Reprise du message précédent :
Question au passage, le fond diffus cosmologique est bien observable dans toutes les directions peu importe où on regarde dans notre univers ?  
 
Parce que je pige pas trop comment cela est possible, sans doute parce que je me représente notre univers ayant eut comme source le big-bang, un peu comme une forme conique en gros, point de départ et expansion tendant vers l'infini, et nous on serait quelque part loin, loin, très loin dans cette forme    
 
On peut me vulgariser pourquoi on voit ce fond diffus dans toutes les directions sans causa sui et tout ce qui s'en suit  

pourquoi ça serait "parti" dans une direction ?
j'imagine le big bang au centre d'une sphère non ?

 
 
C'est la vitesse de propagation de la lumière / des informations électromagnétiques.
 
Quand tu regardes au loin, en plus des questions d'expansion blabla de toute la "géométrie à l'instant t", tu vois avec un retard. De la même façon que t'entends un son plus tard qu'il se produit, la lumière est il ne faut pas l'oublier avec une vitesse finie. Donc quand tu regardes à 4 milliards d'années lumières (de parcourus) ce que tu vois c'est quatre milliards d'année plus tôt etc.
 
Le fond cosmologique c'est quand tu regardes à 12 milliards d'années environ dans le passé (la lumière a parcouru 12 milliards d'années-lumières comme distance; au début la distance était moindre mais au fur et à mesure qu'elle progressait ce qui restait à parcourir se dilatait; et la distance effectivement parcourue est elle-même moindre que la distance "instantanée" actuelle), ou plus précisement à la bonne distance pour que -quelque soit la direction où tu regardes- l'époque que tu vois est 380 000 ans après le Big Bang .
 
A cette époque l'univers était très dense (on dit bien que les distances étaient plus courtes!) et chaud, se comportant comme un plasma. Il était un brouillard de photons avant (les photons étaient émis mais tout de suite recapturés), mais refroidissant les photons ont fini par pouvoir passer librement, l'univers est devenu transparent. Les photons qui viennent de cette époque ont donc été émis sur le principe d'un corps noir très chaud, et ont pu perdurer car l'Univers est devenu "transparent".  
 
Un corps noir émet un rayonnement spécifique de sa température (nous par exemple on éclaire dans l'infra-rouge, le soleil émet un rayonnement de corps noir selon sa température, il s'agit bien sûr du rayonnement dans le 'visible' qu'on connait); rayonnement qui n'est autre qu'une onde électromagnétique et donc se propage à la vitesse de la lumière, ce qui justifie mon blabla sur "c'est loin donc ça a pris du temps si la vitesse était celle de la lumière, donc c'est le passé qu'on mesure".
 
Le fait que le rayonnement soit grosso-modo le même dans toutes les directions montre que l'univers est assez homogène, et qu'il était suffisamment petit pour être homogène avant que ça ne s'expande beaucoup (il gard l'homogénéïté, sauf les petits écarts statistiques qui n'ont jamais pu se corriger ensuite faut de 'mélange')

Si il y a quelque chose qui ne veut rien dire, c'est ton intervention.
Ou est-ce que j'ai dit que Dieu peut créer le rien de rien ?  
 

Tu as dit un truc sans sens et tu es content !

 
Oui.
 

 
Parce que les photons de lumières mettent un certain temps à arriver à tes yeux (299 792 458 m/s), et donc tu regarde forcement vers le passé (et non le présent ou le futur).
 
Si tu regarde quelque chose de très proche de toi, tu le vois quasi instantanément (avec un très léger retard de quelques millisecondes, imperceptible), car la vitesse de la lumière est tout de même très rapide, mais si tu regarde un objet très lointain (une galaxie très éloigné), tu le vois tel qu'il était et ou il était, il y'a plusieurs milliards d'années (les photons que tu vois sont ceux qui ont été émis par cette galaxie il y'a plusieurs milliards d'années, et non les photons qui sont émis actuellement).

 
Oui, mon exemple de forme conique était en fait erroné, j’admets, c'était pour illustrer le point de vue depuis notre position.
Mais en imaginant le big-bang au centre de la sphère, c'est pareil, on ne pourrait le voir dans toutes les directions non ?
 
