Je ne suis pas du tout astrophysicien mais j’ai compris comment ces spécialistes ont découvert que l’Univers était en expansion et que la vitesse de cette expansion était proportionnelle à l’éloignement des objets lumineux observés. La constante de Hubble s’exprime en 1/seconde puisque, multipliée par la distance à laquelle se trouve une galaxie de la Terre, mais aussi de tout autre point dans l’espace, elle donne cette vitesse d’éloignement en km/s. Les astrophysiciens n’utilisent pas le km comme unité de distance mais le méga-parsec (Mpc). Une galaxie distante de 1 Mpc se trouve éloignée de 30 milliards de milliards de km. Pour avoir les idées claires au sujet de ces distances celle que parcourt un photon lumineux en une année – l’année-lumière – n’est « que » de 9460 milliards de km ! En d’autres termes un Mpc est égal à 3,2 millions d’années-lumière. Ça a l’air de faire beaucoup mais compte tenu de la dimension de l’Univers c’est rien du tout puisque plus les instruments d’observation sont sophistiqués et sensibles plus les confins de l’Univers sont repoussés. Néanmoins il est très difficile pour l’esprit humain de se faire une idée compréhensible de ces distances énormes. Si la constante de Hubble-Lemaître est égale à 70 cela signifie que l’Univers est en expansion à une vitesse de 70 km par seconde et par Megaparsec, en d’autres termes encore, une galaxie se trouvant éloignée de nous de 1 Mpc, soit 3,2 millions d’années-lumière s’éloignera avec une vitesse de 70 km/seconde … Et une galaxie éloignée de 3,2 milliards d’années-lumière de 70000 km/seconde ? Qui a la réponse à cette question ?
Les astrophysiciens, afin d’expliquer cette expansion inexplicable de l’Univers puisque théoriquement, selon la loi de la gravité, c’est-à-dire l’espace-temps, cet espace-temps n’a aucune raison de « gonfler » et de provoquer cette fuite apparente de tous les objets, alors les astrophysiciens ont inventé la possibilité de l’existance d’une matière noire pour tenter de comprendre pourquoi certaines observations n’étaient pas conformes à la théorie de la relativité générale, en particulier en observant et en analysant les lentilles gravitationnelles (illustration : amas de galaxies Abell370, NASA). Il s’agit de la déviation des rayons lumineux provenant d’un ou plusieurs objets distants par une concentration de matière plus proche sous forme d’amas de galaxies. Les photons ne sont pas déviés par le champ gravitationnel de l’amas mais c’est l’espace-temps qui est déformé par ce champ et les photons (qui n’ont pas de masse) suivent cette déformation. Les lentilles gravitationnelles ont été prédites par Einstein en 1915 et font toujours l’objet de controverses relatives à la masse « manquante » des amas de galaxies les provoquant. Et par définition il est difficile d’observer cette matière noire puisqu’elle est invisible. Si la matière noire n’existe pas alors pour expliquer l’inexplicable des lentilles gravitationnelles avec la théorie de la relativité générale il y a une erreur dans les équations d’Einstein.
En effet, les astrophysiciens ont calculé quelle devait être la masse de l’amas Abell370 pour provoquer les images déformées des objets lumineux – également des galaxies – se trouvant loin derrière cet amas. Ils en ont conclu que la masse totale de tous les objets constituant cet amas en se limitant à leur lumière émise n’était pas suffisante pour expliquer l’ampleur de l’effet de la lentille gravitationnelle. C’est ainsi qu’apparut le concept de matière noire. Selon des calculs auxquels je ne comprends strictement rien la matière noire entrerait pour plus des deux tiers de toute la masse de l’univers …
Ça se complique encore car l’expansion de l’univers ne peut pas être bien comprise si on n’introduit pas un autre concept, celui de l’énergie noire, pour expliquer pourquoi l’Univers est en expansion et de plus en plus en expansion en ce qui concerne les objets observables les plus éloignés : plus ils sont éloignés plus ils s’éloignent rapidement, donc quelque chose repousse tous ces objets – plus précisément des galaxies – et fait en sorte qu’ils semblent s’éloigner les uns des autres du point de vue du Terrien qui se trouve lui-même dans une une galaxie quelconque quelque part dans l’Univers. Après que Hubble et Lemaître, un curé belge, eurent découvert l’expansion de l’Univers, apparut la théorie du « Big-Bang », l’origine de l’Univers. Il s’agit d’une théorie basée sur le bruit de fond cosmologique (illustration) dans une plage de longueur d’onde comprise entre 5 et 6 centimètres moins un (1/cm) une sorte de réminiscence du Big-Bang. L’observation de ce bruit de fond s’explique par une singularité mathématique qui débouche sur la théorie du Big-Bang. Or la théorie est en désaccord avec la relativité générale et d’ailleurs Einstein n’y croyait pas !
