questions sur le fonctionnement de l'univers

[shero1040]

Salut à tous,
Je suis un amateur d'astrophysique ne connaissant rien aux équations physique.
J'ai plusieurs questions idiotes à ce sujet.

Question 1:
On sait que l'Univers est en expansion et que celle-ci accélère. Est-ce que les chercheurs connaissent la vitesse d'expansion de l'Univers ? Si oui, est elle plus petite que la vitesse de la lumière ? sinon, que se passera t'-il si la vitesse d'expansion sera un jour égale à celle de la lumière ?

Question 2:
Est-ce qu'au moment du Big Bang la matière existait déja ? Je me pose cette question car Planck prétend qu'au moment du Big Bang la température de l'Univers était de 10^32°C (mur de Planck). Si les particules existaient déja je peux comprendre qu'il existait déja une t° dans l'univers car la température est l'agitation de particules.
Si les particules n'existaient pas a ce moment là, je ne vois pas comment il y a pu avoir une t°.

Question 3:
D'où vient l'énegie des particules ? Pourquoi une particule (même dans le noir) possède toujours une énérgie ?



Cordialement,
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[Gilgamesh]

Salut à tous,
Je suis un amateur d'astrophysique ne connaissant rien aux équations physique.
J'ai plusieurs questions idiotes à ce sujet.

Question 1:
On sait que l'Univers est en expansion et que celle-ci accélère. Est-ce que les chercheurs connaissent la vitesse d'expansion de l'Univers ? Si oui, est elle plus petite que la vitesse de la lumière ? sinon, que se passera t'-il si la vitesse d'expansion sera un jour égale à celle de la lumière ?

Il n'y a pas de vitesse d'expansion, mais un taux d'expansion, dont la valeur est aujourd'hui bien encadrée et qu'on appelle la "constante de Hubble" noté H₀. C'est une fonction du temps, et l'indice zéro est mis pour indiquer que c'est sa valeur "aujourd'hui". C'est un taux en ce que ça ne s'exprime pas en mètre/seconde (Longueur/Temps) mais en m/s/m (Longueur/Temps/Longueur) et plus communément en km/s/Mpc (kilomètre/seconde/mégaparsec, avec 1 pc = 3,26 années-lumière).

La vitesse d'éloignement v d'un astre situé à la distance d est :
v=Hd

Cela signifie que quelle que soit la valeur de H, si d est suffisamment grand, v dépasse c. Cela n'a donc pas de sens de se demander si la vitesse d'expansion est plus ou moins grande que'une valeur donnée : c'est une fonction de la distance.

Question 2:
Est-ce qu'au moment du Big Bang la matière existait déja ? Je me pose cette question car Planck prétend qu'au moment du Big Bang la température de l'Univers était de 10^32°C (mur de Planck). Si les particules existaient déja je peux comprendre qu'il existait déja une t° dans l'univers car la température est l'agitation de particules.
Si les particules n'existaient pas a ce moment là, je ne vois pas comment il y a pu avoir une t°.

Planck ne prétend rien en l'occurrence : cet important scientifique n'a pas contribué à la théorie de l'expansion. Il a donné son nom à une constante de la physique et à un système d'unités dites "naturelles". Exprimées dans ce système d'unités, les trois constantes fondamentales h (cte de Planck), c (vitesse de la lumière) et G (cte de gravitation) valent 1. Et dans ce système d'unités, on a une longueur, un temps et un masse fondamentales, à l'aide desquelles on peut exprimer une surface, un volume, une densité, une température, etc dites "de Planck". Pour des raisons fondamentales on pense que ces grandeurs de Planck représentent des minima ou des maxima.

Ceci étant précisé, en effet si on parle de température, cela signifie qu'il y a des particules. Plus exactement, on définit les particules comme le produit de champs quantiques. Ces champs produisent des particules quand ils reçoivent de l'énergie. L'énergie E correspondant à une température T s'exprime comme :

E = kT

où k est la cte de Boltzmann

Disposant d'une énergie E, un champs peut créer une particule de masse m telle que :

E = mc²

A une température T on peut donc créer des particules de masse m=kT/c² (pour la température de Planck cela devrait correspondre à une masse de Planck). La température donne ainsi la valeur de la particule la plus massive pouvant être crée. Au fur et à mesure de l'expansion la température baisse et aujourd'hui nous sommes dans un univers de basse énergie où seules subsistent les particules qui ne peuvent se désintégrer en particules moins massives conservant toutes les charges dont elles sont porteuses.

