expansion de l'univers et énergie du vide

[invite53a8bf28]

Bonjour!
Je n'ai trouvé nulle part la réponse à ma question c'est pourquoi je vous la pose ici ,avec espoir.
Cela nécessite trois hypothèses (que je crois toutes acceptées comme vraies par la communauté scientifique)
1.L'univers est un système isolé (principe de thermodynamique)
2.La densité d'énergie du vide a une valeur quantifiée non nulle à cause de fluctuations ("loi" de la mécanique quantique)
3.L'univers est en expansion au moins constante ou accélérée (d'après les observations)
Le problème est que si l'univers est en expansion alors son énergie va se diluer dans un volume toujours plus grand et la densité d'énergie de l'univers finira par atteindre le minimum quantique "autorisé".
Mais que se passera-t-il alors ? L'expansion se poursuivra-t-elle ?
Au moins une des hypothèses doit être fausse (ou le sera le moment venu) ou alors il y a une erreur de raisonnement.
Je suis perplexe. Si vous avez une idée ou des infos ,je vous en serais reconnaissant.
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[invite4d7a968b]

Bonjour

Juste un début de réponse...

A cause de l'expansion de l'Univers, les différentes densités d'énergie évoluent de la façon suivante :

- matière : densité proportionnelle à R^(-3)
- radiation : densité proportionnelle à R^(-4)
- énergie du vide : densité constante (il me semble que ce n'est vrai uniquement dans le cas d'une constante cosmologique avec l'équation d'état : densité = - pression)

[invite8c514936]

Je prends le relais (à plusieurs on devrait arriver à fournir une réponse ! )

Mais que se passera-t-il alors ? L'expansion se poursuivra-t-elle ?

Oui, même si l'Univers était vide l'expansion se poursuivrait. La densité d'énergie (et la pression) détermine la façon dont l'expansion change au cours du temps, comme elle ralentit ou accélère.

[invite53a8bf28]

Bonjour !
J'ai l'impression de m'être mal expliqué la première fois.
Ce que je voulais dire c'est que les trois hypothèses (énergie totale de l'univers constante,densité d'énergie du vide ayant une valeur non nulle et univers en expansion) me semblaient incompatibles entre elles.

Le fait que l'univers soit vide de matière ne résout pas le problème que je me pose ,l'énergie va quand même se répandre dans le volume d'espace disponible et au fur et à mesure de l'expansion se diluera de plus en plus (ce qui fera diminuer la densité d'énergie de l'univers indéfiniment)
Si l'on envisage un univers vide d'énergie , je ne vois pas ce qui pourrait provoquer son expansion car s'il existait une énergie de son vide ,cette énergie surgirait de nulle part (puisque au départ il n'y en avait pas et cet univers ne serait plus vide) .Accessoirement comment pourrions nous mesurer ou observer cette expansion ,en supposant qu'on puisse y inclure un observateur et les instruments de mesure sans que cela augmente l'énergie de cet univers ,qu'observerait-il puisque par définition il n'y aurait rien à observer ?

Reste qu'imaginer un univers vide d'énergie m'amène à envisager une explication possible à mon problème .
La densité d'énergie du vide peut-elle devenir infiniment petite voire même nulle ? (Si oui alors mon problème n'en serait plus un)

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite88ef51f0]

Salut,
La densité d'énergie du vide n'est pas nulle. C'est contre-intuitif, mais c'est un résultat fort de la mécanique quantique. Or on peut montrer que cette énergie a tendance à faire accélérer l'expansion de l'Univers. De plus, le vide ne peut pas se diluer (car il est vide), donc sa densité d'énergie reste constante au cours de l'expansion.

[invite53a8bf28]

Bonjour .
Merci d'avoir pris le temps de me répondre .

Donc si j'ai bien compris c'est la densité d'énergie du vide qui fait "gonfler" l'univers de plus en plus vite .
Cette densité d'énergie du vide étant constante et le vide étant de plus en plus grand à cause de l'expansion alors cela veut dire que l'énergie de l'univers augmente en même temps que l'expansion .

Cela veut-il dire que le principe thermodynamique de conservation de l'énergie d'un système isolé ne s'applique pas à l'univers ?