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Plus vite que la lumière

 
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Marine
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MessagePosté le: Lun 22 Sep 2014 - 09:06    Sujet du message: Plus vite que la lumière Répondre en citant

Nous connaissons tous cette sensation, en serrant la main de quelqu’un, de la trouver presque brûlante (ce n’est pas si mal) ou froide de sueur (ce n’est pas mieux). Si nous gardions cette main dans la nôtre, ce léger écart de température disparaîtrait très vite. Car lorsque les objets sont en contact, la chaleur migre du plus chaud au plus froid jusqu’à ce que les températures s’équilibrent. Nous en faisons l’expérience continuellement. C’est pour cela que notre café oublié sur un coin de table atteint finalement la température ambiante.
Le même raisonnement permet d’expliquer l’uniformité dufond de rayonnement cosmologique. Comme pour la main dans la main ou le café oublié, l’uniformité de température reflète le retour d’un environnement à une température globale partagée. La seule chose qui change, c’est que ce retour est censé avoir eu lieu à l’échelle du cosmos.
Malheureusement, dans la théorie du big bang, cette explication ne marche pas.
Pour que des objets ou des lieux équilibrent leur température, le contact mutuel est une condition indispensable. Que ce soit un contact direct, tel le fait de se tenir les mains, ou tout au moins l’échange d’informations qui permet de corréler les conditions de deux lieux distincts. Un environnement commun n’est possible qu’à la condition de ce partage d’influences mutuelles. La bouteille thermos est justement conçue pour éviter ces interactions, contrecarrer l’uniformité et préserver les différences de température.
Cette simple observation éclaire d’ores et déjà le problème que pose l’explication naïve de l’uniformité de la température cosmologique. Des endroits qui sont très éloignés les uns des autres n’ont pas pu interagir (comme par exemple un point très loin vers la droite dont la lumière vient juste d’arriver jusqu’à nous, et un autre point tout aussi loin vers la gauche). Bien que nous puissions voir les deux, la lumière émise par chacun de ces points a encore beaucoup de chemin à parcourir avant d’atteindre le second. Ainsi, des observateurs imaginaires postés en ces deux points, l’un à droite, l’autre à gauche, n’auraient pas encore eu l’occasion de se voir l’un l’autre. Or la vitesse de la lumière pose une limite infranchissable à la vitesse de tout ce qui peut se déplacer : autant dire que ces deux observateurs n’ont pas encore eu l’occasion d’interagir de quelque manière que ce soit. Pour reprendre les termes du chapitre précédent, ils se trouvent au-delà de leurs horizons cosmiques respectifs.
Voilà qui expose clairement le problème. Nous serions fort surpris si les habitants de ces deux lieux si éloignés parlaient la même langue et lisaient les mêmes livres. Sans contact ni interaction d’aucune sorte, comment auraient-ils pu élaborer un héritage commun ? Eh bien nous devrions être tout autant surpris d’apprendre que sans le moindre contact apparent, ces régions si éloignées partagent une température commune, avec une précision qui va au-delà de la quatrième décimale !
Il y a quelques années de cela, lorsque j’ai découvert cette énigme, j’étais vraiment surpris. Mais en y réfléchissant à deux fois, c’est l’énigme en elle-même qui m’a laissé perplexe. Comment deux objets qui ont un jour été proches l’un de l’autre – comme tout le reste à l’époque du big bang – ont pu être séparés si vite que la lumière émise par l’un n’ait pas le temps d’atteindre l’autre ? Puisque la vitesse de la lumière définit la vitesse maximale possible dans l’univers, comment se fait-il que la distance spatiale entre deux objets puisse être supérieure à la distance que la lumière aurait eu le temps de parcourir ?
La réponse souligne un détail qui n’est pas assez souvent mis en avant. La limitation de vitesse imposée par la lumière ne vaut que pour le mouvement des objets dans l’espace. Mais les galaxies s’éloignent les unes des autres non pas parce qu’elles se déplacent dans l’espace – les galaxies n’ont pas de réacteurs – mais parce que l’espace lui-même enfle et emporte lesgalaxies dans son expansion2. Et il se trouve que la relativité ne pose aucune limite sur la vitesse d’expansion de l’espace, si bien qu’il n’y a aucune limite à la vitesse à laquelle les galaxies s’éloignent les unes des autres. Le taux de récession entre deuxgalaxies peut dépasser n’importe quelle vitesse, même la vitesse de la lumière.
En effet, les mathématiques de la relativité générale montrent que lors des premiers instants de l’univers, l’espace aurait enflé si vite que les régions de l’espace se seraient éloignées les unes des autres à une vitesse bien supérieure à celle de la lumière. Résultat : elles n’étaient plus en mesure d’exercer une quelconque influence les unes sur les autres. Il devient alors difficile d’expliquer comment des températures presque rigoureusement identiques ont pu s’établir dans ces régions indépendantes : c’est une énigme que les cosmologues ont baptisée le « problème de l’horizon ».
Les membres suivants remercient Marine pour ce message :
Kimah (10/02/16)
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MessagePosté le: Lun 22 Sep 2014 - 09:06    Sujet du message: Publicité

