Forme de l'Univers

J'aimerais comprendre, en prenant le temps, comment on s'attaque au problème de l'élucidation de la forme de l'Univers. Je ne sais pas vraiment par où commencer pour chercher et je n'ai pas envie de trop trop m'éparpiller.

Y a-t-il quelqu'un ici qui y comprenne quelque chose et qui puisse gentiment m'expliquer par où commencer, sachant que je n'ai quasiment aucune notion en cosmologie et peu de notions en topologie et en géométrie différentielle, mais que comme je l'ai dit cela ne me gêne pas d'y passer du temps?

Pourquoi ne pas commencer par Stephen Hawking; Une breve Histoire du temps ?

Pourquoi pas en effet, mais surtout pourquoi: l'as-tu lu?

Pour commencer ?

http://luth2.obspm.fr/~luminet/topo.html

http://irfu.cea.fr/Sap/Phocea/Vie_des_labos/Ast/ast.php?id_ast=1273

https://sciencetonnante.wordpress.com/2015/07/06/cosmologie-3-la-constante-cosmologique/?relatedposts_hit=1&relatedposts_origin=7476&relatedposts_position=1

http://www.francetvinfo.fr/sciences/espace/une-etude-annonce-la-mort-programmee-de-l-univers_1037029.html#xtor=AL-79-[article

paela a écrit:Pourquoi pas en effet, mais surtout pourquoi: l'as-tu lu?

Je ne conseille jamais des livres que je n'ai pas lu, tu me prends pour David Pujadas ?

En l'occurrence je l'ai lu avant que tu ne sois ne, je dis ca "gentiment"

Merci pour les liens Suce ces p'tits Bleus!

@MadMarc: Je te demandais si tu l'avais lu en espérant que tu détaillerais un peu.

L'Univers n'a pas de forme. Il est infini.

fleurblanche a écrit:L'Univers n'a pas de forme. Il est infini.

Ce sont deux choses differentes...

On est sûr de rien à l'heure actuelle.

Suce ces p'tits Bleus ! a écrit:On est sûr de rien à l'heure actuelle.

fleurblanche si, apparemment...

Il a peut-etre des infos que nous n'avons pas ?

Sujet fascinant !

L'univers a t'il une fin ? Combien y en a t'il ?

Des questions qui resteront encore lontemps sans réponses

offset a écrit:... Combien y en a t'il ?...

Ah ben voila enfin une question (et pas une reponse) bien zebree ! On se sent moins seul, ca fait plaisir !

offset a écrit:Sujet fascinant !

L'univers a t'il une fin ? Combien y en a t'il ?

Des questions qui resteront encore lontemps sans réponses

Pour pouvoir répondre à ces question, faudrait encore comprendre son commencement ou origine.

PS : Un petit livre sur le sujet : Discours sur l'origine de l'univers. Etienne KLEIN.

Salut,

ça dépend si on parle de forme au sens uniquement spatial du terme (ce qui depuis la RG n'a pas franchement de sens), soit du point de vue spatio-temporel.

Dans ce cas : l'Univers visible est forcément sphérique, puisque la vitesse de la lumière est (jusqu'à preuve du contraire) isotrope. Pour l'univers en entier, du point de vue spatio-temporel, jusqu'à preuve du contraire, il est infini effectivement.

Par contre on peut s'interroger sur sa courbure locale. Ca, ça peut être discuté très longtemps, mais en gros ça revient directement à l'estimation de la constante cosmologique dans l'équation d'Einstein.

Bon là c'est vulgarisé à l’extrême mais bref, au moins ça donne un aperçu de la problématique.

Je me permets d'intervenir en vous proposant un petit lien très interessant, qui permet d'avoir une première approche dans ce domaine.

https://sciencetonnante.wordpress.com/2015/05/11/cosmologie-2-forme-et-destin-de-lunivers/

Je n'ai pas encore lu Discours sur l'origine de l'univers d'Etienne KLEIN, mais je n'y manquerai pas! J'apprécie sa pédagogie et ses efforts pour vulgariser des concepts théoriques parfois très abstraits!

A trop vouloir vulgariser le terrain, c'est comme courir dans un champs de mines, parce qu'on ne voit que su sable.

