Le topic des sciences de l'univers. Antimatière tu perds ton sang froid !

[Orhin]

un phénomène d'expansion plus rapide que la lumière d'un facteur 3...

Cette vitesse supraluminique n'est observé que si l'on prend l'expansion à l'échelle de l'univers.
A l'échelle d'une galaxie cette vitesse est beaucoup plus faible.

http://eljjdx.canalblog.com/archives.../11323069.html

La lumière, c'est l'escargot. Le géant qui tire sur l'élastique, l'expansion de l'univers. On montre que quelle que soit la valeur de cette expansion, le temps nécessaire à l'escargot pour parcourir l'élastique est fini.

Attention ce temps n'est fini que pour une vitesse d'expansion constante.
Si l'accélération est non nulle alors la durée peut devenir infinie.

Ainsi dans un univers avec une expansion qui s'accélère, certains objets peuvent bien n'être jamais visibles.
Pire, certains peuvent même avoir été visibles à une époque mais ne plus l'être maintenant.

Tout dépend du taux de variation de l'expansion de l'univers.

[Focke_oeuf]

Du coup ça veut dire que la "distance" (comprendre le temps que va mettre la lumière pour nous parvenir) que la lumière parcours en un laps de temps donné va varier suivant qu'elle traverse un milieu comportant de la matière ou non?

Je reprends la métaphore de l'aquarium et l'éponge. Quand l'eau s'écoule dans l'éponge, est ce qu'elle agit sur la courbure de l'espace temps, ce qui fait par exemple que la lumière irait à "contre courant" et serait donc ralentie?
En fait c'est là que je ne pige pas le phénomène parce que si on dit que l'éponge et ses espaces intra-éponge ne varient pas (ou en tout cas pas à cause de l'expansion de l'espace temps qui est contrariée par la gravité), ça voudrait dire que la matière agit sur l'expansion, et que donc cette expansion doit être corrélée avec la répartition de la matière (sombre ou pas) dans l'univers. Hors il ne me semble pas avoir vu de corrélation dans ce sens dans aucun article sur le fond diffus, alors qu'à priori c'est directement lié.

Il reste que je ne pige toujours pas comment un phénomène infra luminique (comprendre que la gravité ne peux accélérer quoi que ce soit au delà de c) peut contrarier un phénomène supra luminique (l'expansion du vide).

[Tankodesantniki]

Attention ce temps n'est fini que pour une vitesse d'expansion constante.
Si l'accélération est non nulle alors la durée peut devenir infinie.

Ainsi dans un univers avec une expansion qui s'accélère, certains objets peuvent bien n'être jamais visibles.
Pire, certains peuvent même avoir été visibles à une époque mais ne plus l'être maintenant.

Tout dépend du taux de variation de l'expansion de l'univers.

Tu pourrais me faire (ou linker )une démonstration mathématique de ça? Je veux bien croire qu'une accélération de l’expansion puisse mener à une "disparition" d'objets lointain, mais ça me semble en contradiction avec d'une part le résultat du petit exercice de l'escargot et du géant, mais aussi a ce que je lis sur le wiki de l'univers observable:

à la fin des temps les objets les plus lointains s'éloigneront à une vitesse tendant vers l'infini, mais le rayon de l'univers observable les devancera toujours avec une vitesse c.

Cette phrase signifie a priori que même avec une expansion qui accélère au point de tendre vers l'infini, jamais des objets ne le quitterons.

[Orhin]

Il reste que je ne pige toujours pas comment un phénomène infra luminique (comprendre que la gravité ne peux accélérer quoi que ce soit au delà de c) peut contrarier un phénomène supra luminique (l'expansion du vide).

Parce que ce n'est tout simplement pas le cas.
L'expansion du vide ne devient supra luminique que si tu la mesures entre 2 points situés à des distances très élevées (presque de l'ordre du rayon de l'univers observable).
A ce niveau de distance la gravité n'a quasiment plus d'influence.
A l'échelle où la gravité a une réelle influence (galaxie, amas, etc) l'expansion n'est pas supra-luminique.

Mais ce ne sera pas forcément toujours le cas.
Si l'expansion continue à s'étendre, on va arriver à des situation où celle-ci sera effectivement plus rapide que la gravité à un niveau "local", menant à une dispersion des amas.
Puis des galaxies.
Puis des systèmes solaires.
Puis des planètes.

D'ailleurs, cela ne concerne pas que la gravité.
A terme toutes les forces d'attractions peuvent potentiellement être contrebalancées par l'expansion, menant à la dispersion même des molécules.
Puis des atomes.
Puis des quarks.

#avenirradieux

Du coup ça veut dire que la "distance" (comprendre le temps que va mettre la lumière pour nous parvenir) que la lumière parcours en un laps de temps donné va varier suivant qu'elle traverse un milieu comportant de la matière ou non?

