Big Rip et particules virtuelles
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Big Rip et particules virtuelles



  1. #1
    nicoo31

    Big Rip et particules virtuelles


    ------

    Salut,

    Dans le scénario de Big Rip, l'énergie fantôme augmente sans cesse (conduisant à la dislocation des galaxies, puis planètes, puis atomes etc...)

    Mais cette énergie continuant d'augmenter, viendra un moment où elle sera si grande qu'elle dépassera l'énergie nécessaire pour séparer les particules virtuelles (qui se créent et s'annihilent en permanence dans le vide quantique). Elle devrait donc produire une explosion de nouvelle matière, comme un nouveau Bing Bang... non?

    /Nico

    -----

  2. #2
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Big Rip et particules virtuelles

    Bonjour,

    Un petit coucou en passant pendant mes vacances (dernier coucou, je rentre jeudi).

    Citation Envoyé par nicoo31 Voir le message
    Mais cette énergie continuant d'augmenter, viendra un moment où elle sera si grande qu'elle dépassera l'énergie nécessaire pour séparer les particules virtuelles (qui se créent et s'annihilent en permanence dans le vide quantique). Elle devrait donc produire une explosion de nouvelle matière, comme un nouveau Bing Bang... non?
    Voilà une idée qui n'a rien d'absurde (mais franchement, j'ignore si l'idée est nouvelle ou pas, faudrait éplucher la littérature pour voir s'il y en a qui ont eut l'idée combiner big rip et univers cycliques par exemple).

    Reste à théoriser tout ça (ce qui va être très difficile, ça mélange forcément théorie quantique des champs et relativité générale) et à valider la théorie (ce qui va être encore plus difficile, on ne sait même pas valider les résultats actuels de la théorie quantique des champs en espace-temps courbe, comme le rayonnement de Hawking.... même si peu en doutent).
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  3. #3
    jo314

    Re : Big Rip et particules virtuelles

    Bonjour,

    Ne trouvant rien à ce sujet sur le net je déterre le sujet, certains d'entre vous ont-ils plus d'infos ?

    Je pense que dans ce cas on aurait dans les dernière fractions de secondes avant le Bip Rip une expansion phénoménale, qui comme le pense nicoo31 arriverait à séparer les paires de particules virtuelles. En se matérialisant, car elle ne peuvent plus se recombiner à leur anti-partenaire qui a été expulsé trop loin du fait de l'expansion, elles "pompent" l'énergie du vide (transfère d'énergie du vide aux particules), l'expansion se trouverait alors très vite à cours de carburant et cesserait d'accélérer.
    En fait cela ressemble beaucoup à une phase d'inflation, suivie de l'apparition d'un très grand nombre de particules ET d'anti-particules dans des proportions égales. On a alors un univers cyclique où chaque cycle est séparé du suivant par une phase très brève d'inflation.
    Dans ce modèle, Big Bang et Bip Rip sont comme les deux faces d'une même pièce : en regardant depuis le futur on voit l'inflation comme un Big Bang, tandis qu'en là "regardant" depuis le passé on voit un Bip Rip.

    Qu'en pensez-vous ?
    Dernière modification par jo314 ; 22/01/2015 à 22h42.

  4. #4
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Big Rip et particules virtuelles

    Salut,

    Citation Envoyé par jo314 Voir le message
    Qu'en pensez-vous ?
    Que ce n'est pas absurde. Lorsque l'on étudie des modèles simples d'univers en expansion, de type DeSitter, on peut montrer qu'il y a effectivement production de paires de particules.

    En fait, j'avais déjà imaginé des mécanismes de ce type (sauf que l'énergie pompée je la voyais plutôt dans le champ gravitationnel). Avec pour résultat un mécanisme oscillant très amorti de l'expansion + production de paires. On a d'abord une inflation avec la création de l'essentiel de la matière contenue dans l'univers, puis un ralentissement, puis à nouveau une accélération (celle observée actuellement) puis à nouveau ralentissement, etc...

    Malheureusement, je n'ai pas réussi à résoudre les équations. Dans ce domaine, dès que l'on quitte les modèles simplistes on ne sait plus résoudre les équations. Pire encore, ici on doit tenir compte de la réaction en retour (l'effet de la production de paire sur l'expansion elle-même). Or, à cause de la renormalisation, il y a des ambiguités. L'équation d'Einstein modifiée qui en résulte est équivalente à la théorie quantique du champ de graviton à une boucle, qui nécessite deux constantes pour la renormalisation. Et ces constantes devraient être déterminées par l'expérience (totalement inaccessible). De même, dans les modèles d'univers, on a forcément une phase au niveau du mur de Planck que cette approche ne sait pas rrésoudre et donc là aussi il faut faire des hypothèses. Le résultat est qu'on arrive à faire dire (à peu près) n'importe quoi aux équations (j'ai déjà vu plusieurs modèles dans des articles où on imagine à peu près tout et n'importe quoi).

    C'est très gênant. C'est pour ça que je suis passé aux véritables théories de gravitation quantique (et pas à l'approximation de la théorie des champs en espace-temps courbe) qui ne posent pas cette difficulté de renormalisation. Malheureusement, il y a bien d'autres difficultés théoriques à résoudre.

    Donc, pour le moment, ton idée (et la mienne) restent encore fort spéculatif. Intéressant, mais non étayé ni par l'observation, ni par la théorie. Il faudra encore beaucoup de patience et beaucoup de couage pour faire avancer la théorie.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    jo314

    Re : Big Rip et particules virtuelles

    Merci pour ta réponse !

