Energie noire et Higgs?

[pascelus]

Parmi les nombreuses hypothèses en cours d'études pour cette fameuse "énergie noire" responsable de l'expansion de notre univers visible, l'anti-boson de Higgs serait-il un candidat possible?

Merci de vos avis justifiés.
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[invite6c093f92]

Bonjour et bienvenue sur FS,
Papa Noel t'a pas apporté la politesse...

Bon, comme c'est les fêtes.

l'anti-boson de Higgs serait-il un candidat possible?

Oui et non,
-Non dans le cadre du modèle standart l'anti-boson de Higgs n'est pas prévu.
-Oui dans le cadre d'autres théories (ex: supersymétriques) ou il pourrait avoir plusieurs bosons de Higgs, dont deux seraient chargés(H+, H-), mais encore c'est spéculatif.
Ensuite faut rattacher ça à l'expansion, et l'énergie noire, c'est pour l'accélération de l'expansion.

Merci de vos avis justifiés.

Tu trouveras de toi-même les justifications sur les trucs en cours pour ces théories(par ex sur Arxiv, ou autres)...parceque c'est Noel, mais bon hein.
Cordialement,

[Gilgamesh]

Parmi les nombreuses hypothèses en cours d'études pour cette fameuse "énergie noire" responsable de l'expansion de notre univers visible, l'anti-boson de Higgs serait-il un candidat possible?

Merci de vos avis justifiés.

Aucune particule réelle ne génère une pression négative, donc non.

Le candidat à l'énergie noire est l'énergie du vide, le vide se définissant comme l'absence de particule réelle. Si ce vide n'a pas une énergie nulle, sa pression p est de même valeur (à une constante 1/c près) et de signe opposé à sa densité d'énergie rho. Quand on injecte ces deux éléments rho et p dans le tenseur impulsion énergie, on a un genre d'antigravité qui se traduit par un effet positif sur l'expansion de l'univers.

[pascelus]

Bonjour et bienvenue sur FS,
Papa Noel t'a pas apporté la politesse...

Bonsoir, merci pour la leçon de politesse et l'info sur l'existence du père Noël!

Ensuite faut rattacher ça à l'expansion, et l'énergie noire, c'est pour l'accélération de l'expansion.

Oui je crois que je ferais mieux de chercher ailleurs plutôt que d'importuner.

Je vous salue de bien bas.

[A voir en vidéo sur Futura]

[pascelus]

Le candidat à l'énergie noire est l'énergie du vide, le vide se définissant comme l'absence de particule réelle.

Si tel était le cas chaque "intervalle" entre des particules réelles serait il potentiellement énergisé? D'une énergie sans doute négligeable face aux forces atomiques, mais peut être mesurable un jour?

Je ne comprends pas pourquoi vous parlez de "pression négative"? La pression exercée par cette mystérieuse énergie noire "éloigne", repousse les galaxies, ou augmente le taux d'expansion de l'univers.

En vous priant d'excuser les remarques profanes d'un curieux de la nature...

[Gilgamesh]

Si tel était le cas chaque "intervalle" entre des particules réelles serait il potentiellement énergisé? D'une énergie sans doute négligeable face aux forces atomiques, mais peut être mesurable un jour?

Je ne comprends pas pourquoi vous parlez de "pression négative"? La pression exercée par cette mystérieuse énergie noire "éloigne", repousse les galaxies, ou augmente le taux d'expansion de l'univers.

Ce qu'on appelle la matière, c'est un vide qui n'est pas à son état d'énergie minimal, c'est à dire un vide excité.

Ce qu'on appelle le vide c'est un ensemble de champs, un pour chaque particule élémentaire, à leur état d'énergie minimal. Même dans cet état minimal, le champs conserve une activité résiduelle qui produit des couples de particules qui se résorbent en un temps très court (d'autant plus court que la particule produite est massive). Le vide peut être vu comme une ruche vibrionnante qui produit de la matière à jet continu. Mais il s'agit d'une matière virtuelle, c'est à dire que ces particules ne peuvent pas interagir avec une particule réelle, un détecteur de particules par exemple (elles produisent par contre un effet collectif qui joue un rôle important dans la théorie des champs quantiques).

L'énergie par unité de volume résulte d'un raisonnement sur les champs quantiques.

L'énergie E d'un champ en théorie quantique c'est :

E = (n + 1/2)hv

avec
h la constante de Planck
v (nu) la fréquence (pour une particule de masse m au repos, on a hv = mc²)
n = 0, 1, 2... le nombre de particules (réelles) du champ.

n>0 représente l'état excité, le champ génère de la matière
n=0 représente l'état d'énergie minimal du champ, cad le vide.