 
 
Merci, j'ai dû relire au moins 5 fois pour comprendre ('fin j'espère avoir pigé),  je savais bien ce qu'était le fond diffus, ce que j'avais mal appréhendé, c'est qu'en fait je dissociais le big-bang et l'univers, un peu comme la source d'eau formant un lac.
Alors que même si ce n'est pas exact voire faux (ça m'aide à le conceptualiser toujours est-il), il est l'univers, l'exemple du ballon de baudruche pour se le représenter vaut aussi pour le fond diffus alors ? celui-ci serait donc toujours en périphérie de ce ballon ? Et nous perdu quelque part dans le ballon.
 

 
Oui, j'ai bien compris que ce que l'on observait ne se produisait pas en temps réel, mais avec un décalage de temps suivant la distance de ce que l'on observe    

Si pour pour discuter de ces questions il faut bien sûr philosopher, cela sous entend que 100% de ceux qui ont participé au sujet ont philosopher.
Non ?

Ci dessous, je représente divers stade d'une maille d'Univers, celle par exemple qui nous contient (nous sommes disons dans la galaxie "aujourd'hui" ). Les carrés précédents montrent par quels stades nous sommes passés. On voit que la maille élémentaire augmente de taille : c'est l'expansion. A cause de l'expansion l'Univers refroidit et se condense gravitationnellements en divers objets, sur plusieurs échelles (des étoile aux superamas). Les galaxies, au départ naines, se condensent pour former les "grandes galaxies" d'aujourd'hui.

L'Univers étant homogène et isotrope, cela s'est passé partout pareil.. La même séquence se répète quelle que soit la maille d'Univers (pour peu qu'elle soit assez grande pour contenir au moins un superamas). Maille élémentaire que l'on peut répéter 100, 1000, 1000 000, oo-ment de fois ? Nous n'en savons trop rien. Mais en tout cas, c'est la même histoire partout.

Ce qui fait que les stades par lesquels NOUS sommes passé, nous pouvons les représenter sous la forme de coquilles concentriques qui montrent différentes autres régions de l'Univers (appartenant à une autre "maille" que la notre et rentré dans notre horizon observationnel) telles que nous les voyons décalées dans le temps du fait que leur lumière a mis du temps à nous parvenir.

S'il n'y avait pas de redshift et si l'Univers était transparent depuis les origine, le Big Bang apparaitrait dans le fond du ciel.

Un fond du ciel infiniment brillant.

Il ferait un peu chaud

Ben la température du Big Bang très exactement et RIEN n'aurait pu naitre, en fait !

L'image ci dessous représente donc une pure "vue de l'esprit". C'est juste pour se représenter les différentes "coquille" en rapport avec le "plan séquence" précédent.

Et voici l'Univers tel que nous l'observons vraiment. Le CMB nous cache le Big Bang (cercle pointillé), car l'Univers est opaque avant son émission. Le CMB lui même est passé de sa température de rayonnement de 3000 K à moins de 3K (z~1100).
 
C'est l'Univers réel :

Le CMB est émis par ce qu'on appelle la surface de dernière diffusion. Après avoir été emprisonnés par le plasma dense, c'est à partie de ce point qu'ils prennent un libre essor et parviennent jusqu'à nous sans avoir subit aucune absorption par la matière depuis cette époque lointaine.

La distance qui te sépare de la surface de dernière diffusion représente 13,7 Gly en temps de trajet du photon, environ 46 Gly en distance comobile, environ 40 Mly en distance angulaire et 50600 Gly en distance lumineuses.

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note :
ly : light year (année-lumière), 1 Gly = un milliard d'années-lumière, 1 Mly = un million d'années-lumière.
_____

Ce qui appelle quelques explications : la notion de distance n'est pas univoque en cosmologie et il est absolument crucial de comprendre en quoi ces notions diffèrent. Elles sont toutes indispensables pour se faire une idée d'ensemble du phénomène d'expansion.

les différentes notions de distances en cosmologie

1- La première notion de distance est en fait un temps : le temps de trajet du photon (ou temps de regard en arrière, lookback time in english). C'est celle qui est donnée usuellement, en années-lumière. Il s'agit bien d'années qu'a passé le photon dans l'espace, pour nous parvenir. Mais à quelle distance en mètres cela correspond ?

