PLUS RAPIDE QUE LA LUMIÈRE !!!

[Marion Lehuraux]

Voilà... Exactement ce que je voulais dire

[Georges Leterme]

Pour participer au débat, voici un extrait d'un truc que j'ai écrit en 2013, et vos critiques seront les bienvenues.

"Nous comprenons alors que notre vision de l’Univers possède un "horizon" au-delà duquel nous ne pouvons plus rien observer. En effet, à partir d'une certaine distance les galaxies s'éloignent de nous à des vitesses supérieures à celle de la lumière, mais des vitesses qui ne sont pas seulement "mécaniques" comme nous les avons entendues jusqu'ici : il s'y ajoute un étirement dû à cette dilatation de l'espace-temps. Représentons-nous, par exemple, une fourmi avançant à vitesse régulière sur un fil élastique tendu entre une personne P1 et une autre P2 chargée de tirer ce fil. On comprend aisément que, lorsque l’opérateur P2 aura tiré le fil jusqu’à doubler sa longueur, la fourmi se sera éloignée de son point de départ P1 d’une distance double de celle qu’elle aurait parcourue sur le fil resté fixe, et cela sans changer son régime de progression. Pour une galaxie animée d’une vitesse "mécanique" proche de celle de la lumière, un tel mécanisme lui fait donc dépasser cette vitesse sans enfreindre la loi de la vitesse-limite de la Relativité".

[Vincent Boudon]

Merci, Georges. L'image de la fourmi sur l'élastique est en effet excellente

[Dominique Mege]

Georges, si je peux me permettre une remarque sur le fil élastique: Il me semble que l'élastique et la fourmi représente un exemple imparfait du phénomème.
Quand la fourmi part du point P1 elle a une vitesse de déplacement "lié" au fil élastique dans le cadre des points P1 vers P2. En conséquence elle va avancer d'une distance D durant le temps T ou l'élastique va doublé de dimension d2 il me semble que dans ce cas la vitesse d'éloignement du point P1 sera inférieur à 2D. Pour qu'il y ait un gain de vitesse il faudrait préciser que l'étirement du fil se fait à une vitesse inférieur à l'avancement de la fourmi sur le fil. Là encore c'est à la louche.Je ne parle pas de ma mécanique des élastique qui va handicaper la fourmi car l'étirement ne sera pas uniforme, il sera plus important vers les extrémités que vers le centre, du moins cela semblerait logique.
Vincent, Marion Je crois qu'il est plus juste de parler de 13,3 Milliards d'al maximum si l'on veut parler d'objet.
Le calcul tient en 1 opération la vitesse d'éloignement d'un objet situé à une distance de <>45 milliards d'al (comobile) et qui est éloigné par l'expansion à 72 km par seconde et par méga parsec voit-il cette éloignement croitre à une vitesse supérieur à c ? Ranger les calculettes la réponse est évidente: OUI.

[Vincent Boudon]

Si, justement, l'analogie espace-galaxie/élastique-ourmi est un très bon exemple.

L'allongement de l'élastique représente l'expansion de l'espace et la marche de la fourmi le déplacement propre/local (qui pour le coup est un déplacement de matière) de la galaxie. La vitesse de déplacement propre devient rapidement inférieure à la vitesse d'expansion, à grande échelle (vu que le vitesse d'expansion dépend de la distance), mais pas à petit échelle, où les mouvements propres locaux dominent.

Il y a bien sûr des approximations ... mais dans l'Univers aussi !

Je crois qu'il est plus juste de parler de 13,3 Milliards d'al maximum si l'on veut parler d'objet.

Je ne comprends pas cette phrase !

Le calcul tient en 1 opération la vitesse d'éloignement d'un objet situé à une distance de <>45 milliards d'al (comobile) et qui est éloigné par l'expansion à 72 km par seconde et par méga parsec voit-il cette éloignement croitre à une vitesse supérieur à c ?

Là encore c'est très nébuleux ... Comme je disais, il faut poser les questions clairement et rigoureusement. Je crois donc comprendre qu'on parle d'un point sur l'horizon ? Donc il s'éloigne à la vitesse de la lumière. Normal, c'est la définition même de l'horizon, voir ce que j'ai dit plus haut. Les points aux-elà s'éloignent plus vite.

Après il ne faut vraiment pas mélanger les choses, sinon on noie tout le monde et on fait des contresens. Un point de l'horizon est un point dont nous voyons aujourd'hui la lumière émise il y a 13,85 milliards d'années et qui a donc parcouru une distance (lumière) de 13,85 milliards d'années lumière. Ce même point est certes aujourd'hui à 45 milliards d'années lumières mais nous ne captons bien sûr pas sa lumière émise aujourd'hui.

