernovas de type 1a exactement comme celle observée récemment dans M51 que l'on a pu mettre en évidence l'accélération de l'expansion de l'univers mais est-ce pour autant qu'il va vers un "big rip" ? difficile à dire en vérité...

[schnappi]

bonjour ,excusez ma méconnaissance en la matière mais plus on observe un "objet" lointain ,plus son spectre lumineux se décale vers le rouge ,on en déduit que ces objets "s'éloignent" en considérant que c'est du a l'effet doppler-fuseau (c'est comme ça qu'on dit ) ce sont des théories ? et si ce décalage vers le rouge était du à un "ralentissement" de la lumière et non au déplacement des objets ?

 

je veut dire par là que si la longueur d'onde de la lumière pouvait "diminuer" avec le temps à la manière d'une corde de guitare qui vibre et qui avec le temps va non pas changer de fréquence mais diminuer d'amplitude jusqu'a s'arréter ?

 

c'est peut ètre idiot mais serai-ce possible

[Mamé-rêve]

bonjour ,excusez ma méconnaissance en la matière mais plus on observe un "objet" lointain ,plus son spectre lumineux se décale vers le rouge ,on en déduit que ces objets "s'éloignent" en considérant que c'est du a l'effet doppler-fuseau (c'est comme ça qu'on dit ) ce sont des théories ? et si ce décalage vers le rouge était du à un "ralentissement" de la lumière et non au déplacement des objets ?

 

je veut dire par là que si la longueur d'onde de la lumière pouvait "diminuer" avec le temps à la manière d'une corde de guitare qui vibre et qui avec le temps va non pas changer de fréquence mais diminuer d'amplitude jusqu'a s'arréter ?

 

c'est peut être idiot mais serai-ce possible

 

L'idiot ne cherche pas à comprendre.

Tu voudrais dire ça........

 

http://blog.eric-demaret.com/cosmologie/2010/courbes-lumiere-dilatation-temps-quasar-382

 

Ce n'est pas inintéressant, on en sait si peu encore, et ce que l'on sait est-il vrai ?

[Altair01]

bonjour ,excusez ma méconnaissance en la matière mais plus on observe un "objet" lointain ,plus son spectre lumineux se décale vers le rouge ,on en déduit que ces objets "s'éloignent" en considérant que c'est du a l'effet doppler-fuseau (c'est comme ça qu'on dit ) ce sont des théories ? et si ce décalage vers le rouge était du à un "ralentissement" de la lumière et non au déplacement des objets ?

 

je veut dire par là que si la longueur d'onde de la lumière pouvait "diminuer" avec le temps à la manière d'une corde de guitare qui vibre et qui avec le temps va non pas changer de fréquence mais diminuer d'amplitude jusqu'a s'arréter ?

 

c'est peut ètre idiot mais serai-ce possible

 

Pour Schnappi : il y a environ 20 ans on parlait des théories dites "de la lumière fatiguée". Mais on en parle plus.... et j'ignore pourquoi....

 

Merci à tous pour vos réponses.

[Mamé-rêve]

Pour Schnappi : il y a environ 20 ans on parlait des théories dites "de la lumière fatiguée". Mais on en parle plus.... et j'ignore pourquoi....

 

Merci à tous pour vos réponses.

 

 

Cette théorie a été abandonnée, mais rien ne dit qu'elle ne sera sera pas reprise, on sait à la fois tant et si peu.

De nombreuses théories hors du modèle standard existent.

Nos vies étant très courtes nous ne saurons jamais tout, même pour les plus jeunes.

[schnappi]

merci pour vos liens et vos réponses ,je ne connaissait pas le terme de "lumière fatiguée" ,je vais aller fouiller un peut pour en savoir plus !

 

mais c'est vrai qu'une grande partie de ce qu'on sait ou qu'on croit savoir ne sont que des interprétations de ce qu'on observe ,certaines choses sont des faits établis et vérifiables à l'échelle humaine.

 

d'autres phénomènes sont expliqués par des théories qui resteront encore longtemps invérifiables (du moins je l'espère c'est bien plus drôle de ne pas tout savoir )

[ArthurDent]

Pas linéaire' date=' donc on ne peut pas décomposer en deux contributions, OK, je comprends. Et donc ? Ça veut dire qu'on ne peut pas affirmer que si M31 se rapproche de nous, c'est parce que son mouvement propre (dû à la gravitation venue des galaxies voisines) l'emporte sur sa tendance cosmologique à l'éloignement, ou bien qu'on peut affirmer ça, mais pas avec les valeurs numériques obtenues par simple addition ?[/quote']

 

 

Il me semble qu' on ne peut pas affirmer ça "en général".

