Question température dans l'univers

[dimi]

Salut les (astro)physiciens,

 

J'avais en tête que la température moyenne de l'univers était de 2,7K, on mesure bien à ce moment la température du fond diffus cosmologique ?

J'ai une petite hésitation sur la formulation, est-ce bien correct ?

 

Au passage, qque chose m'a étonné sur le web, on y lit qu'il existe des températures inférieures (1K dans la nébuleuse du boomerang)

Cmt est-ce possible ? Une nébuleuse ne devrait-elle pas être forcément plus chaude que le fond diffus cosmologique ?

 

 

Merci !

[dimi]

Un petit up :-)

[Ygogo]

(...)J'avais en tête que la température moyenne de l'univers était de 2,7K, on mesure bien à ce moment la température du fond diffus cosmologique ?

J'ai une petite hésitation sur la formulation, est-ce bien correct ? (...)

 

Bonsoir

 

La notion de "température moyenne de l'Univers" me semble un peu difficile à définir à cause de l'extrême variabilité des températures d'une région à l'autre...

 

Par contre, et tu le dis bien, il est tout à fait remarquable qu'un même rayonnement du "fond diffus" se superpose à tout le reste, quelle que soit la direction d'observation. Et tout se passe comme si ce "fond diffus" provenant "de partout" correspondait à un "corps noir" à 2,7 K

 

(...) Au passage, qque chose m'a étonné sur le web, on y lit qu'il existe des températures inférieures (1K dans la nébuleuse du boomerang)

Cmt est-ce possible ? Une nébuleuse ne devrait-elle pas être forcément plus chaude que le fond diffus cosmologique ? Merci !

 

Alors là, je dois dire que la réponse n'a pas été facile à trouver

 

Si j'ai bien compris l'article de Astrophysical Journal http://iopscience.iop.org/1538-4357/487/2/L155/pdf/1538-4357_487_2_L155.pdf

 

- cette température très basse est celle calculée d'après les raies d'émission radio submillimétriques des molécules CO de la nébuleuse ;

- pour expliquer cela il faut supposer qu'une étoile a éjecté beaucoup de matière, formant un nuage initialement opaque aux rayonnements extérieurs, et se dilatant rapidement dans l'espace ;

- un gaz qui se dilate (sans recevoir d'énergie extérieure) se refroidit, (exemple quand on dégonfle un pneu )

- le gaz s'est tellement dilaté que la partie centrale du nuage s'est refroidie en-dessous de la température 2,7 K, sans que le rayonnement du fond diffus ne puisse l'atteindre et compenser.

 

Mais

- d'une part, je ne suis pas sûr d'avoir tout compris

- d'autre part, il faut bien comprendre qu'il s'agit d'une situation exceptionnelle, et surtout d'un état "transitoire", "hors d'équilibre", qui ne peut pas durer longtemps (à l'échelle astronomique)

 

D'ailleurs, l'article semble suggérer à plusieurs reprises qu'il peut y avoir des températures différentes selon les espèces chimiques, en fonction des probabilités d'absorption/émission de rayonnements dans ces conditions particulières. D'autre part, les résultats sont obtenus en faisant plusieurs hypothèses qui sont "raisonnables" mais pas forcément parfaitement exactes.

 

Donc, le mieux serait d'aller y voir de plus près. Qui me prête son vaisseau spatial ?

[Kelthuzad]

Salut,

 

J'avais en tête que la température moyenne de l'univers était de 2,7K, on mesure bien à ce moment la température du fond diffus cosmologique ?

 

Si tu entends par la, la température moyenne à l'époque du fond diffus cosmologique, ce n'était pas 2,7 K mais bien plus, plutôt des milliers de K.

2,7 K pour la température moyenne aujourd'hui, ça me parait crédible, à vérifier.

 

Une nébuleuse n'est que du gaz, ce n'est pas gênant que la température moyenne soit de 1K.

[Ygogo]

(...)Une nébuleuse n'est que du gaz, ce n'est pas gênant que la température moyenne soit de 1K.