La lourde tache des astrophysiciens sera donc d’expliquer quelles sont les véritables natures de la matière noire et de l’énergie noire et s’ils ne trouvent pas d’explication ils devront revoir leur copie, c’est-à-dire apporter une correction à la théorie de la relativité générale. J’avoue humblement que je n’y comprends pas grand chose mais une question m’a toujours hanté puisqu’elle est restée sans réponse. J’ai participé il y a une trentaine d’années en tant qu’orateur invité à un petit séminaire scientifique pluri-disciplinaire organisé par la ville de Lyon qui eut lieu dans les salons VIP de l’aéroport nouvellement construit de Lyon-St-Exupery. Un astrophysicien fit une brève communication sur l’expansion de l’Univers. Je ne suis pas arrivé à me souvenir quel avait été l’objet de mon intervention orale de 10 minutes. Lors du petit cocktail qui suivit cette réunion inter-scientifique conviviale j’eus une brève discussion avec cet astrophysicien et je lui posais la question embarrassante suivante : où se trouvent aujourd’hui les objets lumineux dont les photons émis ont parcouru 13 milliards d’années-lumière pour parvenir jusqu’à nous ? Par définition ces objets se trouvaient là où on les observe aujourd’hui il y a déjà 13 milliards d’années. Puisque l’Univers est en expansion alors où ont-ils disparu ? Se trouvent-ils aujourd’hui à 26 milliards d’années-lumière de nous ou moins loin ? Auquel cas on ne peut pas les observer puisqu’ils sont trop éloignés. Certains objets s’éloignent en effet les uns des autres à des vitesses pouvant atteindre 7000 km/seconde dans toutes les directions. Cet astrophysicien n’a pas trouvé d’argument pour me répondre. Croyait-il vraiment à toutes ces théories de plus en plus compliquées pour donner une explication à toutes ces observations qui sont toujours inexplicables 30 ans plus tard ? Je m’interroge toujours sur la vraie raison qui a obligé cet astrophysicien à ne pas répondre à ma question. Il est parfaitement compréhensible que ce scientifique ait éprouvé quelque malaise. En effet, si l’objet dont la lumière émise a voyagé pendant 13 milliards d’années-lumière était là où on l’oberve aujourd’hui, alors quand eut lieu le Big-Bang puisque l’âge de l’Univers est considéré comme étant précisément 13 milliards d’années ? Encore une question sans réponse.
Inspiré d’un article paru sur le Guardian, illustrations : fond cosmologique diffus et amas de galaxies Abell370 dans la constellation de la Baleine.
jacqueshenry 
Sujet très intéressant, merci 🙂
On est plus dans la métaphysique que dans la physique réelle avec ce type de sujets qui bousculent nos conceptions sur l’univers, et notamment le Saint Graal de la physique qu’est la relativité qui postule que la plus grande vitesse observable dans la nature est celle de la lumière dans le vide (C = 300,000 km par seconde).
En effet, d’abord, la théorie actuelle stipule que la matière ordinaire (dite « baryonique ») ne composerait que 4.9 % de la matière totale de l’univers, le reste se partageant entre la « matière noire » qui composerait 68.3 % de l’univers et dont la fonction est de créer un effet attracteur entre galaxies, et l’énergie sombre (26.8 %) qui aurait au contraire un effet répulsif.
Toujours est-il que l’observation de l’éloignement des galaxies qui serait le fait de la matière noire a été mis en évidence par Edwin Hubble puis Vera Rubin, et nous indique que l’espace peut aller plus vite que la vitesse de la lumière dans le vide. Enorme !
Il existe d’autres cas où la vitesse de la lumière semble être dépassée.
