Question:
Peut-on déduire que notre horizon cosmologique s'est agrandi avec le temps?
Ratna
2013-11-02 13:20:20 UTC
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Si j'ai raison, nous ne pouvons voir que les étoiles qui se trouvent dans notre horizon cosmologique, et il peut y avoir ou non des étoiles au-delà. Compte tenu des 150 dernières années d'utilisation des télescopes, et depuis lors, notre horizon cosmologique a dû augmenter d'environ 150 années-lumière, avons-nous vu de nouvelles galaxies, des étoiles? Si on leur donne suffisamment de temps, disons 500 ans, de nouvelles étoiles sont découvertes, pouvons-nous être sûrs qu'elles sont devenues visibles pour ne pas se former, disons, 150 ans après le big bang?

Quatre réponses:
#1
+3
SF.
2013-11-04 19:22:54 UTC
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  1. Non. L'expansion spatiale ne ralentit pas, contrairement à l'expansion de l'horizon cosmique. Cela signifie que l'horizon cosmique avale en fait les galaxies lorsqu'elles s'éloignent de nous en raison de l'expansion spatiale, réduisant leur nombre au lieu de l'augmenter. Néanmoins, nous n'avons toujours pas rassemblé tout le rayonnement cosmique du Big Bang qui s'est produit dans notre horizon d'événements actuel, il reste donc encore un bon moment avant qu'il ne commence à restreindre la distance de l'univers observable pour nous - actuellement la vitesse de la lumière (+ taux d'expansion spatiale) vs l'âge de l'univers le limite à un rayon considérablement plus petit.

  2. Oui, nous avons découvert plus d'étoiles et de galaxies, mais cela est dû à l'amélioration de la technologie, qui est encore assez loin (environ un tiers du trajet) d'observer les étoiles près de la sphère de Hubble lors de la formation de l'univers (celles dont la lumière serait observable aujourd'hui; par opposition à celles à l'horizon spatial, dont la lumière va nous atteindre finalement , dans un avenir infiniment lointain.)

Actuellement, nous sommes encore un peu loin de nous pencher contre les limites cosmologiques de l'observabilité. Actuellement, notre limite d'observabilité est le budget pour créer de meilleurs appareils.

#2
+2
astromax
2013-11-02 21:35:03 UTC
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Vous devez vous soucier de plusieurs horizons différents. Le premier est l ' horizon cosmologique, qui est le plus éloigné que vous puissiez voir étant donné que les photons voyagent à une vitesse finie et que l'univers n'est pas infiniment vieux. Puisque rien ne voyage plus vite que la vitesse de la lumière, c'est littéralement le plus loin que nous puissions espérer voir - tout ce qui se trouve à l'extérieur est causalement déconnecté de nous (bien que cet horizon augmente avec le temps, il atteint asymptotiquement une certaine distance ultime en raison de l'expansion accélérée. de l'espace-temps).

En pratique, l'horizon qui nous tient vraiment à cœur est le fond cosmique des micro-ondes. C'est le moment où l'univers est devenu suffisamment froid pour que les atomes puissent rester neutres. Pourquoi est-ce l'horizon important? Avant cela, les photons ne pouvaient tout simplement pas voyager très loin avant d'interagir avec des particules chargées. Avant la surface de la dernière diffusion, l'univers était essentiellement opaque (ce serait comme regarder à travers un nuage). Par la suite, cependant, c'était transparent. On dit que tout, depuis la surface de la dernière diffusion et plus tard (redshift de $ z \ sim 1100 $ et moins) fait partie de l ' univers observable.

Bien que l'univers puisse encore être de taille infinie, nous ne pourrons jamais voir ces objets (s'ils existent) s'ils passent cet horizon. L'autre chose à retenir est que plus vous regardez loin, plus vous remontez dans le temps. Les galaxies n'existaient pas toujours. Il a fallu du temps pour former des surdensités plus importantes comme des étoiles, des galaxies et des amas à partir de petites perturbations de la densité au début de l'univers. Après la surface de la dernière dispersion, il y a eu une période de temps pendant laquelle l'univers était très sombre et potentiellement très ennuyeux du point de vue d'un astronome. C'est le moment après que les atomes sont devenus largement neutres, mais avant que les premières étoiles et galaxies ne se «soient allumées».

