Aujourd’hui une petite vidéo pour couvrir des petites questions qui reviennent régulièrement quand je parle d’expansion de l’Univers.
Pas grand chose à ajouter, j’ai déjà souvent traité ces points sur le blog. Je vous renvoie notamment à mes billets sur la relativité générale, le Big-Bang et la cosmologie volume 1, volume 2, volume 3.
23 Comments
Bonjour David, tes explications sont excellentes mais il me semble que vous auriez du souligner que l’on est dans un espace temps. En cosmologie on utilise un référentiel comobile qui définit un temps universel mais c’est loin d’être toujours le cas. Cordialement
Bonjour,
OK, le big bang c’est produit partout. Mais comment cette idée est-elle compatible avec la singularité initiale où l’univers avait une dimension ponctuelle ?
Quel que soit la dimension, si un observateur était présent, il serait à l’intérieur du « point » et il ne serait pas à l’étroit, il serait tout simplement dans l’univers..
Youtube ne notifie peut-être plus systématiquement, mais cette vieille technologie soit-disant obsolète qu’est le RSS fonctionne toujours parfaitement. Je sais bien qu’il faut s’investir un tout petit plus pour en tirer partie, mais ça vaut la peine.
Merci pour vos vidéos et votre blog!
Je partage cette avis, je ne jure que par les flux RSS qui offre un moyen particulièrement efficace pour suivre des personnes qui réalisent et partagent un travail de font. Dit autrement je trouve le rapport signal sur bruit bien meilleur avec cette approche.
Et je me joins aux remerciements et salut encore une fois la qualité du travail videos/blogs/livres
Bravo, comme d’habitude mais SVP où est le serveur DISCORD ?
Par ici !
https://discord.gg/cDnCQMMM
Bonsoir David
Se pourrait il que le big bang soit en fait le dépliement brusque de la métrique ?
Je veux dire que si l’expansion est en fait celle de la courbure, alors le film à l’envers serait une sorte de reduction de la métrique ! Et dans cette vision, que devient la singularité ?
Merci encore et toujours pour ces vidéos formatrices.
Gilles
Bonjour David et merci pour cette vidéo très intéressante (comme d’habitude ! 🙂
Je vois que certaines personnes se posent la même question que moi : l’expansion de l’univers suggère en rembobinant le film que l’univers était « tout petit au départ ».
J’avais pensé à qqch mais je ne sais pas si c’est pertinent. Plaçons nous en dimension 2+1 (pour simplifier). Supposons alors que l’univers « de genre espace » soit une sphère (un espace 2d donc) à chaque instant. Supposons que la coordonnée radiale soit le temps et donc que chaque sphère concentrique représente notre univers spatial à un instant t. De cette manière, il me semble que l’univers possède toujours une courbure intrinsèque, qu’il est tjs en expansion et que lors du big bang, il était « tout petit », et il y a bien une « singularité » non ? Après, cela permet de garder l’idée du rayonnement cosmologique qui a été transmis depuis chaque point de la petite sphère de départ, et donc qui ne passe pas « qu’une fois »
Pertinent ou pas ?
Oui cette image fonctionne bien (dans le cas d’un Univers de courbure positive et de taille finie), auquel cas on a le droit de parler de la « taille » de l’Univers, et c’est en gros son rayon de courbure.
Bonjour, notre physique nous permet de remonter 13.4 milliards d’année en arrière plus 300 000 ans en faisant des extrapolations mais ensuite ceux ne sont que de pures conjectures. On suppose qu’à un « moment » (si le terme moment a alors un sens) notre univers était purement quantique et l’on peut mettre en relation les fluctuations quantiques avec les fluctuations du fond diffus cosmologique via une « époque » d’inflation. Par contre il ne faut pas oublier qu’il n’existe pas de théorie quantique de la gravité même si beaucoup de théories spéculatives existent les plus connues étant les cordes et les boucles mais ce ne sont pas les seules. La possibilité que la théorie de la gravité soit une théorie émergente n’est pas à négliger (on peut pas annuler les charges -masse/énergie- contrairement aux autres théories). Toutefois cela ne contredit pas qu’une phase quantique a pu exister mais dans ce cas la notion de point et de temps n’a aucun sens (donc surtout pas celle de métrique, la théorie d’Einstein n’a plus court et Einstein a toujours considéré sa théorie comme une approximation d’où ses recherches sur une théorie unitaire). Ce qui m’a toujours surpris que Alan Guth utilise toujours la notion de point initial et donc considère en définitive une courbure positive de l’espace (actuellement très petite suite à l’inflation) et donc un espace de dimension fini si l’on considère sa topologie comme simple (c’est une pure conjecture mais pour l’instant rien n’indique qu’il soit « chiffonné »). Cordialement
Bonjour, une précision pour être plus clair. Nos mesures actuelles donnent un rayon de courbure pratiquement nul mais bien sur avec une incertitude ce qui veut dire que l’on ne sait pas s’il est nul ou positif ou négatif. A priori on ne le saura jamais sauf à penser comme Alan Guth que l’inflation implique une courbure au départ légèrement positive mais c’est de la spéculation. Cordialement
Bonjour David et merci pour votre réponse !
A vrai dire j’avais une question plus fondamentale au sujet de la métrique de l’espace-temps, qui m’empêche de comprendre beaucoup de choses sur la RG. Le fait que vous utilisiez la distorsion des images comme comparaison m’a interpellé (je précise que je ne suis pas hyper familier avec la notion de courbure intrinsèque).