– C’est le cas de l’effet Vavilov-Tcherenkov -découvert par deux scientifiques russes dans les années 30- qui consiste à propulser des électrons de haute énergie à vitesse un poil supérieure à C dans le bassin rempli d’eau d’un réacteur nucléaire, le tout produisant un flash de lumière bleutée.
– C’est aussi le cas de ce qu’on appelle en mécanique quantique « l’intrication d’une paire de particules ». Dans ce cas précis, si on éloigne ces deux particules qui sont reliées entre elles par un mécanisme qu’on ne connait pas, si l’information portée par une des deux particules évolue, alors cette information est transmise immédiatement à l’autre particule, quelle que soit la distance. SI la distance est infinie, alors l’information va plus vite que la vitesse de la lumière.
On a découvert également en mécanique quantique que l’espace avait des propriétés curieuses, et est capable de générer de façon aléatoire des paquets d’énergie ex-nihilo, C’est ce qu’on appelle les « fluctuations du vide quantique ». Cette énergie du vide atteint des grandeurs incroyables (selon l’électrodynamique quantique, elle devrait avoir une valeur de l’ordre de 10 à la puissance 113 Joules par mètre cube…bref un truc de malades ! ). On voit donc qu’on ne sait pas grand chose de l’espace-temps, et pour être plus précis, de la trame même de l’espace-temps qui on le sait, se courbe au voisinage d’un objet pesant (contribution fondamentale d’Einstein). Le fait de réaliser que l’espace-temps peut se dilater et atteindre dans son expansion des vitesses supérieures à celle de la lumière devrait franchement nous convaincre que nos théories actuelles sont à revoir.
Informations qualitatives complémentaires : http://www.astrophysic.org/cosmology.html
PS : il convient de noter que les notions comme le big-bang, la matière noire, l’énergie sombre, les trous noirs, les trous de ver, etc… ne sont que des théories non confirmées par l’expérimentation et l’observation. Quand un astrophysicien théoricien ne sait pas répondre à une question, il est embarrassé et ne répond pas. On peut aussi l’embarrasser en lui demandant ce qu’il y avait quelques micro-secondes avant l’explosion du Big-Bang : énergie ou information ? Ou encore est-ce que le temps existait avant le Big-Bang. Si le temps n’existait pas, cela veut-il dire que l’éternité existe ? Si oui, et si l’univers n’était qu’une singularité que la taille d’une micro-tête d’épingle remplie d’une quantité incroyable d’informations, cela confirme-t-il ce passage de la Bible où il est écrit : « Au début était le verbe ». Si oui, est-ce la preuve indirecte de l’existence de Dieu ?
LOL…trop rigolo tout ça 🙂
Je vous rappelle que l’existence des trous noirs a été indirectement confirmée par l’observation des ondes gravitationnelles. De mémoire c’était en 2012. Le signal observé avait eu lieu I,3 milliards d’années auparavant. Il s’agissait de la fusion de 2 trous noir de masses égales à 30 et 15 fois celle du Soleil. La quantité d’énergie produite et dispersée dans l’espace a été phénoménale puisque selon la formule E=mc2 il y a eu disparition sous forme d’énergie de l’équivalent d’une masse solaire. Je ne sais pas combien il faut de puissances de 10 pour exprimer cette énergie en Joules. C’est cette gigantesque « bouffée » d’énergie d’origine très ponctuelle qui a perturbé l’espace-temps dans son ensemble, c’est-à-dire tout l’Univers. On doit pouvoir retrouver ça sur internet mais j’avoue ma fainéantise …
@Jacques Henry : moi aussi sur la page Wikipedia sur la théorie des trous noirs, j’ai trouvé cette démonstration que je trouve sur le plan épistémologique invraisemblable : la démonstration « indirecte » de l’existence des trous noirs par l’observation des ondes gravitationnelles.
Prenons un exemple simple pour comprendre la faiblesse de ce raisonnement :
1- je crois (théorie non démontrée) que les hommes sont plus intelligents que les femmes (QI h > QI f).
2- je constate (preuve indirecte) que les femmes asiatiques ont en moyenne un travail plus ménager que celui des hommes asiatiques, et donc qu’elles sont en pratique moins intelligentes que les hommes (QI h > QI f)…sans indiquer que culturellement les femmes asiatiques sont formées pour êtres des femmes au foyer.
