Partager à toutes et tous (enfin ceux que ça intéresse) ce que je note sur le net

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On arrive à voir now jusqu'à seulement 380 Millions d'années après le Big Bang ... oui mais ...

Déjà la source: (mes interrogations tout en bas)

Record : une galaxie 380 millions d'années après le Big Bang ?


Sur cette photo prise en infrarouge lors de la campagne d'observations du HUDF en 2012, on voit 7 galaxies (losanges colorés) dont les décalages spectraux ont des valeurs record. Ces décalages spectraux sont donnés avec des valeurs d'un paramètre noté Z comme il est d'usage. Une valeur élevée révèle un éloignement important. © Nasa, Esa, Caltech, R. Ellis, HUDF 2012 Team
futura-sciences.com

En gros comment çà marche ?

  • tu pointes dans le ciel une zone pendant des zonez données pendant des jours (là 6 semaines de suite)
  • tu récoltes alors de la lumière qui vient de "là bas"
  • cette lumière, plus elle vient de loin est décalée vers le rouge (explication Décalage vers le rouge et Effet Doppler-Fizeau.)
  • et moins il y en reste, ben vi
    • elle en a fait du chemin
    • il y en a plein qui s'est fait arrêter au passage
    • d'autre qui s'est fait freiner un temps (explication plus bas)
Rappels: la lumière a une vitesse, mais ... cette vitesse n'est pas la même dans tous les environnements.  Genre
  • dans le vide: 299 792 458 mètres par seconde (299 792 km/s) c'est la limite théorique
  • Eau 1 / 1,33 c soient 225 563 km/s
  • Verre 1 / 1,5 c soient environ 200 000 km/s
  • Diamant 1 / 2,42 c soient 123 967 km/s
  • vitesse la plus basse obtenue en laboratoire: 5 400 km/s (dans un milieu TRÈS TRÈS froid en 2000 (cf les recherches de Lene Hau, Zac Dutton and Cyrus Behroozi à Harward rowland.harvard.edu/organization/past_research/atomcool/light.html)
  • l'additivité des vitesses n'est pas valable pour le lumière (deux voitures qui se rentrent dedans à 50 km/h chacune, on calcul le choc avec une vitesse de 50+50 km/h.  Pour les vitesses proches de celle de la lumière dans le vide ... non !)
  • Avec c la constante bien connue, deux vaisseaux spatiaux voyageant l’un vers l’autre à la vitesse de 0,8 c (par rapport à un troisième observateur), ne percevront pas une vitesse d’approche (ou vitesse relative) égale à 1,6 c, mais seulement 0,98 c

Extrait de Wikipedia pour expliquer que l'additivité des vitesses a une limite: article sur la relativité restreinte

En mécanique newtonienne, les vitesses s'additionnent lors d'un changement de référentiel, ce sont les transformations de Galilée : si d'une fusée se déplaçant à la vitesse de 7 km/s par rapport à la Terre on tire un boulet de canon vers l'avant à la vitesse de 1 km/s par rapport à la fusée, la vitesse du projectile par rapport à la Terre sera de 8 km/s. Si le boulet est tiré vers l'arrière, sa vitesse sera de 6 km/s.

À la fin du XIXe siècle, James Clerk Maxwell établit les équations régissant les ondes électromagnétiques et notamment les ondes lumineuses3. Selon cette théorie la vitesse de la lumière ne devait dépendre que des propriétés électriques et magnétiques du milieu, ce qui posait un problème dans le cas où ce milieu est le vide car cela suggère une indépendance de la vitesse de la lumière par rapport au référentiel de l'instrument de mesure : si on émet un faisceau lumineux depuis la fusée vers l'avant ou vers l'arrière, la vitesse de la lumière mesurée par rapport à la Terre sera la même, contrairement au boulet.

J'en arrive à ma/mes questions:

  1. Ok, l'addition de la vitesse de la lumière n'est pas possible. Mais 2 photons qui partent de la même source en sens opposés, la limite de l'un / à l'autre est aussi c ?  A priori oui ;)
  2. Comment peut on voir de la lumière qui date d'il y a si longtemps ?  Elle a été ralentie, soit, notre galaxie bouge par rapport à celle observée, ok, mais quand même, ils ont eu le temps de faire un sacré chemin les photons d'il y a 13,4 Milliards d'années  !?!?
  3. Question associée: où qu'elle va la lumière qui va "aux bords", s'il existe de l'Univers ?  Elle glisse dessus et reviens ? ;)

J'adore la Science, surtout quand elle résiste et que je ne comprends pas =)
Oui je suis un peu (beaucoup) maso du ciboulot.

Commentaires

1. Le mardi, 18. décembre 2012, 13:10 par lulu

qui te dis que l'univers a un bord.. tu te souviens du jeu ou le vaisseau spatial sort d'un coté de l'ecran et revient de l'autre.. dans ce cas tu as un espace 2D torique sans bord. Il y a un papier de physicien d'il y a quelques années qui examinait la meme chose en 3D. Maintenant, le coup de ce qu'a fait la lumière pendant 13.2 milliards d'années avant de nous parvenir.. je ne sais pas trop car en supposant que l'on soit tous issu du même point du Big Bang, c'est difficile de ne pas se dire que ce photon aurait du nous dépasser depuis belle lurette et qu'on devrait avoir un mur au delà duquel on ne voit rien tout simplement parce que les photons en question nous ont déjà dépassés.. et j'ai du mal à penser que ce mur n'est pas plus proche que 13.2 milliards d'années lumière.

2. Le mardi, 18. décembre 2012, 14:52 par Arfy

Pour le bord qu'il y en ait un ou pas ... rien !