Si j’ai bien compris, on peut tracer un quadrillage très régulier sur la photo initiale. J’appelle ce quadrillage système de coordonnées (en l’occurrence cartésien). Quand on déforme la photo, le quadrillage devient courbe, et on peut associer à cette déformation une métrique non plate (ainsi que des géodésiques). Cette métrique est un outil pour calculer des distances d’espace-temps. Mais pour repérer les points de la géodésique, il me semble que l’on utilise le système de coordonnées initial (ici cartésien). Est-ce que je me trompe ?
Si je suis le raisonnement de R. Wald (General Relativity), on voit en effet apparaître les coordonnées « x_mu » pour repérer les points de la géodésique, coordonnées qui sont liées au système de coordonnées. Wald identifie ensuite d2x_mu/dt2 à l’accélération que l’on connaît. Il en découle que Wald mesure le mouvement du corps en chute libre (et surtout sa distance parcourue par rapport au sol) par rapport à ce système de coordonnées. La distance
parcourue n’est donc pas mesurée avec la métrique courbe, mais plutôt avec le système de coordonnées cartésien (et donc plutôt une métrique plate. Est-ce bien cela ?
Là où je veux en venir, c’est qu’on voit apparaître deux manières de calculer des distances de type espace : l’une associée à une métrique plate, et l’autre associée à une métrique courbe. Cela poserait une question fondamentale : quand on utilise un appareil de mesure ou une technique indirecte pour mesurer une distance (comme le « redshift » !), de quelle distance parle-t-on ? (= à quelle métrique la distance est-elle associée ?).
Désolé si je mélange tout !
Bonjour, je n’ai pas vérifié comment Wald fait ses calculs mais un livre plus simple (mais ancien) est le Landu et lifshitz. Par exemple en métrique de schwarzild, r n’est pas une distance mais le rayon d’une pseudosphère. De r on ne peut donc pas déduire une vitesse ni une accélération. Cordialement
Alors l’univers ne s’étend pas il se tord et pourtant la distance entre ses points ne fait que croître… déjà dur à avaler, surtout quand on se réfère à l’extraordinaire inflation qui a fait augmenter l’univers de taille phénoménalement! Alors l’univers a t’il grossi pendant l’inflation ou pas ? Et est qu’il s’expand ou pas? Et si oui c’est pas dans quoi ma question mais plutôt d’où viennent les nouvelles briques d’espace ?
PS le lien Discord ne marche pas!
Bonjour David.
Comme d’habitude encore une vidéo claire et très pédagogique. Cela risque de ne pas être mon cas pour ce qui va suivre. Aussi si tu veux bien le reformuler avec ton talent de vulgarisateur, ce sera un plaisir pour moi de te lire.
Dans le prolongement du commentaire d’Antoine mais en inversant le raisonnement (on part de l’origine) et en essayant d’y mettre un peu d’équation :
De manière surprenante, l y aurait un autre moyen de présenter l’expansion de l’univers « visible », c’est à dire au rayon de Hubble.
En effet, la totalité comprise dans la sphère de Hubble peut être vue comme la masse d’un empilement de demie-masse de Planck le long ‘de n’importe quelle direction observée.
Autrement dit cette masse est strictement égale .à l’ajout de la masse de la singularité du Big bang , = (1/2)mPl , à chaque unité du nombre tH/tPl qui passe. (où tH est le temps de Hubble, mPl la masse de Planck et tPl le temps de Planck.
En regroupant les unités de Planck, on a le débit massique de Planck = mPl/TPl = c^4/G.qui apparaît en cosmologie et la sphère de Hubble grandis à chaque unité de temps de Planck qui passe.
Est ce que c’est correct après reformulation par tes soins ?
Bonjour
Comment un espace infini peut il être en expansion?
cdt
Bonjour,
SI vous prenez l’ensemble des entiers naturels (N), il y a une infinité de nombres inclus. Maintenant, si vous prenez l’ensemble R des nombres réels, il y a aussi une infinité de nombres inclus. Pourtant, il y a plus de nombres dans R que dans N. Ainsi, il y a plusieurs infinis possibles (Voir la vidéographie de David : https://www.youtube.com/watch?v=1YrbUBSo4Os).
La même chose se produit dans l’Univers : Un univers infini peut très bien augmenter sa taille.
Sincères salutations,
HN
Bonjour, Cantor a montré que l’on pouvait classer les infinis il y a donc des infinis plus infinis que les autres (exemple : les réels et les entiers) donc pas de problème mathématique (il faut réécouter David qui l’explique pour l’espace temps dans cette vidéo). Cordialement
Bonjour,
J’aimerais que quelqu’un m’explique : comment peut-on calculer que le big bang se soit déroulé il y a 13,77 milliards d’années ?
Sincères salutations,
HN
Bonjour, c’est un temps calculé à partir de la métrique de Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker appliquée à l’univers sous plusieurs hypothèses a priori raisonnable par rapport à nos observations (isotopie, homogénéité, rayon de courbure nul, etc). Cette métrique permet de définir un temps cosmologique (universel) et donc en partant d’aujourd’hui on remonte à un pseudo instant zéro mais qui est complétement fictif. Pour en savoir plus voir mais reply précédent. Cordialement
Quel que soit la dimension, si un observateur était présent, il serait à l’intérieur du « point » et il ne serait pas à l’étroit, il serait tout simplement dans l’univers..