Il faudrait effectivement que j'apprenne d'abord les bases de la cosmologie. Je devrais me débrouiller pour trouver des livres détaillant ça. Peut-être que le Feynman est bien pour ça? J'aime bien la vulgarisation en première approche mais c'est aussi assez pénible pour moi parfois parce que cela oblige à faire confiance à l'auteur sans bien comprendre. Par exemple "La magie du cosmos" de Brian Greene m'avait beaucoup plu; sans ce livre je n'aurais peut-être pas étudié la physique ou les maths, mais après avoir lu ça on a seulement une idée très vague des choses.

@hobb: D'où sors-tu ces affirmations?

Ben ces affirmations c'est juste évident. Depuis la disparition du concept de l'ether par l'expérience de Michelson et Morley, on sait qu'il n'y a aucun repère privilégié pour la propagation de la lumière, ni direction => c'est donc isotrope, et l'observable est donc sphérique.

Pour ce qui est de l'approche spatio-temporelle, regarde comment la métrique de Minkowski est faite, c'est l'indiscernabilité de l'espace et du temps depuis les prémices de la relativité qui impliquent ça.

Tout ça ne sont pas des "affirmations" de ma part, c'est juste la base de la RG.

Ce sont des affirmations au sens où tu affirmes quelque chose; je ne te le reproche pas mais comme expliqué plus haut j'aimerais bien trouver de bonnes sources pour y comprendre quelque chose. Je ne connais pas la relativité générale, j'ai une idée de ce que c'est mais c'est tout. Donc peut-être ça aussi.

Quand je dis que ça ne me gêne pas d'y passer du temps, ça veut dire des années, j'ai envie de comprendre un peu dans les détails.

Je n'ai pas compris ton premier paragraphe mais ce n'est pas important (je ne tiens pas à comprendre tout de suite l'idée générale)

paela a écrit:Ce sont des affirmations au sens où tu affirmes quelque chose; je ne te le reproche pas mais comme expliqué plus haut j'aimerais bien trouver de bonnes sources pour y comprendre quelque chose. Je ne connais pas la relativité générale, j'ai une idée de ce que c'est mais c'est tout. Donc peut-être ça aussi.

Je n'ai pas de bouquin particulier à te conseiller, ce que je te dis est une conséquence de la relativité. Après tu me crois ou pas si tu veux, je ne fais pas que recracher ce que je lis...

paela a écrit:
Je n'ai pas compris ton premier paragraphe mais ce n'est pas important (je ne tiens pas à comprendre tout de suite l'idée générale)

Pour le premier paragraphe, dans les grandes lignes on supposais que comme la lumière était une onde, il fallait forcément un support pour qu'elle s'y propage. Or, si c'est le cas, ce support n'a aucune raison d'etre exactement à notre vitesse à nous, sa vitesse par rapport à nous est quelconque. Or, si ce support a une vitesse par rapport à nous, il devrait y avoir des directions où la lumière ne se propage pas à la meme vitesse (exactement comme pour l'effet Doppler). L'experience de Michelson, qui a donné son nom à son interféromètre qu'on utilise encore de nos jours, montre que dans 2 conduits perpendiculaires, quelque soit l'orientation de ceux-ci, la lumière va à la meme vitesse. De là a disparu le concept d'ether et l'apparition de la relativité. Celle-ci stipule (déjà) que quelque soit la vitesse d'un émetteur ou d'un récepteur par rapport à toi, les vitesses ne s'ajoutent pas simplement : la lumière va TOUJOURS à la vitesse de la lumière, quelque soit le référentiel où tu regarde, et quelque soit la vitesse de ce référentiel par rapport à la source.

Ce que je ne comprenais pas était le "isotrope --> sphérique". Mais bref, pas important.

Affirmation n'est pas une insulte ni un reproche ni une insinuation.

Si la vitesse isotrope, alors en un temps donné, dans toutes les directions tu ne verras que ce qui est plus près de c.t. Si c est isotrope, c.t est constant, donc la limite de ce que tu vois est une sphère.

Ok, quand tu disais l'observable, c'était l'univers observable! Merci pour ta patience.

Pas de soucis ;-)

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Les formes envisagées pour l'univers ne sont que des représentations. Dire que l'univers a telle forme, est-ce que cela ne signifie pas seulement que cette forme correspond à des méthodes interprétatives plus précises, plus complètes et plus parlantes que les autres ? Quant à ce que l'univers serait... Cela a-t-il même un sens ?

Par ailleurs, si l'on considère qu'il y a un nombre fini de particules dans l'univers, et que les interactions entre les particules sont quantifiées selon un nombre fini de modifications possible de leur état, on pourrait défendre l'idée d'un modèle ultime sans aucune dimension. De la même façon, les sommets d'un tétraèdre sont représentables en trois dimensions mais qu'il s'agit aussi d'un ensemble de quatre points (l'analogue des particules) et de six arêtes (l'analogue des interactions possible).