D'où l'énergie de point zéro du champ :

E(n=0) = hv/2

...qui n'est pas nulle.

Pour calculer l'énergie de vide, on intègre sur tous les champs de toutes les particules (fermions, bosons) pour obtenir un total.

Et là, c'est le drame...

L'intégrale donne une densité d'énergie de l'ordre de ~10¹²⁰ fois l'énergie mesurée. Notre vide semble étonnamment peu énergétique. C'est le problème dit de la constante cosmologique. Sans doute le problème ouvert le plus brûlant de la physique actuelle.

Mais bon...

Si on passe outre, l'idée est que "naturellement" on a une "énergie plancher" qui se déduit du formalisme fondamental la théorie quantique des champs. Comme il s'agit de l'état fondamental des champs, l'idée d'une "dilution" est sans objet : le vide représentant l'état minimal, il ne peut décroître. Cela signifierait que les lois de la physiques, qui définissent la valeur de ce minima, changent avec l'expansion.

Soit rho la densité d'énergie du vide (en Joule/m³, par exemple).

Si je prend un système constitué le plus simplement du monde par un volume de vide et que j'augmente ce volume, en lui faisant subir une expansion, que se passe t'il ? J'ai crée un volume plus grand d'espace remplis de vide. Comme ce vide représente une certaine énergie par unité de volume, j'ai augmenté l'énergie de mon système.

Soit U l'énergie interne de mon système.

En thermodynamique classique, j'ai l'équation de conservation de l'énergie qui s'écrit comme ça, pour un système adiabatique (=qui n'échange pas de chaleur avec l'extérieur, ce qui est le cas de l'Univers) et isentropique (= dont le nombre moyen de particules par unité de volume ne change pas, ce qui est le cas du vide) :

dU = -pdV

dU est la variation de mon énergie interne
p est la pression
dV est la variation de volume

Par exemple : si j'ai un piston remplis de gaz sous pression et que je le laisse aller, son volume va augmenter (dV>0), et l'énergie interne va diminuer (il y a un moins devant l'équation) : une force travaille, et ce travail est fourni à l'extérieur, ce qui fait tourner le moteur de la Volvo, par exemple. Mais ici, il ne semble pas que l'Univers puisse faire tourner une Volvo. Il ne fournit de travail à personne.

Alors voyons. Si rho est une densité d'énergie (par unité de volume) et dV le changement de volume, j'ai par construction :

dU = rho.dV

En rapprochant ceci de l'équation précédente, on obtient :

rho = -p

Comme rho est positif, p est négatif. Autrement dit l'augmentation de l'énergie interne est compensée par une pression négative. C'est un concept plutôt bizarre, mais vrai et qui se constate dans l'effet Casimir.

Ça c'est que nous dit la théorie quantique des champs.

une page en anglais pour illustrer tout ça


On pourrait penser qu'une pression négative provoquerait un genre d'implosion du vide. Mais ce n'est pas le cas. Il faut maintenant passer du côté de la Relativité générale, pour voir ce qu'il en est. La RG nous dit que l'effet du contenu de l'univers - ici le vide - sur son contenant - l'espace - est proportionnel à rho + 3p, le nombre 3 étant à mettre en rapport avec le fait qu'il y a trois composantes de la pression dans le tenseur énergie impulsion, une par dimension spatiale.

Comme p est négatif et égal à -rho, rho+3p est une quantité négative, ce qui implique une gravité répulsive. Si on injecte cette composante dans l'équation de Friedmann, la croissance de la métrique da/dt de cet univers rempli de vide énergétique est du genre :

da/dt ~ exp(Ht)

avec H = (da/dt)/a

soit quelque chose de sévèrement burné en terme d'exponentiel ("plus ça croit, plus ça croit" ). C'est ce mode d'expansion que l'on appelle l'inflation.

Ainsi "naturellement" un espace vide dont la densité d'énergie n'est pas nulle, et la pression résultante est négative, loin d'imploser, semble voué au contraire à croître indéfiniment, et de manière inflationnaire. Et ça apparaît tellement naturellement dans les équations "semi-classique", c'est à dire prenant en compte à la fois la Relativité générale et la Théorie quantique des champs, que la question maintenant est de savoir pourquoi l'expansion est si faible : s'il y a eu inflation, celle ci doit bien s'être interrompue (et assez vite), sinon on ne serait pas là pour en parler, ce que les anglo-saxons appellent "the graceful exit". C'est pour ça qu'on fait intervenir un champs qui se "dégrade" en très peu de temps et se thermalise en se couplant au champs "classiques" du Modèle Standard, engendrant un univers chaud (T~10²⁷ K) et expansion "classique" cad non inflationnaire.

