Alain 31

Où est l'erreur?

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adinct > Comment définit-on l'Univers non-observable? (oui, je sais, il n'est pas observable, mais encore...)
J'ai lu qu'il avait une taille de 100 milliards d'années lumière. D'où cela vient-il? (13.7 milliards d' AL plus l'expansion?)

Le mieux est de reprendre le "film" depuis le début..

Dans le cadre du modèle cosmologique basé sur le BB, les photons ont été créé dès la première minute après le BB. Mais ils ont été libéré bien après l'inflation, environ 350000 ans après, lorsque l'univers ayant suffisamment refroidi et que les électrons, enfin liés aux atomes, ont laissé aux photons la liberté de circuler à leur guise pour la phase appelée "recombinaison", phase qui s'est d'ailleurs prolongée des dizaines de milliers d'année.

Ce que l'on appelle "horizon cosmologique" est en réalité plutôt la "surface de dernière diffusion" du rayonnement cosmologique (qui fait référence uniquement aux ondes électromagnétiques), "surface" qui possède en fait une épaisseur certaine vu justement la durée de la recombinaison considérée.

On peut donc imaginer autour de nous une sphère "d'univers observable" dont tous les points sont à égale distance "temporelle" (distance 13,7 milliards d'a/l, temps 13,7 milliards d'années, l'âge de l'Univers, temps dont la lumière a disposé pour nous parvenir): Elle constitue la "surface de dernière diffusion".

Mais depuis la recombinaison et du fait de l'expansion cosmique, cette "surface de dernière diffusion" s'est en réalité éloignée de nous à près de 50 milliards d'a/l de rayon, soit une "sphère" de 100 milliards d'a/l de diamètre

Lors de la "recombinaison" environ 350000 ans après le BB, on estime que la distance qui nous séparait de la surface de dernière diffusion était d'environ 40 millions d'a/l.
On peut en déduire que le fond diffus cosmologique a mis 13,7 milliards d'années pour parcourir cette distance de 40 millions d'a/l... et nous parvenir.

C'est l'univers que nous sommes en mesure d'observer et lui seul, et nous en sommes alors bien sûr le centre.

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Mais lorsque l'on observe à de telle distance, est ce que la portée de notre œil par le biais de l'outil(le télescope) nous rapproche de l'objet observé?
Je veux dire que le fait de regarder avec Hubble a 13,7 Mal, ne nous y projette pas?
On considère que c'est la lumière de l'objet qui vient à nous et non pas nous qui allons la chercher par le regard dans les profondeurs de l'espace?

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quote:
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(Descharles) Mais lorsque l'on observe à de telle distance, est ce que la portée de notre œil par le biais de l'outil(le télescope) nous rapproche de l'objet observé?
Je veux dire que le fait de regarder avec Hubble a 13,7 Mal, ne nous y projette pas?
On considère que c'est la lumière de l'objet qui vient à nous et non pas nous qui allons la chercher par le regard dans les profondeurs de l'espace?
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Les instruments ne nous rapprochent pas ; c’est la lumière qui voyage. Et pour cela, elle met un certain temps …


quote:
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(Super) … peu de cosmologistes s'intéressent aux propriétés d'un Univers inhomogène aux échelles dépassant celles de l'univers visible
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Imaginons que nous soyons dans une hétérogénéité de moindre densité, si vaste que tout l’univers observable apparaisse comme homogène. Donc une sorte de bulle dans l’univers réel plus dense en moyenne. Quelle serait l’expansion que nous verrions ? Il me semble que Jean-Michel Alimi (Observatoire de Paris) avait fait remarquer lors d'une conférence dans le cadre de l'année mondiale de l'astronomie, que nous verrions alors une accélération de l’expansion, et ce sans faire appel à une quelconque énergie sombre. Super, est-ce à cela que tu fais allusion ?

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Yes Sir.

Ca fait un bail que je trouve paradoxal que les cosmologistes projettent les propriétés de l'univers local à l'Univers entier, tout en affectant à celui-ci des dimensions possiblement démentielles (10 P 1000 a-l, par exemple).

