Avons-nous une idée de l’âge de l’univers « à sa mort » ?

[daniel100]

Bonjour à tous,

Je vais prendre l’hypothèse d’un big rip, ou l’univers est en expansion jusqu’à … puisque les observations ont tendances à aller dans ce sens.

Pour la question, il faudrait déjà définir quand l’univers est mort, si cela à un sens.

Plusieurs hypothèses :

+ Quand tous les astres s’éteignent
+ Quand tous les atomes « se cassent », expansion
+ Quand la température de l’univers atteint le zéro absolue (hypothèse perso, sait pas si théoriquement possible)

+ Autre ?

Tous ces cas semblent intéressant, bon, on n’est pas à 10^(plus ou moins 10 près) .

Merci,
-----

[Gilgamesh]

Bonjour à tous,

Je vais prendre l’hypothèse d’un big rip, ou l’univers est en expansion jusqu’à … puisque les observations ont tendances à aller dans ce sens.

Non, le Big Rip n'est pas du tout l'hypothèse favorisée :
1/ aucun signe mesurable de la croissance de la densité d'énergie du vide avec l'expansion
2/ une telle croissance pense t'on, n'est pas compatible avec la Physique

Pour la question, il faudrait déjà définir quand l’univers est mort, si cela à un sens.

Plusieurs hypothèses :

+ Quand tous les astres s’éteignent
+ Quand tous les atomes « se cassent », expansion
+ Quand la température de l’univers atteint le zéro absolue (hypothèse perso, sait pas si théoriquement possible)

+ Autre ?

Tous ces cas semblent intéressant, bon, on n’est pas à 10^(plus ou moins 10 près) .

Merci,

Repost (récent...)



Si on se porte vraiment sur le très, mais vraiment très long terme, on peut inférer cette projection selon nos connaissances actuelles, avec donc toutes les précautions d'usage.

Chronologie du futur cosmologique
exposée par Alain Riazuelo (Dossier "Pour la science" - juin 2011, p 56 à 62).

-10¹⁴ ans : mort des dernières étoiles formées dans les premières centaines de milliards d’années
-10¹⁶ ans : les planètes sont englouties par leurs étoiles ou éjectées
-10¹⁹ ans : évaporation des galaxies
-10²² ans : dernières étoiles formées par la collision de naines brunes
-10²² ans : annihilation spontanée de la matière noire
-10²⁵ ans : annihilation de la matière noire piégée dans les cimetières d’étoiles. Les galaxies se désagrègent.

A partir de là, deux hypothèses suivant que le proton est stable ou non :

option A : proton instable :
-10³³ ans : début de la désintégration des protons
-10⁸⁵ ans : évaporation des petits trous noirs stellaires
-10¹⁰⁰ ans : évaporation des trous noirs massifs
-10⁷⁹³ ans : la dernière structure subsistant : les positronium, disparaissent

option B :proton stable
-10⁶⁵ ans : la matière solide prend une forme sphérique, évaporation des petits trous noirs
-10¹⁰⁰ ans : évaporation des trous noirs massifs
-10¹⁵⁰⁰ ans : les réactions nucléaires achèvent de transmuter tout en fer
- entre 10^{10^25} ans et 10^{10^75} : tout résidu matériel supérieur à la masse de Planck se transforme en trou noir qui s’évapore rapidement. Ne reste que de la poussière de fer...

[daniel100]

Passionnant tout ça, merci !

Peut-on dire que l’espace temps disparaîtra aussi ?, car il n’y a plus de matière à situer à un endroit précis.

[Andrei2010]

Je ne crois pas que l'espace-temps ait besoins de matière pour exister. Même s'il en avait besoin, n'oublions pas que le vide est saturé de particules virtuelles : par abus de langage, on peut dire qu'il y a de la matière...

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Salut,

Et puis, même dispersée "à mort", la matière sera toujours là.

[daniel100]

Je ne crois pas que l'espace-temps ait besoins de matière pour exister. Même s'il en avait besoin, n'oublions pas que le vide est saturé de particules virtuelles : par abus de langage, on peut dire qu'il y a de la matière...

En fin de compte, tout revient à la définition du mot « exister », une chose ou phénomène existe-t-il (elle) sans observateur et sans mesure ? Débat, peut-être plus philosophique que scientifique.

[daniel100]

Salut,

Et puis, même dispersée "à mort", la matière sera toujours là.

Sous quelle forme, des particules ?

[Zefram Cochrane]

Je ne crois pas que l'espace-temps ait besoins de matière pour exister. Même s'il en avait besoin, n'oublions pas que le vide est saturé de particules virtuelles : par abus de langage, on peut dire qu'il y a de la matière...

