Au sujet de l'expansion de l'Univers

[VNA1 382]

Bonjour, si l'expansion de l'univers accelaire, éventuellement cette expansion ira plus vite que la lumière, et là on ne verra plus rien?

 

Au moins, c'est ce que j'entends en langue anglaise!

[PerrouriefhCedric 4 120]

Oui, c'est le principe de l'horizon cosmologique  La vitesse de récession des galaxies étant proportionnelle à leur distance, il vient un moment où cette distance est suffisante pour que la vitesse de récession soit supérieure à celle de la lumière, c'est là qu'on ne voit plus rien... (mais ce principe est vrai même sans faire appel à la fameuse "accélération de l'expansion" à laquelle tu semblais faire allusion au début de ton message. Ça c'est autre chose...).

[PascalD 4 364]

En relativité générale, la vitesse de récession pour un temps cosmologique t donné d'un objet de redshift z s'exprime comme suit:

Pour t=t0 (maintenant) , le terme R'(t)/R₀ est tout simplement H₀, ce qu'on appelle couramment la "constante de Hubble" (qui en fait n'est pas constante, mais varie selon l'époque, et dépends des paramètres du modèle cosmologique (les Omegas que les résultats de Planck ont permis de préciser).

 

Le H(z) au dénominateur est la valeur du paramètre de Hubble (la "constante de Hubble") au redhift z. Le point au dessus du R(t) désigne la dérivée (le taux d'accroissement) au temps t. Le symbole cabalistique qui ressemble à un S est une intégrale, autrement dit une somme, sur pleins de petits intervalles dy, de la fonction 1/H(y), entre les valeurs 0 et z.

Au passage, on voit que si H(z) est quasi constante sur l'intervalle de redshift considéré, on retrouve v=cz pour notre époque.

 

Avec le modèle cosmologique actuellement admis, au delà de z ~=1,5 , la vitesse de récession des galaxies (à notre époque) devient supérieure à la vitesse de la lumière.

 

Ce qui ne nous empêche pas de les voir. Pour la même raison contre-intuitive que des photons émis depuis une région située à 32 millions d'années-lumière à l'époque, ont mis 12,6 milliards d'années à nous atteindre.

 

Le fond diffus cosmologique est situé à z=1000. ça laisse de la marge pour observer des objets dont la vitesse de récession est supérieure à celle de la lumière.

 

 

 

[barnabé 444]

A quelle  distance par rapport  à nous se trouve cet horizon cosmologique ? Sachant que chaque seconde qui passe nous découvrons une seconde lumière  d'univers  en plus ( ne me tapez  pas sur la tête  si j'ai  mal compris  ! ) à  quelle date devrions nous un " écran noir  "  du a cet horizon  ?

Désolé  PascalD nos messages sont synchros..... ! Je crois que ton message  répond à  ma question,  mais en clair c'est  quand  l'écran noir ?

Modifié 13 avril 2021 par barnabé

[dg2 2 033]

Il y a 8 heures, barnabé a dit :

à  quelle date devrions nous un " écran noir  "  du a cet horizon  ?

 

Ce sont les fameux 45 milliards d'années-lumière déjà évoqué. En pratique cependant, on ne voit pas d''écran noir, mais un écran en ondes radio puisque l'on voit toujours l'écho lumineux du Big Bang, désormais fort dilué et refroidi (température de 2,73 kelvins, soit dans les -270,42 °C), mais il est tout de même 1100 fois plus froid qu'à l'époque où il a été émis (= le moment où ces photons ont pour le dernière fois rebondi sur des électrons), et donc dans les 1,5 x10¹² fois moins énergétique qu'à cette époque là. L'écran n'est pas noir, mais il est fort sombre.

 

Paradoxe de l'expansion, cet écran est aujourd'hui situé  45 milliards d'al, néanmoins, au moment où les photons sont partis de cet écran, la distance de l'écran était 1100 moindre, soit dans les 40 millions d'années-lumière. Mais pendant la grande partie de l'histoire de l'Univers, les photons tentaient de s'approcher de nous alors que l'Univers gonflait entre leur position et nous, de sorte que la distance qui leur restait à parcourir a dans un premier temps (beaucoup) augmenté. 