Dans un univers en expansion, il n'y a pas de définition univoque de la distances, il y en a deux (plus une troisième qu'on verra après).

2- la distance entre les objets au moment de l'émission du photon (distance dite angulaire) Da
3- la distance entre les objets au moment de la réception du photon (distance dite comobile) Dc.

La distance angulaire Da est ainsi nommée parce que c'est celle qu'il faut prendre en compte pour juger de la taille angulaire de l'objet-source sur la voute céleste. L'angle alpha sous lequel on observe l'objet de taille h est :

alpha =h/Da
(pour les petits angles)

Donc, quand le photon a été émis, la source était la la distance Da de l'endroit où nous sommes. Et à ce moment là, le taux d'expansion H(t) était plus élevé que maintenant. Le photon "remonte" donc un "flot d'espace" comme un saumon remonte la rivière (à une vitesse propre constante : c)  pour arriver jusqu'à nous. On conçoit que si l'intégrale sur le temps de trajet du courant d'espace qui s'écoule sur les flancs du saumon excède ct, il ne progresse pas, mais recule et ne parvient jamais à l'observateur. Pour l'instant, ce n'est pas le cas : l'intégrale sur le temps de H(t) n'a jamais été si grande qu'elle nous empeche de voir tous les photons émis dans notre direction depuis que l'univers émet librement des photons. Les cosmologistes d'aujourd'hui sont bien chanceux.

Donc, notre photon-saumon progresse, c'est-à-dire qu'à tous les instants, la distance entre lui et sa "cible" (l'observateur futur) diminue. Mais bien sur elle diminue bien plus lentement que ct puisque à chaque instant la distance augmente de Hd entre le photon situé à la distance d et l'observateur futur. Quand d et H était maximal (donc à l'émission) la progression était minimale. Puis, peu à peu, le photon-saumon progresse de plus en plus efficacement vers l'observateur, car la distance d diminue (c'est la principale raison) ainsi que le taux d'expansion.

En même temps qu'il progresse difficilement vers le futur observateur, la distance qui le sépare de sa source augmente plus vite que ct. Car en plus de la distance parcourue par les moyens propres du photons (soit ct) il faut ajouter la distance que rajoute l'expansion. Quand le photon-saumon regarde dans son rétroviseur, il voit une source qui s'éloigne de plus en plus vite de lui, quoique sa vitesse propre soit constante.

Quand il arrive à l'observateur et achève sa glorieuse (quoique monotone) existence sur la rétine de l'observateur, il a parcouru par ses moyens propres ct = 13 Gly mais la source est bien plus éloignée que cela désormais. Et cette distance réelle est ce qu'on appelle la distance comobile. C'est la distance à laquelle se trouve aujourd'hui la source, après 13 Ga d'expansion.

Le ratio entre Da la distance angulaire (à l'émission) et Dc la distance comobile (à la fin du trajet) est extrêmement simple à calculer, il est égal par définition au facteur d'expansion a0/a = 1 + z, a0 étant n'importe quelle distance mesurée aujourd'hui et a la même distance au moment de l'émission, z étant le décalage vers le rouge.

Dc=Da(1+z)

4- Distance de luminosité
Les objets lointains nous apparaissent comme étant très proches (Da relativement petit) mais par contre il sont beaucoup moins lumineux que ce que leur taille angulaire pourrait laisser supposer, car le photon-saumon en luttant contre le flot d'espace qui défilait sous lui, a perdu du 'gras', c'est à dire de l'énergie. Il arrive exténué à l'observateur : c'est le décalage vers le rouge z. De façon totalement équivalente, ça nous fait mesurer la température de la source du rayonnement plus froide qu'à l'émission. On définit donc une distance de luminosité Dl qui est celle qu'il faut prendre en compte pour savoir combien d'énergie va arriver au récepteur depuis la source. C'est Dl qui nous donne la magnitude de l'objet. Là encore c'est très facile à calculer avec le z :

Dl=Da(1+z)²

Ainsi, un objet qui nous parait, d'après sa taille être situé à mettons Da = 1 Gly avec un z = 6 est situé aujourd'hui à une distance de Dc = 1 Gly * (1 + 6) = 7 Gly et l'énergie qui nous en parvient est la même que s'il était situé à 1 Gly (1 + 6)² = 49 Gly.