Citation Einstein La relativité: "Descartes n'avait donc pas tellement tort quand il se croyait obligé de nier l'existence d'un espace vide. Cette opinion paraît absurde tant que les corps pondérables seuls sont considérés comme réalité physique. C'est seulement l'idée du champ comme représentant de la réalité , conjointement avec ke principe de relativité générale, qui révèle le sens véritable de l'idée de Descartes : un espace "libre de champ" n'existe pas."

Sachant que le temps propre des photons est nul. L'espace-temps pourrait il exister sans un champ capable de conférer à l'énergie une masse.
Coridalement,
Zefram

[Andrei2010]

En fin de compte, tout revient à la définition du mot « exister », une chose ou phénomène existe-t-il (elle) sans observateur et sans mesure ? Débat, peut-être plus philosophique que scientifique.

Sans blague ?

[Andrei2010]

Sous quelle forme, des particules ?

Particules élémentaires, mon cher Watson.

[Andrei2010]

L'espace-temps pourrait il exister sans un champ capable de conférer à l'énergie une masse.

Sont bien loin, mes cours de physique au lycée... Sachant qu'énergie = masse et inversement, est-il correct de dire que l'énergie a une masse ?

[invite06459106]

Bonjour,

est-il correct de dire que l'énergie a une masse ?

Y a qu' a penser au photon pour avoir une réponse...
Cordialement,

[Zefram Cochrane]

Le photon n'a pas masse, ni de temps propre.
Cordialement
Zefram

[noir_ecaille]

En même temps, définir le temps propre, quand ce concept est une tautologie...

[invite65462379733]

C'est surtout qu'aucun repère ne convient quant-il s'agit de photons !

[invite06459106]

Bonjour,

Sachant qu'énergie = masse et inversement

Il n'y a pas qu'a moi que cela ait échappé, L'énergie n'est pas égale à la masse, équivalence n'est pas forcément égalité, en plus traduit comme cela est écrit: E=M, alors que l'équation "réduite" est E=MC², donc non....

Cordialement,

[daniel100]

Juste un petit détail :

-10²² ans : annihilation spontanée de la matière noire
-10²⁵ ans : annihilation de la matière noire piégée dans les cimetières d’étoiles. Les galaxies se désagrègent.

Sur quelles données peut-on dire ça ? on se base sur quoi ? on ne sait pas ce qu’est la matière noire.

Je sais, je chipote.

[Gilgamesh]

Je pense que c'est basé sur l'hypothèse majoritaire que la matière noire est formée de Lightest Supersymmetric Particle (LSP)

[mach3]

Le photon n'a pas masse, ni de temps propre.
Cordialement
Zefram

oui, mais il faut bien signaler qu'un "système" constitué de plein de photons allant en tout sens possède une masse et un temps propre... Le rayonnement qui remplit (et remplira toujours même si toutes les structures finissent par disparaitre) l'univers "pèse", quoi qu'il advienne, et la dilution de cette "masse" dans un espace en expansion est une mesure du temps tout à fait valable.

m@ch3

[Zefram Cochrane]

Bonsoir,
Ce point de la RG, dans le sens que les photons de ton système laisse un sillage gravitationnel de son passage est un peu obscur pour moi. Je vois mal comment la RG s'accorde avec le champs de Higgs puisque le photon n'interragit pas avec ce champ, mais interragit avec le champ de gravitation.
Cordialement,
Zefram

[invite06459106]

Peut-être parceque ce système possède une énergie, ayant la meme influence que la masse sur l'espace-temps.
Cordialement,

[Deedee81]

Salut,

EDIT Désolé didier on s'est croisé (j'ai mis du temps pour rédiger, le matin j'ouvre toujours une trentaine de message en même temps )

Le Higgs et la gravitation ça n'a rien à voir.

Si on reste dans un cadre strictement quantique :
- l'interaction entre particules et champ de gravitation se fait par l'intermédiaire du graviton
- l'interaction avec le champs de Higgs donne la masse propre des particules élémentaires
- La charge associée à l'interaction gravitationnelle est l'énergie, pas la masse, plus exactement le tenseur énergie-impulsion
- Un photon isolé n'a pas de masse propre mais a une énergie
- la masse totale d'un système composite ne comporte par que la masse propre. La masse du proton n'est due au Higgs que de manière assez marginale. L'essentiel vient de l'énergie de liaison et de l'énergie cinétique des quarks et gluons. Et la masse n'est pas une quantité additive : la masse propre d'un couple de photon est non nulle (s'il ne vont pas dans la même direction).