 

C'est un peu comme quand on prend un escalier mécanique à contre-sens : si on au départ l'escalier va plus vite que nous, on recule bien qu'on essaie d'avancer, et ce n'est que  si l'escalier ralentit que l'on peut espérer inverser la tendance. Sauf que en vrai, il n'y a pas de tapis roulant (qui devrait se déplacer plus vite que la lumière), juste l'espace qui gonfle entre là où on est et là où on veut aller.

Modifié 13 avril 2021 par dg2

[dg2 2 033]

Il y a 8 heures, VNA1 a dit :

Bonjour, si l'expansion de l'univers accelaire, éventuellement cette expansion ira plus vite que la lumière, et là on ne verra plus rien?

 

Au moins, c'est ce que j'entends en langue anglaise!

 

C'est de la mauvaise vulgarisation !

 

Ce que vous dit la loi de Hubble, c'est qu'on objet situé à une distance d va avoir une vitesse de récession de v = H d.

Maintenant la quantité H, la fameuse "constante' de Hubble, est une quantité qui dépend du temps. En général, elle décroît au cours du temps, et le fait suffisamment vite pour que si on suit un objet, la vitesse v de cet objet décroisse au cours du temps. On parle dans ce contexte d'expansion décélérée. C'est ce qu'il se passe si le contenu matériel de l'Univers est "standard", avec des objets de pression soit positive (les photons par exemple), soit négligeable (la matière quand la température est suffisamment basse).

 

Résultat des courses, un objet initialement invisible (car trop loin et s'éloignant trop vite), va devenir visible : la vitesse de récession des galaxies, c'est-à-dire de le gonflement de l'espace entre elle et nous, va se ralentir suffisamment pour que ses photons arrivent à "remonter le courant", quand bien même ils n'y parvenaient pas au début. En supposant que les galaxies existent depuis le Big Bang, alors dans une phase normale d'expansion, on devrait voir des galaxies s'allumer les unes après les autres, non pas parce qu'elles sont nées mais parce leur lumière nous parvient à un moment alors qu'elle n'avait pu le faire avant.

 

Maintenant, si on a un expansion dite accélérée, alors c'est le contraire qui se produit : la vitesse v d'une objet donné augmente au cours du temps (l'objet "accélère", même si en pratique c'est l'espace qui gonfle et non l'objet qui se déplace, mais c'est la même idée).

 

La situation canonique de cela, c'est si le taux d'expansion H est contant au cours du temps, auquel cas la distance et la vitesse de récession de l'objet augmente exponentiellement. Dans ce cas là, un calcul assez facile (on peut le faire dans le cadre de la relativité restreinte pour s'en rendre compte) dit que le nombre de photons que nous recevrons de l'objet est fini, et donc qu'une fois le dernier photon reçu, l'objet va disparaître. Bien sûr en pratique, il ne va pas s'éteindre d'un coup mais il va peu à peu s'atténuer, mais cela a le même résultat : les galaxies vont s'éteindre (fût-ce progressivement) les unes après les autres.

 

Dans ce contexte, on montre facilement que la région dans laquelle on voit des galaxies reste de la même taille, alors que l'Univers est en expansion. Cela veut dire que le volume que nous voyons se vide peu à peu de ses galaxies.

 

En pratique, on a en gros un doublement des distances tous les 10 milliards d'années (peu importe le chiffre exact), donc :

1. Les galaxies que nous voyons aujourd'hui occuperont dans 10 milliards d'années un volume 2 x 2 x 2 fois plus grand (j'arrondis à 10 fois plus grand, mais peu importe le chiffre exact) ;
2. Le volume dans lequel nous pouvons voir des choses reste, lui, de la même taille ;
3. Donc dans 10 milliards d'années, je verrai 10 fois moins de galaxies qu'aujourd'hui.
4. Procédons de même dix fois 10 milliards d'années, ce implique que :
5. Dans 110 milliards d'années, je verrait 10¹¹ fois moins de galaxies qu'aujourd'hui, c'est-à-dire aucune galaxie hormis celles de l'amas dans lequel je vis aujourd'hui (qui aura vraisemblablement fusionné un une seule galaxie).

