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Expansion de l'univers

Bonjour à toutes et tous.
L'univers étant en expansion, cela veut-il dire que tout "objet" (nous, un proton, la terre) voit ses dimensions augmenter avec le temps. J'avoue que j'ai du mal à me représenter cette expansion de l"espace -temps" et j'ai peur que ma question soit idiote...
Merci de ne pas me jeter la lourde pierre.
Amicalement.
Jean-Louis.

Réponses

  • Bonjour Jean-Louis.

    Quant tu tires sur un élastique, est-ce que ça augmente le nombre de bouts ? Derrière cette boutade, le fait que dire "univers étant en expansion" a un sens précis en cosmologie et que ce sens donne la réponse à ta question. Pourquoi te contenter de bouts de phrases au lieu de te renseigner sérieusement sur la cosmologie ? Tu accrois ainsi ton malaise face à cette notion.

    Cordialement.
  • Bonjour Gérard.
    Quand tu tires sur un élastique où tu as marqué un petit rond, ce rond va s'allonger quand l'élastique s'étirera...
    J'ai toujours été nul en physique (j'ai eu 4 au bac math élem ce qui était ma moyenne de l'année) (sauf en mécanique quantique je ne sais pas pourquoi...), je le demeurerai à jamais. Je ne comprends pas les raisonnements physiques...
    Quant au malaise, à mon âge...
    Cordialement.
    Jean-Louis.

    P.S.: J'ai regardé l'autre jour une interview de Carlo Rovelli le physicien.. La question posée était "le temps existe-t-il" et je n'ai rien compris à sa réponse où il m'a a semblé mélanger le temps que l'on fait apparaître dans des équations, et le temps subjectif. Je ne l'ai pas trouvé clair du tout . Il me semble qu'un mathématicien aurait commencé par définir les choses dont il allait parler, tandis que là, il joue sur une ambiguïté du langage....Mais encore une fois, je suis sûr que beaucoup de gens se seront fait une bonne idée de ce qu'il voulait dire.
  • Bonjour,

    Pour rester simple, il est rigoureusement faux de considérer que les distances des objets de tailles humaines augmentent avec l’expansion de l’Univers.

    Cette expansion n’existe (n’est observée) qu’entre des objets non liés par une force de gravitation ou électromagnétique.

    Donc le corps humain, un atome, la Terre autour du Soleil ne voient pas leur distance augmenter. Ces objets sont liées par des forces.

    C’est que même si l’expansion de l’Univers tentait d’augmenter la distance Terre Soleil, la force de gravitation maintiendrait cette distance par conservation de l’énergie... car les objets peuvent se déplacer dans l’Univers en expansion.

    En revanche, deux galaxies distantes dans l’Univers de plusieurs millions d’années lumières ET non liées par une force de gravitation (elles ne sont pas dans un cluster ni un super-cluster), voient leurs distances augmenter. Cette augmentation est souvent assez faible en valeur relative.

    Pour fixer les idées, avec la distance Terre Soleil, l’expansion serait de 10 mètres par an. Mais cette expansion n’a pas lieu comme j’ai expliqué - ou plutôt décrit.

    Niveau M2 physique théorique/ astrophysique. Pour ceux que ça intéresse.
  • Merci Yves c'est clair et j'ai compris.
    Bonne journée.
    Jean-Louis.
    Yves, je suis sûr que tu as la réponse à cette question qui me taraude depuis longtemps: l'Univers (tout ce qui existe y compris nous) est-il simplement une "structure" d'espace-temps dont les irrégularités de courbure mettent en évidence divers objets, ou bien la structure "espace-temps" contient-elle en plus d'elle-même des objets qui peuplent cette structure?
    J'ai lu tout Penrose, Susskind, Greene, mais je ne trouve pas vraiment de réponse satisfaisante. En fait, le réponse y est sûrement mais je ne la comprends pas. Et pourtant qu'est-ce que ça me fascine?
    Amicalement.
    Jean-Louis
    P.S.: Et il y a aussi la question des dimensions complémentaires que je n'arrive pas à comprendre (telle qu'elle est expliquée avec l'insecte sur le tuyau d'arrosage...
  • Bonjour ,
    le nombre de personnes capables de comprendre ces notions est très limité malgré toutes les vulgarisations disponibles . Einstein lui même aurait dit "si vous m'avez compris , c'est que je me suis mal exprimé"
    Cordialement
  • Bonjour,

    La structure d'espace-temps n'est pas suffisante pour décrire notre Univers. Il manque (au moins) des champs et leurs symétries fondamentales.

