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 Taille de L'univers Observable?

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102e
Ptit nouveau
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Nombre de messages : 1
Date d'inscription : 23/07/2012

MessageSujet: Taille de L'univers Observable?   Lun 23 Juil - 10:28

Bonjour à toutes et à tous,
Désolé, je ne me suis pas présenté sur le forum.
Je souhaiterais savoir quel est la taille de L'Univers Observable?

Car je suis tombé sur une image sur Wikipedia indicant que l'Univers Observable fait environ 93B d'année Lumière de diamètre...
(pas le droit de mettre des liens donc chercher la page Univers Observable dans wikipedia)
Or si je fait un calcul rapide:
EDIT
taille donnée sur l'image: 93B AL = 9,3 e23
L'age de l'Univers = 13,7 Milliard d'année. (qui est le rayon)
Donc
2 x 13,7 = 27,4 M année de diamètre
27,4 x 10 000 000 000 000 =2,74e23
entre 27,4 et 93 il y as une grosse difference quand même :/
Et dans le paragraphe "Taille de l'univers Observable" il parle de 45M AL... donc 4,5 e23
Donc sois je me suis planté dans mon calcul ou alors il ne parle pas du tout de la même chose?
En gros ça fait 3 Chiffre different lequel est le bon ^^?

Merci d'avance d'éclairer ma lanterne Wink
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Naos
Modérateur
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Masculin Nombre de messages : 2325
Localisation : Liège
Date d'inscription : 09/03/2005

MessageSujet: Re: Taille de L'univers Observable?   Jeu 26 Juil - 4:06

Il faut juste tenir compte de l'expansion de l'Univers.

L'Univers observable est défini comme l'ensemble des régions de l'Univers (supposément très vaste et peut-être même infini) depuis lesquelles un signal lumineux émis a ou a eu la possibilité de nous parvenir depuis le Big Bang, moment interprété comme le début de l'existence de l'Univers.

Le Big Bang ayant eu lieu il y a un peu moins de 14 milliards d'années, cela voudrait dire que de la lumière émise à 14 milliards d'années-lumière d'ici a tout juste eu le temps d'effectuer le voyage jusqu'à nous, compte tenu du temps écoulé depuis le Big Bang. Cela donnerait un diamètre de 28 milliards d'années-lumière, ou 27,4 milliards si l'on travaille avec des valeurs plus précises.

C'est là que l'expansion de l'Univers intervient. Grâce à ce mouvement d'expansion, des régions de l'Univers qui, dans le passé, étaient modérément écartées pourraient parfaitement se retrouver, actuellement, séparées par plus de 13,7 milliards d'années-lumière tout en restant dans l'Univers observable de l'autre, car la lumière a tout de même pu passer entre les deux, du moins si le mouvement d'expansion n'est pas trop rapide. En fait, durant le trajet, l'expansion de l'Univers a fait reculer les régions concernées au-delà de la limite attendue des 13,7 milliards d'années, dictée par le seul âge de l'Univers.

Seulement, on doit se souvenir que l'expansion de l'Univers fait s'écarter deux points à une vitesse directement proportionnelle à leur distance. C'est la loi de Hubble, notion essentielle en cosmologie. On peut être plus évocateur, en disant simplement que deux points séparés par un million de parsecs* s'éloigneront à une vitesse d'environ 70 km/s (et 140 km/s pour deux millions de parsecs, 700 pour dix millions, etc.)

Si, juste après le Big Bang, on veut considérer deux régions de l'Univers lointaines l'une par rapport à l'autre, alors l'expansion de l'Univers aura rapidement obligé ces deux régions à s'écarter à une vitesse sans cesse croissante, jusqu'à nettement dépasser la vitesse de la lumière (c'est possible tant que ce qui se déplace n'est ni de la matière, ni de "l'information" - au sens mathématique du terme). Dans cette situation, les deux régions de l'Univers en question finiront chacune par quitter l'Univers observable de l'autre, car sur une durée égale à l'âge de l'Univers, la lumière n'aura pas la possibilité de voyager d'une région à l'autre : l'expansion sera devenue trop rapide entre le point de départ et la destination.

En résumé, on peut distinguer trois situations distinctes juste après le Big Bang : quand deux régions de l'Univers sont "proches", "plus éloignées", et "très distantes".

En faisant s'écouler une durée égale à l'âge de l'Univers, les deux régions proches seront devenues plus éloignées, les plus éloignées seront très distantes et les régions déjà très distantes à l'origine ne pourront évidemment l'être qu'encore plus.

En réfléchissant avec la loi de Hubble, on en déduit trois alternatives :
- Entre les régions proches devenues plus éloignées, la lumière à eu le temps d'effectuer la liaison dans une durée inférieure ou égale à l'âge de l'Univers. Les deux régions sont chacune incluse dans l'Univers observable de l'autre.
- Entre les deux régions plus éloignées devenues très distantes, la lumière peut tout aussi bien avoir eu le temps de passer d'une région à l'autre, même si pendant le voyage, l'expansion de l'Univers a rendu les deux régions concernées plus distantes que l'âge de l'Univers exprimé en années-lumière. Il est ainsi parfaitement envisageable que de la lumière émise depuis une région située à 20 milliards d'années-lumière de nous ait tout de même eu la possibilité de nous parvenir, car la distance de 20 milliards d'années-lumière est la distance actuelle, au moment où la lumière termine son parcours. Au moment où la lumière a entamé son parcours, par contre, la distance était réduite. On reste alors dans l'Univers observable.
- Entre les deux régions très distantes devenues très très très distantes, la lumière n'a pas eu la possibilité d'effectuer le trajet, car en raison de la loi de Hubble, la vitesse d'écartement entre les deux régions a franchi une limite empêchant tout échange de rayons lumineux entre elles. Ces deux régions resteront à jamais dans l'Univers INobservable l'une de l'autre.

Avec un chiffre précis sur la loi de Hubble et le rythme d'expansion de l'Univers, il est possible de calculer plus exactement à quelles distances correspondent les limites "proches", "plus éloignées", et "très distantes". Le résultat donne un univers observable environ trois fois plus grand que le chiffre valable sans expansion de l'Univers, soit 3 x 13,7 milliards d'années-lumières = 41,1 milliards d'années-lumière de rayon, et le double pour le diamètre.
Des trois chiffres, c'est finalement celui de 93 milliards qu'il faut retenir.

Le facteur trois vient d'une combinaison entre le taux d'expansion fourni par la loi de Hubble et la vitesse de la lumière. Il faut que l'expansion puisse faire nettement s'écarter deux régions de l'Univers, mais pas trop vite, pour autoriser la lumière à effectuer le trajet de l'une à l'autre en une durée qui reste compatible avec l'âge de l'Univers. On arrive alors à un Univers observable "artificiellement" élargi par sa propre expansion.

* : un parsec = 3,26 années-lumière. 1 année-lumière = 9 461 000 000 000 km.
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