Il y a, ce me semble, quelques rares cosmologistes qui se demandent si, justement, les propriétés "bizarres" de l'univers visible - énergie sombre - ne seraient pas bêtement des propriétés locales, qu'on serait incapables d'interprêter, depuis notre minuscule "bulle spatio-temporelle".

Mais aujourd'hui, ils sont une minorité.


(PS : Pour DG2 : non, mon chiffre de 10 P 100 a-l cité plus haut n'est ni fantaisiste, ni une coquille, ni une horreur journalistique : c'est le chiffre donné par JPU himself. Si un jour par hasard vous le rencontrez, demandez lui...)

[Ce message a été modifié par Superfulgur (Édité le 12-02-2013).]

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Ben oui, c'est étonnant comme attitude. D'un certain point de vue on sort du domaine de la science traditionnelle puisque ce genre d'hypothèse sera très difficile voire impossible à justifier expérimentalement (un reste de scrupule Poppéro-Thomas d'Aquine ?), mais d'un autre, les théories "multiuniverselles" évoquées par Barrau sont dans la même catégorie de spéculations , alors ...

Vous allez me dire, rasoir d'Occam, pourquoi faire un modèle inhomogène compliqué quand on peut continuer à bricoler le modèle homogène ...
C'est sûr, on a beau jeu de suggérer des trucs pareil, c'est pas nous qui faisons les calculs. Par exemple, la relativité générale sans l' hypothèse d'homogénéité est connue pour être une horreur, en prenant l'hypothèse optimiste selon laquelle elle est encore valide à ces échelles.

Cependant, un indice que cette hypothèse (qui ressemble au truc de Linde) de bulle quasi homogène plongée dans un truc inhomogène n' est pas complètement farfelue, c'est la constatation que l' univers observable semble posséder des structures de plus en plus grandes, au fur et à mesure que nos moyens d'observations s'améliorent.
Certes on en est pas à remonter jusqu'à l' horizon cosmologique, mais on dirait que la transition homogène-inhomogène est beaucoup plus loin, si elle existe vraiment, que les quelques Mpcs qui étaient imaginés quand le modèle de concordance a été construit.


[Ce message a été modifié par PascalD (Édité le 12-02-2013).]

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Ben pour ma part j'aime l'analyse en mathématiques, les infinis, les limites, et celles de...l'homme.
Finalement rien n'est complètement définissable même dans l'abstraction la plus complète des mathématiques.
Quoi qu'on fasse il reste toujours cette part philosophique pour interpréter le Monde.
Mais je m'égare... (quoique certains conférenciers ont tendance à verser au delà du palpable!)

Non, non, je n'en dirai pas plus!

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quote:
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(PascalD) Vous allez me dire, rasoir d'Occam, pourquoi faire un modèle inhomogène compliqué quand on peut continuer à bricoler le modèle homogène ...
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Est-ce bien sûr que le modèle homogène avec l’énergie sombre soit plus simple ? L'énergie sombre c'est un mystère complet, alors qu'un univers hétérogène, c'est difficile à calculer, mais la théorie physique qui le décrirait (la RG) est connue et à priori solide


quote:
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(PascalD) on en est pas à remonter jusqu'à l' horizon cosmologique, mais on dirait que la transition homogène-inhomogène est beaucoup plus loin, si elle existe vraiment, que les quelques Mpcs qui étaient imaginés quand le modèle de concordance a été construit.
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Est-ce que Planck n’est pas susceptible d’apporter un nouveau regard sur les hétérogénéités de grande échelle du rayonnement fossile ?
Et à propos de Planck, l’embargo sur les résultats cosmologiques doit approcher du terme : il me semble que les publications devaient sortir en 2013 ?

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Présentation des résultats initiaux début avril : http://www.rssd.esa.int/index.php?project=PLANCK
Pas mal de choses ont déjà été publiées, au moins pour la partie "astrophysique" : http://www.sciops.esa.int/index.php?project=PLANCK&page=Planck_Published_Papers

PascalD :

quote:
J' ai l' impression, vu la tournure des derniers messages, qu'il y a confusion entre la carte [NdT : le domaine du modèle] et le territoire [NdT : le domaine de l'univers observable] .
Oui mais non , si tu veux faire la carte, il faut toujours pouvoir regarder un peu au-delà sinon tu es obligé d'extrapoler. Les anciens qui ne pouvaient pas traverser la mer, et qui voulaient tout de même représenter le monde, avaient différentes formules d'extrapolation, genre un gouffre au bord du monde. Quand ils se contentaient de la carte de l'Europe il n'y avait pas de problème, enfin pas trop .