Les formes envisagées pour l'univers ne sont que des représentations.

Oui mais en réalité tout n'est que représentation. je suppose -n'ayant aucune compétence dans ce domaine qu'un objet situé dans la durée et l'étendue a une forme. Qui peut être changeante, chaotique. Il me semble cependant que la forme générale est oblongue. Une photo a été faite de l'univers en son entier :




Du moins à ses origines. Mais je me dis qu'au fond la question est comme de demander la forme de la mer quand on est dedans.

Ce n'est pas une "photo de l'univers en entier" mais uniquement de l'observable (et pour etre plus précis cette photo est l'Univers visible à peu près à 400 000 ans : premières émissions du FDC).

Pour l'histoire de tore, déjà dans notre cas ce serait un hypertore (donc les conclusions tirées par rapport à un tore normal ne sont pas forcément triviales), et ce n'est qu'une hypothèses de périodicité spatiale. Et en plus on peut aussi bien imaginer un tore de rayon infini : espace euclidien et periodique. Mais ça reste des idée à droite à gauche : rien ne permet de trancher.

Yniel a écrit:
Donc pas d'isotropie, pas de sphère, ou quoi que ce soit de ce que j'ai pu lire des réponses au dessus  

En quoi le fait que ce serAIT un tore empêche une quelconque isotropie dans la propagation de la lumière ? Rien. Et l'observable peut etre sphérique mais dans un Univers torique. Ce qu'on a dit reste parfaitement valable.

Comprenez ce qu'on a écrit et revenez critiquer après.

Yniel a écrit:J'arrive un peu après la bataille, mais il se trouve que sans être de la partie, j'adore la cosmologie... et que sur le sujet, j'ai suivi il y a deux ans un stage avec Georges Smoot au Palais de la Découverte (super intéressant !) et qu'on y a abordé le problème de la "forme" de l'Univers.

Si on veut résumer, notre Univers serait plat, à géométrie non euclidienne : ce serait un tore.
Il serait donc fini, mais sans bords ! Et à deux dimensions tout en se développant à trois dimensions...

Donc pas d'isotropie, pas de sphère, ou quoi que ce soit de ce que j'ai pu lire des réponses au dessus  

Voici un petit article présentant les recherches à partir des résultats de WMap 3, petit satellite que l'on a envoyé pour rechercher les anisotropies de la température du fond diffus cosmologique :
Article sur futura espace

Et si l'on veut s'y pencher un peu plus, un bon article de Jean Pierre Luminet, directeur de recherche au CNRS, travaillant au Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, et à l'Observatoire de Paris : La topologie de l'Univers : l'Univers est il chiffoné ?

Et si l'on a le courage de se plonger dans celui ci : Article plus récent de JP Luminet la conclusion, c'est que le modèle de tore (ou Univers chiffoné) n'est pas encore totalement accepté, c'est le plus probable compte tenu des avancées actuelles. Il sera facilement vérifiable dans les années à venir.
Donc on n'est pas sur, il faut encore attendre !

JP Luminet a écrit:Je conclurai en remarquant que les modèles d’univers chiffonné font des prédictions accessibles aux instruments de la prochaine génération ... Contrairement à certaines théories cosmologiques très à la mode comme les super cordes ou l’inflation, le modèle d’univers chiffonné pourra donc être soit réfuté, soit prouvé d’ici quelques années. Nous saurons alors attribuer une forme à l’univers.

Les lignes univers sont censés  au moins converger tous vers un point ?
Que vaut la caractèristique d'Euler-Poincaré, si elle vaut zero comme pour un tore, il n y a pas de singularité et c'est un peu embêtant ...
Qu'entends-tu par trois dimensions qui s’étend et deux enroulés ?

4 d'espace et une de temps enroulé, auquel cas, les forces de gravitations n'ont aucune raison d'être en 1/R² mais devrait être en 1/R³
3 d'espace et deux de temps , quel sens donnée à cette périodicité, comment rattacher ces deux temps au temps unique que l'on utilise.