    Pour soutenir le contraire, il faut incorporer dans la notion d'espace tout ce que cet espace peut contenir. Ce n'est pas ma définition.

    Dans mon esprit :
    - On commence par l'espace (le temps existe mais ne s'écoule pas : c'est cohérent avec le notion d'espace-temps).
    - On y met des champs et leurs symétries.
    - Les variations (spaciales) des champs sont des presque-particules.
    - Ces particules ont toutes une masse nulle (ce qui est cohérent avec le non écoulement du temps et le modèle standard).
    - Une brisure de symétrie crée le champs de Higgs.
    - Les particules acquirent de la masse (par couplage aux bosons de Higgs).
    - Les horloges de ces particules commencent à tourner : chaque particule possède son temps propre (car les particules ont un couplage propre) : c'est le début du temps. Attention, dans mon modèle le temps existe bel et bien depuis 'toujours', mais il ne s'écoule pas avant la brisure de symétrie. Ainsi, dans mon modèle, l'Univers existe depuis 'toujours' mais cette expression est trompeuse puisque le temps ne sécoulait pas : la notion de tout début de l'Univers disparaît. L'Univers existe (sans notion de temps); puis la brisure lance les horloges : on peut prendre cet instant comme le début du temps qui s'écoule, mais pas de l'Univers.

    Dans mon modèle il faut donc :
    - Un espace
    - Des champs
    - Des symétries
    - Une brisure de symétrie donnant le champ scalaire (de Higgs)

    Et c'est tout : le reste arrive tout seul. Les particules (variations des champs) acquirent une masse non nulle (par Higgs), donc un temps propre (par la relativité générale), et on a un espace-temps rempli de particules.

    La masse initiale des particules est nulle. C'est bien pratique pour commencer un Univers : on ne part de (presque) rien.

    Il s'agit d'un modèle qualitatif et intuitif. Merci de ne pas me demander de démonstration.
  • Super Yves...J'y vois un peu plus clair. Il y a un autre point qui m'intrigue c'est que s on prend un photon
    vers le début de l'univers, quand on le voit aujourd'hui il a voyagé à la vitesse de la lumière donc n' pas 15 milliards d'années d'âge. Et de fil en aiguille, ce 15 milliards d'années, c'est quoi au juste?
    Merci d'avance.
    Cordialement.
    Jean--Louis.
  • Bonjour,

    Quand tu branches une lampe, tu vois un photon : il n’a pas 14 milliards d’années, l’âge du l’Univers.

    Quand un télescope vise le fin fond de l’Univers et reçoit un photon, on peut penser (par calibration de phénomènes qui servent de référence) qu’il a été émis il y a des milliards d’années.

    Quand on mesure les raies d’émissions d’éléments, on mesure aussi leur décalage. Et d'après notre modèle de l’Univers, on interprète ce décalage comme une distance parcourue, donc comme une durée de propagation, donc comme un temps d’émission antérieur.

    Pour interpréter l’âge du photon, on a :
    - des mesures
    - un modèle de l’Univers.

    On ne peut changer les mesures.
    On peut changer le modèle.
  • Je m'excuse d'insister, mais si je "suis le photon" voyageant à la vitesse de la lumière, ça fait que si je suis "né" à peu près au début de l'univers, là où je suis aujourd'hui, je suis très jeune.
    En tout cas merci Yves pour ta disponibilité.
    Cordialement.
    Jean-Louis.
  • Yves, je ne te dérangerai plus ensuite, promis... Que pourrais-tu me conseiller comme lectures (livres mais aussi pdf, même en anglais si pas possible autrement) pour m'éclaircir les idées en ce qui concerne ce qui concerne l'univers et son évolution. Mon niveau mathématique est bac plus 5 mais si tu me trouves quelque chose qui explique les choses et ne se contente pas d'aligner les tenseurs les uns sous les autres... (Ah les tenseurs, quelle plaie pour moi, même Penrose n'a pas réussi à me les expliquer...)
    Bon je demande à Yves mais quiconque veut m'aider sera le bienvenu.
    En tout cas, ça fait chaud au cœur de voir des gens s'intéresser à autres choses qu'à Koh Lanta, ou Cauchemar en cuisine ou autre télé réalité.
    Ça n'a rien à voir mais mon prof de sup nous obligeait à effectuer le maximum de calculs de tête (en plus bien sûr des épreuves de calcul numérique (oh là pour moi c'était l'orgasme assuré) du genre 2,678 x 3,5. On avait droit à poser des résultats intermédiaires sur le tableau, mais très peu. En tout cas pas poser l'opération.
    Ce prof, que j'ai admiré, j'en ai déjà parlé c'était Raymond Badiou, ancien député maire de Toulouse et dont le fils est le philosophe de gauche (dure) Alain Badiou qui m'a fait connaître les Nombres Surréels de Conway par son ouvrage "le Nombre et les nombres.".
    Amicalement.
    Portez-vous bien.
    Jean-Louis.
  • Bonjour,