[pascelus]

Bonjour! (ouf je n'ai pas oublié cette fois )


Tout d'abord mille mercis pour cette réponse superbement argumentée! Elle m'apprend de nombreux concepts captivants que j'ignorais totalement, notamment sur cette différence au final si ténue entre "le vide" et "la matière". Nous ne sommes effectivement vraiment pas grand chose, à moins que notre notion du "vide" fausse largement la réalité...

Si je prend un système constitué le plus simplement du monde par un volume de vide et que j'augmente ce volume, en lui faisant subir une expansion, que se passe t'il ? J'ai crée un volume plus grand d'espace remplis de vide. Comme ce vide représente une certaine énergie par unité de volume, j'ai augmenté l'énergie de mon système.

Pour en revenir à ce "moteur" de l'expansion de l'univers, la course du "piston" (les galaxies) "aspire" un plus grand volume de vide, donc plus d'énergie. Mais d'où vient donc ce "carburant"? Si on élimine l'hypothèse farfelue qu'elle se serait créée, cette énergie a bien du etre puisée dans un réservoir? Est-ce que le refroidissement de l'univers visible pourrait en etre la source? Auquel cas pourrait-on en déduire que cette expansion connaitra une fin?

D'autre part (en vous priant d'excuser le coté probablement très profane de ma question), votre raisonnement part d'une augmentation de volume de vide et démontre ses conséquences. Mais l'inverse est-il possible? Qu'est ce qui provoquerait la dilatation initiale du vide; elle même, si j'ai bien compris, auto-entretenue exponentiellement ensuite?

Enfin, cette dilatation du vide a t'elle une conséquence notable pour contrecarrer la force centrifuge des galaxies? Vient-elle s'ajouter à la gravitation de chaque TN central pour en quelque sorte "maintenir" la cohésion des étoiles dans les galaxies ou les amas? Ou bien est-ce une force dérisoire qui nécessite donc la présence de "matière noire" pour compenser cette mécanique incomplète?

Merci encore de consacrer une partie de votre temps à tenter d'éclairer la lanterne de ma pétrolette!

[Gilgamesh]

Pour en revenir à ce "moteur" de l'expansion de l'univers, la course du "piston" (les galaxies) "aspire" un plus grand volume de vide, donc plus d'énergie.

Les galaxies ne jouent pas de "rôle" dans ce contexte, et certainement pas celui de "piston". Il faut les considérer comme de simple particules-test de matière qui suivent passivement le courant et dont l'éloignement mutuel permet de visualiser l'expansion de la métrique.

Mais d'où vient donc ce "carburant"? Si on élimine l'hypothèse farfelue qu'elle se serait créée, cette énergie a bien du etre puisée dans un réservoir? Est-ce que le refroidissement de l'univers visible pourrait en etre la source? Auquel cas pourrait-on en déduire que cette expansion connaitra une fin?

Non, pas de réservoir, on peut considérer cela comme de la création d'énergie, la Relativité générale ne l'interdit pas à un niveau global (c'est à dire dans le cadre d'un univers en expansion), quoiqu'elle soit basé sur un principe de conservation locale (autrement dit, inutile de compter là dessus pour faire tourner un moteur sans payer le carburant). La contrainte qui s'impose est la condition dite faible sur l'énergie, qui dit densité d'énergie mesurée par un observateur quelconque est positive (ou nulle), et supérieure ou égale à la pression mesurée dans n'importe quelle direction.

rho+p >=0

Le vide obéit à cette condition faible, tandis que la la matière obéit à la condition dite forte sur l'énergie, plus contraignante, qui stipule que la densité d'énergie ajoutée à trois fois la pression est positive.

D'autre part (en vous priant d'excuser le coté probablement très profane de ma question), votre raisonnement part d'une augmentation de volume de vide et démontre ses conséquences. Mais l'inverse est-il possible? Qu'est ce qui provoquerait la dilatation initiale du vide; elle même, si j'ai bien compris, auto-entretenue exponentiellement ensuite?

Oui, la pression étant négative cela engendre spontanément une expansion de l'espace.

Enfin, cette dilatation du vide a t'elle une conséquence notable pour contrecarrer la force centrifuge des galaxies? Vient-elle s'ajouter à la gravitation de chaque TN central pour en quelque sorte "maintenir" la cohésion des étoiles dans les galaxies ou les amas? Ou bien est-ce une force dérisoire qui nécessite donc la présence de "matière noire" pour compenser cette mécanique incomplète?