3- incroyable découverte (preuve indirecte de confirmation) : Rosalind Franklin qui avait travaillé sur la structure de l’ADN n’a pas eu le prix Nobel, alors que Francis Crick et James Watson l’ont eu…donc on dit que « indirectement » cela prouve que les femmes comme Franklin sont moins intelligentes que les hommes (Crick et Watson). Evidemment, on a oublié de dire que Crick et Watson ont piqué les clichés en douce à Franklin ses clichés de diffraction aux rayons X. Conclusion : les arguments « indirects » confirment comme pour les trous noirs une théorie initiale non prouvée, mais qui semble « faire un consensus ».
Cela s’appelle une tautologie. Bref, on a ici un argument dont l’apparence peine à masquer sa faiblesse ontologique.
Voila sur la forme, mais ce qui est le plus important est le fond qui va suivre.
Si l’on en croit les tenants de la théorie des trous noirs, ces objets astronomiques possèdent la propriété d’avoir, suite à l’effondrement d’une étoile sur elle-même par exemple, une masse infinie. Soit. Et en cela, le trou noir attire tout objet ayant une masse quelconque. Son champ gravitationnel empêche logiquement toute forme de masse et/ou d’énergie de s’en échapper. Ce qui peut en réchapper serait expulsé sous forme de rayons X invisibles. C’est dommage car on ne peut pas les visualiser de façon optique.
Or, par définition de la « stellogénèse » (formation d’une étoile), un nuage d’hydrogène génère un soleil et celui-ci fusionne ses atomes pour en faire des éléments plus lourds qui seront expulsés et des rayonnements en résulteront.
Questions : imaginons un trou noir dans un nuage d’hydrogène comme cet événement suivant rapporté en 2001 par tous les médias français : https://www.20minutes.fr/sciences/843460-20111215-nuage-gaz-bientot-avale-trou-noir-centre-voie-lactee
a/- comment se fait-il que ce trou noir ne donne pas naissance à une étoile vu qu’il va attirer tout l’hydrogène qui bouge autour de lui ?
b/- si un trou noir ne donne pas naissance à une étoile par compression et fusion des atomes d’hydrogène qui ont eu le malheur de dépasser son horizon des événements, que devient cette matière une fois comprimée et transformée en énergie ?
c/- dans le cas où b/ obéit à un processus inconnu qui le transforme en rayonnement, pourquoi ce rayonnement serait obligatoirement un rayonnement X invisible comme le prétend la théorie des trous noirs ?
d/- le centre d’un trou noir est un selon les modèles mathématiques un point unique. Comment se fait-il que la trame de l’espace-temps n’en soit pas déchirée ?
e/- si la trame de l’espace-temps est déchirée dans le tréfonds du trou noir, où va aller cette énergie ? Dans un espace-temps différent ? C’est ce qu’on appelle un trou de ver ou trou blanc dans une théorie développée par Einstein lui-même (cela dit, Einstein n’est pas le dieu de la physique qu’on croit).
Tout ceci me pousse à penser sans être astrophysicien que la théorie des trous noirs est très théorique et contredit pas mal de concepts standards en astrophysique.
Cela dit, je ne demande qu’à vous croire, mais à ce moment là, il faut que votre argumentation soit un peu plus poussée par rapport aux questions que je viens de poser (notamment la stellogénèse et la bonne tenue de la trame de l’espace-temps au coeur du trou-noir).
« Si l’on en croit les tenants de la théorie des trous noirs, ces objets astronomiques possèdent la propriété d’avoir, suite à l’effondrement d’une étoile sur elle-même par exemple, une masse infinie. »
Non. Pitié pour la conservation de la masse 😦
Erratum : l’univers est composé de 4,9 % de matière baryonique (ordinaire), 26,8 % de matière noire à effet attracteur et 68,3 % d’énergie sombre à effet répulsif (et pas l’inverse comme je l’ai écrit trop vite ci-dessus). Comme il y a plus d’énergie sombre que de matière noire, l’effet répulseur prédomine et l’espace est en expansion forcée.
Précisions :
– la théorie de Georges Lemaître était que qu’à ses débuts, l’univers était contenu dans un seul atome « dont le poids atomique est la masse de l’univers entier ». D’où l’analogie de la taille de l’univers avec « une tête d’épingle ».