 

Voilà comment je vois les choses. Possible que je me plante, c'est une opinion pas une certitude :

 

En plus des termes "dus à la tendance cosmologique" et "mouvement propre" d'autres facteurs apparaissent ("backreaction"), qui font que l' évolution du système ne sera pas la même que ce que laisse penser la décomposition linéaire en 2 (ou plus) termes. Après tout le problème est de savoir dans quelles conditions certains de ces termes sont négligeables. Peut-être que pour des systèmes "classiques" genre galaxie et planète, une décomposition linéaire en 2 ou 3 termes marche bien, je n' en sais rien.

 

Dans tous les papiers que j' ai lu, soit les auteurs se placaient dans le cadre de la tendance cosmologique et négligeaient les mouvements propres, mais ils considéraient des distances cosmologiques, soit ils utilisaient la décomposition que tu suggère, mais c' était pour de très grandes structures (superamas et au delà), soit ils travaillaient avec des mouvements propres (déduits de Newton ou d'une solution locale RG) mais pour de petites structures (amas de galaxies, galaxies, étoiles et assimilés, planètes).

 

Le dernier cas a d' ailleurs posé des problèmes pour les gros objets (amas et galaxies) qui ont été "résolus" par l' ajout de la "matière noire", et certains auteurs ont émis l' hypothèse que celle-ci était justement la manifestation d'une erreur de modélisation (un terme correctif par rapport à la "vraie" solution issue de la RG).

 

Je ne crois pas que cette voie ait donné grand chose jusqu' à présent, la résolution des équations de la RG dans un système compliqué comme une galaxie n' étant pas simple, même numériquement ...

 

Le domaine où ta décomposition en 2 termes est pertinente semble donc être approximativement pour des distances de l' ordre de la taille d'un superamas de galaxie, et à la limite inférieure, jusqu' à la taille d' un amas de galaxie. En dessous de ça, il me semble que ta décomposition n' a plus de sens physique (mais comme le terme cosmologique est petit, ça n' a pas forcément d' importance dans les chiffres, à un instant T. L' erreur est reportée dans la détermination des conditions initiales, quand on ajuste la solution, et c'est tout).

 

Bien entendu à un instant donné , pour un système hors du domaine de pertinence du modèle, on peut toujours décomposer en deux termes ad-hoc, mais ce n' est pas prédictif, il faut sans cesse ajuster le tir (enfin sans cesse, à l' échelle de temps cosmologique).

['Bruno]

Ah, c'est très intéressant ! Le coup de la matière noire qui serait peut-être juste une erreur de modélisation, ça me plaît : c'est toujours mieux de ne pas avoir à inventer un nouveau truc (matière noire), et ça suggère qu'il y a peut-être plus de choses dans la relativité générale qu'on ne le pense.

[R V]

ArthurDent, C'est chouette d'avoir une personne comme toi sur ce forum.

 

Merci de ce que tu (nous) m'apportes.

 

Bruno, Eh, pour toi, y'a pas besoin de te le dire hein? C'est du classique. :D

 

Ca ne fait pas avancer le Schmilblick? Non bien sur, mais ça m'a fait du bien de le dire.

[ArthurDent]

RV: C'est trop, n' en jette plus

 

Bruno: Voilà j' ai retrouvé un exemple de ce que je racontais plus haut, concernant les galaxies et le rôle de la matière noire :

http://arxiv.org/abs/astro-ph/0507619

 

On trouve aussi, il me semble, des gens qui arrivent à des modèles galactiques sans matière noire en utilisant seulement Newton.

 

Ces travaux ont depuis été pas mal contesté ...

 

Je pense que le point difficile (que les gens de MOND doivent pouvoir résoudre avant qu' on les prenne au sérieux) , c'est de construire des modèles sans matière noire pour les galaxies ET les amas de galaxies ...

 

A ma connaissance personne ne semble encore avoir réussi.

 

Mais en même temps, si ChiCyg était là , il dirait que dans la plupart des cas on ne sait traiter ce genre de problème qu' avec les équations de Newton, ou au mieux avec des perturbations newtoniennes du modèle cosmologique, comme tu le suggères plus haut.

 

Or cette méthode perturbative est considérée comme potentiellement infondée par certains justement à cause de la non linéarité, du coup il n' est pas impossible que la RG nous réserve encore des surprises ...

['Bruno]

Si, si, R V, tu peux en jeter ! (pour Arthur, hein, moi je ne suis pas à son niveau.)

 

En tout cas, que la relativité générale continue à nous réserver des surprises me plaît bien. Je serais le directeur du CNRS (houlà... ) je privilégierais ce thème de recherche plutôt que les supercordes, la supersymétrie et toute cette science « exotique »...