Non.
Car l'espace continue à s'étendre peu importe la présence de matière ou non.
La gravité ne fait que garder la matière ensemble (qui du coup se déplace dans l'espace en expansion).

[Tankodesantniki]

Du coup ça veut dire que la "distance" (comprendre le temps que va mettre la lumière pour nous parvenir) que la lumière parcours en un laps de temps donné va varier suivant qu'elle traverse un milieu comportant de la matière ou non?

Je reprends la métaphore de l'aquarium et l'éponge. Quand l'eau s'écoule dans l'éponge, est ce qu'elle agit sur la courbure de l'espace temps, ce qui fait par exemple que la lumière irait à "contre courant" et serait donc ralentie?
En fait c'est là que je ne pige pas le phénomène parce que si on dit que l'éponge et ses espaces intra-éponge ne varient pas (ou en tout cas pas à cause de l'expansion de l'espace temps qui est contrariée par la gravité), ça voudrait dire que la matière agit sur l'expansion, et que donc cette expansion doit être corrélée avec la répartition de la matière (sombre ou pas) dans l'univers. Hors il ne me semble pas avoir vu de corrélation dans ce sens dans aucun article sur le fond diffus, alors qu'à priori c'est directement lié.

Il reste que je ne pige toujours pas comment un phénomène infra luminique (comprendre que la gravité ne peux accélérer quoi que ce soit au delà de c) peut contrarier un phénomène supra luminique (l'expansion du vide).

Un indice pour essayer de piger le truc, c'est peut-être de considérer que la lumière est, comme la matière, influencée par la gravité. Donc tant que la lumière est dans un champ gravitique, elle va être "retenue" si j'ose dire. Mais quand elle atteint le vide intergalactique, alors là elle se dilate sous l'effet de l'expansion. L'expansion a bien lieu en tout points, mais à l'intérieur des galaxies, c'est la gravité qui mène le jeu.

[ZenZ]

En gros, quand deux corps sont suffisamment proches l'un de l'autre ils vont s'attirer mutuellement via la gravité. Par exemple, notre galaxie va fusionner avec la plus proche d'ici 4-5 Mds d'années, alors que l'espace entre se sera dilaté (car vitesse d'accélération gravitationnelle > vitesse d'expansion locale).

Par contre pour des corps suffisamment éloignés, ben la gravitation ne les retient pas, ils s'éloignent donc l'un de l'autre de plus en plus vite.

La vidéo e penser sur l'univers :


EDIT : me suis planté de vidéo en fait
C'est dans celle là, question 4 :

[Focke_oeuf]

Parce que ce n'est tout simplement pas le cas.
L'expansion du vide ne devient supra luminique que si tu la mesures entre 2 points situés à des distances très élevées (presque de l'ordre du rayon de l'univers observable).
A ce niveau de distance la gravité n'a quasiment plus d'influence.
A l'échelle où la gravité a une réelle influence (galaxie, amas, etc) l'expansion n'est pas supra-luminique.

Ok ça commence à rentrer (mais lentement)...
Imaginons qu'on aie un univers comme le nôtre sans matière, est ce qu'on sait quelle serait la vitesse d'expansion par la théorie ou pour l'instant c'est seulement à partir des observations qu'on tire toutes nos conclusion?
C'est la même histoire quantique que l'évaporation des trous noirs qui entre en jeu?

[ZenZ]

Imaginons qu'on aie un univers comme le nôtre sans matière, est ce qu'on sait quelle serait la vitesse d'expansion par la théorie ou pour l'instant c'est seulement à partir des observations qu'on tire toutes nos conclusion?
C'est la même histoire quantique que l'évaporation des trous noirs qui entre en jeu?

On pourrait peut être le savoir, mais vu qu'on ne pourra jamais le vérifier on ne saura jamais si on sait qu'on le sait
Plus sérieusement tout ce qui touche à l'énergie sombre (qui causerait l'expansion de l’univers), tout est encore très flou, on ne sait même pas si on parle vraiment d'énergie.

Par contre pas compris le rapprochement avec l'évaporation quantique des trous noirs

[Orhin]

Tu pourrais me faire une démonstration mathématique de ça? Je veux bien croire qu'une accélération de l’expansion puisse mener à une "disparition" d'objets lointain, mais ça me semble en contradiction avec d'une part le résultat du petit exercice de l'escargot et du géant, mais aussi a ce que je lis sur le wiki de l'univers observable:

J'ai pas trop le temps aujourd'hui mais tu peux trouver une illustration sur ce post : https://physics.stackexchange.com/a/197565
Sur le 3ème schéma (univers en expansion qui accélère), en fonction de la valeur de a'' la sphère d'Hubble va grandir/être constante/diminuer.