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Madarion


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MessagePosté le: Mar 9 Fév 2016 - 11:30    Sujet du message: Plus vite que la lumière Répondre en citant

Citation:
Car lorsque les objets sont en contact, la chaleur migre du plus chaud au plus froid jusqu’à ce que les températures s’équilibrent


Oui, mais pas exactement !

Je considère que le froid est une énergie qui peut aussi se transmettre ?
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René


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MessagePosté le: Mar 9 Fév 2016 - 16:58    Sujet du message: Plus vite que la lumière Répondre en citant

Théorie des ensembles plus mécanique quantique devraient pouvoir expliquer le problème de l'horizon.
Deux particules émises en même temps se connaissent mutuellement.
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Madarion


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MessagePosté le: Mer 10 Fév 2016 - 21:03    Sujet du message: Plus vite que la lumière Répondre en citant

Citation:
Théorie des ensembles plus mécanique quantique devraient pouvoir expliquer le problème de l'horizon.


Cela n'as rien a avoir avec la mécanique quantique ?

Quand deux particules sont corrélées, cela signifie que c'est la même particule dans une dimension supérieure ?
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René


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MessagePosté le: Mer 10 Fév 2016 - 23:57    Sujet du message: Plus vite que la lumière Répondre en citant

Madarion a écrit:
Citation:
Théorie des ensembles plus mécanique quantique devraient pouvoir expliquer le problème de l'horizon.


Cela n'as rien a avoir avec la mécanique quantique ?

Quand deux particules sont corrélées, cela signifie que c'est la même particule dans une dimension supérieure ?
D'accord, c'est juste pour indiquer une méthode ou approche pour aborder la question,
il doit y avoir une cohérence entre le micro et le macro.
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Madarion


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MessagePosté le: Jeu 11 Fév 2016 - 09:43    Sujet du message: Plus vite que la lumière Répondre en citant

Citation:
il doit y avoir une cohérence entre le micro et le macro


Oui !

Quelques soit le système de base (matière, vie, économie, ...),
, des briques élémentaires forment toujours plusieurs niveaux d'imbrications :

D'abord ont obtient de simples imbrications à petite dimensions, ce sont les micro-particules.
Et avec ceux qui reste ont obtient des imbrications plus complexes qui ont besoin de dimensions plus grandes pour "s'équilibrer", ce sont les macro-particules ?
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René


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MessagePosté le: Jeu 11 Fév 2016 - 11:28    Sujet du message: Plus vite que la lumière Répondre en citant

Madarion a écrit:
Citation:
il doit y avoir une cohérence entre le micro et le macro


Oui !

Quelques soit le système de base (matière, vie, économie, ...),
, des briques élémentaires forment toujours plusieurs niveaux d'imbrications :

D'abord ont obtient de simples imbrications à petite dimensions, ce sont les micro-particules.
Et avec ceux qui reste ont obtient des imbrications plus complexes qui ont besoin de dimensions plus grandes pour "s'équilibrer", ce sont les macro-particules ?
Madarion, le point d'interrogation (?) qui termine beaucoup de tes phrases, même celles sans interrogation,
c'est le boson de Higgs ? Embarassed
... parce que sans lui rien n'est possible, ni micro ni forcément macro.
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Madarion


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MessagePosté le: Jeu 11 Fév 2016 - 17:25    Sujet du message: Plus vite que la lumière Répondre en citant

Citation:
Madarion, le point d'interrogation (?) qui termine beaucoup de tes phrases, même celles sans interrogation,
c'est le boson de Higgs ? Embarassed
Rolling Eyes

Citation:
... parce que sans lui rien n'est possible, ni micro ni forcément macro.


En réalité, le boson de higgs n'est pas au centre.
C'est l'une des particule qui nous manque pour compléter le tableau.
Voir peut-être la dernière à découvrir pour arrêter une bonne fois pour toute ses expériences dangereuses ?
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sertu


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MessagePosté le: Jeu 11 Fév 2016 - 19:35    Sujet du message: Plus vite que la lumière Répondre en citant

L'isotropie est une propriété de l'univers observable.  Il n'est pas étonnant qu'il en soit de même pour ce rayonnement. 
Concernant le transfert de chaleur,  il n'y a pas de contact direct. 
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MessagePosté le: Aujourd’hui à 01:08    Sujet du message: Plus vite que la lumière

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