Non, aucun rapport avec la cohésion des galaxies ; ça c'est le boulot, si j'ose dire, de la matière noire.

[pascelus]

Les galaxies ne jouent pas de "rôle" dans ce contexte, et certainement pas celui de "piston". Il faut les considérer comme de simple particules-test de matière qui suivent passivement le courant et dont l'éloignement mutuel permet de visualiser l'expansion de la métrique.

Le concept m'est vraiment difficile à imaginer. Il n'y a donc pas de "piston" à cet univers en expansion. Je ne comprends donc pas d'où peut provenir cette énergie du vide et surtout son augmentation.

Non, pas de réservoir, on peut considérer cela comme de la création d'énergie, la Relativité générale ne l'interdit pas à un niveau global (c'est à dire dans le cadre d'un univers en expansion), quoiqu'elle soit basé sur un principe de conservation locale (autrement dit, inutile de compter là dessus pour faire tourner un moteur sans payer le carburant). La contrainte qui s'impose est la condition dite faible sur l'énergie, qui dit densité d'énergie mesurée par un observateur quelconque est positive (ou nulle), et supérieure ou égale à la pression mesurée dans n'importe quelle direction.

Pour justifier de la possible existence d'une pression négative on a besoin de la thermodynamique classique et de l'équation de conservation de l'énergie. Comment faire cohabiter à l'échelle de l'univers cet équilibre, tout en imaginant une création d'énergie du vide en expansion? Je la conçois plutôt par un "échange" d'énergie entre matière et vide, à moins que notre univers, vu globalement, ne soit pas une entropie?

Oui, la pression étant négative cela engendre spontanément une expansion de l'espace.

Jusqu'ou peut se vérifier cette expansion du vide? Les distances inter-stellaires, inter-planétaires, inter-atomiques, en sont-elles impactées, même s'il est évident que d'autres forces sont largement prépondérantes?

[Gilgamesh]

Le concept m'est vraiment difficile à imaginer. Il n'y a donc pas de "piston" à cet univers en expansion. Je ne comprends donc pas d'où peut provenir cette énergie du vide et surtout son augmentation.

L'énergie du vide provient du fait que la valeur propre de l'énergie d'un champ quantique en l'absence de particule n'est pas nulle. Par rapport à l'expérience courante, ce qui parait étrange provient d'une confusion de fond entre énergie E et différentiel d'énergie ΔE . Ce qui se manifeste pour nous comme de l'énergie représente toujours en fait un différentiel entre deux états. C'est la seule chose qui se manifeste, au plan phénoménologique. La quantité d'énergie en présence dans un système est en général sans importance. Par exemple dans ma cheminée j'ai un système avec des molécules O2 + CHn que je peux faire réagir pour donner de belle flamme et j'obtiens comme résultat un ΔE sous forme de chaleur, du gaz carbonique et de l'eau. Le ΔE provient du réarrangement des liaisons atomiques. Ce tas de bois en rejoignant en chute libre le centre de gravité de l'amas de la Vierge libérerait une énergie des milliers de fois supérieurs à ce ΔE et sa masse au repos représente une énergie de masse mc² des millions de fois supérieur à ce ΔE : tout ceci est ignoré avec raison en première approche. On ne connait l'énergie qu'à une constante près. Dès lors qu'on ne s'intéresse pas à la courbure de l'univers ou à l'évolution de son facteur d'échelle, le fait que l'énergie du vide soit 0 ou 1 GeV/m3 est sans importance dès lors qu'elle ne varie pas.

Pour justifier de la possible existence d'une pression négative on a besoin de la thermodynamique classique et de l'équation de conservation de l'énergie. Comment faire cohabiter à l'échelle de l'univers cet équilibre, tout en imaginant une création d'énergie du vide en expansion?

Il n'y a pas d'équilibre, dans le contexte d'un univers en expansion. La densité d'énergie de l'univers notamment varie fortement ainsi que son spectre : au début c'est essentiellement un contribution du rayonnement, puis une contribution de la matière et enfin une contribution du vide.

Bref, l'univers à une histoire qui ne se traduit pas uniquement dans le réarrangement de ses constituants internes. Ca concerne également son énergie globale, son volume et sa densité d'énergie.

Je la conçois plutôt par un "échange" d'énergie entre matière et vide, à moins que notre univers, vu globalement, ne soit pas une entropie?

Cette phrase n'est pas compréhensible.