Pour savoir quel est le temps de regard en arrière (ou temps de trajet du photon), il faut intégrer H(t) et cela dépend cette fois ci du modèle d'expansion que l'on choisit, c'est à dire dans l'équation ci dessous, du choix de Omega_m (densité de matière) et de Omega_lambda (constante cosmo).

Tous calculs faits, pour le CMB, z=1100, Dc= 46 Gly, Da ~ 40 Mly, Dl ~ 50600 Gly

Alors (j'ai pas lu encore le post de Gilga) l'expansion ça marche toujours mais dans le ballon de baudruche t'as pas 'vraiment' la dilatation surfacique ici (ce que disait gilga plus tôt : il n'y a que le radial qu'on mesure, pas le tangentielle de ma surface du ballon).

En fait il faut vraiment se dire que tu ne regardes pas à une distance mais à une époque, et cette époque est de plus en plus 'loin'.
Le CMB c'est un moment fixe, à 380 000 ans, il n'y a pas d'expansion qui tienne quand on regarde à un instant toujours le même. Par contre les points qu'on voit sont de plus en plus loin (mais les distances de l'époque sont petites par rapport aux notres).
 Donc   dans chaque direction pour voir à un instant dans le passé, comme ça vaut 11 milliard d'années, 12 milliards d'années, 13 milliards d'années etc. au fur que le temps passe; les points que tu vas regarder sont à une distance (de parcours de lumière) de 11/12/13 milliards d'années-lumières. Donc c'est de plus en plus loin, et comme tu fais forcément une représentation une surface à égale distance de toi de plus en plus loin c'est une sphère de plus en plus grosse.

Donc l'apparence du ballon de baudruche. Mais alors que dans un ballon de baudruche le fait de gonfler éloigne aussi les points de la surface (et en fait l'image du ballon de baudruche usuelle ne parle que de la surface, comme analogue 2D de notre univers 3D), la l'éloignement apparent des zones à des angles différents est juste... apparent (enfin à 99% y a une petit truc qui fait que tu vois des points effectivement plus éloignés entre eux quand le temps avance, mais pas beaucoup).
C'est toujours la même époque que tu as en 'photographie' donc le fait que la photo 'gonfle' est juste une représentation.

je n'ai jamais dit que c'est toi qui l'avais dit. je t'ai demandé (ironiquement...) si tu avais une preuve que "quelque chose a toujours existé" et t'es parti dans un trip absurde où, parce que "rien de rien" n'existe pas, cela confirmerait l'existence de dieu. je passe ton illogisme, mais je note qu'en plus de toujours devoir expliquer en quoi ça serait une preuve que dieu existe, tu dois maintenant prouver que "rien de rien" n'existe pas. cette situation doublement absurde est due au simple fait que tu essaies de prouver l'improuvable.  
 

non on t'a signifié à maintes reprises que tu choisissais les posts auxquels tu répondais essentiellement à cause de ta foi : tu ignores pathétiquement tous ceux qui te dérangent. du coup on connaît ta réponse quand même. par exemple tu n'as toujours pas eu le courage de nous dire le nom de ta foi, alors qu'on l'a déjà devinée. c'est ce qu'essayait de dire Jareb. et tu as répondu à l'aide de l'un de tes magistraux non-sequitur "ha t'es venu te vanter". il ne se vantait de rien il n'a que constaté ta mauvaise foi. t'as honte de ta foi mais c'est en son nom que tu es venu chercher la confrontation sur un forum où la majorité des intervenants ont une formation scientifique. pour l'instant tu fais plus de mal à ta religion que de bien et c'est probablement pour ça que tu tais son nom. mais ton silence ne la protège pas, loin de là. ôte-toi cette idée de la tête.