Pour que la sphère soit constante, il faut que l'accélération de l'expansion soit exponentielle.
Actuellement on observe une accélération légèrement inférieure, ce qui mène effectivement à une augmentation de sa taille malgré l'accélération de l'expansion.

Le cas où la sphère diminuerait est donc purement théorique.

[Sarha]

Il devient difficile à suivre ce topic, en tout cas pour moi Mais continuez hein, c'est intéressant.

[Focke_oeuf]

L'évaporation des trous noirs est due théoriquement à la génération d'une particule et son antiparticule sur l'horizon des évènements d'un trou noir. Mais des temps en temps l'une des deux de trouve de l'autre côté de l'horizon et ne se désintègre pas avec son antiparticule originelle, mais avec une autre antiparticule du milieu extérieur au trou noir en émettant des photons. Et ça provoque l'évaporation de la masse du trou noir. Je me demandais si l'expansion du vide était théoriquement basée sur le même phénomène en l'état de la théorie ou si c'est entièrement basé sur un truc qu'on n'arrive pas à définir (énergie sombre)?

C'est plus clair ici

Édit: c'est chaud de poster sur un portable...

[ZenZ]

Ben l’expansion du vide tend à étendre l'univers, tandis que l'évaporation des trous noirs diminue la taille des trous noirs, donc je ne vois pas comment cela pourrait être la même chose.

De plus l'expansion concerne l'espace temps, pendant que l'évaporation concerne elle de la matière baryonique, ça ne peut donc pas être le même phénomène.

[Focke_oeuf]

Pas con effectivement... -_-
En fait c'est un souvenir d'un bouquin de "monsieur je me plagie moi même pour écrire mes bouquins" sur la mécanique quantique qui expliquait qu'en mécanique quantique le vide possède une énergie "matérialisée" par le fait qu'à chaque instant des particules et leur antiparticule se créaient et se désintégraient (mais sans émission de photon c'est là que je ne pige pas bien), et donc je me disais que peut être le fait que statistiquement toutes les particules ne se désintégraient pas concouraient à l'expansion du vide.
Je mentionnais l'évaporation des trous noirs pour la partie quantique des couples particules/antiparticules qui se font et s'annihilent à partir de la matière du trou noir... ou du vide.

Mais j'ai peut être mal interprété l'énergie quantique du vide dans le bouquin de Klein et la page wiki n'est pas tip top non plus.

[ZenZ]

Renseigne toi sur la mer de Dirac pour les couples de particule antiparticule.

https://fr.wikipedia.org/wiki/Mer_de_Dirac

[keulz]

Quelqu'un peut m'expliquer comment on est sûr que le redshift est uniquement dû à l'expansion de l'univers et non à la vitesse des galaxies ?

[ZenZ]

Ben pour moi c'est l'expansion de l'espace temps qui donne une vitesse relative aux galaxies qui donne cet effet de redshift.

Tu as le même phénomène avec les ondes sonores, quand une sirène de pompier passe à côté de toi, c'est bien la vitesse relative par rapport à l'observateur qui entre en jeu. L'expansion de l'univers n'y joue aucun rôle (localement).

[keulz]

Ben pour moi c'est l'expansion de l'espace temps qui donne une vitesse relative aux galaxies qui donne cet effet de redshift.

Tu as le même phénomène avec les ondes sonores, quand une sirène de pompier passe à côté de toi, c'est bien la vitesse relative par rapport à l'observateur qui entre en jeu. L'expansion de l'univers n'y joue aucun rôle (localement).

L'effet doppler et l'expansion de l'univers sont deux choses distinctes.
De ce que j'ai compris de wikipedia, le redshift est attribué à l'expansion de l'espace et pas à un effet doppler, dont le redshift ne serait pas comme l'effet doppler d'une sirène.

[Focke_oeuf]

Du coup je comprends plus rien sur cette histoire de décalage et d'expansion. Si la lumière est étirée dans le vide en expansion (entre deux gros amas super distants par exemple), et que le vide entre les galaxies de cet amas est toujours en expansion de la même manière, mais que les galaxies ou la matière arrivent à rester groupés grâce à la gravité, comment on pourrait voir une quelconque différence dans le lumière qui nous arrive en fonction du vide traversé?

Je reprends la métaphore de l'éponge, si l'eau dans les trous de l'éponge se dilate de la même manière que celle en dehors de l'éponge, que la lumière traverse l'eau intra ou extra éponge ne fait aucune différence.

[Orhin]

Quelqu'un peut m'expliquer comment on est sûr que le redshift est uniquement dû à l'expansion de l'univers et non à la vitesse des galaxies ?