Jusqu'ou peut se vérifier cette expansion du vide? Les distances inter-stellaires, inter-planétaires, inter-atomiques, en sont-elles impactées, même s'il est évident que d'autres forces sont largement prépondérantes?

cela dépend du taux d'expansion : s'il est extrêmement vigoureux, il va pouvoir aller jusqu'à rompre les liaisons au sein de la matière, s'il est faible (comme aujourd'hui) il ne se manifeste qu'à une échelle de l'ordre de quelques dizaines de millions de megaparsec (à l'échelle d'un amas de galaxie).

[pascelus]

L'énergie du vide provient du fait que bien que la valeur propre de l'énergie en l'absence de particule n'est pas nulle. Par rapport à l'expérience courante, ce qui parait étrange provient d'une confusion de fond entre énergie E et différentiel d'énergie ΔE . Ce qui se manifeste pour nous comme de l'énergie représente toujours en fait un différentiel entre deux états.

Le vide étant un ensemble de champs à leur état d'énergie minimal, je ne comprends toujours pas comment peut se produire une fluctuation de cette densité d'énergie en son sein. On aurait donc des espaces d'état d'energie différents proportionnels aux volumes qu'ils occupent?

La relation de cause à effet "différentiel d'énergie" et expansion de l'univers me semble ardue. Pour en revenir à l'image du "piston", donc du volume de vide augmenté, donc de l'énergie du vide accrue en proportion, sa densité doit pourtant rester stable puisqu'il s'agit d'un état minimal...

A moins que les particules virtuelles produites dans le vide soient en augmentation ?

(en vous remerciant de la patience que vous m'accordez)

[Gilgamesh]

Le vide étant un ensemble de champs à leur état d'énergie minimal, je ne comprends toujours pas comment peut se produire une fluctuation de cette densité d'énergie en son sein. On aurait donc des espaces d'état d'energie différents proportionnels aux volumes qu'ils occupent?

Non, cette densité là d'énergie reste constante pour cet univers ci (dès lors qu'on l'observe à une échelle nettement supérieur à l'échelle de Planck et tant que les lois de la Physique ne changent pas). C'est pour cela qu'il est impossible d'en tirer un ΔE exploitable. Ce sont les autres densités qui changent : la densité de rayonnement, et la densité de matière.

Toutefois, la cosmologie inflationnaire fait l'hypothèse audacieuse qu'il se serait produit un changement de phase du vide à l'origine du "Big Bang chaud". On aurait au départ un vide à un niveau de densité d'énergie "planckienne", donc en expansion inflationnaire, c'est à dire extrêmement vigoureuse et du type da/dt ~ exp(Ht). Cette vigueur de l'inflation provoque des fluctuations quantiques elles même très vigoureuses de la densité d'énergie du vide. Notre univers correspondrait à une fluctuations qui aurait porté le niveau de densité du vide à un niveau particulièrement bas. L'énergie du vide aurait été injecté au champs de matière pour donner un plasma chaud et l'inflation aurait exponentiellement décru pour se transformer en une simple expansion, avec un terme de constante cosmologique résiduel (~ 1 GeV/m3). L'effet de la constante cosmologique serait de nouveau devenu sensible au bout de quelque milliards d'années, après que le taux d'expansion ait décru d'abord sous l'effet dominant de la densité de rayonnement, puis sous l'effet dominant de la densité de matière. Nous sommes à nouveau retourné à un ère de domination de l'énergie du vide, mais un vide de niveau énergétique constant (les fluctuation du vide étant à mettre en rapport avec le taux d'expansion, tous les deux sont insignifiants) et collé au plancher par rapport à son niveau antérieur (qu'on peut par hypothèse considérer comme la densité d'énergie "typique" d'un vide, au sein du Multivers).

La relation de cause à effet "différentiel d'énergie" et expansion de l'univers me semble ardue. Pour en revenir à l'image du "piston", donc du volume de vide augmenté, donc de l'énergie du vide accrue en proportion, sa densité doit pourtant rester stable puisqu'il s'agit d'un état minimal...

C'est bien ça.

[Milkman21]

Non, cette densité là d'énergie reste constante pour cet univers ci (dès lors qu'on l'observe à une échelle nettement supérieur à l'échelle de Planck et tant que les lois de la Physique ne changent pas). C'est pour cela qu'il est impossible d'en tirer un ΔE exploitable. Ce sont les autres densités qui changent : la densité de rayonnement, et la densité de matière.