– Einstein a rejeté la théorie de l’expansion de l’univers car il croyait en un univers statique, homogène et isotrope (le même dans toutes les directions). Il s’est trompé mais a reconnu son erreur en félicitant Hubble et Lemaître pour leur théorie qui a été vérifiée expérimentalement au début des années 1920.
Christian Magnan est un astrophysicien qui doute de la théorie actuelle ‘big Bang’, il n’est pas le seul à être sceptique (c’est plutôt une qualité en science).
M Magnan développe dans ces 2 vidéos quelques arguments:
Très sympa comme point de vue émanant d’une pointure du Collège de France qui nous suggère pour la première vidéo que la matière noire et l’énergie sombre seraient une invention shadokiennne lol :)… du moins une théorie pas du tout claire (quand c’est sombre ou noir, c’est pas clair en effet ).
Merci 🙂
@rpf : j’ai eu du retard pour visionner la seconde vidéo de presque 2 heures, mais je tiens à vous dire merci ! 🙂
Magnan est super bon, j’ai adoré le distinguo mathématiques et physiques avec les notions de zéro et d’infini qui existent e maths et n’ont aucune signification en physique…ce qui explique la difficulté de comprendre les trous noirs (effondrement infini d’un corps sur lui-même, infini qui n’a pas de sens physique) et le big-bang (problème du temps zéro qui lui non plus n’a pas de sens physique).
Ou encore le fait « qu’on sait qu’on ne sait pas entre relativité et mécanique quantique ». L’espace -temps de l’un est contradictoire avec l’espace-temps de l’autre. On a besoin d’une nouvelle physique où les concepts de temps et d’espace doivent être renouvelés.
Pour en revenir au sujet de ce billet, je conçois de façon visuelle l’expansion de la trame de l’espace-temps comme le fuseau mitotique du noyau d’une cellule qui grandit en emportant avec lui les chromosomes qui se sont dupliqués pendant la division cellulaire. Cela dit, cela n’empêche pas les chromosomes que sont les galaxies d’exercer leur forces attractives les unes envers les autres. Visualiser de l’espace qui fait de l’expansion ou de la contraction sans altérer les composant de l’univers que sont les galaxies n’est pas aisé. On peut aussi penser mentalement à des billes (les galaxies) collées sur une baudruche qui se gonfle.
Jean Pierre Petit propose lui aussi un modèle cosmologique assez différent du « Modèle Standard » (pour lequel une croyance solide est obligatoire outre-Atlantique pour pouvoir travailler dans un institut d’astrophysique) qui est à priori aussi crédible que celui-ci.
En fait, tous les modèles de l’univers, alternatifs ou officiels, sont à l’heure actuelle hypothétiques et non prouvés, ni par l’expérience ni par l’observation et qui pis est, pleins de trous (pas forcément noirs…).
Je trouve cette situation cocasse, elle laisse beaucoup de place à l’imagination et à la science fiction.
Bonne journée à tous…
Jean Claude
Je me souviens du modèle « Janus » de JPP. Pas con son truc, il a le mérite d’avoir postulé la masse négative, et une seconde dimension exotique dont les lois sont très différentes du monde dans lequel nous vivons. La masse négative est concept qui fut hérétique au début des années 2000 et qui fait progressivement des émules chez les plus jeunes physiciens théoriciens pour qui le concept d’antigravité n’est pas aussi stupide qu’on pense. En attendant, parler de JP Petit auprès des grands initiés que sont Thibault Damour ou Aurélien Barrau, autant parler de Satan…mauvais pour un bon karma universitaire 🙂
Outre son approche conceptuelle et ses efforts pour intégrer des équations pour valider son modèle (celles-ci permettraient d’effectuer des calculs et donc des vérifications ultérieures), Jean-Pierre Petit propose des explications d’ordre géométrique pour concevoir son modèle Janus.