 

110 milliards d'années, c'est moins que la durée de vie des étoiles de faible masse, donc cela reste une époque où une éventuelle vie peut exister  (même si cela reste à prouver), donc cela signifie que nos hypothétiques très lointains descendants seront sans doute bien peu à même de savoir que l'Univers est en expansion. Ils le déduiront peut-être des lois de la relativité générale, qu'ils pourront découvrir sans observations extragalactiques (comme on l'a fait sur Terre le siècle dernier), mais ils ne pourront pas le prouver. C'est ce scénario qu'une cosmologiste américain, Lawrence Krauss, avait baptisé "la fin de la cosmologie", non pas au sens d'un truc achevé, mais au sens d'un truc dont on ne peut plus rien dire parce qu'on arrive trop tard. C'était une idée bien connue avant lui, mais il est le premier avoir écrit cela noir sur blanc (assez tardivement, finalement).

 

La morale de l'histoire est bien sûr qu'on ne peut pas tous savoir de l'Univers, ni sur son histoire passée (il y a des époques déjà inaccessibles), ni ben sûr dans son histoire future. Exemple trivial : si l'énergie noire était bien moins abondante que ce qu'elle est, il serait aujourd'hui impossible de la détecter, et donc de prédire cette "fin de la cosmologie"... qui n'aura bien sûr lieu que si les propriétés de l'énergie noire ne changent pas au cours du temps, ce dont on ne peut pas être certain puisqu'on ne connaît pas la nature de ladite énergie noire.

 

Modifié 13 avril 2021 par dg2

[barnabé 444]

Merci dg2 pour ton explication toujours très précise  concernant l'expansion, mais bon je ne comprends  pas toujours tout du premier coup  je crois que c'est  même  ma spécialité , et dans le cas présent  ce que j'aimerais  savoir c'est  si en ce moment  notre univers  subit une expansion  accélérée  ou décélérée ?

[dg2 2 033]

il y a 48 minutes, barnabé a dit :

si en ce moment  notre univers  subit une expansion  accélérée  ou décélérée ?

 

Accélérée, depuis un décalage vers le rouge de 0,64 soit il y a 6,15 milliards d'années.

 

Les chiffres exacts dépendent du taux d'expansion de l'Univers et de la quantité de matière, qui ne sont déterminés qu'à 1 ou 2% près, donc on peut trouver ça et là des chiffres légèrement différents. 

 

Le fait qu'elle soit accélérée signifie que l'on voit de moins en moins de galaxies, ou, disons, qu'une galaxie à la limite de visibilité sera dans 100 millions d'années encore plus difficile à voir (à matériel équivalent, bien sûr).

Modifié 13 avril 2021 par dg2

[barnabé 444]

dg2  merci pour ta  réponse ci dessus mais comme dans ce domaine  il y  a beaucoup  de choses  contre intuitives , je veux être bien sûr d'avoir  tout compris !

"On sait qu'il  y a une  accélération  de l'expansion  parce  que la lumière  qui nous arrive d'au-delà  de 6 milliards d'années-lumière,  arrive plus tard que s'il  n'y  avait pas d'accélération "

Est-ce  la bonne interprétation ? 

[Bruno- 3 965]

Je pense qu'il faut interdire de parler de vitesse d'expansion sous prétexte qu'il y a accélération de l'expansion. L'expansion est mesurée par un taux (7% par milliard d'année, mais ça augmente). L'accélération de l'expansion, c'est l'augmentation de ce taux. Pas l'augmentation d'une vitesse.

 

Oui, on parle de vitesse de récession, mais ça concerne deux galaxies entre elles, pas l'univers en entier. Si on parle de l'univers, on parle d'un taux, pas d'une vitesse.

 

Parce que j'ai peur que vous sous-estimiez le nombre de personnes qui ont de l'expansion l'image d'une sorte de bulle de galaxies en train de gonfler, chaque galaxie s'éloignant à une certaine vitesse du centre de la bulle. L'univers étant la surface de la bulle, on parle alors de vitesse d'expansion pour la vitesse de chaque galaxie par rapport au centre de la bulle. Ou pour la vitesse de la surface de la bulle (toujours par rapport au centre). Or cette image de l'univers est complètement fausse.

 

Quand VNA1 demande :

Le 13/04/2021 à 04:21, VNA1 a dit :

si l'expansion de l'univers accelaire, éventuellement cette expansion ira plus vite que la lumière, et là on ne verra plus rien?

il parle de la vitesse de l'expansion, pas de la vitesse d'une galaxie lointaine par rapport à une autre. Rien de tel pour faire la confusion que je viens de décrire !