Le calcul du redshift uniquement en utilisant l'effet Doppler donne des résultats qui soit ne correspondent pas aux observations, soit impliquent des vitesses supraluminiques.
Du coup soit :
1) la relativité restreinte est à revoir
2) soit il y a bien un autre effet que Doppler qui créé ce redshift.

La deuxième hypothèse est plus parcimonieuse et est donc à privilégier.

De plus il y a une corrélation très forte entre le redshift des galaxies et leur distance par rapport à l'observateur.
Ce qui est cohérent avec l'hypothèse 2.

[keulz]

Le calcul du redshift uniquement en utilisant l'effet Doppler donne des résultats qui soit ne correspondent pas aux observations, soit impliquent des vitesses supraluminiques.

Merci

De plus l y a une corrélation très forte entre le redshift des galaxies et leur distance par rapport à l'observateur.
Ce qui est cohérent avec l'hypothèse 2.

Moui, enfin là, ça peut aussi être cohérent avec l'effet doppler, si un objet est à 10M d'AL et un autre à 20M, c'est pas difficile qu'il y en a un qui s'éloigne de la terre deux fois plus vite que l'autre...

- - - Mise à jour - - -

En gros, quand deux corps sont suffisamment proches l'un de l'autre ils vont s'attirer mutuellement via la gravité. Par exemple, notre galaxie va fusionner avec la plus proche d'ici 4-5 Mds d'années, alors que l'espace entre se sera dilaté (car vitesse d'accélération gravitationnelle > vitesse d'expansion locale).

Par contre pour des corps suffisamment éloignés, ben la gravitation ne les retient pas, ils s'éloignent donc l'un de l'autre de plus en plus vite.

La vidéo e penser sur l'univers :
https://www.youtube.com/watch?v=uu1DIgEMa7c

EDIT : me suis planté de vidéo en fait
C'est dans celle là, question 4 :
https://www.youtube.com/watch?v=ItffNZtUYXA

C'était intéressant, merci.

[Orhin]

Moui, enfin là, ça peut aussi être cohérent avec l'effet doppler, si un objet est à 10M d'AL et un autre à 20M, c'est pas difficile qu'il y en a un qui s'éloigne de la terre deux fois plus vite que l'autre...

Pas lorsque la corrélation s'observe sur toutes les galaxies.

[Enyss]

En gros :
- soit la Terre est dans une position privilégiée qui fait que (presque) tout les objets de l'univers s'éloignent d'elle, et comble de la coïncidence, plus ils sont loin, plus ils s'éloignent vite
- il y a un autre mécanisme à l’œuvre

[ZenZ]

L'effet doppler et l'expansion de l'univers sont deux choses distinctes.
De ce que j'ai compris de wikipedia, le redshift est attribué à l'expansion de l'espace et pas à un effet doppler, dont le redshift ne serait pas comme l'effet doppler d'une sirène.

Le redshift s'applique à la lumière, l'effet Dopler s'applique aux ondes mécaniques, mais c'est une analogie qui a du sens.
Et ce que je disais c'est que l'expansion entraine une accélération des galaxies, ce qui entraine le redshift.

Sans expansion, on pourrait tout de même observer le redshift si une galaxie s'éloignait à grande vitesse de nous.
C'est la compression/dilatation de l'onde qui donne cet effet.

[keulz]

Le redshift s'applique à la lumière, l'effet Dopler s'applique aux ondes mécaniques

Nonon, ça s'applique là aussi.

[ZenZ]

Ah ... enfin bref ça ne change rien à ce que je dis, c'est une compression / dilatation de l'onde qui crée ce décalage vers le rouge (en gros les longueurs d'onde sont de plus en plus grandes au fur et à mesure que l'objet s'éloigne de plus en plus vite).

[Anonyme221030]

A partir de quelles vitesses entre émetteur et récepteur on peut détecter cet effet Dopler sur la lumière?

[Enyss]

A partir de quelles vitesses entre émetteur et récepteur on peut détecter cet effet Dopler sur la lumière?

Au moins une vitesse inférieure au kilomètre par heure :

[keulz]

Au moins une vitesse inférieure au kilomètre par heure :

http://www.radars-auto.com/photos/10...rry-4241-0.jpg

C'est pas l'effet doppler, ça. Pas du tout.

[Orhin]

C'est pas l'effet doppler, ça. Pas du tout.

Si, c'est bien l'effet Doppler qui est utilisé pour calculer la vitesse de véhicules.
Par contre ce sont des micro-onde qui sont utilisées et non de la lumière visible.

[keulz]

Si, c'est bien l'effet Doppler qui est utilisé pour calculer la vitesse de véhicules.
Par contre ce sont des micro-onde qui sont utilisées et non de la lumière visible.

Oh putain oui !
Je croyais que ça fonctionnait comme certains appareils dans l'industrie avec deux mesures de distance successives, j'imagine que ça coute moins cher comme ça.