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Nous vivons au centre de l'Univers observable.
La lumière ne se déplace pas à une vitesse infinie et les observations que nous faisons proviennent donc du passé. En effet, en regardant de plus en plus loin, nous voyons des choses qui se sont passées à une époque de plus en plus proche du Big-Bang. Et puisque la lumière se déplace à la même vitesse dans toutes les directions, tous les observateurs vivent au centre de leur Univers observable (sur Terre, nous avons pratiquement tous le même).
On appelle « horizon cosmologique » la première lumière émise par le Big-Bang il y a 13,7 milliards d'années. Il nous est impossible de voir plus loin.
Mais l'Univers est en expansion. Et non seulement il est en expansion, mais cette expansion est en accélération. Ce que nous voyons aujourd'hui à l'horizon cosmologique, c'est-à-dire à 13,7 milliards d'années-lumière est en réalité plus loin, beaucoup plus loin.
Le diamètre de l'Univers que nous observons aujourd'hui est en réalité de 100 milliards d'années-lumière.
Par ailleurs, toutes les mesures d'anisotropie permises par les instruments actuels, qui sont d'une extraordinaire précision, révèlent que l'univers est parfaitement homogène et isotrope où que nous portions notre regard (à l'exception des « vaguelettes » qui sont à l'origine de la formation des galaxies).
Cette homogénéité et cette isotropie sont telles que nous sommes obligés d'admettre qu'à une époque reculée, très reculée, la même information a été partagée entre tous les points de l'Univers, y compris dans ceux qui sont éloignés les uns des autres de 100 milliards d'années-lumière, c'est-à-dire à des endroits si éloignés les uns des autres qu'en principe ils n'ont jamais eu le temps d'échanger de l'information, car la vitesse maximale de transmission de l'information ne peut en aucun cas être supérieure à celle de la lumière.
Nous sommes donc devant le paradoxe que j'ai cité plus haut, à savoir que, d'une part, la vitesse de la lumière (comme celle de la transmission de l'information) ne peut pas être dépassée, et que, d'autre part, nous constatons que la vitesse de la lumière (comme celle de la transmission de l'information) est largement dépassée.
Alors, comment expliquer ça ?
Nous pouvons l'expliquer en considérant simultanément deux notions de cosmologie.
La première, c'est la notion d'
espace comobile.
La seconde, c'est la notion d'
inflation de l'univers (à ne pas confondre avec son expansion).
Espace comobile :
Cet espace établit le champ de validité de la relativité d'Einstein. Ce champ de validité est un espace-temps considéré comme « statique », c'est-à-dire un espace où n'entrent pas la notion d'horizon cosmologique ni la prise en compte possible de quoi que ce soit au-delà de cet horizon.
Autrement dit, tautologie apparente, le champ de validité de la relativité d'Einsein, c'est l'espace où la relativité d'Einstein se trouve dans son champ de validité. Ce champ, c'est l'espace comobile. La tautologie est apparente, car rien n'empêche en réalité d'étendre ce champ sur 100 milliards d'années-lumière. Il suffit pour cela de le rendre purement conceptuel et de considérer que la sphère de l'Univers « visible » est un espace statique et donc comobile, même si dans la réalité il n'est ni statique ni comobile.
Un photon, où qu'il soit émis, ne dépassera jamais V=c, ce qui sera conforme aux énoncés de la relativité d'Einstein, mais il demeurera à jamais dans son propre espace comobile. Il ne pourra jamais aller ailleurs. Il ne pourra jamais atteindre ni dépasser son propre horizon cosmologique. Si deux photons sont émis en même temps dans le même espace comobile, ils seront entièrement asservis à la relativité, et s'ils s'éloignent l'un de l'autre, le référentiel de l'un ne sera pas celui de l'autre et dans chacun de ses référentiels, chaque photon ne pourra pas constater que l'autre s'éloigne de lui à V=2c.
Par contre, si un photon est émis dans un espace comobile et qu'un autre est émis au même moment dans un autre espace comobile et dans la direction opposée, les deux vitesses s'additionnent en vertu du fait que c'est l'espace qui est en expansion et que cette expansion est plus rapide qu'eux à un moment donné, et, merveille de la relativité, comme ils seront chacun dans un référentiel qui ignorera tout de l'autre, eh bien! dans leur référentiel, ils ne constateront pas que l'autre s'éloigne de lui à une vitesse supérieure à V=c, puisqu'ils ignoreront TOUT de cet autre.
(Je ne sais pas si je suis clair, mais j'aurais essayé...)
Inflation de l'univers :
Ce phénomène d'impossibilité de transmission de l'information entre des points trop éloignés pour l'avoir rendu possible s'explique par l'inflation de l'univers, qui a eu lieu peu de temps après ce qu'il est convenu d'appeler le Big Bang.
Cette inflation a permis à tout ce qui existait à l'époque sous forme de soupe originelle de provoquer un éloignement de chacun des éléments de la soupe
à une vitesse de plusieurs milliards de milliards de fois la vitesse de la lumière en un instant très bref.
La transmission de l'information a donc bien eu lieu, mais avant que les forces fondamentales n'émergent de tout ça. Le dépassement de la lumière a donc bien eu lieu, mais avant que le photon n'existe, c'est-à-dire avant l'inflation, qui a été suivie par l'expansion de l'univers et l'éloignement des galaxies qui se poursuivent encore aujourd'hui.
Les galaxies les plus éloignées les unes des autres continuent de s'éloigner les unes des autres à une vitesse supérieure à celle de la lumière. Ce phénomène peut être vu comme une trace archéologique de ce qui s'est passé il y a 13,7 milliards d'années avec l'inflation de l'univers.
Voilà voilà ! ...
Quelques références :
Wikipédia :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Univers#Ta ... observable
http://fr.wikipedia.org/wiki/Inflation_cosmique
http://fr.wikipedia.org/wiki/Probleme_de_l%27horizon
Image du fond diffus cosmologique :
Les différences de couleurs indiquent des différences infimes mais suffisantes pour que la matière s'agglomère plus tard en grumeaux galactiques, autrement, le fond diffus cosmologique est homogène et isotrope.
http://map.gsfc.nasa.gov/media/080997/0 ... _2048W.png
Représentation schématique de l'inflation et de l'expansion de l'univers :
Le disque bleu vert représente le fond diffus cosmologique. Il s'appuie sur le fond plat symbolisant l'inflation de l'univers, qui a eu lieu des milliards de milliards de fois plus vite que la lumière. L'évasement progressif du cône quadrillé symbolise l'expansion de l'univers, qui continue aujourd'hui. Les galaxies situées à droite et diamétralement opposés sur l'évasement quadrillé, sont à des distances qui les empêchent de communiquer entre elles et elles s'éloignent les unes des autres à une vitesse supérieur à V=c.
http://techno-science.net/illustration/ ... nivers.jpg
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Denis
par exemple, eh bien le message n'irait pas plus vite que la vitesse du son, qui, comme chacun le sait, est un sous produit de la farine de céréales très recherché par les ânes 
