vitesse d'expansion

[buck]

j'ouvre ici car l'autre fil commence a me sortir par les yeux (gilles STP evite de venir polluer merci)

une chtite question: prenons 2 points dans l'espace a metons une annee lumiere l'un de l'autre, de combien ils se separent l'un de l'autre par l'effet de l'expansion?

Avec la constante de Hubble on peut répondre à la question.
La constante de Hubble vaut environ 70 km/s / Mpc
Ceci veut dire que deux objets séparés de 1 Mpc (ce qui vaut environ 3.8 millions d'années lumière), deux objets s'éloignent à 70 km/s

Donc pour une al, il faut faire une règle de 3.

Maulus> la distance serait un peu plus de 4 milliards de parsecs, soit à peu près la taille de l'horizon, et ce sans compter de l'accélération de l'expansion.

Merci Bongo
Je ne trouve pas cette valeur si grande que ca.
Cette valeur correpond a la valeur actuelle. Est ce qu'il y a un graph montrant l'evolution de cette valeur depuis les 300000 premiers ans de l'univers?

[bongo1981]

Il y a des graphes correspondant à différents modèles. (Donc ces graphes ne sont que théoriques, et non des mesures).

[D@rkstone]

Donc si je comprend bien, chaque courbe correspond à un modèle de ce qui s'est passé et qui pourrait advenir dans notre univers.

Le modèle Big Crush m'intrigue particulierement, il implique que l'univers s'écroule sur lui même ? Je ne comprend pas pourquoi pourquoi la dynamique de l'expansion pourrait s'inverser ... auriez vous une réponse à me proposer ?

Désolé si la question a deja été poser dans l'autre post mais javoue, que sa m'a fait peur de le lire (relatif à la polution)

merci d'avance

[sonic]

l'expansion pourrait peut être simplement continuer...jusqu'à ce que notre univers disparaisse. j'imagine qu'il peut simplement fondre...n'être plus que du vide...fini les atomes, fini la matière...plus rien

qui me prouvera que c'est impossible ?

[buck]

merci bongo
Je suppose qu'en observant la vitesse d'expansion des vieilles etoiles (et les plus lointaines) on a acces a la vitesse de cette periode, non?
Si oui comment se fait il que les modele soient si differents pour les "anciens temps"?

l'expansion semble etre fonction de la matiere qui compose l'univers. Je suppose que si il y a trop de matiere la gravitation a un moment donne va devenir plus forte que l'expansion a tendre a tout agglomerer pour aboutir au big crunch.
Dans ce cas on aurait quoi? une sorte de mega trou noir?

[gzav]

Le modèle Big Crush m'intrigue particulierement, il implique que l'univers s'écroule sur lui même ? Je ne comprend pas pourquoi pourquoi la dynamique de l'expansion pourrait s'inverser...

Tu as 2 forces en opposition : la dynamique de l'expansion (représentée par l'energie noire, une sorte d'antigravité) et la force de gravité (représentée par la matière noire).
La gravité va sans cesse freiner l'expansion en raison des objets massifs que contient l'univers. La théorie actuelle montre que l'expansion s'accélère, c'est à dire que la gravité n'est pas assez forte et n'arrive même pas à ralentir l'expansion.
Si la force de gravité était plus forte, ou s'il y avait très peu d'énergie noire, alors la vitesse d'expansion diminuerait jusqu'à devenir nulle, puis la contraction commencerait sous la force de gravité. La matière se compacterait, de nombreux trous noirs se formerait pour n'en faire plus qu'un contenant toute la matière de l'univers.

[bwergl]

assez marrant les graphiques, on peut savoir par quoi on determine qu'un coup ca accelere et un coup ca ralentit... ca m'a l'air d'etre un bon vaporware ca aussi

[bwergl]

ensuite, il me semble pas inutile rappeler que la constante de hubble a ete revisé plusieurs fois dans une echelle d'un facteur de 10. et aussi, que c'est pas une constante puisque l'univers est en expansion... voir wikipedia a ce sujet.

[bwergl]

Le modèle Big Crush m'intrigue particulierement, il implique que l'univers s'écroule sur lui même ? Je ne comprend pas pourquoi pourquoi la dynamique de l'expansion pourrait s'inverser...