[mach3]

Bonsoir,
Ce point de la RG, dans le sens que les photons de ton système laisse un sillage gravitationnel de son passage est un peu obscur pour moi. Je vois mal comment la RG s'accorde avec le champs de Higgs puisque le photon n'interragit pas avec ce champ, mais interragit avec le champ de gravitation.
Cordialement,
Zefram

Parfois je suis étonné par le décalage entre vos calculs relativistes très techniques et vos interventions répétées dès qu'une discussion sur la relativité s'ouvre et le niveau de certaines de vos questions en la matière.

Premièrement, comme le dit Didier, ce qui influe sur l'espace-temps, c'est l'énergie-impulsion, dont la masse n'est qu'un cas particulier, c'est quand même la base en RG...
Deuxièmement, un ensemble de photon allant en tout sens possède une masse, c'est un calcul de relativité restreinte très simple.
c'est valable pour les photons et pour n'importe quoi d'autre, la masse d'un système n'est pas la somme des masses des composants de ce système, c'est une des conséquences du fameux E=mc². Prenez un proton, il est des milliers de fois plus massifs que les 3 quarks qui le constitue. Prenez un noyau de Fer, il est moins massif que les protons et neutrons qui les constitue (des quelques %). Prenez un atome d'hydrogène, il est moins massif qu'un proton et un électron séparés (c'est peanuts, mais c'est là quand même). Pourquoi cela? parce que la masse du système, c'est, à c² près, l'énergie du système, et l'énergie du système prend en compte toutes les contributions énergétiques dans le système : les énergies de masses, les énergies cinétiques (positives) et les énergies potentielles (le plus souvent négatives). Il y a seulement une condition, ce système doit pouvoir être immobile dans un référentiel donné (pour pouvoir appliquer E=mc²).

Rien à voir avec le champ de Higgs qui, lui, fait juste que des particules élémentaires possèdent une énergie de masse qui leur est propre.

m@ch3

edit : croisement avec Deedee

[Andrei2010]

Si on reste dans un cadre strictement quantique :
- l'interaction entre particules et champ de gravitation se fait par l'intermédiaire du graviton

Je croyais savoir que le graviton est hypothétique... Mehr licht, comme dirait l'autre (mais je te rassure, Deedee, je ne suis pas encore à l'article de la mort).


Pendat que j'y suis, merci pour vos réponses au sujet de l'équivalence masse/énergie.

[Zefram Cochrane]

Bonjour,

Parfois je suis étonné par le décalage entre vos calculs relativistes très techniques et vos interventions répétées dès qu'une discussion sur la relativité s'ouvre et le niveau de certaines de vos questions en la matière.

Si on reste dans un cadre strictement quantique :

Je ne suis pas initié à la MQ

Un photon isolé n'a pas de masse propre mais a une énergie
Et la masse n'est pas une quantité additive : la masse propre d'un couple de photon est non nulle (s'il ne vont pas dans la même direction).

Je ne vois pas pourquoi en RG la masse propre d'un couple de photons dont la masse de chacun pris isolément puisse être non nulle ; et encore moins nulle s'ils vont dans la même direction.




Et encore moins dans le cadre de la RR

Deuxièmement, un ensemble de photon allant en tout sens possède une masse, c'est un calcul de relativité restreinte très simple.
Prenez un noyau de Fer, il est moins massif que les protons et neutrons qui les constitue (des quelques %). Prenez un atome d'hydrogène, il est moins massif qu'un proton et un électron séparés (c'est peanuts, mais c'est là quand même). Pourquoi cela? parce que la masse du système, c'est, à c² près, l'énergie du système, et l'énergie du système prend en compte toutes les contributions énergétiques dans le système : les énergies de masses, les énergies cinétiques (positives) et les énergies potentielles (le plus souvent négatives). Il y a seulement une condition, ce système doit pouvoir être immobile dans un référentiel donné (pour pouvoir appliquer E=mc²).

Le défaut de masse, pour reprendre l'exemple de l'atome d'hydrogène s'explique très bien par le fait que la formation d'un atome d'hydrogène à partir d'un proton et d'un électron séparé engendre une perte d'énergie sous forme d'énergie lumineuse. L'énergie de liaison (atomique) est l'énergie qu'il faut apporter à l'atome d'hydrogène pour le ioniser. Mais cela n'implique pas que le photon émis lors de la formation de l'atome d'hydrogène aie une masse.

- La charge associée à l'interaction gravitationnelle est l'énergie, pas la masse, plus exactement le tenseur énergie-impulsion
l'interaction entre particules et champ de gravitation se fait par l'intermédiaire du graviton
l'interaction avec le champs de Higgs donne la masse propre des particules élémentaires

même remarque que pour Andreï concernant le graviton.