Cette réponse est incorrecte. La récession à la vitesse de la lumière ne marque * aucun * horizon. La réponse omet de mentionner les deux horizons cosmologiques actuels, l'horizon des particules (notre cône de lumière passé à l'heure actuelle, très grossièrement marqué par le CMB) et l'horizon des événements (notre cône de lumière passé à un temps infini) qui sont deux concepts très différents. La réponse semble également mélanger l'horizon des événements et l'horizon des particules. Rien ne dépasse l'horizon des particules dans la direction extérieure.
De plus, qualifier les âges des ténèbres d '«ennuyeux» du point de vue d'un astronome n'est pas sérieux. De nombreux astronomes sont très intéressés par ce sujet.
Premièrement, je dis «ennuyeux» car il n'y avait pas d'objets à regarder à ce stade de l'histoire de l'univers. Les gens étudient l'univers du fromage suisse à haut redshift en utilisant des sondages radio, mais vous interprétez à tort ce que je veux dire ici, car les étoiles et les proto-galaxies doivent d'abord se former - ce qui n'est pas ce dont je parle ici.
Vous interprétez également incorrectement mon premier point. Je ne dis pas que la vitesse de la lumière est une coupure dure dans ce que nous pouvons observer, cependant, je dis que puisque l'univers se dilate (d'une manière non triviale) et que la vitesse de la lumière est finie, il y a un limite fondamentale à jusqu'où nous pouvons voir dans le passé. En d'autres termes, cela a à voir avec la vitesse de la lumière. Votre définition de l'horizon des particules est une réponse plutôt médiocre, car vous ne parvenez pas à la rendre compréhensible en aucune façon.
Enfin, bienvenue dans l'échange de pile d'astronomie :) Cela ne mérite probablement pas un commentaire séparé, mais n'hésitez pas à injecter des définitions strictes des horizons cosmologique et des particules (pour ceux d'entre nous qui s'en soucient), ou clarifiez le langage dans mon au-dessus de la réponse.
#3
+1
Hobbes
2013-11-02 22:49:56 UTC
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Au cours des 150 dernières années, la technologie des télescopes s'est considérablement améliorée, de sorte que nous pouvons maintenant voir beaucoup plus loin que par le passé. Les images «Deep Field» de Hubble n'auraient pas été possibles il y a 30 ans, et sont parmi les premières que je connaisse à montrer des objets proches de l'horizon cosmologique. énorme redshift (vitesse) loin de nous. Je n'ai pas les données pour le prouver, mais je soupçonne que les objets proches de l'horizon cosmologique disparaîtraient au-delà de l'horizon avec le temps.

Les choses deviendraient en fait de plus en plus rouges, vous devrez donc changer la longueur d'onde de vos observations. Cependant, ils ne disparaîtraient pas techniquement.
L'horizon cosmologique recule à 1 an-lumière par an. J'avais cru comprendre que les objets lointains avaient des décalages vers le rouge qui indiquent des vitesses beaucoup plus élevées que cela, de sorte qu'ils finiraient par dépasser l'horizon cosmologique.
L'expansion de l'espace est l'autre chose à laquelle vous devez penser. Oui, toutes choses étant égales par ailleurs, notre horizon augmente de 1 ly / an, mais l'expansion de l'espace (qui si c'est le même partout qu'ici), est localement de 70 km / s / Mpc, et quand vous regardez des objets distants ils va beaucoup plus vite que ce nombre. Chaque 'cellule' essentiellement de taille 1 Mpc a sa propre version locale de ce nombre, et donc ils s'ajoutent. Localement, rien ne peut voyager plus vite que c, mais cela ne signifie pas globalement que les coordonnées de l'espace doivent obéir à cette règle. C'est pourquoi l'horizon sera essentiellement asymptote.
Ce que je dis, c'est que les choses que vous voyez actuellement deviendraient de plus en plus rouges à mesure que l'expansion s'accélérerait. Pour le moment, l'expansion n'est pas supérieure à c (globalement ou localement).
@astromax En fait, tout ce qui a un redshift $ \ gtrsim 1.4 $ s'éloigne de nous plus vite que la lumière.
@Hobbes Je pense que vous devez préciser ce que vous voulez dire quand vous dites que l'horizon cosmologique augmente avec le temps. Mais il est vrai que les galaxies traversent l'horizon des événements. La question de savoir si elles disparaissent "techniquement" est une question de définition. Dans notre cadre de repos, ils sont simplement décalés vers le rouge à l'infini. Mais cela signifie aussi qu'il y a un temps dans leur existence au-delà duquel nous ne pouvons rien voir (d'où le terme «horizon des événements»). Pour moi, c'est une définition fine et utile de «disparaître».
#4
+1
Rory Alsop
2013-11-04 05:55:24 UTC
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En ce qui concerne l'observation, la distance équivaut à l'âge, donc à mesure que notre technologie s'améliore, nous voyons plus loin dans le passé. L'augmentation réelle de la distance visible pour nous est bien supérieure à 150 années-lumière.

Nous pouvons effectivement détecter les effets du Big Bang lui-même, dans le rayonnement de fond micro-ondes de l'univers, mais des sars et des galaxies se sont formés beaucoup plus tard que 150 ans après le Big Bang (essayez des millions d'années :-)

En fait, le CMB s'est formé environ 300 000 ans après le Big Bang.


Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
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