Toutefois, la cosmologie inflationnaire fait l'hypothèse audacieuse qu'il se serait produit un changement de phase du vide à l'origine du "Big Bang chaud". On aurait au départ un vide à un niveau de densité d'énergie "planckienne", donc en expansion inflationnaire, c'est à dire extrêmement vigoureuse et du type da/dt ~ exp(Ht). Cette vigueur de l'inflation provoque des fluctuations quantiques elles même très vigoureuses de la densité d'énergie du vide. Notre univers correspondrait à une fluctuations qui aurait porté le niveau de densité du vide à un niveau particulièrement bas. L'énergie du vide aurait été injecté au champs de matière pour donner un plasma chaud et l'inflation aurait exponentiellement décru pour se transformer en une simple expansion, avec un terme de constante cosmologique résiduel (~ 1 GeV/m3). L'effet de la constante cosmologique serait de nouveau devenu sensible au bout de quelque milliards d'années, après que le taux d'expansion ait décru d'abord sous l'effet dominant de la densité de rayonnement, puis sous l'effet dominant de la densité de matière. Nous sommes à nouveau retourné à un ère de domination de l'énergie du vide, mais un vide de niveau énergétique constant (les fluctuation du vide étant à mettre en rapport avec le taux d'expansion, tous les deux sont insignifiants) et collé au plancher par rapport à son ni.

Bonjour, L'énergie du vide pourrait il soudainement retrouver un niveau "planckien" ? Ou seules des fluctuations de la haute vers la basse énergie (du vide) peuvent avoir lieu ? L'hypothèse de notre univers qui serait en expansion indéfiniment serait alors le plus probable..
Cependant, pourquoi alors spécule t'on plus sur l'apparition de multivers simultanées ? L'energie du vide à des niveaux "planckiens" (surement dans d'autres dimensions) doit toujours exister ? Permettant ces fluctuations et l'apparition d'univers comme le notre à tout temps et à tout moment ?
Cordialment

[pascelus]

Nous sommes à nouveau retourné à un ère de domination de l'énergie du vide, mais un vide de niveau énergétique constant

L'hypothèse et ses déductions sont passionnantes! Mais a t'on vérifié expérimentalement ce niveau d'énergie non nul du vide ou est-ce un postulat nécessaire (suffisant?) pour expliquer le taux d'expansion de l'espace?

Si j'ai assez bien compris cette hypothèse, on pourrait considérer que la matière visible et les forces de gravitation sont un "accident" dans la "vie de l'univers", mais je diverge trop là....

Sinon autre question potentiellement farfelue: ce vide d'énergie non nulle et constante, est-il concevable de lui mesurer une masse puisque des particules éphémères y apparaissent et s'y évaporent sans cesse?

En tout cas je ne saurais jamais assez vous remercier de faire partager ainsi votre science, avec toute la patience que cela doit impliquer de "rabacher" ce qui pour vous est devenu "évidences". Ce doit être cela qu'il faut appeler "passion", et c'est beau!...

[Gilgamesh]

Bonjour, L'énergie du vide pourrait il soudainement retrouver un niveau "planckien" ? Ou seules des fluctuations de la haute vers la basse énergie (du vide) peuvent avoir lieu ?

Si c'est une fluctuation d'origine quantique, ça se passe a priori possiblement dans les deux sens, mais en exagérant un peu, je dirais que y'a autant de réponse que de théories.

L'hypothèse de notre univers qui serait en expansion indéfiniment serait alors le plus probable..

C'est en tout hypothèse la plus probable, les probabilités associées étant infimes.

Cependant, pourquoi alors spécule t'on plus sur l'apparition de multivers simultanées ? L'energie du vide à des niveaux "planckiens" (surement dans d'autres dimensions) doit toujours exister ? Permettant ces fluctuations et l'apparition d'univers comme le notre à tout temps et à tout moment ?

Dans l'hypothèse de l'inflation éternelle, c'est bien le cas. Mais pas dans "d'autres dimensions" : très loin d'ici, cela suffit.

[Gilgamesh]

L'hypothèse et ses déductions sont passionnantes! Mais a t'on vérifié expérimentalement ce niveau d'énergie non nul du vide ou est-ce un postulat nécessaire (suffisant?) pour expliquer le taux d'expansion de l'espace?

Il y a deux niveaux de réponses :
1) à la question de savoir pourquoi l'espace est en expansion au temps t, avec un vide de densité nulle, la réponse serait qu'il l'était au temps t-1. Un vide initial de densité "planckienne" aurait donc l'intérêt d'apporter une réponse à une question autrement ouverte (sans qu'on puisse parler de preuve à ce sujet).