 

L'expansion ne peut pas aller plus vite que la lumière puisqu'elle n'a pas de vitesse mais un taux. C'est comme le nombre de porteurs du virus : il augmente, mais il n'ira pas plus vite que la lumière. L'expression « vitesse d'expansion » n'a aucun sens.

Modifié 14 avril 2021 par Bruno-

[barnabé 444]

Ok Bruno- mais il ne me semble  pas avoir parlé  de vitesse de l'expansion ma question me semblait suffisament simple pour avoir une réponse par oui ou par non, mais bon c'est  probablement  parce que je n'ai  pas encore tout compris !

Je vais donc poser à  nouveau  ma question mais bien sur avec mes mots de candide ! Comment fait on pour faire le différence  entre  une partie  de l'univers avec accélération  et une partie  sans accélération. Il me semble que ça  doit avoir un rapport avec le décalage  vers le rouge (  des galaxies ou des supernovae témoins  par rapport à nous les observateurs) qui peut  me semble  t'il   ressembler à  une vitesse ?

Modifié 14 avril 2021 par barnabé

[PascalD 4 364]

Citation

Comment fait on pour faire le différence  entre  une partie  de l'univers avec accélération  et une partie  sans accélération. Il me semble que ça  doit avoir un rapport avec le décalage  vers le rouge (  des galaxies ou des supernovae témoins  par rapport à nous les observateurs) qui peut  me semble  t'il   ressembler à  une vitesse ?

 

En observant un objet variable (et très brillant! pour pouvoir le voir quand il est très lointain) dont on sait déterminer la luminosité théorique en fonction de sa courbe de lumière  (au hasard une supernova Ia), on peut :

 

- Mesurer sa luminosité apparente, et en déduire une distance (dite "distance de luminosité")

- faire un spectre et en déduire son décalage vers le rouge (redshift).

 

En malaxant distance et redshift, on peut calculer un taux d'expansion. Et donc, pour peu qu'on ait un échantillon de mesures pour des redshifts faibles, moyens, élevés, on peut voir comment évolue le taux d'expansion en fonction du redshift, ou autrement dit de l'age de l'Univers, ou autrement dit de la distance à l'observateur. Si le taux d'expansion calculé pour des objets proches vaut plus que le taux d'expansion calculé pour des objets lointains, c'est que l'expansion accélère (spéciale dédicace Bruno )

 

En théorie ça parait simple, mais ça vaut le prix Nobel, parce qu'en vrai c'est vachement compliqué, surtout quand le redshift est élevé.

 

https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/riess_lecture.pdf

J'aime bien l'anecdote suivante, surtout le passage entre parenthèse 

 

Citation

A. Riess, Berkeley, CA, 1/12/1998 6:36 pm: (Sent on the eve of our honeymoon over understandably icy stares from my wife!) “The results are very surprising, shocking even. I have avoided telling anyone about them because I wanted to do some cross checks (I have) and I wanted to get further into writing the results up before [the other team] got wind of it… …The data require a nonzero cosmological constant! Approach these results not with your heart or head but with your eyes. We are observers after all!”

 

Modifié 14 avril 2021 par PascalD
formulation douteuse, voire complètement fausse.

[dg2 2 033]

Il y a 13 heures, Bruno- a dit :

L'accélération de l'expansion, c'est l'augmentation de ce taux.

Non, ce n'est pas cela.

 

On prend deux galaxies suffisamment éloignées l'une de l'autre pour pouvoir négliger leurs mouvements propres.

 

Il y a expansion, donc la distance augmente au cours du temps.

 

Il est parfaitement légitime de parler de vitesse de récession : c'est la dérivée par rapport au temps de cette distance.

 

Il ne s'agit pas d'une vitesse de déplacement puisque c'est l'Univers qui gonfle entre les galaxie, d'où le terme de vitesse de récession.

 

Le taux d'expansion, c'est le rapport de la vitesse de récession par rapport à la distance.

 

On parle de taux car si on considère une troisième galaxie, deux fois plus éloignée que la seconde, sa vitesse de récession est deux fois plus grande. Donc le rapport de cette vitesse sur cette distance reste le même.

 

Maintenant, l'accélération c'est le fait que la vitesse de récession d'une galaxie (peu importe laquelle) augmente au cours du temps. Si c'est vrai pour la vitesse de la seconde galaxie, c'est aussi le cas de la vitesse de récession de la troisième galaxie puisqu'elle lui est proportionnelle.

