[News] Les amas de galaxies révélés par le fond cosmique infrarouge

La physique de l'Univers...

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bongo1981
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Message par bongo1981 » 07/08/2007 - 11:37:55

Aldebaran a écrit :Ha là je te comprend sonic... c'est pareil j'ai du mal à comprendre mais je crois que bongo avait expliqué lors d'un post qu'au moment de l'inflation (en gros de ce que je crois me rappeler) la vitesse de la lumière à suivi la vitesse d'inflation. Je suis pas sûr de moi, bongo au secours !!! :vieu:
Si l'expansion est trop rapide, la lumière n'arrive plus à suivre, du coup lorsque des régions étaient au départ causales (pouvaient s'influencer l'un l'autre en s'échangeant de la lumière), ces régions peuvent se retrouver déconnectées. C'est d'ailleurs cette théorie qui est suivie pour expliquer l'homogénéité du rayonnement fossile (cf. Alan Guth et Andrei Linde).

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bongo1981
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Message par bongo1981 » 07/08/2007 - 11:41:55

StarDreamer a écrit :Attention à l'augmentation de l'expansion (plutôt de l'univers) et celle de la vitesse d'expansion.

Au moment du big bang, l'univers s'est "expansé" en quelques instants à une infinité de fois C. Je ne sais pas combien de temps cela a duré, mais c'était vachement rapide.
Les détails ne sont pas encore clairs, mais en gros l'univers aurait vu sa taille augmenter d'un facteur 10^30 à 10^100 en 10^-35 seconde. Cette phase d'inflation correspondrait à un champ de Higgs en surfusion.
StarDreamer a écrit :Ensuite, cette vitesse d'expansion a ralentie jusqu'à nos jours où l'expansion est quasiment en compétition avec la gravité : d'où les débats sur le type de courbure de notre univers => l'univers va-t-il s'étendre éternellement (longuement) ou va-t-il revenir à la taille d'un petit pois pour faire un big-crunch (et éventuellement redémarrer un cycle avec un nouveau big bang ...etc...) ?
Aujourd'hui la question est plus ou moins tranchée, l'expansion va se poursuivre éternellement (un autre facteur entre en jeu : la constante cosmologique qui accélère l'expansion).
Sinon la platitude de l'univers (courbure presque nulle) est plus ou moins bien expliqué par l'inflation.
StarDreamer a écrit :Donc, C est maintenant largement supérieure à la vitesse d'expansion de l'univers.

Par contre, comme l'univers à 13 Milliards d'années, notre horizon de visibilité de cet univers est donc de 13 milliards d'années aussi. Mais l'univers est vraisemblablement plus grand que ces 13Md d'AL, à cause justement de l'expansion qui allait plus vite que C au début de sa création.

* * *

Cela peut sembler un peu confus tout ça, mais c'est ce que j'ai retenu du schmilblick à force d'essayer de tout comprendre.
Je pense qu'un bongo bingo sera plus à même de founir des explications plus techniques et des chiffres vérifiés ! ;)

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bongo1981
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Message par bongo1981 » 07/08/2007 - 11:43:44

sonic a écrit :88 dessins, je savais pas qu'il y en avait 88.
:jap:
Tu ne regardais pas les chevaliers du zodiaque ? :o

Damien1
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Message par Damien1 » 27/08/2007 - 13:34:47

J'ajoute que l'univers entier est beaucoup plus grand que l'univers visible dont la dernière "coquille", le fond du rayonnement fossile représente la frontière, l'horizon. Audelà de l'horizon, un plus grand volume encore que tout ce que nous connaissons. Mais ça restera à jamais inaccessible à l'observation.
Savez-vous que des mesures ont montré que l'univers visible est parfaitement plat ? Dans ces conditions, comment expliquer que l'expansion s'accélère autant à l'image du comportement d'un univers ouvert ? La seule explication : ce que nous mesurons est très petit par rapport à la taille réelle de l'univers, en fait, l'univers est ouvert mais dans notre petite région de 14 milliard d'AL, on le voit plat.