Tu as 2 forces en opposition : la dynamique de l'expansion (représentée par l'energie noire, une sorte d'antigravité) et la force de gravité (représentée par la matière noire).
La gravité va sans cesse freiner l'expansion en raison des objets massifs que contient l'univers. La théorie actuelle montre que l'expansion s'accélère, c'est à dire que la gravité n'est pas assez forte et n'arrive même pas à ralentir l'expansion.
Si la force de gravité était plus forte, ou s'il y avait très peu d'énergie noire, alors la vitesse d'expansion diminuerait jusqu'à devenir nulle, puis la contraction commencerait sous la force de gravité. La matière se compacterait, de nombreux trous noirs se formerait pour n'en faire plus qu'un contenant toute la matière de l'univers.

c'est assez bien dit. je crois d'ailleurs que ceux qui appuient le fait que l'univers est peut etre un trou noir utilisent ce type d'arguments. a l'heure actuelle, il semble qu'il n'y a que deux singularités existantes, les trous noirs et l'origine de l'univers.

[D@rkstone]

merci pour ces expliquations qui éclaire un peu ma lanterne

[bongo1981]

merci bongo
Je suppose qu'en observant la vitesse d'expansion des vieilles etoiles (et les plus lointaines) on a acces a la vitesse de cette periode, non?

Ce genre de mesure est toujours difficile à faire. Quand tu observes un objet lointain, tu as accès à son redshift (et rien de plus, tu n'as pas sa distance).
Les distances données sont calculées avec la constante de Hubble considérée comme constante.
La mesure de la luminosité des supernovae a permis de mesurer ces distances plus précisément (d'ailleurs c'est ce cette façon que l'on a déterminé que l'expansion est accélérée).

Je pense qu'il doit être possible de déterminer la vitesse d'expansion de l'univers à différents âges (mais il faut que je cherche un peu, la corrélation peut être un peu compliquée).

Si oui comment se fait il que les modele soient si differents pour les "anciens temps"?

Le graphique 2 part du constat que l'univers a un taux d'expansion actuel. En variant la composition de l'univers (constante cosmologique ou non, densité proche de 1 ou non etc...) l'on arrive à plusieurs scénarii.
C'est le graphe 1 qui est intéressant, puisque ce sont les mêmes consditions initiales, et comme personne ne sait comment se comporte la constante cosmologique, il y a plusieurs possibilités, notamment le Big Rip.

l'expansion semble etre fonction de la matiere qui compose l'univers. Je suppose que si il y a trop de matiere la gravitation a un moment donne va devenir plus forte que l'expansion a tendre a tout agglomerer pour aboutir au big crunch.
Dans ce cas on aurait quoi? une sorte de mega trou noir?

Oui c'est la courbe orange.
Pour le moment ce ne sont que des spéculations. La théorie des cordes semblent dire qu'il y aurait un rebond (limite supérieure de densité).
La gravitation à boucles doit sûrement avoir des débuts de réponse également, mais je ne saurai t'en dire plus (il faut que je cherche).

[buck]

un rebond? c'est a dire un big crunch suivi d'un nouveau big bang

Merci de tes explications

en tout cas j'adore les constantes qui sont changeantes

[bongo1981]

ouais un big bounce pour être précis
http://www.techno-science.net/?onglet=news&news=2719

[D@rkstone]

un rebond? c'est a dire un big crunch suivi d'un nouveau big bang

Cela voudrait-il dire que nous univers vibre ? On peut donc lui calculer une frequence associé ?

En ecrivant "vibre" sa me fait penser a la théorie des cordes, sa pourrait donc etre une de ces conséquences ?

[gzav]

Pas évident de calculer une fréquence alors que pendant la phase bigbang / bigcrunch le temps n'est pas celui que l'on connaît aujourd'hui. C'est un peu ambitieux de dire que tout événement répétitif est une propriété "émergente" de la théorie des cordes.

Si on suppose l'existence d'un trou noir final, qui contracte peu à peu l'espace restant jusqu'à son horizon, alors celui-ci contient tout ce que contenait l'univers : matière noire, énergie noire etc... Ce machin ne doit pas être très stable !

[Aldebaran]

Petite question concernant le taux d'expansion. Si deux objets sont séparés de deux mega parsec, ils s'élognent à 140 km/s l'un de l'autre ?

[bongo1981]

tout à fait.

[Aldebaran]

Donc ça signifie que deux galaxies distantes de 5000 MPC s'éloignent l'une de l'autre plus rapidement que la vitesse de la lumière. Comment est-ce possible ??