 

ce n'est pas gênant, mais c'est très surprenant !

[Kelthuzad]

Pourquoi devrait-elle avoir une température supérieure à la moyenne ?

La température moyenne ne signifie pas qu'en se plaçant au pif dans l'espace il fera 2,7 K.

[Ygogo]

Pourquoi devrait-elle avoir une température supérieure à la moyenne ?

 

Pour une raison fort simple : la nébuleuse "du Boomerang" est proche d'une étoile, donc elle reçoit beaucoup de rayonnement venant de cette étoile, ce qui la chauffe...

C'est un peu comme si tu me demandais "pourquoi la température de la Terre devrait être supérieure à 2,7 K

 

La température moyenne ne signifie pas qu'en se plaçant au pif dans l'espace il fera 2,7 K.

 

Tout à fait d'accord, d'ailleurs j'ai déjà dit qu'il n'était pas possible de définir une "température moyenne de l'espace" !

 

Une sonde spatiale (Voyager 1 par exemple) ou un nuage de gaz ou tout ce que tu voudras, placé "au pif dans l'espace" peut atteindre au bout d'un temps plus ou moins long une température d'équilibre, laquelle correspondra à un bilan énergétique équilibré : total de toutes les énergies absorbées = total de l'énergie rayonnée (selon la température : micro-ondes, infrarouge, visible, etc...)

Cela va donc dépendre non seulement du "fond diffus" mais aussi (et surtout, en général) des étoiles voisines, ainsi que de la forme, de la composition, de la "transparence" plus ou moins grande...

 

Inutile de raisonner "au pif"

[Kelthuzad]

Inutile de raisonner "au pif"

 

 

la nébuleuse "du Boomerang" est proche d'une étoile

 

Je comprends mieux, donc avons-nous une idée ? Si sa température avoisine le zéro absolu c'est qu'elle ne doit pas être dans les mêmes conditions que la Terre...

 

Tout à fait d'accord, d'ailleurs j'ai déjà dit qu'il n'était pas possible de définir une "température moyenne de l'espace" !

 

Plutôt d'accord, bien que la température reste une notion mal comprise. Si on raisonne en énergie reçue en imaginant un objet à tout point de l'espace, je pense qu'on peut conclure à une moyenne proche de 0.

[Leimury]

C'est quand même grand une nébuleuse...

[dimi]

Super vos contributions, ça permet de voir que la question n'est pas si simple (c'est déjà ça, ça donne du crédit à mon questionnement )

 

Ca semble bien crédible comme analyse Ygogo merci pour la recherche !

[Ygogo]

Bonjour

Avec tout ça,j'ai senti qu'il faisait plutôt frais ce matin quand j'ai ouvert mes volets

 

(...) Si sa température avoisine le zéro absolu c'est qu'elle ne doit pas être dans les mêmes conditions que la Terre...

 

Judicieuse remarque !

 

(...)Si on raisonne en énergie reçue en imaginant un objet à tout point de l'espace, je pense qu'on peut conclure à une moyenne proche de 0.

 

Si tu penses à toutes les zones (majoritaires, en volume ) situées "loin" des galaxies, effectivement un quelconque petit nuage de poussière opaque aurait une température d'équilibre voisine de 2,7 K, puisqu'il y a partout le rayonnement du "fond diffus".

 

Mais comme le souligne Dimi, les choses ne sont pas simples

En particulier, dès qu'il s'agit de gaz "plus ou moins transparent", et "extrêmement dispersé" comme il s'en trouve dans les galaxies ou dans les amas de galaxies, il n'y a plus d'équilibre thermodynamique.

 

Les températures calculées d'après les rayons X émis sont souvent de l'ordre des millions de degrés

 

Voir par exemple http://lapth.in2p3.fr/pg-nomin/taillet/dossier_matiere_noire/matiere_noire3a2.php

 

Et pourtant, un nuage absorbant (ou un vaisseau spatial) qui se baladerait par là aurait une température d'équilibre faible, parce que les rayons X en question ne lui apporteraient que peu d'énergie...