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Maulus
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Message par Maulus » 27/08/2007 - 13:37:28

Damien1 a écrit :Savez-vous que des mesures ont montré que l'univers visible est parfaitement plat ? Dans ces conditions, comment expliquer que l'expansion s'accélère autant à l'image du comportement d'un univers ouvert ? La seule explication : ce que nous mesurons est très petit par rapport à la taille réelle de l'univers, en fait, l'univers est ouvert mais dans notre petite région de 14 milliard d'AL, on le voit plat.

je serais curieux que tu m'explique ça. :D
Ce n'est pas le moindre charme d'une théorie que d'être réfutable, F. Nietzsche.

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Damien1
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Message par Damien1 » 27/08/2007 - 13:43:41

Bongo, j'ai lu tes messages après avoir envoyé mon post. Je suis d'accord avec toi bien sûr mais je veux insister sur la question de la platitude de l'univers. Pour moi il est pas plat. Ce qu'on mesure est un leurre.

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bongo1981
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Message par bongo1981 » 27/08/2007 - 13:47:22

Tout à fait, j'allais réagir sur ce que tu as dit "parfaitement plat", à l'heure actuelle, ça ne l'est pas, c'est plat à 1% près oméga = oméga critique avec une incertitude de 1%.

L'univers peut être plat, ou de courbure négative, ou positive, mais la théorie de l'inflation résoud le problème, l'univers est beaucoup plus grand que ce que l'on voit, tout comme lorsque l'on a une petit règle pour mesurer la surface de la terre (qui est beaucoup plus grande), l'on pense que la terre est plate, c'est pareil pour l'univers ;)

Après ça, je ne dis pas que l'inflation est vraie :o (mais d'après les mesures de WMAP, ça a l'air d'être le cas...)

Damien1
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Message par Damien1 » 27/08/2007 - 14:19:28

L'univers est ouvert (disons qu'il diverge K=-1) puisque l'expansion s'accélère sous l'effet de la constante cosmologique. Plus la distance entre les galaxies s'accroit, plus l'énergie positive du vide est puissante et donc plus l'expansion s'accélère. Donc c'est comme un système qui diverge, un système ouvert.

Dans ces conditions, la géométrie de l'espace-temps fait partie des géométries ouvertes, c'est à dire que la somme des angles d'un triangle dans cet espace serait inférieure à 180°.
Pour bien comprendre, imagine une sphère en 2 dimensions (2-sphère). ça, c'est un espace fermé, si on dessine un grand triangle dessus, il va apparaître avec la somme des angles supérieure à 180° (K=1 : espace fermé). Et bien un espace ouvert, c'est l'inverse d'une sphère, c'est incurvé dans l'autre sens (une selle de cheval). Là, la somme des angles est inférieure à 180°.

Pour résumer, un espace ouvert est en expansion, un espace fermé ralentirait puis se contracterait jusqu'au big crunch et un espace plat (entre les 2) serait soit statique, soit en expansion à vitesse constante.

Le problème est que les mesures les plus récentes montrent clairement que l'univers est parfaitement plat. On a tracé un immense triangle de la taille de l'univers VISIBLE dans le ciel et on a mesuré la somme des angles : c'est égal à 180°... et pourtant l'un des côtés du triangle est confondu avec la surface du fond de rayonnement fossile donc difficile de faire plus loin donc plus grand ... Malgré tout, c'est plat.

Donc il y a là une contradiction.

L'explication est que ce qu'on a mesuré ne représente sans doute qu'une petite portion de l'univers (notre triangle qu'on croyait grand est finalement très petit). Imagine que la sphère soit la terre et dessine un triangle par terre : la somme des angles est 180° (plat) alors que normalement ça devrait être plus que 180° puisque le support du triangle est une sphère (espace fermé). La raison est que ton triangle est trop petit par rapport à la taille de la terre.
C'est pareil pour l'univers, l'univers visible est si petit par rapport à l'univers réel entier que tous les triangles tracés dans l'univers visible seront plats alors que l'univers réel est lui ouvert.

Cette thès est confortée par la théorie inflationnaire qui dit qu'au delà du rayonnement de fond cosmologique, juste après le big-bang, l'univers a connu une expansion fulgurante de laquelle résulte un volume important au-delà de l'univers visible qui nous est inaccessible mais qu'il faut prendre en compte dans la taille réelle globale de l'univers.