La théorie du big-bang est loin de faire l'unanimité, peut-être parce que ses partisans crient plus fort que ses détracteurs,
il y a pourtant des objections qu'il ne faut pas ignorer:

 
http://www.pseudo-sciences.org/spip.php?article1612

En effet et il faut donc inclure l'inflation dans le "Modèle standard de la cosmologie"

II et III sont un peu équivalent.... Il ne s'agit pas à mon sens d'un obstacle à l'idée de l'expansion.

La matière noire a été introduite indépendamment de l'idée d'expansion par Zwicky en observant que les vitesses orbitales dans l'amas de Coma étaient beaucoup plus importante de ce que les lois de Kepler permettaient de déduire en prenant en compte la seule masse lumineuse. Et plus tard ce problème s'est prolongé en observant la courbe de rotation des galaxies. Donc avec ou sans expansion, la matière noire s'impose. Par contre, une fois introduite elle rend de grand service dans la théorie de l'expansion car le développement des inhomogénéité pour former des galaxies serait très difficile à modéliser sans matière noire.

Certes, mais en définitive ce n'est pas l'existence de cette énergie noire qui pose problème mais le fait, si on la relie à l'énergie du vide, que sa valeur soit si faible.

Il faut noter que l'idée d'une constante cosmologie est présente dans les premier modèle d'expansion de Lemaître, et abandonnées ensuite malgré ses objections.

un article typique de l'afis : un vieux croûton qui vient tenir une tribune contre le "dogme" à coups d'arguments fallacieux et d'homme de paille

il est astrophysicien, c'est même plus de l'homme de paille c'est un mensonge qualifié

Honnêtement y'a que sur ce domaine qu'ils sont un peu à la ramasse, et uniquement à cause de la présence de Jean Claude Pecker (à qui on pardonne bien des choses, allez).

bah bof. j'ai pas encore réussi à lire un seul article de chez eux qui ne soit pas orienté, et c'est vraiment le comble avec un titre pareil : ils ont tout du pseudo-scientifique dans leur démarche. même quand je suis d'accord avec eux, le ton et la manière du discours font que je le désapprouve systématiquement : c'est un repaire de vieux réacs. ils défendent une cause noble et ils sont pas nombreux sur le domaine, c'est d'autant plus dommage qu'ils soient aussi nuls. quand j'ai réellement envie d'informer quelqu'un sur un sujet donné (genre les ogm...) bah je les envoie n'importe où mais pas là-bas. et pourtant t'imagines bien qu'avec l'affaire séralini (pour rester dans les ogm) y'avait besoin de prendre du recul. y a rien à faire je supporte pas ce torchon

Je pense que c'est juste une question de génération... et de moyens (c'est petit budget) ^_^ Parce que (quand ils ne parlent pas du Big Bang) le fond de l'argumentation est bon, y'a rien à redire.

Orienté... Comment dire... ils pourfendent le gras du bide de toutes les peurs ambiantes alors évidemment.

Bien sûr que non, qu'est-ce que c'est que cette logique bancale

petite question: la totalité de la matière présente dans notre univers a pour origine le big bang? c'est a dire que toute la matiere existante etait presente des le départ?
je pose la question car si tel est le cas, comment une telle quantité de matiere a pu se retrouver compactée dans une tete d'epingle? cela échappe aux lois physiques connues.  y'a t-il des théories la dessus?

C'est ça, et justement ça échappe aux lois physiques connues. C'est pour ça qu'on parle de singularité, la relativité générale ne permettant pas de décrire ce qui se passe dans de telles conditions de densité.
Pour les théories décrivant ce qu'il peut se passer derrière le mur de Planck, je laisse la place aux experts

Comment les trous noirs peuvent avoir une masse telle dans un si petit espace ? Et où va la matière attirée ? C'est encore un de ces trucs qui est, à ma connaissance, encore mal connu des scientifiques qui se penchent sur la question.
Le big bang serait-il le dernier trou noir d'un univers précédent, qui réunirait tant de matière qu'il serait devenu instable et qu'il aurait tout libéré ? Bon ça c'est des spéculations personnelles sans valeurs.