Mais bon, en théorie pour le moment "on" est en expansion. Vers où, jusqu'où etc ... keine Ahnung.

Et pour le coup de la lumière en 13,2 milliards d'années, une supposition c'est qu'elle a fait X fois le tour du 3D torique ;)

3. Le mardi, 18. décembre 2012, 17:38 par le hollandais volant

deux voitures qui se rentrent dedans à 50 km/h chacune, on calcul le choc avec une vitesse de 50+50 km/h.

Hm…
Un choc frontal entre deux voitures à 50 km/h équivaut à un choc frontal d’une seule voiture à 50 km/h sur un mur fixe, en tout cas pour les dommages subis par une voiture et/ou ses passagers. (j’ai un article à ce sujet)

Comment peut on voir de la lumière qui date d'il y a si longtemps ?

Si je suis à 340 mètres de toi et que je crie, tu m’entendras seulement 1s après, car le trajet à faire pour le son est de 340m et le son va à ~340m/s.

Si je suis à 680 m de toi, tu entendras ce que j’ai dit il y a deux secondes. Donc en somme, si je récite un texte, tu m’entendras avec 2 secondes de retard sur toute la ligne.

Pour les photons, ben… c’est la même chose : s’ils ont été émis à 13 G années lumières de distance de nous, ils mettront 13G années pour venir jusqu’à nous (expansion de l’univers mis à part), donc la lumière émise à 13G AL de nous il y a 13G Années, nous arrivera maintenant.

Ok, l'addition de la vitesse de la lumière n'est pas possible. Mais 2 photons qui partent de la même source en sens opposés, la limite de l'un / à l'autre est aussi c ? A priori oui

Oui, effectivement.
J’ai fait un cours sur la relativité (cours simplifié et vulgarisé sans équations, juste des explications), il fera parti de mes cours sur la science, mais puisque tu en parles, je veux bien te la passer en avant-première par email, mais chute, pas un mot !

4. Le mardi, 18. décembre 2012, 18:54 par Arfy

Merci mais ... imaginons qu'il y a 13 milliards d'années, notre position "relative" à cette proto galaxie était ... plus proche.
Je suppose ...

Imaginons qu'on s'éloigne donc depuis ces 13 Milliards d'années (là où notre galaxie s'est formée depuis) et cette très très vieille galaxie.

La lumière qui date d'il y a plus de 13 milliards d'années a mis SUPER longtemps à nous arriver ... et que paradoxalement on était à 13 milliards d'année lumière de distance déjà "à l'époque" (si on ne prends pas en compte l'expansion de l'espace temps) ?

En cherchant je viens de lire qu'en théorie la "taille de l"Univers est de 45,6 milliards d’années-lumière actuellement ... ce qui peut expliquer cela =)

5. Le mercredi, 19. décembre 2012, 12:07 par le hollandais volant

On ne pourra jamais s’éloigner d’un point plus vide que la lumière s’en éloigne. La lumière nous rattrapera forcément un jour.

Imagines 3 voitures : la première est fixe, l’une est à 100 m d’elle et avance à 100 m/s.
La dernière est à côté de la première et avance à 200 m/s vers la première.

Au départ, elles sont distantes de 100m. Mais quand la 3e rattrapera la 2e, elles seront à 200 m de la voiture fixe (au bout d’une seconde).
La position de la voiture 2 aura été franchie par la voiture 3 au bout de 0,5 secondes. Mais la voiture 2 n’est déjà plus là…

Je ne vois pas trop ce qui te gène en fait.

La lumière qui date d'il y a plus de 13 milliards d'années a mis SUPER longtemps à nous arriver ...

Ben, elle a mis 13 milliard d’années.

6. Le mercredi, 19. décembre 2012, 15:29 par Arfy

Je ne vois pas trop ce qui te gène en fait.

Ce que je n'arrive pas à imaginer c'est que cette lumière qui date d'il y a 13 milliards d'années "nous" a pas dépassé depuis longtemps.
En fait elle était pendant 13 Milliards d'années entre sa source et "nous" qui nous nous éloignions (BEAUCOUP moins vite qu'elle arrive).
Comment elle n'a pas pu nous rattraper depuis ? Ou alors la défunte source et nous étions aux bords depuis longtemps ;)

Et l'autre interrogation: quoi que fait la lumière qui va aux "limites" s'il y en a.
Ce qui me fait dire/penser/imaginer que cette lumière qui date de 13 milliards d'années, est peut être un "rebon" contre un hypothétique bord ou un "j'arrive de l'autre côté" si c'est de la 3D torique.

Ça j'imagine mieux ;)

7. Le mercredi, 19. décembre 2012, 22:16 par le hollandais volant

Comment elle n'a pas pu nous rattraper depuis ? Ou alors la défunte source et nous étions aux bords depuis longtemps

Ben… nous étions trop loins, c’est tout.




Et l'autre interrogation: quoi que fait la lumière qui va aux "limites" s'il y en a.

Certaines théories disent que l’espace est courbe.

Tout comme la terre est sphérique : tu peux marcher comme tu veux sur la surface de la terre, en ligne droite, tu reviendras sur tes pas. Localement, on utilise une cartographie en forme de plan où l’on a des surfaces, mais en réalité on effectue une portion de sphère.
Une sphère a beau n’être qu’une surface avec seulement deux dimensions (longitude/lattitude), elle n’a pas de bords.

Idem avec l’univers : il n’aurait pas "bord". Un peu comme si il était un espace en 3D recourbé sur lui même, formant un objet de dimension supérieur.

Ça devient compliqué, mais l’idée de la 3D torique est effectivement un exemple comme ça.

8. Le lundi, 24. décembre 2012, 00:58 par Arfy

Je hais les spammeurs ...