Fata Morgana a écrit:Il me semble cependant que la forme générale est oblongue. Une photo a été faite de l'univers en son entier :

N'importe quoi. On prend une photo dans toutes les directions, si elle est 'oblongue" comme vous dites, c'est que pour représenter une sphère sur une image il faut faire une projection. Moi j'ai l'impression que la Terre n'est pas ronde mais plutôt rectangulaire quand je vois ça (qu'ils sont cons ces scientifiques) :



Allez vous renseigner là : https://fr.wikipedia.org/wiki/Projection_d'A%C3%AFtoff et arretez de croire que les scientifiques sont des cons parce qu'avec une simple photo de l'Univers on voit tout de suite à l'écran qu'il est ovale...

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On s'en fout de la forme, c'est le fond qui compte, en même temps il est diffus, alors ?

Je n'ai jamais dis que l'univers est oblong, mais que je le voyais comme tel, et en plus je m'en fous complètement. Par contre j'aime bien qu'on me parle poliment.

Yniel a écrit:@ hobb : je ne critique pas oO et je ne parle pas des propriétés de la lumière en parlant d'anisotropie... J'ai souligné simplement que le rayonnement du fond diffus cosmologique n'est pas isotrope.

Je parlais de la vitesse de la lumière, qui jusqu'à preuve du contraire l'est tout à fait. Que l'émission ne le soit pas, c'est une autre histoire.

Yniel a écrit:
Alors l'observable une sphère oui c'est évident, mais la question ne portait pas sur l'observable. Partant de la question initiale j'ai rédigé trop vite, désolée. Mais j'ai parfaitement compris ce que vous avez écrit pas besoin d'être désagréable...

Sauf que le FDC lui, il est donc sphérique, topologie torique ou pas.

Yniel a écrit:
Quand à la question de fini ou infini, on m'a dit fini, et là j'admets (même si la question "qu'est ce qu'il y a à l'extérieur" pointe le bout de son nez et que c'est bien dérangeant). Je me dis simplement, et c'est sans doute plus complexe, que le rayon du tore est fini.

La définition de l'Univers, c'est (je cite) : "tout ce qui existe". Donc "qu'est ce qu'il y a en dehors de l'Univers", par définition : rien.

Yniel a écrit:
@prométhéeus : c'est un plan (donc deux dimensions physiques, et on rajoute le temps en plus mais dur d'imaginer un plan mathématique bien sur...) qui s'enroule pour donner une structure de tore, donc en 3d (et le temps en plus puisque je ne parlais que de la représentation de la forme). Après je ne suis pas mathématicienne, juste physicienne, et de ce genre de structure je vois les volumes, je comprends "avec les mains" je n'ai pas le vocabulaire adapté certainement.

Vous ne comprennez pas. Un tore est un objet 3D, appliqué à l'Univers il est donc AU MOINS 4D (puisque dans ce cas on serait dans un espace 3D enroulé). D'où ce que je dis : les domaines de définition d'un hypertore ne sont pas les memes que pour un tore (genre r < R, et autres galipettes).

Yniel a écrit:
Lignes d'univers qui convergent toutes vers un point : tu parles du Big Bang ? Si c'est ça oui, mais en un peu compliqué je ne sais pas si j'ai assez bien compris pour expliquer correctement...

Ce coup des lignes d'Univers, ça me parait un peu tordu pour le moment. Si il y a quelque chose au delà de l'observable ou que (attention, grosse approximation) les "bords" de l'univers s'étendent plus vite que c, alors non, elles ne convergent pas nécessairement toutes au meme point.

Yniel a écrit:
Si on imagine un lieu unique initial effectivement on a tendance à imaginer une forme sphérique (Et c'est en plus corroboré par l'observation première on voit à la même "distance" dans toutes les directions)

Donc isotropie de la dilatation, ce qui veut dire que la constante cosmologie revient à une constante et pas une fonction dépendante de la direction.

Yniel a écrit:
Non là on avait un plan déjà, qui est entré en expansion. Un peu comme un ballon qu'on se mettrait à gonfler plus et qui grandit mais ne change pas de forme.
J'espère que c'est clair, que je n'ai pas compris de travers et que ça répond à la question !

Non, vous prenez toujours l'image 2D que vous tentez de généraliser en 3D, mais comme l'a dit prométhéus, vous faites comment pour rentrer 3D d'espace réversibles et 1D de temps irréversible dans votre modèle ?

La vulgarisation c'est bien, ça permet de comprendre, mais pas d'expliquer. Laissez ça à des gens qui connaissent les fondements.

Fata Morgana a écrit:
Je n'ai jamais dis que l'univers est oblong, mais que je le voyais comme tel, et en plus je m'en fous complètement. Par contre j'aime bien qu'on me parle poliment.