Moi la question que je me pose est de savoir si l'univers est déterministe. A savoir que dès les premiers instants, son futur ne pouvait qu'aboutir aux étoiles, galaxies, planètes...et finalement la vie ? y'a t'il eu de la place au hasard lorsque les constantes physiques ont été définies telles qu'elles le sont ?

En y méditant un peu, j'ai l'impression qu'il est déterministe, autant qu'un cd de rihanna joue du rihanna une fois mis dans un lecteur.

 
Dans un reportage y a pas longtemps, sur les multivers, ils expliquaient que si la vitesse d'expansion avait été un tout petit peu supérieur ou inférieur, l'univers tel qu'il est n'aurait pas abouti. Et que si il y a effectivement d'autre univers, il est probable que dans la majorité d'entre eux, il n'y pas de galaxies, pas de matière solide, donc pas de vie.

 
C'est l'impression que j'ai aussi.  
la combinaisons des elements de la matiere devait donner a un moment ou a un autre la vie quelque part, meme peut etre plusieurs fois.
 

 
un univers vide? peut-on reelement parler d'univers alors???  

J'ai pas dis vide, j'ai dis ou la matière solide n'existe pas. Tu connais le concept du gaz ?  

repost...

On a deux acteur clés : l'inflation et les champs quantiques. On peut imaginer un "bootstrap de Gunzig" par lequel le processus inflationnaire excite le vide quantique et lui fait cracher de la matière.

Pour expliciter plus avant l'idée du bootstrap de Gunzig, tu as donc un volume de vide qui rentre en expansion (c'est à dire qu'en son sein les distances entre deux point quelconque augmentent au prorata de la distance qui les séparent déjà) et cette expansion excite les champs quantiques. Cette excitation des champs est analogue à ce qui se passe à l'horizon d'un trou noir. A tout moment dans le vide se créent des couples de particules virtuelles, qui se résorbent à peine apparues. Mais si ça a lieu à l'horizon d'un trou noir, une particule va passer sous l'horizon et elle ne pourra plus s'annihiler avec sa jumelle. De virtuelle, elle va devenir réelle et le trou noir va rayonner de l'énergie (rayonnement de Hawking).

Dans le cas d'une expansion, à peine le couple de particules apparait-il que l'expansion les sépare : chaque particule voit disparaitre sa commère derrière son horizon cosmologique, de rayon r ~ c/H avec c la vitesse de la lumière et H la cte d'expansion. Pour cela il suffit que le temps de Hubble t= 1/H soit inférieur à la durée de vie du couple de particule virtuelle tau ~ h/E avec E l'énergie de masse mc² de la particule et h la cte de Planck. Dans cette configuration (H > E/h) toutes les particules virtuelles produites par le vide quantique deviennent réelles et l'univers se peuple de particules.

oui enfin s'il y a gaz, il y a de la masse, dela matiere, de la gravité et il y a des chances de formation d'etoile. du coup j'ai du mal a comprendre. mais je suis ultra neophyte aussi, donc bon.

Ben justement, dans le cas d'une expansion trop rapide, la matière ne peut pas s'accumuler en galaxie, ou en autre chose.

 
Merci
donc dire que la totalité de la matiere existait dans la tete d'epingle n'est pas tout a fait juste.  en fait la majorité de la matiere existante a été créé dans les quelques secondes qui on suivi le début de l'expansion.  
C'est bien ça? ==> en gros on part de rien, et on arrive a tout.  
 

Oui, c'est ça.

Mais le principe exposé n'est pas consensuel, il ne fait pas partie du "Modèle Standard" de la cosmologie. Le bootstrap de Gunzig et al c'est l'idée, issue d'un travail théorique précurseur, selon laquelle l'excitation des champs quantiques et l'expansion de l'espace peuvent s'auto-entretenir sans contradiction, donnant au phénomène un caractère "explosif". L'idée actuelle d'inflation est un peu différente et fait appel à un champ scalaire ("l'inflaton" ) qui a des propriétés proches de celle du champ de Higgs, notamment un potentiel "en chapeau mexicain" c'est à dire un état caractérisé par le fait que quand le champ est nul il n'est pas à son état d'énergie minimale ("faux vide" ) et qu'il évolue spontanément dans un état d'énergie minimale ("vrai vide" ), toujours non nulle, mais plus basse.