    Citation Envoyé par Deedee81
    En fait, j'avais déjà imaginé des mécanismes de ce type (sauf que l'énergie pompée je la voyais plutôt dans le champ gravitationnel). Avec pour résultat un mécanisme oscillant très amorti de l'expansion + production de paires. On a d'abord une inflation avec la création de l'essentiel de la matière contenue dans l'univers, puis un ralentissement, puis à nouveau une accélération (celle observée actuellement) puis à nouveau ralentissement, etc...
    Intéressant, dans ce cas là si je comprend bien on a pas de Big Rip, juste une expansion avec des accélérations par à-coups.

    Citation Envoyé par Deedee81
    Malheureusement, je n'ai pas réussi à résoudre les équations. Dans ce domaine, dès que l'on quitte les modèles simplistes on ne sait plus résoudre les équations. Pire encore, ici on doit tenir compte de la réaction en retour (l'effet de la production de paire sur l'expansion elle-même). Or, à cause de la renormalisation, il y a des ambiguïtés. L'équation d'Einstein modifiée qui en résulte est équivalente à la théorie quantique du champ de graviton à une boucle, qui nécessite deux constantes pour la renormalisation. Et ces constantes devraient être déterminées par l'expérience (totalement inaccessible). De même, dans les modèles d'univers, on a forcément une phase au niveau du mur de Planck que cette approche ne sait pas résoudre et donc là aussi il faut faire des hypothèses. Le résultat est qu'on arrive à faire dire (à peu près) n'importe quoi aux équations (j'ai déjà vu plusieurs modèles dans des articles où on imagine à peu près tout et n'importe quoi).
    Pour ça désolé mais pour ce qui est résolution d'équations de ce genre et renormalisation je ne pourrai t'apporter aucune aide...

    Citation Envoyé par Deedee81
    C'est très gênant. C'est pour ça que je suis passé aux véritables théories de gravitation quantique (et pas à l'approximation de la théorie des champs en espace-temps courbe) qui ne posent pas cette difficulté de renormalisation. Malheureusement, il y a bien d'autres difficultés théoriques à résoudre.
    D'ailleurs je pense à une difficulté que je n'avais pas envisagé au premier abord. Les paires de particules virtuelles se matérialisent grâce à la force phénoménale de l'expansion et ne peuvent donc pas s'annihiler cas trop loin l'une de l'autre. Dans ce cas il y a un problème (si on considère que chaque Bip Rip engendre un nouveau Big Bang) car à la fin de la période d'inflation les particules seront déjà très dispersées alors que je pensais qu'à ce moment là la densité étaient très élevée (de l'ordre de 1086 kg/m³). L'univers serait donc déjà presque vide (relativement aux 1086 kg/m³) une fois l'inflation terminée... d'où le problème. Mais il y a peut-être des phénomènes auquel je n'ai pas pensé ou bien la distance nécessaire pour séparer les paires virtuelles est bien plus faible que je ne le pense.

    Citation Envoyé par Deedee81
    Donc, pour le moment, ton idée (et la mienne) restent encore fort spéculatif. Intéressant, mais non étayé ni par l'observation, ni par la théorie. Il faudra encore beaucoup de patience et beaucoup de courage pour faire avancer la théorie.
    Je vais encore faire quelques recherches pour voir si je trouve un article là dessus...

  7. #6
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Big Rip et particules virtuelles

    Salut,

    Citation Envoyé par jo314 Voir le message
    Intéressant, dans ce cas là si je comprend bien on a pas de Big Rip, juste une expansion avec des accélérations par à-coups.
    Dans mon idée, oui, mais j'insiste : c'est juste une idée

    Citation Envoyé par jo314 Voir le message
    D'ailleurs je pense à une difficulté que je n'avais pas envisagé au premier abord. Les paires de particules virtuelles se matérialisent grâce à la force phénoménale de l'expansion et ne peuvent donc pas s'annihiler cas trop loin l'une de l'autre. Dans ce cas il y a un problème (si on considère que chaque Bip Rip engendre un nouveau Big Bang) car à la fin de la période d'inflation les particules seront déjà très dispersées alors que je pensais qu'à ce moment là la densité étaient très élevée (de l'ordre de 1086 kg/m³). L'univers serait donc déjà presque vide (relativement aux 1086 kg/m³) une fois l'inflation terminée... d'où le problème. Mais il y a peut-être des phénomènes auquel je n'ai pas pensé ou bien la distance nécessaire pour séparer les paires virtuelles est bien plus faible que je ne le pense.
    Tu as raison. C'est déjà compliqué les histoires de vide quantique en espace-temps courbe, mais en présence de matière ça devient un vrai cauchemar.

    Citation Envoyé par jo314 Voir le message
    Je vais encore faire quelques recherches pour voir si je trouve un article là dessus...
    Il y en a énormément dans ArXiv, mais c'est assez technique. Il y a quelques bons bouquins aussi (aussi très techniques, dont des très bons : Birrel et Davies, Parker et Toms, Fullings, ce sont mes préférés. Il faut une très bonne maitrise en théorie quantique des champs et en relativité générale).

    Je ne connais pas d'articles au niveau vulgarisation mais ça doit exister.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  8. #7
    jo314

    Re : Big Rip et particules virtuelles

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Je ne connais pas d'articles au niveau vulgarisation mais ça doit exister.
    C'est justement ce que je cherchais... Je peux comprendre un article avec des équations mais dans certaines limites quand même

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