Je dirai plus :
l'interaction entre l'énergie des particules et champ de gravitation se fait par l'intermédiaire du graviton
l'interaction avec le champs de Higgs donne la masse propre des particules élémentaires


Si l'interaction avec le champs de Higgs donne la masse propre des particules élémentaires. Que donne aux particules élémentaires le champ de gravitation?

la masse totale d'un système composite ne comporte par que la masse propre. La masse du proton n'est due au Higgs que de manière assez marginale. L'essentiel vient de l'énergie de liaison et de l'énergie cinétique des quarks et gluons. Et la masse n'est pas une quantité additive : la masse propre d'un couple de photon est non nulle (s'il ne vont pas dans la même direction).

c'est valable pour les photons et pour n'importe quoi d'autre, la masse d'un système n'est pas la somme des masses des composants de ce système, c'est une des conséquences du fameux E=mc². Prenez un proton, il est des milliers de fois plus massifs que les 3 quarks qui le constitue.

Hormis l'énergie de laison pour les raisons évoquées plus haut j'imagine que si le proton est plus massif que les quarks qui le composent, c'est du fait de l'énergie cinétique?

Rien à voir avec le champ de Higgs qui, lui, fait juste que des particules élémentaires possèdent une énergie de masse qui leur est propre.

et un temps propre?

Merci pour vos réponses,
Zefram

[Deedee81]

Je croyais savoir que le graviton est hypothétique... Mehr licht, comme dirait l'autre (mais je te rassure, Deedee, je ne suis pas encore à l'article de la mort).

Il est bien hypothétique, mais comme on parlait du photon et du Higgs, pas le choix.

Idem pour ça :

Je ne suis pas initié à la MQ

Pour la masse d'une paire de photon.

Sachant que m² = |p|² (où p est la quadrivecteur impulsion) (voir tout bon livre de RR pour ça. Ca reste vrai en RG).

Calcule le quadrivecteur impulsion d'un photon. Et idem pour un photon allant dans l'autre sens.
Fait la somme (là tu peux sommer sans problème, c'est des quadrivecteurs).
Calculer |p|²
Et hop.....

Plus demain ou d'un autre si tu n'y arrives pas.

[Zefram Cochrane]

Bonsoir,
Je voudrais bien que tu détaillés tes calculs STP
Cordialement
Zefram

[Deedee81]

Salut,

Je voudrais bien que tu détaillés tes calculs STP

Je donne ce calcul (assez élémentaire en fait) ici :
http://fr.scribd.com/doc/166636239/C...restreinte-pdf
(en espérant que tu aies accès )

[mach3]

Je ne vois pas pourquoi en RG la masse propre d'un couple de photons dont la masse de chacun pris isolément puisse être non nulle ; et encore moins nulle s'ils vont dans la même direction.

Et encore moins dans le cadre de la RR

C'est donc qu'il vous manque des éléments absolument essentiel à la compréhension de ces théories.

Le défaut de masse, pour reprendre l'exemple de l'atome d'hydrogène s'explique très bien par le fait que la formation d'un atome d'hydrogène à partir d'un proton et d'un électron séparé engendre une perte d'énergie sous forme d'énergie lumineuse. L'énergie de liaison (atomique) est l'énergie qu'il faut apporter à l'atome d'hydrogène pour le ioniser. Mais cela n'implique pas que le photon émis lors de la formation de l'atome d'hydrogène aie une masse.

Le photon seul n'a pas de masse, mais l'atome d'hydrogène formé + le photon ont la même masse que les proton et électron libres initiaux

même remarque que pour Andreï concernant le graviton.

Je dirai plus :
l'interaction entre l'énergie des particules et champ de gravitation se fait par l'intermédiaire du graviton
l'interaction avec le champs de Higgs donne la masse propre des particules élémentaires

Si l'interaction avec le champs de Higgs donne la masse propre des particules élémentaires. Que donne aux particules élémentaires le champ de gravitation?

ben, le champ de gravitation donne aux particules la façon de se déplacer. En RG, la matière dicte à l'espace comment il doit se courber et en retour l'espace, via cette courbure, dicte à la matière comment elle doit se déplacer.
Est-ce que le champ électromagnétique donne quelque chose aux particules chargés? à part interagir avec elle en les faisant se mouvoir, ben pas grand chose, c'est pareil pour le champ gravitationnel.

Hormis l'énergie de laison pour les raisons évoquées plus haut j'imagine que si le proton est plus massif que les quarks qui le composent, c'est du fait de l'énergie cinétique?

Oui, entre autre, mais pour les baryons comme le proton c'est plus compliqué que ça à cause du couplage important avec la force nucléaire forte qui génère une flopée de gluons.

m@ch3

[Zefram Cochrane]

Salut,



Je donne ce calcul (assez élémentaire en fait) ici :
http://fr.scribd.com/doc/166636239/C...restreinte-pdf
(en espérant que tu aies accès )

Non malheureusement
Cordialement
Zefram