De ce fait, l'augmentation du volume implique une augmentation de l'énergie totale puisque la densité du vide, rho, n'est pas nulle. La condition dite d'énergie forte implique alors que pour compenser l'augmentation de l'énergie interne, la pression p doit être négative. C'est en fait de la thermodynamique classique :
 
dU = -pdV
 
soit : la variation d'énergie interne d'un gaz est proportionnelle à l'opposée du produit de la pression par la variation de volume. Comme ici dU est positif puisqu'il y a création d'une quantité de vide dont la densité d'énergie par unité de volume est constante, p doit être négatif.
 
Soit une équation d'état du vide :

rho = -p
 
Ça c'est que nous dit la théorie quantique des champs.
 
Si on passe maintenant du côté de la Relativité Générale, elle nous dit que l'effet du contenu de l'univers (ici le vide) sur son contenant (l'espace) est proportionnel à rho + 3p (le nombre 3 étant à mettre en rapport avec le fait qu'il y a trois composantes de la pression dans le tenseur énergie impulsion, une par dimension spatiale).

Comme p est négative et égale à -rho, rho+3p est une quantité négative, ce qui implique une gravité répulsive, et la croissance de la métrique da/dt est du genre :

da/dt ~ exp(Ht)

avec H = (da/dt)/a

soit quelque chose de sévèrement burné en terme d'exponentiel ("plus ça croit, plus ça croit" ). C'est ce mode d'expansion que l'on appelle l'inflation.
 
Ainsi "naturellement" un espace vide dont la densité d'énergie n'est pas nulle semble voué à croître indéfiniment, et de manière inflationnaire. Et ça apparaît tellement naturellement dans les équations "semi-classique" (c'est à dire prenant en compte à la fois la relativité générale et la théorie des champs quantiques) que la question maintenant est de savoir pourquoi l'expansion est si faible : s'il y a eu inflation, celle ci doit bien s'être interrompue (et assez vite), sinon on ne serait pas là pour en parler, ce que les anglo-saxons appellent "the graceful exit". C'est pour ça qu'on fait intervenir un champs qui se "dégrade" en très peu de temps et se thermalise en se couplant au champs "classiques" du Modèle Standard, engendrant un univers chaud (1e27 K) et expansion "classique" (non inflationnaire).
 

c'est marrant, on peut être à peu près sur de ne rien y comprendre même en mourant très vieux alors qu'on peut se coucher ce soir en acceptant l'idée d'un grand architecte

Un trou  noir se définit  par la surface de son horizon = c'est fondamentalement une surface. Le volume sous horizon n'est pas forcément petit, vis-à-vis de la masse. La masse volumique est en 1/M² : très grande pour les trous noirs stellaires mais petite pour les trou noirs supermassifs (inférieure à celle de l'eau pour un trou noir de plus de 135 millions de masses solaires, ce qui n'a rien d'une rareté dans l'univers).

Par contre au sein de ce volume les équations de la Relativité Générale assignent à la masse un volume nulle (la "singularité" ). Ce n'est certainement pas vrai, il n'est pas question de prendre cette prédiction au pieds de la lettre, mais il est plus que plausible que la masse se rassemble dans un volume qui sans être nul soit sub atomique, tandis que le reste du volume sous horizon serait vide et un vide de très bonne qualité qui plus est : une particule (massive ou pas) n'ayant aucune solution statique sous l'horizon, elle finit sur la singularité dans un temps fini (et petit). On ne peut concevoir aucune orbite interne, aucun nuage flottant sous horizon.