Si la cosmologie ambitionne d'étudier l'univers dans son entièreté sans limite d'espace ni de temps, elle est condamnée à extrapoler au delà de l'univers observable en temps et en espace, le plus simple étant alors un univers homogène et isotrope.

Si la cosmologie avait moins d'ambition et se limitait "simplement" (ce qui serait, à mon humble avis, déjà pas mal) à l'univers observable en tentant d'expliquer l'évolution des galaxies, la formation des étoiles et des amas, des quasars, des filaments, etc ... on serait dans une science qui pourrait peut-être un jour (maintenant ça me paraît un peu tôt) prétendre à la précision .

En fait, il y a une demande de chacun d'une explication des origines de type angoisse métaphysique (c'est pas nouveau ). Les cosmologues, ces nouveaux démiurges (comme dirait SF ), sont fautifs de faire croire, mais peut-être le croient-ils eux-mêmes, qu'ils peuvent y répondre même partiellement.

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ChiCyg > "Les cosmologues, ces nouveaux démiurges (comme dirait SF ), sont fautifs de faire croire, mais peut-être le croient-ils eux-mêmes, qu'ils peuvent y répondre même partiellement."

Oui t'as raison, y sont même pas au niveau du bousier ..

[Ce message a été modifié par vaufrègesI3 (Édité le 12-02-2013).]

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Pascal :
quote:
L' objet géométrique décrivant le voisinage de l' univers observable est un objet mathématique de mesure infini.
Rien ne permet d'affirmer que cet objet mathématique décrit aussi l' univers dans son ensemble.

Ça, ça me va. Effectivement on ne peut pas savoir ce qui se passe au-delà. N'empêche que cet objet géométrique a vocation à décrire tout l'univers. C'est un modèle basé sur la relativité générale - supposée valable dans tout l'univers, pas seulement l'univers observable. Mais on ne peut faire de vérification que dans l'univers observable.

En fait, quand je parle de l'univers, c'est toujours dans le sens : l'univers décrit par la théorie. Car l'univers, le vrai, on sait encore trop peu de choses (je trouve) pour en parler sans faire cette nuance. Mon but n'est pas de comprendre l'univers - comment le pourrais-je ? - mais de comprendre (un petit peu) les théories sur l'univers. Donc par exemeple quand je dis que l'univers peut être infini, je veux dire qu'il existe des modèles, dans la théorie, actuelle, qui permettent un univers infini. Après, peut-être que ces modèles ne décrivent que le voisinage de l'univers observable. Oui, forcément. Mais mon but était de faire des remarques sur ce qu'est un univers infini. Car après tout, peut-être bien qu'il est infini, ce n'est pas à exclure. Or je trouve que les gens se font une fausse idée de ce qu'est un univers infini.

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Pour Kaptain, à propos d'un univers fini :

Kaptain, imagine-toi au volant d'une soucoupe volante. On suppose qu'elle se déplace à n'importe quelle vitesse, y copris supra-luminique (par exemple grâce à la téléportation, où en allant dans l'hyper-espace, peu importe). Tu vas tout droit. Vraiment tout droit. On peut le vérifier sur le gouvernail dont les graduations ont une précision infinie : tu as été pile poil tout droit.

Et pourtant, te voilà revenu à ton point de départ.

C'est ça un espace fini. Il n'y a pas de bord, pas de limite, c'est juste qu'on ne peut pas s'éloigner arbitrairement loin de son point de départ : au bout du moment on s'en rapproche à nouveau, même si on a conservé la même direction.

Bien sûr, ça n'est pas possible avec un espace euclidien. Mais ces espaces bizarres existent mathématiquement. Et ça a été une surprise pour pas mal de physiciens, je pense, d'apprendre que l'univers réel était probablement décrit par de tels espaces.

[Ce message a été modifié par Bruno Salque (Édité le 12-02-2013).]

