Cosmologie et relativité : pourquoi dit-on que l’Univers est en expansion ?
Cette courte vidéo présente une notion mal comprise du public : l'Univers est en expansion, mais ce ne sont pas les galaxies qui s'éloignent proprement dit.
L'expansion de l'Univers :
En cosmologie, l'expansion de l'Univers est le nom du phénomène qui voit à grande échelle les objets composant l'univers (galaxies, amas, …) s'éloigner les uns des autres. Cet écartement mutuel, que l'on pourrait prendre pour un mouvement des galaxies dans l'espace, s'interprète en réalité par un gonflement de l'espace lui-même, les objets célestes étant de ce fait amenés à s'éloigner les uns des autres (voir plus bas). À plus petite échelle, l'expansion n'affecte pas la taille des galaxies elles-mêmes, la gravité « intérieure » ayant un effet prédominant.
L'expansion de l'univers est la solution théorique trouvée par Friedmann pour rendre compte du fait que l'univers ne se soit pas déjà effondré sous l'effet de la gravitation. Elle permet de faire l'économie de la constante cosmologique, artifice introduit par Einstein, fermement attaché à l'idée d'un univers statique.
Du point de vue observationnel, l'expansion se traduit par une augmentation de la longueur d'onde de la lumière émise par les galaxies : c'est le phénomène de décalage vers le rouge. Ce décalage n'est pas homologue à l'effet Doppler, qui est dû au déplacement à travers l'espace de l'objet observé ; il s'agit ici de l'expansion de l'espace lui-même. On parle de décalage spectral cosmologique.
La découverte de ce décalage vers le rouge est attribuée à l'astronome américain Edwin Hubble en 1929, bien qu'il ait été implicitement mis en évidence 15 ans plus tôt par Vesto Slipher et prédit, voire mesuré, par Georges Lemaître à la fin des années 1920. De façon concomitante, l'interprétation physique correcte de ce décalage vers le rouge est donnée par la théorie de la relativité générale d'Albert Einstein, qui permet de décrire la dynamique de l'Univers dans son ensemble. L'expansion de l'Univers est de fait une vérification remarquable de la relativité générale, même si, de façon quelque peu surprenante, Albert Einstein lui-même n'y a pas adhéré initialement, tentant même d'en proposer une explication alternative, la lumière fatiguée, théorie depuis longtemps complètement abandonnée.
La conséquence immédiate de l'expansion de l'Univers est que celui-ci était par le passé plus dense et donc plus chaud. Le concept du Big Bang, qui repose sur l'idée qu'une telle époque dense et chaude a effectivement existé, en découle naturellement et peut donc être considéré comme établi.
Du point de vue théorique, l'expansion de l'Univers est contenue dans les modèles issus de la relativité générale décrivant l'Univers dans son ensemble. De telles constructions sont appelées de façon naturelle modèles cosmologiques. Les équations qui décrivent l'expansion de l'Univers dépendent des propriétés de la ou des formes de matière qui emplissent l'Univers. Elles s'appellent équations de Friedmann.
Source : Wikipedia.
Les différents modèles possibles d'expansion de l'Univers.
Clair, simple. didactique.
À voir !
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Tags : Astronomie Science et techno
22 réactions à cet article
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" un gonflement de l’espace lui-même," c’est quoi l’’espace lui même ? si quelqu’un pouvait m’expliquer ........
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@gaijin : c’est le tissus de l’espace-temps qui s’étire, comme un petite ballon de baudruche que tu gonfle : sa surface d’étend, s’étire, et deux points que tu aurait dessiné dessus, éloignent de plus en plus.
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@BlueMan
OK, nous sommes dans le ballon mais qu’y a t’il autour ?Ou… qui souffle dans le ballon ?
Merci pour votre réponse !
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@zeitgest : on est pas dans le ballon mais SUR le ballon : c’était un exemple à deux dimensions, mais c’est la même chose en 3 dimensions ou plus : la métrique augmente dès lors que l’espace lui-même se dilate.
Si "le ballon se gonfle", que l’espace se dilate, les scientifiques disent que c’est à cause d’une énergie nouvelle et inconnue ; l’énergie noire. Ne m’en demandez pas plus, je n’y connais rien (et je trouve le concept douteux, voire foireux).
Maintenant, qu’est-ce que l’espace lui-même, je n’en sais rien du tout non plus... Je découvre les choses comme vous, grâce à ce genre de vidéos que j’affectionne, car elles nous apporte de nouvelles compréhensions.
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la mouche du coche 10 octobre 2015 09:22@BlueMan
J’adore ces discussions complètement fumeuses. Quand je pense que les athées reprochent aux religieux d’avoir discuter sur le sexe des anges. 
Quand le monde sera à nouveau à l’endroit on se souviendra de cette époque athée en disant "discuter de l’expansion de l’univers" 
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@la mouche du coche
pour une fois je suis d’accord avec vous on explique des trucs qu’on ne comprend pas par d’autres qu’on comprend encore moins .......au moins blueman est honnête .....il admet qu’il ne sait pas .......