2) En 1998 les observations des supernovae IA située à des distance "cosmologiques" (> 1 milliard d'années lumière) ont apporté la preuve que le taux d'expansion ne décroissait pas comme on se serait attendu avec la densité de matière observée. Ce qu'on appelle "accélération de l'expansion" est expliqué par l'existence d'une constante cosmologique non nulle. L'interprétation physique de cette constante est généralement celle dite de l'énergie sombre. Une autre explication physiquement censée mais qui n'a pas la préférence des cosmologistes serait purement géométrique : ce ne serait pas une caractéristique du contenu ("la matière, le vide") mais du contenant (l'espace). Si on prend l'option énergie sombre, il faut à son tour lui donner un contenu physique : on cherche un "fluide" dont la densité d'énergie serait positive (ce permet d'expliquer un autre fait observé : la courbure nulle ou quasi nulle de l'univers) mais la pression négative. Aucun fluide matériel (gaz, rayonnement) ne convient, tandis que le vide est un candidat de choix pour cela.

Si j'ai assez bien compris cette hypothèse, on pourrait considérer que la matière visible et les forces de gravitation sont un "accident" dans la "vie de l'univers", mais je diverge trop là....

De fait, en cosmologie, la matière fait un peu de la figuration.

edit : par contre, la gravité tient toute la place !

Sinon autre question potentiellement farfelue: ce vide d'énergie non nulle et constante, est-il concevable de lui mesurer une masse puisque des particules éphémères y apparaissent et s'y évaporent sans cesse?

Oui, dès lors qu'on donne une densité d'énergie, la contrepartie massique s'en déduit en divisant par c² : ~4 GeV/m3 donne ~7.10⁻²⁷ kg/m3

En tout cas je ne saurais jamais assez vous remercier de faire partager ainsi votre science, avec toute la patience que cela doit impliquer de "rabacher" ce qui pour vous est devenu "évidences". Ce doit être cela qu'il faut appeler "passion", et c'est beau!...

Merci, c'est toujours un plaisir.

[inviteace15f97]

Bonsoir,

lien :

https://www.youtube.com/watch?v=YL96kNBHQ00

[Gilgamesh]

Sachant que cette explication, qui concerne le champ de Higgs peut être reprise pour tous les champs quantiques.

[Milkman21]

Merci beaucoup Gilgamesh pour tes réponses !
Bonnes fêtes de fin d'année !

[invitee724fe2f]

Bonjour,

le fil semble conclu mais j'en profite quand même pour poser une question sur des docs car si c'est le bon contexte, ça ne vaut pas un nouveau sujet.

Pourriez vous svp m'indiquer un cours , une communication ou un livre qui présente le calcul théorique détaillé de l'énergie du vide ( la fameuse cata en 10 ^128 ) et d'autre part un autre qui permettrait de se faire une idée de la "disponibilité pratique" des particules virtuelles autour d'un électron en fonction de l'énergie de mesure ?
Pour le second, la formulation n'est peut être pas la bonne : des exercices corrigés détaillés avec des particules virtuelles autour d'un électron m'iraient très bien. Par exemple la mesure de la charge d'un électron fixe par un autre électron doté de la bonne énergie cinétique pour avoir un gros effet d'écrantage.

en MP probablement puisque c'est un peu HS.

merci à tous !

[Gilgamesh]

Ce n'est pas HS

Le raisonnement est exposé ici :
F. Bernardeaux De la constante cosmologique à l’énergie noire (p 8)


Sinon, un exposé général de Marc Lachièze-Rey sur Lambda qui détaille pas mal de choses évoquées dans ce fil.

[invitee724fe2f]

sincères remerciements

[pascelus]

En 1998 les observations des supernovae IA située à des distance "cosmologiques" (> 1 milliard d'années lumière) ont apporté la preuve que le taux d'expansion ne décroissait pas comme on se serait attendu avec la densité de matière observée.

Une remarque au passage: j'ai cru comprendre, lire, interpréter, que l'univers a quelques probabilités importantes d'etre infini. Auquel cas quel crédit peut-on apporter à ces observations qui ne concerneraient qu'un espace infime de notre univers même si c'est l'intégralité de la portion qui nous en est observable? Peut-on vraiment extrapoler d'une homogénéité de quelques milliards d'années lumières face à l'infinitude, ou cette expansion ne pourrait-elle n'etre qu'une "infime" bulle locale réagissant à la contraction d'une plus large l'entourant? La réponse doit aussi etre liée à l'identification de ce phénomène d'expansion; en tout état de cause cela concerne notre univers observable. Avec des "si" on mettrait... mais avec "c" on en restera certainement là...