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Aller tout droit ça veut dire quoi, Bruno? Il faut des points de repère extérieurs, non?
Sur une sphère tu peux aller tout droit mais en réalité tu décris un cercle..

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"Tout droit", ça veut dire le plus court chemin.

On peut le matérialiser avec une corde tendue. Tu attaches la corde à un point, et tu te rends à l'autre point en tirant dessus. Quand elle est bien tendue, elle matérialise la ligne droite. Et ça marche dans n'importe quel espace. Par exemple sur une sphère (elle suivra un grand cercle, qui est bien le chemin le plus court).

Dans mon exemple de la soucoupe volante, c'était le gouvernail qui indiquait qu'on va tout droit. On peut toujours possible qu'il est possible de le régler pour ça (c'est une expérience de pensée).

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Une corde tendue (droite d'équation du 1er degré) suit la courbure d'une sphère (équation du cercle) ?
T'es sûr ? C'est pas une impression seulement quand la corde est courte et que le rayon de courbure est très grand?

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(Bruno Salque) "Tout droit", ça veut dire le plus court chemin.
On peut le matérialiser avec une corde tendue ...
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Une autre image est celle d’un rayon lumineux : il voyage ‘’tout droit’’ au sens de la RG, c'est-à-dire en suivant une géodésique (une sorte d’équipotentielle) de l’espace temps. Dans un espace fermé, donc fini, le rayon lumineux revient ''par derrière’’ à son point de départ …

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jmco : bonne remarque ! Du coup la soucoupe volante peut suivre ses phares...

Alain : je parle d'une corde tendue sur une sphère, donc pas au travers, on est d'accord ?

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quote:
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(Bruno Salque) une corde tendue sur une sphère, donc pas au travers, on est d'accord ? (Alain 31) : Oui mais ça ne peut pas être une ligne doite...________________________________________
En physique, la définition d’une ligne droite est le chemin parcouru par un rayon lumineux. On décrit cela mathématiquement à condition d’utiliser une géométrie non-euclidienne adaptée à la courbure; dans cette discussion on parle d’espace courbe puisque fini; on s'est intéressé aux espaces finis qui te semblaient bizarres, Alain
Une autre image : quand tu suis un méridien terrestre en ligne droite, disons plein sud ; tu va tout droit sur la surface terrestre et tu reviens à ton point de départ au bout de 40 000 kms en ligne droite sur la surface. Bien sûr c'est une image : un espace courbe a une dimension supplémentaire par rapport à la surface courbe de la sphère; et en plus en RG ce n'est pas l'espace qui est courbe mais l'espace-temps en fonction de la distribution de matière énergie, ce qui complique encore la représentation que l'on pourrait s'en faire

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Euh, n'y aurait-il pas confusion entre "fermé/courbé" et "fini" ? J'avais compris qu'un univers pourvu de suffisamment de masse pouvait être fermé/recourbé sur lui-même, ce qui amenait effectivement un rayon suivant la géodésique (courbée par la matière) à revenir à son point de départ. En revanche, pour moi, je comprends "fini" comme un truc où il y a un "bord" au bout d'un moment, comme les anciens navigateurs imaginaient un gouffre au bout de l'océan. C'est pourquoi il me semble que l'univers ne peut être qu'infini, même si ça n'interdit en rien qu'il puisse être "fermé", au point même d'être un trou noir éventuellement ! Enfin, voilà ce que j'avais cru comprendre... Toutes mes excuses pour la naïveté de mes mots/expressions...

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C'est très simple :
- un espace infini est un espace où l'on peut s'éloigner de son point de départ d'une distance quelconque, aussi grande soit elle (mais finie, d'ailleurs) ;
- un espace fini est un espace où c'est impossible : il y a une distance maximale.

Mais l'univers n'a pas de bord au sens des anciens navigateurs : dans tous les cas (fini ou infini), une soucoupe avançant en ligne droite ne sera jamais arrêtée par la fin de l'univers. C'est juste que dans un cas elle s'éloignera de plus en plus de son point de départ, alors que dans l'autre elle reviendra à son point de départ (ou pas loin).

[Ce message a été modifié par Bruno Salque (Édité le 12-02-2013).]

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