Bonjour.

Je viens de regarder une séquence vidéo ou Monsieur Hubert Reeves prétend qu'il est possible d'observer des objets situés à 50 milliards de kilomètres de nous. 

 Même si je ne suis pas scientifique, je comprends que il faut 50 milliards d'années pour que l'image de ces objets nous parvienne. C'est indiscutable.  

Hors l'univers existe depuis environ 14 milliards d'années  !!!

Quelqu'un pourrait il m'expliquer comment il est possible d'observer quelque chose dont l'image n'a pu trouver le temps de nous parvenir ?

d'avance un grand merci  !

Cedric  

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Edité par OlivierDeEss 24 septembre 2017 à 14:35:57

Hello.  

la page wiki sur l'univers observable explique plutôt bien la chose : Sachant, qu'il ne faut pas 50milliards d'année à la lumière pour parcourir 50 milliards de kilomètre, mais beaucoups moins, la vitesse de la lumière étant d'environ 1 079 252 848,8 km/h après, je préfère parler en ornithorynques/semaine.

L'âge de l'Univers est estimé, en juin 2014, à environ 13,8 milliards d'années [13,798 (± 0,037) x 109 ans14]. La lumière émise par un astre ne peut pas avoir voyagé plus de 13,8 milliards d'années. Par conséquent la lumière issue des objets les plus éloignés que nous puissions détecter, à la limite de la partie observable de notre Univers, aura mis 13,8 milliards d'années pour nous parvenir. Pendant ce temps la lumière aura parcouru 13,8 milliards d'années-lumière et par conséquent ce nombre fixe commodément la taille de la partie observable de notre Univers. C'est une autre question de savoir à quelle distance géométrique se situent actuellement les objets dont nous recevons la lumière, 13,8 milliards d'années après qu'ils l'ont émise. Pour déterminer cette distance, il faut adopter un modèle d'univers et connaissant la vitesse d'expansion de l'espace en déduire la distance dont se sera éloigné l'objet considéré depuis l'émission des photons. Dans le cadre du modèle standard de la cosmologie la distance actuelle de l'horizon cosmologique est de l'ordre de 41,4 milliards d'années-lumière (45 en prenant un âge de 15 Ma a.l.). Le diamètre de l'Univers observable est estimé à environ 82,8 milliards d'années-lumière, soit, en ordre de grandeur, environ 783 348 milliards de milliards de kilomètres (7,8 × 1023 km ou 7,8 × 1026 m)15. Nous ne pouvons donc pas observer les objets situés sur l'horizon cosmologique à sa distance actuelle. Nous ne pouvons théoriquement observer les objets que jusqu'à la distance du fond diffus cosmologique, 380 000 ans après le Big Bang, quand l'Univers s'était assez refroidi pour permettre aux électrons de se joindre aux noyaux atomiques, ce qui amena un arrêt à l'effet Compton des photons ambiants en permettant ainsi aux photons de survivre assez longtemps pour atteindre la Terre. Toutefois, il serait (théoriquement) possible d'extraire des informations d'avant cette époque, grâce à la détection des ondes gravitationnelles ou des neutrinos « fossiles ». Ces derniers n'ont pas encore été détectés, et on cherche à mettre en évidence les ondes gravitationnelles du Big Bang, notamment par l'expérience BICEP, mais qui n'a pas donné de résultats concluants.

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Edité par edouard22 24 septembre 2017 à 15:11:15

Salut,

OlivierDeEss a écrit:

Je viens de regarder une séquence vidéo ou Monsieur Hubert Reeves prétend qu'il est possible d'observer des objets situés à 50 milliards de kilomètres de nous. 

Attention à la différence entre kilomètres et année-lumière.

Une année lumière fait environ 9 461 milliards de kilomètres, du coup 50 milliard de km sont faits en nettement moins que 1 année.

Je pense que OlivierDeEss parlait de 50 milliards d'années-lumières. Et effectivement, on observe des objets distants de 50 milliards d'années-lumières, ce qui paraît paradoxal puisque l'univers n'existe que depuis 15 milliards d'années.

D'abord, il me semble que c'est un arrondi, c'est plutôt 45 milliards d'années-lumières (d'après mes lectures).

Ah, mais c'est exactement la réponse d'edouard22 ! Voilà : le texte qu'il a cité répond parfaitement.

Le texte cité par edouard22 mériterait une précision  .
Depuis le Big-bang,  l'expansion de l'univers entraîne inexorablement et globalement  les objets qu'il contient qui s'éloignent les uns des autres un peu comme des grains de raisin dans une pâte qui gonfle ( image souvent donnée en vulgarisation). Le taux d'expansion a constamment varié depuis le big-bang.A l'échelle cosmologique  les vitesses d'éloignement relative des objets entre eux,appelé vitesse de récession et donné par la loi de Hubble \(V=HD\) peuvent être supérieures à la vitesse de la lumière. Ceci n'est pas contradictoire avec la relativité restreinte invalide à l'échelle cosmologique où on doit utiliser la relativité générale. La vitesse de récession n'est pas une vitesse de mouvement dans l'espace mais une expansion de l'espace lui-même.  
Au début de l'univers, le taux d'expansion était tel que la vitesse de récession dépassait cette de la lumière pour des objets proches.

Le point clé de la compréhension du paradoxe est que les photons eux-mêmes  sont comme le reste entraînés  par l'expansion tout en avançant à la vitesse de la lumière dans un repère relatif local , ce qui n'est peut être pas évident au premier abord  .
Cela revient à dire, schématiquement,  que tout en avançant à la vitesse de la lumière le photon émis par une source suffisamment au début de l'univers s'éloignait de sa cible !

On donne parfois en vulgarisation l'image, certes simpliste mais donnant l'idée du phénomène,  du tapis roulant : on observe depuis l’extrémité d'un tapis roulant infini une boite  qui s'éloigne à la vitesse \(V(t)\) représentant la vitesse d'expansion . Un ornithorynque     représentant le photon en sort, se dirigeant vers l'observateur à la vitesse constante \(c\). Il est aussi entraîné par le tapis et va vers l'observateur à la vitesse \(c-V(t) \). Tant que \(V(t) > c\), il va continuer à s'éloigner, de moins en moins vite si \(V(t)\) diminue,  puis lorsque le tapis aura suffisamment ralenti commence enfin à se rapprocher. En final la distance (algébrique)  de la boite-source est donnée par \(d=d_i+\int_0^t V(t)dt \) , celle de l'ornithorynque par \(x=d_i+\int_0^t (V(t)-c)dt\) qui rejoint l'observateur pour \(x=0\) ce qui détermine le temps mis , d'où la distance de la source à cet instant par la première équation.
Tout dépend évidemment de la loi \(V(t)\). Si on revient à l'univers, c'est là qu'intervient un modèle d'univers pour  accéder à \(V(t)\) et calculer la distance actuelle d'une source ayant émis un photon à un instant antérieur.

Les modèles d'univers actuels donnent  en première approximation  une équation très simple donnant la taille de l'observable en fonction du temps : \(R_{0bs} = 3t\) avec la taille en année-lumière et le temps en année. On retrouve approximativement ce  rapport 3 avec les valeurs précédemment citées.

   L'âge estimé  par les modèles   d'univers   dépend de la détermination expérimentale de la constante de Hubble \(H_0\) caractérisant le taux d'expansion actuel . On la situe aujourd'hui à environ 71 km/s/Mpc .

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Edité par Sennacherib 28 septembre 2017 à 11:13:26