Perso, je suis plus un visuel qu’un auditif ce qui veut dire que je suis plus physicien que mathématicien (ces grands musiciens de l’univers humain lol). En effet la géométrie et l’optique c’est sympa surtout en physique relativiste. alors JPP, il fait des BD avec Lanturlu et il y a une grande avancée conceptuelle que dénonce des Connes et Roveli : c’est que l’espace n’est pas absolu au sens de Newton comme un vide vide où il y a de la matière en mouvement. C’est plutôt un grand champ mû par des forces connues, mais aussi inconnues (sombre et noire !). Et puis l’espace c’est pas tout, le temps s’y incruste et même que maintenant il faut aussi le penser comme mouvant dans plusieurs directions (cf. Alain Connes) mais restreint pour nous à la contrainte de la thermodynamique.
Et puis c’est pas tout, comme dirait Brel parce que c’est l’brin un peu !, il faut y rajouter de l’information à cette entropie…un peu de néguentropie dans un système dissipatif dont nous avons pu avoir un aperçu avec Roddier lors de précédents billet sur ce site (merci à Jacques-Henry au passage).
C’est pourquoi la vitesse de la lumière est aussi remise en question avec JPP, et ne peut l’être sans reconsidérer l’espace avec le temps (cf. ses exposés Janus en vidéo….y’en a beaucoup – 27) – une vitesse reste une longueur divisée par un temps – qui conditionne la vue que l’on peut avoir d’un trou noir et, bien sûr,au dit « big bang » qu’on essaye d’expliquer à coup d’équation toujours plus près de l’instant 0 (voire même avant pour les frères B.).
La géométrie, c’est comme l’optique, ça permet d’y voir plus clair … message pour les savants en calculs 😉
Et pour ces experts qui parlent et nous noient sous des mots très savants, je dirai : « Ce qui se conçoit bien s’énonce clairement », « Un dessin vaut mieux que … « , etc .
PS : j’aurais dû écrire – une vitesse est une longueur divisée par une durée et non un temps.
Pour la forme et les formes (lol) JP Petit tient compte de ce maillage cosmologique qui pose problème :
https://trustmyscience.com/univers-semble-etre-connecte-par-grandes-structures-toile-cosmique/
Pascal : «Le silence éternel de ces espaces infinis m’effraie».
Comme cela est courant il ne pouvait pas tout comprendre on est en France, il ne faut pas trop en demander !
L’étoile dont vous observez la lumière de 13 milliards d’années à disparu depuis longtemps. Elle est morte pour tout dire, mais je ne voulais pas vous faire pleurer. Sa matière est au delà de l’horizon cosmique dans un endroit si froid que dans certaines circonstances le temps pourrait s’inverser et alors…
Quelqu’un connaît il la suite ?
Mais allez-y SVP. Éclairez nous, étalez votre savoir ou étalez vous 😉
Ne faites pas languir les lecteurs.
Si la vitesse de l’expansion de l’univers est plus grande que la vitesse de la lumière, elle (l’étoile en question) peut rester sur place, vous ne la verrez jamais (ses photons n’auront jamais le temps de vous taper dans l’oeil, vu que l’espace se déplace plus vite qu’eux). Et ce, même si cette étoile a disparu.
Non ! c’est contraire à la théorie de la relativité d’Einstein qui n’a jamais été infirmée : la vitesse de la lumière est toujours de 300000 km/s quel que soit le référentiel considéré.
Mon cher Jacques Henry…vous n’avez toujours pas compris que la vitesse de la lumière C ne s’applique que dans le cadre du monde baryonique et ne concerne que des particules qui se meuvent dans le vide. Dans l’eau, l’effet Vavilov-Tcherenkov nous indique que des électrons dépassent C. Einstein a fait un postulat, que C est une limite infranchissable. Mais ce n’est qu’un postulat, et aucune théorie validée n’est venue étayer ce postulat. Ce postulat est battu en brèche par l’intrication quantique, concept qu’Einstein rejetait de toutes ses forces car il viole son postulat. Plus fort, l’espace-temps n’est pas une particule et sa vitesse est pourtant bien supérieure à celle de la lumière dans le vide à l’échelle cosmologique. Relisez ce que j’ai écrit en début de billet. Et donc pour conclure, c’est la raison pour laquelle votre conférencier de Lyon aurait dû vous dire que vous ne pouviez pas observer les photons du big-bang pour la bonne et simple raison que lors de l’inflation cosmique post big-bang, l’espace a été plus rapide que les photons..Je vous rassure, Hubert Reeves explique cela très bien, je vous laisse le soin de fouiller Google pour retrouver la page d’un de ses sites où il en parle (qui date du début des années 200 de mémoire). Jetez aussi un coup d’oeil au lien que j’ai laissé plus haut, c’est très bien expliqué également. Maintenant, si vous voulez des sites où l’on donne de plus détails scientifiques, aucun souci, je vais regarder de mon côté 🙂
Petite indication : rapport entre le rayon de l’univers observable et l’âge de l’univers = 3,9×1023 km divisé par 13,8 milliards d’années, soit 4,4×1017 secondes, ce qui donne une vitesse de 886 363 km/s, soit 2.95 fois la vitesse de la lumière C. L’espace est donc très véloce, mais ce n’est qu’une moyenne qui ne tient pas compte des variations de la vitesse de l’expansion de l’univers…on peut supposer, vu que cette dernière s’accélère que les pointes de vitesse de l’espace peuvent dépasser 3 C.
