Expansion de l'espace en termes simples

Jusqu'à présent, j'ai compris que l'expansion de l'espace ne doit pas être comprise alors que les étoiles s'éloignent davantage à travers l'espace. Il y a quelque chose de plus fondamental - par exemple, vous ne pouvez pas simplement mesurer sa vitesse, ni dire où se trouve le centre de l'univers (le point médian de l'expansion). Eh bien, certaines personnes intelligentes m'ont fait connaître la réponse qui est "simple, évidente, soignée et erronée" à "je n'ai aucune idée de ce que c'est".

Existe-t-il une ressource / méthode qui permettrait à un profane de comprendre comment penser les distorsions de l'espace comme son expansion; visualiser et comprendre le concept correctement et sans simplifications erronées ; le comprendre avant d'essayer de plonger dans les détails sous-jacents de la physique?

Fondamentalement, si deux particules sont placées sans autre interaction entre elles , la distance entre elles augmentera.

Imaginez vivre à la surface d'un ballon qui est en train de sauter. Votre taille reste fixe, car vous êtes plus ou moins rigide, mais les éléments qui ne vous sont pas attachés s'éloigneront davantage. Votre règle, un autre corps rigide, reste de taille fixe (bien qu'elle puisse se plier pour s'adapter à la nouvelle courbure - ce n'est pas si important). Mais deux dirigeants (qui ne sont pas attachés l'un à l'autre) s'éloignent davantage.

... aussi, si tout, y compris tous nos appareils de mesure, se dilate à la même vitesse, comment pouvons-nous déterminer son expansion? :RÉ

Au début, cela semble vrai, mais il y a d'autres forces en jeu ici. Nos appareils de mesure sont maintenus ensemble par des interactions électromagnétiques, et leur force ne changera pas. Ainsi, l'appareil de mesure se maintiendra.

Imaginez deux atomes lointains. Lorsque l'espace se dilate, la distance entre les deux atomes augmente. Cependant, la taille ¹ de l'atome ne le fait pas - cela est déterminé par l'équilibre électrostatique (et les considérations mécaniques quantiques), et cela reste inchangé. Même si l'atome était étiré, il rebondirait.

Cela s'adapte aux appareils de mesure, de sorte qu'ils ne soient pas déformés non plus. En effet, l'expansion de l'espace n'a de sens que lorsque vous regardez les galaxies - celles-ci sont assez loin (lorsqu'elles ne sont pas dans le même superamas) et elles n'ont aucune interaction maintenant une distance d'équilibre entre elles.

^{1. Quel que soit l'analogue le plus proche, nous devons «dimensionner» les atomes; par exemple la zone qui contient 99% de la densité de charge; ou le nième rayon de Bohr.}

Une bonne analogie qui montre que l'expansion n'a pas de centre est celle d'une feuille 2D recouverte de points uniformes - représentant les galaxies où celle au centre est nous:

À mesure que l'univers se dilate, les points (galaxies) s'éloignent les uns des autres:

Maintenant, si vous superposez les images futures et présentes alignées sur la galaxie centrale (nous), vous pouvez voir que toutes les autres galaxies semblent s'éloigner de nous et que plus elles sont éloignées, plus elles semblent s'éloigner rapidement:

Cependant, si vous vous alignez sur une autre galaxie dans l'image, vous pouvez voir que toutes les autres galaxies semblent s'éloigner d'eux:

Comme aucun point ne peut être le centre de l'univers, nous pouvons seulement conclure qu'il n'y a pas de centre dans l'univers.

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