C'est Ok comme explication ?

Damien1
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Message par Damien1 » 27/08/2007 - 14:24:52

C'était mon explication pour Maulus. Entre temps, Bongo m'a précédé avec des explications et des précisions concises. Donc là ça devrait aller.

sonic
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Message par sonic » 27/08/2007 - 14:37:46

sonic : 88 dessins, je savais pas qu'il y en avait 88.
bongo : Tu ne regardais pas les chevaliers du zodiaque ?
sonic : si, mais j'ai jamais fait le lien, et je ne me rappelle que de la hiérarchie or/argent/bronze. à l'époque je ne m'intéressais pas à l'espace, les étoiles...
Dernière modification par sonic le 27/08/2007 - 15:03:13, modifié 1 fois.

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Maulus
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Message par Maulus » 27/08/2007 - 14:48:58

Je vois tout à fait ce que tu veux dire.
Je tiens juste a ajouter, voir a rabacher que le fait que nous n'ayons qu'un point d'observation rend la mesure des distances extrèmement périeuse.
et donc par conséquent les conclusions sur la géométrie de l'univers relativement approximatives.

édit: j'ai personnelement beaucoup de mal a croire à la justesse du mètre étalon super novae.
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Damien1
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Message par Damien1 » 27/08/2007 - 15:14:22

En l'occurrence Maulus, dans le cas du triangle, c'est plutôt un avantage d'avoir un point d'observation ponctuel depuis la terre car l'observateur joue ici le rôle du sommet du triangle en face du côté opposé (d'une longueur de 200 millions d'AL) confondu avec le plan du fond de dernière diffusion à plus de 13 milliards d'AL de distance aujourd'hui. Le sommet d'un triangle est un point donc l'observateur doit être ponctuel à cette échelle.

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Message par Maulus » 27/08/2007 - 15:25:05

exact, mais il serait quand même plus précis de calculer la distance des 3 sommets à partir de deux points d'observation distant et ensuite de transposer les distances sur un seul observateur.

d'ailleur je me demandais à partir de quelle distance entre deux Hubble on pourrait réussir à calculer la distance exacte d'un objet à environ 5 milliards d'ALs par exemple.

est ce que cette distance, en rapport avec la qualité de l'instrumentation actuelle, dépasse l'orbite d'Uranus...?
je pense réellement que cette facon d'observer changerait pas mal de chose mais il y a un coté du triangle qui est vraiment un facteur essentiel.
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bongo1981
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Message par bongo1981 » 27/08/2007 - 20:18:02

Damien1 a écrit :L'univers est ouvert (disons qu'il diverge K=-1) puisque l'expansion s'accélère sous l'effet de la constante cosmologique. Plus la distance entre les galaxies s'accroit, plus l'énergie positive du vide est puissante et donc plus l'expansion s'accélère. Donc c'est comme un système qui diverge, un système ouvert.
Tu ne peux pas te baser sur l'accélération de l'expansion et conclure que l'univers est ouvert (pour le moment la question reste ouverte).
Damien1 a écrit :Pour résumer, un espace ouvert est en expansion, un espace fermé ralentirait puis se contracterait jusqu'au big crunch et un espace plat (entre les 2) serait soit statique, soit en expansion à vitesse constante.
Il n'y a qu'une seule certitude, un univers de densité supérieure à la densité critique est fermé.
Un univers plat, ou ayant une courbure négative peuvent être fermés (un tore c'est plat).
Sinon pas d'accord non plus sur l'expansion à vitesse constante (dans les modèles classiques, l'on parle d'expansion qui tend vers 0).
Damien1 a écrit :Le problème est que les mesures les plus récentes montrent clairement que l'univers est parfaitement plat. On a tracé un immense triangle de la taille de l'univers VISIBLE dans le ciel et on a mesuré la somme des angles : c'est égal à 180°... et pourtant l'un des côtés du triangle est confondu avec la surface du fond de rayonnement fossile donc difficile de faire plus loin donc plus grand ... Malgré tout, c'est plat.
J'aimerais que tu m'expliques comment mesurer le côté opposé à l'angle que tu mesures...
Parce que ça ne se fait pas comme ça, mais par la mesure des inhomogénéités du rayonnement fossile (comparé aux modèles théoriques pour un univers plat).
Damien1 a écrit :Donc il y a là une contradiction.
pas nécessairement.
Damien1 a écrit :L'explication est que ce qu'on a mesuré ne représente sans doute qu'une petite portion de l'univers (notre triangle qu'on croyait grand est finalement très petit). Imagine que la sphère soit la terre et dessine un triangle par terre : la somme des angles est 180° (plat) alors que normalement ça devrait être plus que 180° puisque le support du triangle est une sphère (espace fermé). La raison est que ton triangle est trop petit par rapport à la taille de la terre.
là je suis d'accord
Damien1 a écrit :C'est pareil pour l'univers, l'univers visible est si petit par rapport à l'univers réel entier que tous les triangles tracés dans l'univers visible seront plats alors que l'univers réel est lui ouvert.
non nécessairement ouvert.
Damien1 a écrit :Cette thès est confortée par la théorie inflationnaire qui dit qu'au delà du rayonnement de fond cosmologique, juste après le big-bang, l'univers a connu une expansion fulgurante de laquelle résulte un volume important au-delà de l'univers visible qui nous est inaccessible mais qu'il faut prendre en compte dans la taille réelle globale de l'univers.