Dès que je tombe sur un papier scientifique sur le sujet, je vous fais signe.
J’ai affiné ce petit calcul en partant du principe que le big-bang a eu lieu au centre de l’univers observable et que l’espace ne dépasse pas le rayon de cet univers observable. Ca nous donne en précisant toutes les étapes de ce calcul très simple en notation scientifique la chose suivante que tout un chacun peut vérifier :
Diamètre univers observable = 93 milliards AL (https://fr.wikipedia.org/wiki/Univers_observable)
Rayon univers observable = 46,508 milliards AL où AL = années lumières
1 AL = C x 1 an = 300,000 km/s x 1 an = 300,000 x 3600 x 24 x 365 km = 9,4608×10¹² km
Rayon univers observable = 46,508. 109 x 9,4608. 1012 km ~ 4,4.1023 km (puissance 23 !)
Age univers = 13,8 milliards années = 13,8.109 (puissance 9) x 3600 x 24 x 365 s ~ 4,4.10¹⁷ s
Vitesse espace = 4,4.1023 (puissance 23) km / 4,4.10¹⁷ s = 106 (10 puissance 6) km/s = 1 million km/s ~ 3,33 C
Conclusion : la vitesse moyenne de déplacement de l’espace depuis le début du big-bang est de 3.3 fois la vitesse de la lumière.
PS : Il est dommage que WordPress ne veuille pas copier mon texte (rédigé sur LibreOffice) en notation scientifique, mais j’ai indiqué les puissances de 10 par écrit. J’espère que ce sera compréhensible. 🙂
Article indiquant clairement que l’espace se déplace plus vite que la lumière dans le vide et qui montre comment faire le calcul à partir de la constante de Hubble en tenant compte du nombre de méga parsecs considérés : https://trustmyscience.com/expansion-univers-acceleration-trop-rapide-pour-etre-expliquee-par-la-physique-actuelle/
@ camembert
Je ne peux pas laisser passer l’énorme bêtise que vous avez écrit dans l’un de vos commentaires relative à la vitesse des électrons dans l’eau à propos de l’effet Cherenkov. D’abord les électrons (rayonnement beta) ne se déplacent pas dans l’eau à la vitesse de la lumière mais beaucoup moins rapidement puisqu’il faut tenir compte de l’indice de réfraction de l’eau. Pour mémoire les photons se déplacent dans l’eau à une vitesse de 230000 km/seconde. Je n’ai pas de chiffres en tête mais j’ai fait de nombreuses mesures de phosphore-32 au cours de mes années de vie professionnelle et celles-ci sont une application de l’effet Cherenkov, et peux vous affirmer que le rayonnement beta est arrêté par le verre du flacon de comptage. Enfin j’ai vu, au cours de visites de centrales nucléaires, l’effet Cherenkov en vraie grandeur dans les piscines de stockage temporaire des assemblages de combustible lors des arrêts pour rechargement. S’il vous plaît ne lisez pas aveuglément les articles de wikipedia (surtout en français et mal traduits de l’anglais) parfois truffés d’erreurs … Ça me rappelle la dépêche d’Ems, la première plus grande fake-news que le monde occidental ait connu !
Voici le copier coller de ce que j’ai écrit :
« Il existe d’autres cas où la vitesse de la lumière semble être dépassée.