Quant à savoir la vitesse de récession actuelle d'un point situé aujourd'hui à 45 milliards d'années lumière, oui elle est supérieure à c, mais elle ne se calcule pas comme ça, car la loi de Hubble ne s'extrapole pas simplement à très grande distance. Le faits sont têtus, mais dans ce cas il faut des formules complexes, plus compliquées que ce qui se passe aux extrémités d'un élastique

[Vincent Boudon]

Attention aussi, dans la loi de Hubble, v = H0 * d, d est la distance lumière (on voit dans le passé) et pas du tout la distance comobile (qui serait la distance actuelle).

La loi de Hubble est d'ailleurs, aujourd'hui, seulement une approximation à "courte" distance, d'une loi générale bien plus complexe, faisant intervenir le facteur d'échelle et qui dépend du modèle cosmologique.

[Georges Leterme]

Je faisais ma réponse à Dominique pendant que celle de Vincent tombait sur le forum !
Bon... ça ne gêne pas. Je l'envoie sans rien modifier.

Dominique :
Ah oui ! Entièrement d'accord avec l'esprit de ton propos. Je dis "dans l'esprit", que j'ai bien compris. Dans le raisonnement, je comprends moins bien. Tu parles d'une vitesse inférieure à une longueur… Je pense savoir ce que tu veux dire, mais il faut le vouloir… J'ai l'impression que tu penses que la fourmi doit avoir une vitesse "mécanique" supérieure à celle de l'extrémité P2 du fil qui s'éloigne de l'extrémité P1. Je ne vois pas pourquoi. La fourmi n'a pas besoin de rattraper P2. Une galaxie qui s'éloigne "mécaniquement" à une vitesse presque égale à celle de la lumière peut dépasser cette vitesse avec une dilatation de l'espace (que j'ai nommée "étirement") qui peut être relativement faible aussi bien que très grande.
Mais je reviens à l'esprit qui est le fond du problème.
Ma représentation à l'aide de la fourmi et de l'élastique est, bien sûr, tu as raison, imparfaite. C'est une expérience de pensée qui est méthodique en vulgarisation scientifique. Ces expériences de pensée sont imaginées idéales. Si l'on veut absolument être rigoureux, exit les livres de vulgarisation. Il faudrait préciser sans cesse : "on suppose que : il n'y a pas de résistance de l'air, il n'y a pas de frottement, à température constante, etc. etc." On cherche les meilleures images possibles qui ne peuvent, en réalité, jamais être bonnes. La fameuse représentation de la gravitation par une membrane élastique creusée par une bille lourde autour de laquelle gravitent des petites billes est vraiment parlante pour des néophytes. Mais si on tient compte du freinage sur le caoutchouc, de l'attraction terrestre, etc., c'est archi-faux.
PLUS RAPIDE QUE LA LUMIERE, ce n'est pas facile à illustrer d'une manière satisfaisante pour des amateurs (dont je suis).
Georges

[Cyril Richard]

Bonjour,
Pour ma part j'adore l'analogie de la fourmi .
Après tout, Einstein s'imaginait chevauchant un photon, on peut donc imaginer des fourmis funambules pour expliquer la même thématique.
Merci Georges.

[Georges Leterme]

En fait, mon exemple avec la fourmi n'a rien à voir avec la question de l'horizon cosmologique ! C'est une image destinée à montrer que quelque chose peut aller plus vite que la lumière, indépendamment de cette question ! Je m'en aperçois maintenant...
Georges

[Dominique Mege]

D'abord Merci Georges de m'avoir pardonné la rapidité de ma remarque et d'avoir été directement à son sens.
Je suis souvent désarmé pour trouver des images incriticables de phénomènes, à priori, contre intuitif. L'exemple de la gravitation, de son effet sur l'espace temps, représenté par un plan déformable ne m'a jamais satisfait et je préfère celle du pompon qui a au moins deux avantages le premier: d'être en 3D le deuxième de faire se poser la question ou est la gravité, pesante dans ce joli pompon? Là j'interviens pour séparer les 2 notions gravité/gravitation souvent confondues et pourquoi le pompon a des rayons qui vont en diminuant de diamètre.
Vincent, à la question pourquoi ne pas tenter d'observer des objets formés ils y a 13,8 milliards d'années et pourquoi les chercher à 13, 3 ? C'est juste parce qu'ils se sont formés à cette dernière époque et pas avant.
Pour les objets plus rapides que la lumière je vois que nous sommes d'accord et j'en suis heureux.
Concernant un point sur l'horizon cosmologique que tu sembles vouloir introduire dans la discussion, c'est un autre sujet un peu éloigné( si j'ose dire ) du premier: vitesse des objets lointains.