    Quand tu écris : Je m'excuse d'insister, mais si je "suis le photon" voyageant à la vitesse de la lumière, ça fait que si je suis "né" à peu près au début de l'univers, là où je suis aujourd'hui, je suis très jeune.

    C'est tellement bizarre que je ne sais quoi répondre.
    (Pour le récepteur tu as l'âge de l'Univers. Pour le photon dans son référentiel à lui, le temps ne s'écoule pas : tu n'as pas d'âge.)

    Je n'ai pas de lectures à conseiller. Peut-être des articles de vulgarisation dans des revues scientifiques. Il n'y a pas d'alternative : soit tu fais de la physique (et ce n'est pas ton truc d'après ce que tu dis), soit tu lis des articles de vulgarisation.

    Certains articles sont bien faits, d'autres pas mais c'est la loi du genre.
  • Bonjour à tous. D'accord je suis très lourd. J'espère ne pas finir en spam. Si je comprends bien, l'univers c'est:
    -quelque chose qu'on appelle l'espace - temps qui s'étend.
    -"dans" cet espace- temps des champs, des masses, des corps, atomes, la terre, ...
    Bon, mais alors, ma question c'est: mais qu'est-ce que c'est l'espace-temps? Ce n'est aucun des objets contenus dedans. Peut-on dire quelque chose d'un peu intuitif sur cet espace-temps ( c'est une membrane, c'est un.....)?
    Je sais bien que je me torture l'esprit avec ces questions, mais je suis comme ça, j'y peux rien, je veux savoir.Et je ne trouve rien (sauf oubli) sur les bouquins ou sur le net. J'ai l'impression qu'on définit cela mathématiquement et basta. Un peu comme les observables de la MQ qui se baladent dans un espace de Hilbert. Mais ça me choque moins.
    Amitiés à toutes et tous.
    Jean-Louis.
  • Bonjour,

    Une formulation mathématique de l’espace-temps n’est pas l’espace-temps.

    Une théorie physique de l’Univers n’est pas l’Univers.

    L’espace tu le ressens autour de toi.

    Le temps tu le ressens autour de toi.

    C’est l’espace-temps.

    Il semble aux physiciens que l’espace-temps existe en propre (notamment l’entraînement du repère prés d’un trou noir en formation). Est-ce une entité physique ou un phénomène émergent ? Le débat est en cours.

    Essaie de ne pas confondre l’objet physique de sa modélisation.
  • Merci Yves, ça m'éclaire ce que tu me dis.
    Cordialement.
    Jean-Louis;
  • Je tente une réponse géométrique : dans l'univers euclidien la somme des angles d'un triangle est de 360 degrés exactement, (l'astronomie déterministe est régie par la relativité de Galilée) dans un univers dit courbe (donc au voisinage d'étoiles massives) la somme des angles d'un triangle n'est pas exactement 360 degrés (l'astronomie déterministe est régie par la relativité d'Einstein depuis 1905 environ).
  • Oui Alain, mais tu tombes dans ce que dit Yves "une formulation mathématique de l'espace temps n'est pas l'espace temps." Donc, ce que tu dis qui est juste ne donne aucune indication sur ce qu'est l'espace temps.
    Cordialement..
    Jean-Louis.
  • Bonjour,

    @Jean-Louis :

    Je dis la même chose mais autrement pour illustrer.

    Quand Newton utilise avec succès le concept de force (modélisée par un vecteur) pour calculer le mouvement des planètes, tu n’es pas étonné de ne pas trouver des petits vecteurs dans l’Univers ; des segments linéaires avec un petit chapeau sur une extrémité.
    Tu as appris à ne pas confondre la modélisation avec la réalité physique.