 

Quel est le paramètre qui décrit cette accélération (ou décélération) ?

 

Soit a la distance de la galaxie. Sa vitesse de récession est a' (la dérivée de a), On s'intéresse à l'accélération de la galaxie, soit a''.

 

Une galaxie deux fois plus éloignée, à la distance 2 a, donc, a une vitesse de récession deux fois plus grande, donc 2 a', et son accélération est 2 a''. Donc la quantité qui intervient naturellement est l'accélération "normalisée", a'' / a, conventionnellement notée q.  Elle sera la même quelle que soit la galaxie considérée.

 

Le taux d'expansion était H = a' / a.

 

On dérive par rapport au temps, cela donne

 

H' = a'' / a - a' a' / a² = a'' / a - H²,

 

d'où

 

q = H' + H².

 

Donc si le taux est contant (H' = 0), il y a effectivement accélération (H² est toujours positif), mais en pratique, quand il y a un mélange de matière ordinaire (pour laquelle H' est négatif) et d'énergie noire (H' = 0), alors on a toujours H' < 0. Pour qu'il y ait accélération, il faut qu'il y ait suffisamment d'énergie noire, en l'occurrence en terme de densité d'énergie qu'il y ait au minimum deux fois moins d'énergie noire que de matière (ordinaire et/ou noire). Le rapport énergie noire vs. matière ordinaire/noire augmente au cours du temps : l'énergie noire ne se dilue pas, la matière ordinaire ou noire si. Donc il vient toujours un moment où l'énegie noire devient suffisamment abondante pour qu'il y ait accélération.

 

Aujourd'hui il y a à peu près deux fois plus d'énergie noire que de matière ordinaire/noire, donc cela fait un certain temps
que l'énergie noire permet l'accélération (les 6 et quelques milliards d'années déjà évoqués dans un précédent message).

 

Il y a 13 heures, Bruno- a dit :

L'expansion ne peut pas aller plus vite que la lumière puisqu'elle n'a pas de vitesse mais un taux.

 

Vous avez à la fois raison et tort. Parler de la vitesse na pas de sens si on ne précise pas de quoi on parle. Si on parle d'une galaxie donnée, dont la distance est connue, cette galaxie a une vitesse de récession. Mais le terme de la "vitesse d'expansion" n'a pas de sens.

Mais l'expansion vous dit que la vitesse de récession augmente avec la distance. Donc vous avez toujours une distance au-delà de laquelle la vitesse de récession dépasse celle de la lumière. Donc dans ce sens là, l'expansion va toujours "plus vite que la lumière" puisqu'il y a toujours une distance au-delà de laquelle les vitesses de récession sont supérieure à celle de la lumière. Mais effectivement c'est un terme très confusant donc à éviter, d'autant qu'il est toujours "vrai", donc inutile.

 

 

Modifié 15 avril 2021 par dg2

[dg2 2 033]

Il y a 12 heures, barnabé a dit :

Comment fait on pour faire le différence  entre  une partie  de l'univers avec accélération  et une partie  sans accélération.

 

A un instant donné, soit tout accélère par rapport à vous, soit tout décélère, ce n'est pas une question de distance.

 

Par contre, les photons d'un objet très distant se seront propagés dans un Univers d'abord en expansion décélérée, puis en expansion accélérée, alors que les photons émis par un objet plus proche, donc émis plus récemment ont toujours connu une expansion accélérée. J'ai donné plus haut les chiffres où se produit cette transition.

 

Il y a 17 heures, barnabé a dit :

"On sait qu'il  y a une  accélération  de l'expansion  parce  que la lumière  qui nous arrive d'au-delà  de 6 milliards d'années-lumière,  arrive plus tard que s'il  n'y  avait pas d'accélération "

Est-ce  la bonne interprétation ? 

 

Je comprends ce que vous voulez dire, mais c'est quelque chose que vous ne pouvez pas observer directement donc il vaut mieux éviter cette formulation. Ce qu'il se passe en pratique, c'est que pour un décalage vers le rouge donné, alors l'éclat d'un objet sera un peu atténué si l'expansion a été accélérée par rapport à une situation où l'expansion décélère. Je vous accorde que ça n'est pas complètement évident de sentir pourquoi ça doit aller dans ce sens mais c'est ce que les calculs disent.