[R V]

Des surprises? Mais tant mieux... Le problème est de savoir (ou pouvoir) les

accepter. Je m'explique: (enfin je vais essayer, hein. Je ne suis pas ArthurDent.)

Je pense que le problème est pas de comprendre mais d'appréhender la rg à sa

façon mais bien sur que ça tienne debout. Le plus dur aussi est de savoir aller

contre ses convictions. Pas facile, perso, je fais avec mes moyens...

 

Comme par exemple l'espace temps. Comme l'espace et le temps est pour moi

des notions mais existe pas en "réalité". Je suis obligé de convertir mentalement

le (les) mouvement en temps et espace. Ca marche! Du moins, je fais en

sorte...

 

Alors au niveau atome? Ben, c'est quoi un atome? N'aurait on pas tendance

à sectionner un peu trop les choses pour mettre de l'ordre... Bon, j'arrête

là! Car je n'ai pas les moyen en écrit (ou même oral d'ailleurs.) de l'expliquer.

 

Il ne me reste plus qu'a venir vous lire... Merci encore.

[leder]

wow trop interessant

[ChiCyg]

Etonnant cette discussion : comme si l'univers avait une tendance naturelle à s'expansionner que seules des forces (de gravitation ou atomiques) pourraient contre-carrer.

 

Newton (et nous avec ) considérait que l'espace et le temps avaient leur existences propres et immuables indépendantes du contenu de l'espace et des événements du temps.

 

Considérer maintenant que l'espace est en expansion indépendamment de son contenu relève de la même idée : l'espace et le temps vivraient leurs vies indépendamment de ce qu'ils contiennent.

 

La relativité générale prend en compte le fait que là où les masses (et/ou leur équivalent énergétique) sont très importantes, l'espace est déformé et le cours du temps perturbé. C'est le cas, par exemple, des trous noirs.

 

Il reste que dans notre brave environnement la mécanique newtonienne fait d'un espace bien plat, d'un temps bien universel, de forces et de vitesses, reste parfaitement valide. C'est vrai dans notre galaxie, dans l'amas local et même dans le superamas local tant que les vitesses restent très inférieures à celle de la lumière (quelques milliers de km/s) et qu'on n'est pas à proximité de masses très importantes genre (hypothétique) trou noir central d'une galaxie. Donc on peut reconstituer le mouvement des galaxies en utilisant la mécanique newtonienne.

 

C'est vrai qu'il y a un hic : ca ne marche pas. Les mouvements dans les amas semblent montrer qu'il manque de la masse, mais même quand on rajoute de la matière noire, on ne résout pas tous les problèmes, idem en changeant de loi de gravitation (MOND and Co). Pareil pour le peu connu paradoxe de Hubble-Sandage.

 

En réalité, il y a des problèmes et des "mystères" partout : en physique stellaire, solaire, formation des systèmes planétaires, formation des étoiles, des galaxies, des amas, populations stellaires, pulsation des étoiles, composition chimique, ... Normal, l'astronomie est une science d'observation, on ne choisit pas ce qu'on observe et c'est très difficile d'avoir une théorie cohérente avec toutes les observations. Quand on en a une, on peut dire qu'on n'a pas suffisamment observé

[ArthurDent]

Etonnant cette discussion : comme si l'univers avait une tendance naturelle à s'expansionner que seules des forces (de gravitation ou atomiques) pourraient contre-carrer.

Pas si étonnant : C'est une interprétation possible du modèle d'univers vide de matière (au sens large, c.a.d dépourvu de toute forme d' énergie sauf d'une éventuelle "constante cosmologique" positive) en RG (dit de De Sitter, c' est ça ChiCyg ?) qui admet une solution avec expansion exponentielle (les "distances physiques" entre deux "objets immobiles" augmentent exponentiellement avec le temps "propre").

 

Bon, un univers strictement vide de matière, ça pose un problème pour définir la notion de "distance physique" et de "temps propre", mais à part ce détail, ça va dans le sens de la formule laconique de ChiCyg.

Modifié 13 juillet 2011 par ArthurDent

[julon2000]

Pour revenir à la question de départ, quelques chercheurs, constatant l'accélération de l'expansion de l'univers, ont imaginé une accélération exponentielle (due à une forme d'énergie noire, baptisée énergie fantôme) qui amènerait au bout d'un temps long mais fini à ce qu'ils ont nommé un big rip ("grande déchirure"): les distances entre deux objets augmentant à un tel rythme que les particules constituant la matière n'auraient plus la possibilité d'interagir entre elles - donc plus d'atomes, molécules, etc..

 

C'est hautement spéculatif, et sauf erreur de ma part sans soutien expérimental concernant cette énergie fantôme.