    Et les dernières théories quantiques sur la gravitation ne t'aideraient pas plus.

    Pour l’espace-temps, tu as la chance extraordinaire de ressentir la notion d’espace et la notion de temps.

    Quand un sourd n’a jamais entendu de son, tu as beau lui expliquer toutes les équations de la physiques des fluides et des ondes, il n’en sait pas plus sur ‘qu’est-ce qu’un son ?’.
    Quand un aveugle n’a jamais vu de lumière, tu as beau lui expliquer toutes les équations de la physique optique classique ou quantique, il n’en sait pas plus sur ‘qu’est-ce que la lumière ?’.

    C’est la même chose avec ta question ‘qu’est-ce que l’espace-temps ?’.
    La dernière chose à faire pour comprendre est de la physique théorique.
    Il te faut ressentir l’espace et le temps. Et c’est tout. Et c’est un privilège extraordinaire dans l’Univers.
  • Merci à tous deux.
    Mais je bloque je ne sais pas pourquoi. Mais je sais que j'ai un problème avec le néant (et la mort). Et une phrase du genre "l'espace temps est plongée dans le néant " n'a bien sur pas de sens. Et puis il y a ces physiciens qui écrivent des livres pour dire que le temps n'existe pas ou que l'univers n'existe pas. Enfin ce sont des titres accrocheurs mais sûrement le contenu est plus modéré. Je les ai pas lus, j'ai peur d'être déçu.
    Merci encore.
    Jean-Louis.
  • Bonjour.

    Pour AlainLyon : quand vous dites que la somme des angles d'un triangle vaut 360°, de quels angles est-il question ?

    D'avance merci.

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    Intégraphes, règles log et calculateurs électromécaniques.

  • Bonjour,

    Il y a aussi des livres qui assurent que la Reine d’Angleterre est un reptile. Ou encore qui assurent avoir voyagé dans le futur et être de retour pour nous en parler.

    Choisis tes lectures avec soin.

    Enfin sur le temps n’existe pas (qui est effectivement une hypothèse sérieuse), il faut savoir l’interpréter.

    Par exemple, la pression est un phénomène physique émergent. Quand tu gonfles un ballon d’air, tu mesures une pression de l’air dans le ballon. Quand tu appuis d’un côté, cette pression gonfle l’autre côté. La pression existe. Est physique. Mesurée.
    Mais il n’existe pas de particule de pression élémentaire. Les particules élémentaires ou les atomes du gaz ne sont pas caractérisées par une pression (comme elles le sont par le spin, la masse au repos, la charge électrique).
    Dans ce sens, « la pression n’existe pas ». C’est un phénomène émergent.

    Des physiciens sérieux ont le droit d’imaginer que le temps est un phénomène émergent (dont la réalité physique sous-jacente seraient l’échange d’information). Et ils disent donc « le temps n’existe pas ».

    Ils doivent à présent apporter une théorie sérieuse pour étayer cette proposition.

    On peut aussi considérer que le temps n’existe pas en relativité générale... par exemple quand le temps devient espace à la traversée d’un trou noir, ou quand notre futur est le présent pour un autre observateur, ou que notre passé est le présent pour un autre observateur.

    Bref, tu dois savoir interpréter ce que les gens disent. Le temps n’existe pas ne signifie pas « ce que Jean-Louis comprend quand on parle du temps n’existe pas. »

    Pour finir cette digression : je pense que le temps (et sans doute l’espace) n’existe pas et est un phénomène émergent supporté par des entités physiques sous-jacentes qui nous reste à découvrir.

    Ça ne m’empêche pas de vivre.
  • Merci Yves, j'aurais aimé t'avoir comme prof de physique.
    Cordialement.
    Jean-Louis.
  • Oui, très bon exemple. Carlo Rovelli utilise aussi la notion de "haut" et de bas", qui nous semble fondamentale, et indiscutable, dans notre vie de tous les jours, et pourtant n'a plus de sens si on prend un point de vue en dehors de la surface terrestre.

    Nos sens nous permettent d'avoir une certaine perception/compréhension des choses, mais il ne faut pas trop leur en demander, car nous n'expérimenterons jamais concrètement ce que nous pourrions ressentir pour des vitesses proches de la lumière, ou près d'un trou noir.
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