 

Donc ce qui importe, c'est l'évolution de l'éclat d'un objet de luminosité donnée en fonction de son décalage vers le rouge. C'est cette donnée là qui vous permet de reconstituer l'histoire de l'expansion c'est-à-dire l'évolution au cours du temps du taux d'expansion et enfin de savoir si l'expansion accélère ou non.

Modifié 15 avril 2021 par dg2

[barnabé 444]

Ok dg2  si les calculs  le disent ! Je m'incline ! Encore une fois c'est  plus subtil  que ce que j'ai  lu et peut-être  mal interprété  dans mes revues  de vulgarisation !

  Je ne sais pas si c'est  vrai et je ne sais pas si ça  a un rapport  mais j'ai  lu quelque  part qu'une  super nova de type 1a qui sert de référence,  parce  que ces caractéristiques  sont bien connues  et que toutes les 1a se comportent  de la même façon,   donc une 1a lorsqu'elle  se trouve  dans une zone lointaine elle a  un éclat atténué  et en plus son temps de vie en tant que super nova est beaucoup  plus long que le temps  de celles qui sont plus proches !

Si c'est  vrai comment peux  tu expliquer ce phénomène ? 

Modifié 15 avril 2021 par barnabé

[Kirth 4 246]

il y a une heure, barnabé a dit :

Je ne sais pas si c'est  vrai et je ne sais pas si ça  a un rapport  mais j'ai  lu quelque  part qu'une  super nova de type 1a qui sert de référence,  parce  que ces caractéristiques  sont bien connues  et que toutes les 1a se comportent  de la même façon,   donc une 1a lorsqu'elle  se trouve  dans une zone lointaine elle a  un éclat atténué  et en plus son temps de vie en tant que super nova est beaucoup  plus long que le temps  de celles qui sont plus proches !

 

Puisqu'on connait sa magnitude absolue, la magnitude d'une sn1a nous donne directement sa distance.

Le Redshift est lui caractéristique de la vitesse qu'avait la source au moment de l'émission de la lumière que l'on reçoit.

 

Dans un univers en expansion accélérée, la lumière doit parcourir une plus grande distance que dans un univers à expansion constante, puisque cette distance augmente plus au cours du trajet. 

Donc à redshift donné, la distance parcourue par la lumière est plus grande et donc l'éclat plus faible dans le cas d'un univers en expansion accélérée.

 

Mieux encore, en étudiant la relation redshift / magnitude pour des SN1a à des distances diverses, et donc à des époques diverses, on peut reconstituer l'histoire de cette expansion (décélérée puis accélérée).

 

@dg2je pense ne pas faire de gros contresens en exprimant les choses en ces mots simples, mais merci de corriger si c'était le cas.

 

Modifié 15 avril 2021 par Kirth

[barnabé 444]

Ok merci Kirth  tu as les bons mots pour me faire comprendre ! ! C'est  très clair  

Mais ( avec moi il y a toujours  un mais!) ça ne m'explique pas pourquoi son temps de vie en tant que super nova  est beaucoup plus long ?

Mais peut-être  que cette histoire de temps de vie beaucoup  plus long ce n'est  qu'un  canular,  un truc que j'ai inventé  et dont personne n'a  jamais entendu  parler !

Modifié 15 avril 2021 par barnabé

[dg2 2 033]

il y a 21 minutes, Kirth a dit :

Puisqu'on connait sa magnitude absolue, la magnitude d'une sn1a nous donne directement sa distance.

Hélas non (sinon ce serait trop facile). C'est uniquement vrai à faible distance.

 

il y a 21 minutes, Kirth a dit :

Le Redshift est lui caractéristique de la vitesse qu'avait la source au moment de l'émission de la lumière que l'on reçoit.

Non plus !

 

Exemple trivial : supposez un Univers statique. La galaxie émet un photon, elle est alors immobile par rapport à moi. Ensuite l'expansion démarre. Donc le photon subit le gonflement de l'espace. Donc je le recevrai avec un certain décalage vers le rouge. Pourtant la galaxie était immobile par rapport à moi au départ. Cela marche même si l'Univers était en contraction au moment où le photon a été émis, pourvu bien sûr que l'expansion ultérieure soit suffisamment importante.