[Oswald_le_fort]

Ya pas de probleme... Elle n'echangent pas d'information. Elle sont simplement causalement deconnectes. Autre exemple qui permet de comprendre : prend un faisceau laser et point vers une etoile. Ensuite deplace ton faisceau pour qu'il pointe vers une autre. L'extremite de ton faisceau va bien plus vite que la vitesse de la lumiere, mais comme il ne transporte pas d'information du premier point vers le seccond, c'est pas un probleme.

[bongo1981]

aldébaran> on en avait déjà parlé avec Maulus de cette possibilité.
Aucun corps ne dépasse la vitesse de la lumière. Les galaxies peuvent être localement au repos, tout en s'éloignant plus vite que la lumière (et puis toutes les théories inflationnistes reposent sur cette possibilité).

[Aldebaran]

D'accord, donc si j'ai bien compris ce ne sont pas les galaxies qui sont animés de cette vitesse mais seulement l'espace entre eux qui s'agrandit rapidement. Donc en gros il n y a pas d'objet qui dépasse la vitesse de la lumière dans l'histoire.

Ce taux d'expansion montre bien que ça va être difficile pour nous d'explorer l'univers ! Va falloir trouver un moyen bien plus rapide que la vitesse de la lumière...

J'ai une autre question par rapport à la galaxie d'andromède, si l'on fait le calcul, la voie lactée et andromède doivent se fuir l'une de l'autre de 8 millions de km par seconde pourtant ces dernières doivent fusionner dans deux milliards d'années. Le spectre d'andromède vire-t-il au bleu ? Quand on dit que l'expansion se voit à grande échelle, quelle est sa limite ? Pour être plus précis : A partir de combien d'années lumière les galaxies s'éloignent-elle de nous ?

[Oswald_le_fort]

Il y a deux effets a prendre en compte : l'expansion de l'univers et le mouvement propre des galaxies.
Le premier est un mouvement qui anime tout le monde. Le deuxieme est due aux froces de gravitations. Dans le cas d'andromede, son mouvement propre contrebalance celui de l'expansion, et du coups, elle se rapproche de nous.
Pour savoir quelle est la limite, il suffit de regarder a quel moment newton devient negligeable (c'est une bonne approximation), sachant les masses des deux galaxies et la distance entre elles. Faut pour ca connaitre les masses des galaxies (100 milliard d'etoile de la masse de notre soleil par exemple, ca donne 2 e30 x e 12 = 2e42 kg).
F = 6.02e-11*2e42*2e42/r^2 = 12e79/r^2. Pour qu'une force soit negligeable, on va dire (choix perso) qu'elle doit etre plus petite que 1e-4 N. Du coup r^2 > 12e79/1e-4 => r > sqrt(12e83) = 1.1e+42 m soit 1e26 a.l ou encore 3.5e19 mega parsecs... Bon, c'est beaucoup, mais ya certainement une erreur dans le nombre d'etoiles dans une galaxie, et la masse n'est pas non plus correctement calculee.

[bongo1981]

Oswald> on pourrait objecter le choix de 1e-4 N un nombre sans dimension serait plutôt approprié.

Pour que la force d'attraction soit négligeable devant l'expansion, il faut pouvoir comparer la valeur du champ (c'est une accélération), et une grandeur assimilée à une accélération pour l'expansion.

Donc nous disposons de la constante de Hubble H (qui est l'inverse d'un temps puisqu'exprimé en km/s / Mpc).

v=Hd
L'on peut construire une accélération a=H²d.

Que l'on veut comparer avec le champ de gravitation : GM/d²

lorsque GM/d² / H²d << 1

La gravitation devient négligeable, soit en gros pour d >> d_0

avec d_0 = (GM/H²)^(1/3) = 10 Mal

En gros 10 millions d'années lumière (en prenant M = 2e30 * 100e9 étoiles, G=6.67e-11 SI H=70 km/s/Mpc)

[Oswald_le_fort]

Je propose que la force soit negligeable, a savoir qu'elle soit plus petite que 1e-4 N (la force s'exprime en Newton, non ?)

Pour le reste, tu as entierement raison. C'est la bonne facon de proceder.

[bongo1981]

si si mais il faut comparer 2 forces et faire le rapport pour avoir un nombre sans dimension.