Salut,
essayons de répondre à tes questionnements
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Iezane a écrit :Bonjour à tous,
Depuis quelques temps, je me pose des questions quant à l'age de l'univers et le temps. Mes lacunes en physique et en mathématique m’empêchent d'appréhender correctement les méthodes de calculs utilisés pour établir l'âge de l'Univers. Je suis aussi confronté aux subtilités du Temps que je ne maîtrise pas totalement.
D'après Wikipédia, l'âge de l'Univers est estimé à environ
13.8 milliards d'années
En fait pour calculer l'age de l'Univers, on utilise la RG.
L'Univers est en expansion. Et on connait la Taille de notre horizon causale (taille de l'Univers visible) aujourd'hui.
Si on connait les différentes densité d'énergie qui composent l'Univers on peut prédire, via la RG, l'histoire de l'expansion.
On peut ainsi déduire à quel moment notre Univers observable était assimilable à un "point".
Les expériences phare permettant de déduire cela sont par exemple:
-->COBE, WMAP, Planck, SPT, ACT (via le CMB)
-->L'étude des supernovae de type Ia (SNLS): mesure du diagramme de Hubble avec une grande précision.
- Le temps s'est-il toujours écoulé à la même vitesse ?
Une vitesse se définit comme un taux d’accroissement d'une coordonnée en fonction du temps mesuré dans le même référentiel.
Donc la vitesse d'écoulement du temps ce serait le taux d'accroissement du temps par rapport au temps mesuré dans le même référentiel.
Par définition c'est constant peut importe l'époque et ça vaut 1
.
Par contre l'écoulement du temps varie selon le référentiel considéré (en fait c'est le sous-espace de l'espace-temps associé au temps qui varie "d'orientation" dans l'espace-temps à 4 dimensions). C'est un peu complexe, mais c'est comme une rotation de l'espace. sauf que ça implique la dimension temporel
. Sans notion d'algèbre linéaire c'est un peu dur à saisir. mais pour faire simple:
-->Imagine deux référentiels, représenté par deux lignes droites au sol, les deux démarrent sous tes pieds, l'une part droit devant toi, et l'autre par sur le coté avec disons un angle de 45 degrés. Ces deux lignes représente le temps respectif de chaque référentiel, et on va considérer que l'espace dans un référentiel donné est représenté par un axe perpendiculaire à l'axe du temps.
-->Toi et un amis initialement au même endroit vous avancez chacun sur l'une de ces lignes (qui représente le temps, donc dans votre référentiel vous êtes fixe dans l'espace, mais mobile dans le temps).
-->Si vous avancez chacun de 1 mètre (sur votre axe du temps respectif), vous n'êtes plus au même endroit. Et tu te rend compte que si on regarde la position de ton amis sur ton "axe" du temps, il est arrivé moins loin que toi, et réciproquement, de son point de vue tu es arrivé moins loin que lui sur son axe du temps à lui. De ton point de vue, il doit donc parcourir un chemin plus long pour arriver (sur ton axe du temps) au même niveau que toi, mais il se sera aussi éloigné de toi sur ton axe "spatiale", si bien que vous n'êtes pas au même endroit.
Pour l'espace-temps c'est pareil, sauf que les rotations sont hyperbolique et implique le temps.
- Un univers plus dense, est-ce que ça veut dire qu'il était relativement plus petit ?
Oui, l'Univers était plus petit avant, il est en expansion, d'où une diminution de la densité. Il y a environ 13.8 Gans, l'Univers était si dense que toute la matière était sous forme ionisé (du plasma) ... l'expansion se faisant, la température à diminuer, et les atomes se sont formés.
- L'univers était-il plus "petit" avant ?
Oui. Mais si on connait la taille de l'Univers observable, on ne connait pas la taille de l'univers complet ... il pourrait bien être infini ...
- Le temps dépend-il de la taille de l'espace dans lequel il évolue ?
Le temps n'évolue pas dans l'espace, le temps est une dimension supplémentaire. Tous objet de l'Univers se déplace dans ces 4 dimension (espace+temps).
Il ne faut pas voir le temps comme une grandeur se propageant dans l'espace ... le temps c'est par concept pratiquement la même chose que l'espace
.
- Est-il possible que plus on tend vers l'origine, plus le temps se compresse ?
Euh, je dirais nop ... mais si tu pouvait préciser ta question.
Mais si la question est de savoir si le temps est affecté par l'expansion, la réponse est oui. Mais au même titre que la Terre ne change pas de taille avec l'expansion de l'espace, la durée entre deux évènements causalement lié ne change pas avec l'expansion.
Par exemple, rien ne permet de penser que la durée de vie d'une particule ait changé avec l'expansion ... cela serait très surprenant.
Cela touche à la variation des constante au cours de l'histoire de l'Univers ... et pour l'instant les contraintes placé tendent à montrer que les constantes semblent bien constantes
.
- Nos observations peuvent-elles nous faire estimer l'Univers à 13,8 milliard de manière biaisée ?
L'age est de toute façon proche de 13.8 Gans, mais en toute rigueur (je met des warning pour éviter que des zozo s'enfonce dans la brèche en ne lisant qu'un morceau):
Oui, l'age trouvé dépend du modèle, 13.8 Gans c'est pour le modèle
\(\Lambda {\rm CDM}\) (qui a ce jours est le plus performant pour reproduire les données), si tu change la valeur des densités d'énergies, où la nature de ces énergies, tu va changer (un petit peu) l'age de l'Univers.
Si supprimer la matière sombre est maintenant hautement improbable, sa nature est encore sujette à caution, de la matière sombre froide n'est peut-être pas suffisante, il faut peut-être aussi de la matière sombre chaude.
Pour l'énergie noire c'est encore plus prospectif, même si les dernières observation tendent à montrer que l'accélération de l'expansion n'est pas du à l’existence d'une répartition anisotrope de la matière à grande échelle. Et donc qu'il y a bien un fluide (où un effet géométrique), qui accélère l'expansion et se comporte comme une constante cosmologique.
J'espère que certains d'entre vous pourront m'apporter des réponses.
N'hésite pas si tu as d'autre question où si tu veut des précisions, il est possible que je n'ai pas saisie certaine questions
.
G>
)
je la trouve légitime (la question).