 

La seule chose que vous dit le décalage vers le rouge, c'est de combien ont crû les distance entre le moment de l'émission et celui de la réception. Rien de plus, rien de moins.

 

il y a 32 minutes, Kirth a dit :

Dans un univers en expansion accélérée, la lumière doit parcourir une plus grande distance que dans un univers à expansion constante, puisque cette distance augmente plus au cours du trajet. 

L'augmentation de distance est la même (par définition), donc je ne suis pas certain e comprendre ce que vous dites.

 

Situation 1 : expansion uniforme (vitesse de la galaxie émettrice constante). Je reçois le photon de la galaxie avec un certain décalage vers le rouge.

Situation 2 : expansion au même rythme aujourd'hui, mais plus lente dans le passé. Cela signifie que pour que l'Univers ait gonflé du même volume, il me faut plus de temps. Donc une autre galaxie, qui est au même décalage vers le rouge que la précédente (ça ne peut être la même galaxie), a émis sa lumière plus tôt. Donc la lumière s'est plus diluée, non pas parce que l'Univers s'est plus étendu (à décalage vers le rouge identique, c'est par définition le même facteur), mais parce que la lumière a eu plus de temps pour le faire.

[Superfulgur 16 087]

Il y a 4 heures, barnabé a dit :

Mais ( avec moi il y a toujours  un mais!) ça ne m'explique pas pourquoi son temps de vie en tant que super nova  est beaucoup plus long ?

 

Il ne l'est pas. C'est son observation, d'ici, qui semble plus longue.

C'est un effet relativiste, lui aussi dû à l'expansion, qui donne cet effet de ralentissement, Dg2 va t'espiquer ça aux ptits oignons.

 

 

[Kirth 4 246]

il y a 15 minutes, dg2 a dit :

L'augmentation de distance est la même (par définition), donc je ne suis pas certain e comprendre ce que vous dites.

 

je vais essayer de préciser ma pensée.

Je voulais considérer le cas d'une galaxie qui émet un photon vers nous et comparer ce qui se passe dans deux scénarii.

1- L'expansion continue de même, sans accélération

2- L'expansion accélère.

Il me semble que dans le second cas, le photon mettra plus de temps à arriver car l'expansion étant accélérée, la distance qu'il doit parcourir sera plus grande, d'où l'atténuation. Je me trompe peut-être totalement. Les raisonnement intuitifs sont très trompeurs en la matière qui nous intéresse.

 

Ce qui me fait dire que je dois me tromper quelque part, c'est ce que vous écrivez ici: 

il y a 22 minutes, dg2 a dit :

La seule chose que vous dit le décalage vers le rouge, c'est de combien ont crû les distance entre le moment de l'émission et celui de la réception. Rien de plus, rien de moins.

 

Dans l'exercice que j'ai imaginé, le photon du cas 2 aura un redshift plus élevé que dans le cas 1 si j'interprète correctement votre phrase. Mais alors, redshift plus élevé, et atténuation plus grande, je ne vois finalement pas comment on peut en tirer une conclusion.

 

Merci encore de passer du temps à nous dispenser vos lumières, même si elles subissent une (légère) atténuation entre l'émetteur et les récepteurs.

[dg2 2 033]

Il y a 8 heures, barnabé a dit :

elle a  un éclat atténué  et en plus son temps de vie en tant que super nova est beaucoup  plus long que le temps  de celles qui sont plus proches !

 

En fait c'est très simple. Vos êtes immobile et moi aussi. je vous envoie es bips toutes les secondes. Vous recevez les bips toutes les secondes.

 

On refait pareil sauf que je m'éloigne à un dixième de la vitesse de la lumière. Une seconde après avoir envoyé le premier bip, je me suis éloigne de 0,1 seconde lumière. Donc même si j'envoie le bip suivant une seconde après le précédent, le bip doit parcourir une distance plus grande, donc il ne vous parviendra pas une seconde après le premier, mais 1,1 seconde après.

 

Bref, si les bips sont les battements d'une horloge, alors je recevrai ces bips avec un espacement plus grand et je verrai les choses se dérouler au ralenti.