Il existe une hypothèse dans ce sens, avancé par Lee Smolin, celle des "univers féconds" encore appelée "sélection naturelle cosmologique" (fecund universes hypothesis, cosmological natural selection). L'idée est que l'effondrement en trou noir causerait l'émergence d'une nouvelle expansion dans un "autre ailleurs", avec au cours de ce phénomène de reproduction de l'univers en un univers-fils, un variation à la marge des constantes naturelles. Les univers les plus fréquents seraient ceux dont la descendance se reproduirait le mieux, c'est à dire les univers produisant beaucoup de trous noirs, d'où une évolution cosmique sur un mode darwinien (descendance avec modification + sélection naturelle). Lee Smolin a résumé son idée dans un bouquin de vulgarisation "The Life of the Cosmos".

L'intérêt de cette hypothèse est qu'elle est testable en théorie : si parmi tous les "toys universes" que peuvent envisager les théoriciens, le plus fécond en trou noir se trouvait être le nôtre (ou qqchose de proche du nôtre sur ce plan), alors son hypothèse aurait le mérite d'expliquer ce qui autrement pourrait paraître curieusement fortuit.

L'inconvénient est que le mécanisme partant de l'effondrement pour aboutir à une nouvelle expansion n'est pas du tout explicité par son auteur, et que ça reste évidemment très spéculatif. Au final c'est plus proche d'une hypothèse que d'une théorie, à mon sens.

Autrement, le devenir des champs de matière et de rayonnement dans une trou noir sont inconnus mais fait l'objet de spéculations assez riches car la description des singularités gravitationnelles fait partie des "bancs de test" possible d'une théories de gravitation quantique.

Sans être strictement déterministe (en prenant au sérieux la mécanique quantique) je suis d'avis avec De Duve que l'univers était "gros de la Vie" au sens où quelque part et d'une certaine façon, un phénomène du genre vital (reproduction + métabolisme + sélection darwinienne ouvrant la voie à la complexité) devait advenir.

pour ceux que ça intéressent, je conseille notamment : Christian de Duve, Singularités : Jalons sur les chemins de la vie chez Odile Jacob.
Ca ne concerne pas la cosmologie en tant que telle mais c'est une réflexion assez profonde sur la phénomène vital.

 
 
 
Merci beaucoup de vos explications très détaillées, ça fait vraiment plaisir que des gens aussi érudits prennent le temps de répondre aux interrogations d'inconnus comme moi  
Bon les formules, c'est hors de ma portée.
 
Ça fait quand même chier tout ça, non pas que je sois passionné et féru de la cosmologie, mais comme tout un chacun, le désir de savoir comment fonctionne tout le bousin est bien réel, parce que tout le monde à l'heure actuelle peut y laisser vaquer sa propre imagination (j'entends par là ce qui a conduit à cette accumulation d'énergie, multi univers toussa, pas un architecte ici).
 
Dire que quand j'étais gosse on se disait que quand on sera grand on fera des voyages intersidéraux dans l'univers, même l'instit y croyais    
Quelle désillusion    
 
 

Non    Y'a bien sur des calculs qui peuvent être ardu en cosmo mais les formules que j'ai mises sont à la portée de n'importe qui, niveau collège pour la plupart.

Il est probable que c'est pas mal une question de notation, t'es pas le premier à réagir comme ça.

Peut être que

B=A(1+x)

ça semble plus accessible que

Dc=Da(1+z)

alors que c'est exactement la même chose...  

La vie fait partie de l'univers.
Qu'est-ce que vous savez de la vie ?

Que sans vie, pas de vie.

 
 
Woais, mais je m'adresse aux cosmologues qui étalent leurs équations sur l'univers en omettant d'y intégrer la vie.

En quoi la vie telle qu'on la connaît serait-elle à prendre en compte pour comprendre l'expansion et le fonctionnement de l'univers ?

Nan ça me l'a fait aussi, c'est juste que quand tu n'étais pas calé en maths à l'école, le simple fait de revoir des notations comme ça te renvoie dans l'horreur pénible des cours dispensés par un cliché de prof de maths combo lunettes à monture métallique/crâne chauve qui s'amusait à donner les exos AVANT de donner les cours (et ne t'en donnais pas après hein, c'est plus marrant comme ça ).

 
C'est le point d'observation au moins.