– C’est le cas de l’effet Vavilov-Tcherenkov -découvert par deux scientifiques russes dans les années 30- qui consiste à propulser des électrons de haute énergie à vitesse un poil supérieure à C dans le bassin rempli d’eau d’un réacteur nucléaire, le tout produisant un flash de lumière bleutée. »…dans ce bassin d’eau les électrons vont plus vite que les photons. Point barre.
Mais le propos initial n’était pas là.
Vous avez posé la question suivante, je fais à nouveau un copier-coller : « où se trouvent aujourd’hui les objets lumineux dont les photons émis ont parcouru 13 milliards d’années-lumière pour parvenir jusqu’à nous ? ». Ma proposition de réponse est toujours la même : vous ne les verrez pas car l’espace est plus rapide que les photons. Je reconnais qu’il n’est pas évident d’admettre que les photons qui sont les particules supposées être les plus rapides de l’univers se fassent battre par des électrons ou de la trame d’espace-temps dont on ne sait rien. Remarquez, même la notion de gravité nous échappe, Einstein n’a pas trouvé la solution de cette énigme, il a juste démontré que la masse déforme l’espace-temps, ce qui est déjà pas mal. Quand on comprendra ce qu’est la gravité, on pourra faire joujou avec l’anti-gravité. Là, ça deviendra sexy 🙂
Ensuite, j’ai bien noté que pour vous, en ce qui concerne les trous noirs, « the science is settled ». OK, mon opinion est différente. Je n’ai pas été impressionné en mai dernier quand toute la presse mondiale s’est faite l’écho d’une prétendue photo du trou noir de la galaxie Sagittarius A située à une cinquantaine d’années-lumière de la terre. C’est juste une reconstruction numérique qui n’est pas une preuve formelle de leur existence. Mais j’aime personnellement beaucoup le concept de trou noir. Il y a juste que le fait qu’en aspirant tout mais ne débouchant sur rien est curieux sur le plan des bilans de masse et d’énergie. Par contre, je suis très intéressé par l’approche de Stephen Hawkins pour qui un trou noir est une porte qui débouche sur un autre univers. Là ça devient pimenté, on est en plein épisode de Star trek et avouez que c’est intellectuellement très stimulant. Mais ça n’est qu’une théorie parmi tant d’autres… 🙂
Je me souviens d’une belle explication donnée il y a des années de ça par un astrophysicien didactique au sujet de la confusion entre vitesse d’expansion et vitesse de la lumière.
Son propos était le suivant, de mémoire :
La vitesse concerne le rapport entre la distance parcourue par un « objet » physique et le temps mis pour effectuer ce déplacement. C’est une définition simple et conventionnelle.
Par conséquent, quand on parle de l’interaction quantique, il n’est pas légitime d’utiliser le terme « vitesse » puisqu’il n’y a aucun déplacement effectif. « L’information » dont la caractéristique change simultanément entre deux particules éloignées ne s’est pas « déplacée ».
Concernant la vitesse, on admet que c en est une limite infranchissable.
Mais on néglige le fait que ces déplacements se produisent dans l’espace physique.
La métaphore proposée par cet astrophysicien était que l’espace est similaire à une toile élastique. La vitesse correspond à celle du déplacement d’un objet sur cette trame. Elle est limitée par c.
Cependant, si on imagine que la trame se distende, alors on observe un phénomène curieux.
Une particule qui continue à se déplacer à la vitesse c semble pouvoir aller plus vite que c. C’est une illusion. Seule la trame s’est distendue. Pour un regard extérieur les distances semblent plus grandes (et le sont réellement). Mais la vitesse des objets reste identique.
On utilise le même mot « vitesse » pour désigner des concepts de nature différentes. C’est de la que vient la confusion.
A ce jour, rien ne dépasse c. Même dans l’effet Tcherenkov. Au plus la particule observée va plus vite que la vitesse de la lumière dans le milieu concerné (celle-ci étant toujours inférieure à c). Mais cette particule ne dépasse jamais c (vitesse de la lumière dans le vide)
L’expansion de l’univers ne déplace pas les objets entre eux : dans un univers d’objets tous immobiles, mais en expansion, ils s’étaient passivement tous plus éloignés les uns des autres à chaque instant. Bien que restant immobiles physiquement.