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J’ai une question qui n’as peut être rien à voir à cette vidéo, et je n’ai jamais entendu de réponses ni même cette question nulle part.
Pourquoi ni as t’il pas de changement d’orbite sur une planète qui reçoit des météorites, des alignements de planète, et autres ? Cet orbite pour moi ne devrais tenir qu’a "un cheveux", serait-ce la soit disante matière noire ?
J’ai un doute quand même sur l’efficacité de la masse de la planète pour y contrer.
et les quelques cm de perdu sont petits.-
@10joncte
Si les astres sont en orbite autour d’autres astres ce n’est pas une question de "hasard" ou de "poil de cul". Avec un bon niveau en mathématiques tu comprendrais que si tu changes les termes de l’équation physique entre le soleil et la terre par exemple, on obtiendrait une orbite en ellipse un peu différente mais une orbite quand même. Il y a toutes sortes de trajectoires possibles, faire sortir un satellite de son orbite demande vraiment plus que quelques météorites.Sache quand même que la distance terre soleil est assez variable suivant le mois de l’année (entre 147 et 152M de km), et que la question de la stabilité dans le temps des cycles astronomiques est réelle, mais c’est probablement une affaire de quelques millions d’années, on a le temps de voir venir...
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Je vous remercie des liens, je ferai lecture.
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@10joncte
Pour avoir une petite idée de "comment ça marche" vous pouvez faire un tour ici=> Dans cette simulation on imprime une variation de vitesse instantanée (le long de l’orbite pour la verte/orthoradiale, et perpendiculairement pour la rouge/radiale)
Cela correspond à peu près à un choc, et on observe que l’orbite varie bien mais reste stable, sauf cas extrême.
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Le problème c’est que les scientifiques peinent ne serait-ce qu’à survivre, la preuve celui-ci ne peut même pas se payer un coiffeur.
Sinon son analogie du vélo peut être complétée si on le met sur une pente très prononcée et alors l’accélération s’explique pour peu qu’on ait de mauvais freins. Conclusion : la gravitation n’empêche pas l’expansion car les patins sont usés...Je reste dubitatif avec l’énergie noire et la matière noire, je trouve l’univers dual de Jean-Pierre Petit bien plus sensé et économique en concepts. Mais il ne fait pas partie du sérail, la preuve : lui peut se payer le coiffeur.Quand à l’expansion de l’espace (analogue à la turgescence si on y réfléchit) l’idée serait que l’on ne le voit pas localement mais seulement globalement à cause du décalage vers le rouge. Or ce décalage peut s’expliquer autrement par exemple par la fatigue due au trajet de la lumière. Les photons sont obligés de s’arrêter dans des boui-bouis galactiques et à force prennent une coloration rouge comme nos bons vieux piliers de bar.-
"..ce ne sont pas les galaxies qui s’éloignent proprement dit."
Si, les galaxies s’éloignent effectivement les unes des autres, du fait de l’expansion du tissu que l’on appelle espace/temps, leur déplacement est réel, même si il n’est pas le fait de leur propre mouvement, les galaxie sont en quelque sorte emportées avec le mouvement de l’espace/temps, comme le tronc d’arbre dans une rivière.Si l’on dessine deux points sur un élastique et qu’on tire dessus, les deux points vont se déplacer et l’espace qui les sépare s’agrandira, même si les points n’ont pas de mouvement propre.-
@yoananda : t’a rien compris mon gars, comme d’habitude d’ailleurs.
AGORA propose des vidéos sur tous les sujets, dont l’astronomie, les sciences, et la technologie, font partie. Ce n’est pas un site dédié exclusivement aux vidéos politiques, réveil ! Tu ne comprends rien à rien, c’est pathétique...
Tu as décidément le cerveau de ton avatar, c’est triste...
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@yoananda
Si t’es pas content t’es pas obligé de regarder les vidéos. Ce qui me chiffonne c’est plutôt que blueman fait confiance aux scientifiques 1 jour sur 2, et alterne avec des délires anti-scientifiques genre les soit-disant moteurs à aimants. Soit la science est valable, soit elle ne l’est pas, il faut être cohérent... -
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@michel-charles
Le schéma est une représentation quadridimensionnelle de l’espace, c’est-à-dire que l’espace en trois dimensions est représenté par un disque en deux dimensions, tandis que la troisième dimension du schéma (celle indiquée par la flèche) est le temps. Donc pour répondre à votre première remarque : non, les scientifiques ne pensent pas que l’univers se crée dans le passé. -
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L’explication scientifique est forcément plus longue à venir que les théories non vérifiées. Émotif n’est pas scientifique.
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J’adore ces discussions complètement fumeuses. Quand je pense que les athées reprochent aux religieux d’avoir discuter sur le sexe des anges. 
Quand le monde sera à nouveau à l’endroit on se souviendra de cette époque athée en disant "discuter de l’expansion de l’univers" 
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