Question 3:
D'où vient l'énegie des particules ? Pourquoi une particule (même dans le noir) possède toujours une énérgie ?

On dira que la particule est la manifestation de l'énergie dont dispose un champs quantique. Je ne suis pas sûr qu'on puisse donner une autre explication qui ne soit pas circulaire.

[shero1040]

Un grand merci pour ton explication !!!!!!!

J'en suis à me demander maintenant si le taux d'expansion est lié à l'écoulement du temps.
quelque chose me dis que si le taux varie alors l'écoulement du temps aussi.

Je pense donc que si l'Univers était statique, le temps ne s'écoulerait pas de la même manière.

Est-ce vrai ?

Merci !!

[Andrei2010]

L'espace et le temps ne font qu'un. Lorsque l'espace se déforme sous l'effet de la masse ou d'une énergie, le temps ralentit proportionnellement.
Ainsi, le temps est plus lent à la "surface" du Soleil qu'à la surface de la Terre.

L'expansion est la création d'espace là où la gravité est très faible ; donc, le temps est extrêmement peu ralenti... Si le taux d'expansion augmente ou varie, ça n'a aucune influence sur le temps, puisque la gravitation est trop faible pour ralentir ce dernier.

[A voir en vidéo sur Futura]

[shero1040]

Merci à vous.

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salut deedee

j'ai un problème :

si je ne me suis pas trompé

selon les formules E=Kt et m=E/c^2 la masse de l'univers au moment du big bang est de pour une température de 10 milliard de trillon de trillon de degrès


or la masse actuelle de notre univers est de grosso modo de matière ordinaire sans parler de la matire noire et de l'energie noire

comment expliquer cette différence ? je ne peux concevoir qu'il y ait création de matière ou d'énergie dans le modèle actuel

cordialement

stephane

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mouais j'ai un doute pour moi 10 milliard de trillon de trillon de degrès fait or je maitrise pas trop les grands nombres

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oups ma question s'adresse à Gilgamesh et non à deedee puisque c'est lui qui a donné la réponse

en plus j'ai fais une bourde pour moi 10 milliard de trillon de trillon de degrès fait donc on a de masse au big bang mais ça change rien à ma question

[Gilgamesh]

Plutôt que de t'embrouiller avec les grands nombres, pars de la définition des concepts.

La température de Planck est définie par :



où :

m_P est la masse de Planck

m_P = 2,177.10^-8 kg (environ 0,02 microgramme, la masse d'un acarien environ)

c la vitesse de la lumière
hbar la cte de Planck réduite
k la cte de Boltzmann
G la cte de gravitation

Cela signifie que la masse maximale des particules à l'équilibre avec le rayonnement au sein d'un plasma à la température de Planck est d'une masse de Planck.

Il ne s'agit donc pas de la masse de l'univers, mais de la masse des particules les plus massives existantes au moment où cette température régnait dans l'univers.

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bonjour Gilgamesh

merci pour ta réponse et tes formules

je retombe sur la même masse de l'univers au big bang mais je oublier pour le moment. j'y reviendrais peut être plus tard suivant les développements de mon post sur G et C

cordialement

stéphane

[Gilgamesh]

je retombe sur la même masse de l'univers au big bang

Tu ne disposes d'aucun élément pour prédire la masse de l'univers en manipulant les constantes de la Physique.

Comme Calvert te l'a fait remarqué, si tu tombes sur une "bonne" valeur, c'est de l'ordre de la coïncidence et il n'y a rien de pertinent dans ce genre de tambouille numérologique.

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sur mon post G et C je retombe sur mes pattes même en CGS

[Gilgamesh]

sur mon post G et C je retombe sur mes pattes même en CGS

C'est pas la question : même si tu tombe sur tes pattes avec 6 décimales ça n'a en soi aucun intérêt dès lors que c'est lié au système d'unité. Si dès lors que tu évalue tes distances en prenant comme unité l'empan royal égyptien ou la distance entre Rodez et Périgueux la relation cesse d'être vraie et nécessite un correctif, ça n'a aucune valeur.

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ok merci

stéphane