 

Là je vous ai fait une interprétation cinématique de l'effet, les choses sont très légèrement différentes dans un Univers en expansion, mais vous voyez l'idée. Et le résultat est même encore plus simple : si vous observez une galaxie à un décalage vers le rouge de z, c'est-à-dire que la longueur d'onde des photons est allongée de 1 + z, alors les phénomènes se déroulent 1 + z fois plus lentement. C'est effectivement ce qui est observé dans les courbes de lumière des supernovae et dans le  motifs d'ondes gravitationnelles (même si pour l'instant, c'est un décalage vers le rouge assez modéré).

Modifié 15 avril 2021 par dg2

[PascalD 4 364]

Le 15/04/2021 à 17:09, Kirth a dit :

Ce qui me fait dire que je dois me tromper quelque part, c'est ce que vous écrivez ici: 

  Le 15/04/2021 à 16:38, dg2 a dit :

     " La seule chose que vous dit le décalage vers le rouge, c'est de combien ont crû les distance entre le moment de l'émission et celui de la réception. Rien de plus, rien de moins."

 

Dans l'exercice que j'ai imaginé, le photon du cas 2 aura un redshift plus élevé que dans le cas 1 si j'interprète correctement votre phrase. Mais alors, redshift plus élevé, et atténuation plus grande, je ne vois finalement pas comment on peut en tirer une conclusion.

 

En fait, je crois qu'il y a confusion entre distance et accroissement de distance.

 

Voilà comment je comprends les choses. Quand @dg2 écrit : 

Citation

La seule chose que vous dit le décalage vers le rouge, c'est de combien ont crû les distance entre le moment de l'émission et celui de la réception. Rien de plus, rien de moins.

il parle de l'accroissement des distances , autrement dit le rapport entre la distance émetteur-récepteur à l'époque de l'émission, et la distance émetteur-récepteur à l'époque de la réception. La valeur du rapport des distances ne dépends que du redshift, pas de la façon dont le paramètre de Hubble évolue entre l'émission et la réception.

 

Mais ça ne dit rien sur la distance proprement dite. Seulement sur le rapport des distances. 

 

En revanche, le calcul de la distance proprement dite fait intervenir le redshift mais aussi l'évolution du paramètre de Hubble. Pour calculer que la distance comobile de l'horizon cosmologique est de 45Gly, il faut connaître l'évolution du paramètre de Hubble entre l'époque de la recombinaison et l'époque actuelle.

 

Comment faire pour déterminer l'évolution du paramètre de Hubble en fonction du redshift ?

 

Le truc est le suivant (sous contrôle de @dg2, et en espérant ne pas raconter de bêtises):

On repère un maximum de supernovae 1a et on mesure les couples (redshift z , magnitude m).

On suppose que les Sn1a sont toutes de magnitude absolue M.

 

D'un point de vue observationnel,  M-m permet de déterminer une distance à l'objet (appelée distance de luminosité, D_L). C'est presque la même formule que pour déterminer la distance d'une étoile de notre galaxie, mais il faut faire des corrections supplémentaires (appelées K-correction). On obtient donc par observation une série de couples (D_L, z).

 

D'autre part, d'un point de vue théorique, D_L s'exprime selon une fonction F de z et des paramètres du modèle d'Univers. 

Reste plus qu' à chercher quelles valeurs des paramètres du modèle d'Univers mettre dans la fonction F ci-dessus pour retrouver la série des couples (D_L, z) observés.

 

 

 

 

Modifié 16 avril 2021 par PascalD

[barnabé 444]

dg2  ,dans un post du 5/04 j'ai  dit " je trouve que l'univers  en expansion se comporte  comme un gaz" 

Tu as répondu :

" Le contenu matériel  de l'univers  peut effectivement  être  assimilé  à  un  gaz,  dont la pression  est souvent négligeable"

Je pense que la pression est souvent  négligeable  si on ne prend en compte  que la matière  baryonique,  mais ça  devient  quoi si on ajoute la matière noire qui  représente  au moins 10 fois la matière  baryonique ?  Ne serait-ce  pas cette matière  qui augmente  cette impression de fluide ?

[JPP 78 1 073]

On n'est pas rendu  !  comme on dit dans l'ouest de la France...

Modifié 18 avril 2021 par JPP 78

[barnabé 444]

De mon passage en Bretagne  j'ai  surtout  retenu  : Kenavo et puis Dame gast et dame oui , par contre pas de souvenir de "on n'est pas rendu " mais plutôt  "on a  bien vomi " suite à  des abus de bolées  de cid et et des culs secs de calva ! 🐬  🤩