Et moi j'aime bien que les gens essayent d'expliquer des choses qu'ils ont comprises. Jusqu'à preuve du contraire je ne pense pas avoir manqué de politesse à votre égard.

hobb a écrit:

Et moi j'aime bien que les gens essayent d'expliquer des choses qu'ils ont comprises.

hobb a écrit:La vulgarisation c'est bien, ça permet de comprendre, mais pas d'expliquer. Laissez ça à des gens qui connaissent les fondements.

No comment.
Je vais donc vous laisser entre connaisseurs qui aiment mais pas trop qu'on explique ce qu'on a compris.

Yniel a écrit:

hobb a écrit:

Et moi j'aime bien que les gens essayent d'expliquer des choses qu'ils ont comprises.

hobb a écrit:La vulgarisation c'est bien, ça permet de comprendre, mais pas d'expliquer. Laissez ça à des gens qui connaissent les fondements.

No comment.
Je vais donc vous laisser entre connaisseurs qui aiment mais pas trop qu'on explique ce qu'on a compris.

L'univers quelque soit sa forme est à tout le monde, on a pas le choix, c'est lui qui nous contient, et puis il est assez vaste pour que chacun puisse s'exprimer.

Certes, mais bon c'est quand même impressionnant cette nécessité systématique de devoir la ramener quand on a rien à dire (pas ici en particulier)...

hobb a écrit:Certes, mais bon c'est quand même impressionnant cette nécessité systématique de devoir la ramener quand on a rien à dire (pas ici en particulier)...

Certes, ça fait parti aussi de notre univers, ça doit être de l'attraction quantique ?

Ben c'est juste que c'est le meilleur moyen d'expliquer des choses fausses, et donc de propager des informations fausses. C'est un peu le soucis d'internet, c'est que maintenant tout le monde peut dire n'importe quoi, alors comment veux-tu trier le vrai du faux... pas forcément évident :-)

Il faut exercer son esprit critique, et comprendre que certains n'en n'ont pas et d'autres sont fainéants, si il y a bien une chose que personne ne comprend, c'est bien notre univers et son fonctionnement.

Du peu que l'on comprend, au moins l'expliquer clairement, pas "pour moi il est comme ça" sans aucun début de commencement de justification. On serait plutôt dans le mystique là... en tous cas sauf scientifique...

Attention il y a des scientifiques mystiques, "pour moi il est comme ça", ne changera en rien sa forme ni ce qu'il est, à son échelle de temps, il y a une seconde on pensait que la terre était plate et que soleil tournait autour.

Mouais, ça fait longtemps qu'on a dépassé ce stade, et que la science ne fonctionne plus comme ça (et de loin). Si tu savais combien de fois on me sortait cet argument bidon...

Si on était aussi arriéré que ça, on n'aurait ni le gps ni un ordinateur pour poster ce genre de chose...

Certes, mais je pense que peu de personne se rendent compte des unités de grandeur que notre univers comporte, la découverte du boson de Higgs est récente, combien de personnes sur terre ont conscience de ce qu'elle implique sur ce qu'il est ?

La découverte non, c'était prévu depuis pas mal de temps, les moyens expérimentaux pour le trouver oui, c'est récent... Nuance (et de taille). Et c'est justement la grosse différence de fonctionnement avec le coup de la Terre est plate : sans observation ni prédiction, une théorie n'est pas admise, elle reste hypothétique.

C'était prédit en théorie, si l'expérience ne l'avait pas trouvé ? Une théorie non prouvée par l'expérience n'est qu'hypothétique, notre conception de l'univers est hypothétique.

Ben là la théorie avait de très fortes chances d'etre juste, mais sans cette confirmation expérimentale, elle en serait restée au stade de l'hypothétique. Là on a un sigma 5, on peut quand meme admettre qu'elle est validée :-)

Pour l'univers c'est pareil, on peut vérifier pas mal d'hypothèses sur sa dilatation et sur les modèles utilisés peu de temps après le big bang en étudiant les inhomogénéités du FDC. C'est le meme principe ^^

Mais on a aucune confirmation sur ce qu'il est, et quelques unes sur ce qu'il n'est pas.

De toutes façons la physique répond au comment, pas au pourquoi. Et puis avec des questions aussi vagues, normal qu'on ne puisse pas répondre, puisqu'il y a au moins 10 manières d'interpréter ton interrogation.