C'est Ok comme explication ?

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Message par Damien1 » 28/08/2007 - 7:19:16

Merci pour ces corrections.
Comme tu dis, des cosmologistes ont mesuré la distance entre 2 "grandes taches" de la carte du rayonnement de fond et ont mesuré sa taille apparente à partir de notre position. C'est en gros la même taille que la lune vue de la terre je crois soit 2°. Mais il faut que je retrouve le bouquin où j'ai lu ça pour plus de précision.

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Message par bongo1981 » 28/08/2007 - 19:36:37

Damien1 a écrit :Merci pour ces corrections.
Comme tu dis, des cosmologistes ont mesuré la distance entre 2 "grandes taches" de la carte du rayonnement de fond et ont mesuré sa taille apparente à partir de notre position. C'est en gros la même taille que la lune vue de la terre je crois soit 2°. Mais il faut que je retrouve le bouquin où j'ai lu ça pour plus de précision.
Je dirai plutôt la taille angulaire des inohomogénéités (en degré).

http://media4.obspm.fr/public/AMC/bb/bi ... l#bb-wmap2

La taille angulaire (abscisse du grand pic) est une mesure du rayon de l'horizon à l'époque du rayonnement fossile et donc de la géométrie totale de l'Univers.


Image


PS : il y a une petite erreur sur l'échelle horizontale, lire 3 à droite du 1 au lieu de 0.3
Le maximum est un peu moins de 1°

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Maulus
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Message par Maulus » 28/08/2007 - 20:48:15

tu veut dire que c'est comme ça qu'ils ont calculé le rayon de courbure de l'univers à cette date ? :houla:
Ce n'est pas le moindre charme d'une théorie que d'être réfutable, F. Nietzsche.

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Message par bongo1981 » 28/08/2007 - 22:18:43

Le rayon de l'horizon.
Sinon avec la taille angulaire, ils ont déduits qu'ils ont la taille pile poil pour un univers plat.

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Message par Maulus » 29/08/2007 - 9:24:11

ah ouais et ils en dédisent ça juste en comparant le taux de matière baryonnique et de matière noire :heink:
je vois pas comment...
Ce n'est pas le moindre charme d'une théorie que d'être réfutable, F. Nietzsche.

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Message par bongo1981 » 29/08/2007 - 13:43:56

je documente la question...
J'ai trouvé quelques docs, il faut que je les étudie...

http://jcboulay.free.fr/astro/sommaire/ ... nivers.htm
Dernière modification par bongo1981 le 29/08/2007 - 22:42:58, modifié 1 fois.

Oswald_le_fort
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Message par Oswald_le_fort » 29/08/2007 - 13:51:31

Salut,
J'ai eu ca comme cours en M1... Mais c'est vraiment pas evident... Ils utilisent les anisotropie du CMB... Apres, pour les details, faut voir avec Bongo, qui aura probablement plus compris que moi... En tout cas, c'est pas simple...

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