Une autre explication physiquement censée mais qui n'a pas la préférence des cosmologistes serait purement géométrique : ce ne serait pas une caractéristique du contenu ("la matière, le vide") mais du contenant (l'espace).

Cela me semble en effet compliquer le problème pour expliquer la teneur de ce "contenant" hypothétique... d'autant à contrario que la perspective d'uniformiser la Relativité générale et la Théorie quantique des champs a de quoi enthousiasmer!

Si on prend l'option énergie sombre, il faut à son tour lui donner un contenu physique : on cherche un "fluide" dont la densité d'énergie serait positive (ce permet d'expliquer un autre fait observé : la courbure nulle ou quasi nulle de l'univers) mais la pression négative. Aucun fluide matériel (gaz, rayonnement) ne convient, tandis que le vide est un candidat de choix pour cela.

J'avais lu quelque part une analogie que vous aviez faite entre notre univers en expansion et un ballon de baudruche en train d'etre gonflé, ou plutôt sa surface. Il me plait d'y ajouter que dans ce cas le fluide expansif serait l'air du souffleur... ou, autre possibilité de gonfler le ballon: dépressuriser l'atmosphère de la pièce. Evidemment je n'apporte là aucune hypothèse simplificatrice, au contraire car il faudrait localiser la pièce, puis la fuite ou la pompe à vide (Volvo?) et sa source d'énergie, et l'impatience du gamin qui fait s'accélérer le gonflement!

Je retiens aussi la "théorie audacieuse" du changement de phase du vide à l'origine de cet univers matériel que nous connaissons (Einstein m'excusera t'il de "détester" ce terme de "Big-bang" qui perturbe énormément la compréhension du t=0?) Sachant que ce vide est aussi largement prépondérant dans l'univers, quoi de plus logique que d'y rechercher la genèse de ce "petit détail" qu'est la matière...

En vous priant d'excuser le sac de nœuds que je fais de ce fil. Mais une bonne partie s'enroule mieux autour de sa bobine désormais..

[Gilgamesh]

Une remarque au passage: j'ai cru comprendre, lire, interpréter, que l'univers a quelques probabilités importantes d'etre infini. Auquel cas quel crédit peut-on apporter à ces observations qui ne concerneraient qu'un espace infime de notre univers même si c'est l'intégralité de la portion qui nous en est observable? Peut-on vraiment extrapoler d'une homogénéité de quelques milliards d'années lumières face à l'infinitude, ou cette expansion ne pourrait-elle n'etre qu'une "infime" bulle locale réagissant à la contraction d'une plus large l'entourant? La réponse doit aussi etre liée à l'identification de ce phénomène d'expansion; en tout état de cause cela concerne notre univers observable. Avec des "si" on mettrait... mais avec "c" on en restera certainement là...

Concernant la finitude de l'univers, il faut se méfier des concepts qui sont derrière les mots. Le mot infini en science, les mathématiques mises à part, concerne exclusivement les cadres théoriques : dire que l'univers est infini c'est toujours "faire comme si", ça ne doit jamais être considéré comme une affirmation positive. Cela signifie simplement que les quantités en jeu sont si petites ou si grandes par rapport au problème traité qu'on les considère comme infiniment grandes ou petites.

Le crédit que l'on peut apporter à l'observation des SNIA est entier, c'est le périmètre d'application des conclusions qui doit être prudemment circonscrit ; en l'occurrence ça ne concerne évidemment en premier chef que l'Univers observable. Les conclusions tirées de l'observation des SNIA prennent appuis sur un cadre d'observation plus vaste, qui a la bonne fortune d'englober l'univers observable dans son entier. Avec le fond micro-onde fossile, nous disposons d'une observation directe et détaillée des tout début de l'Univers observable. Et la première caractéristique qui s'en dégage est son extrême homogénéité. Cette homogénéité constitue même une énigme de premier ordre. L'horizon cosmologique de chaque point du fond fossile, au moment de l'émission de ce rayonnement, n’excédait une distance qui représente un angle solide de 1° sur la voûte céleste. Cela signifie que l'on devrait observer dans le fond radio des "tâches" de cette taille présentant les unes par rapport aux autres des contrastes de température bien plus prononcées que dT/T~10^-5 observé. L'Univers observable est extrêmement homogène, c'est prouvé par cette observation. L'extrapoler à une domaine plus vaste ne pose pas de problème, dès lors qu'on a bien conscience qu'il s'agit d'une hypothèse, et à condition que ça soit raisonnable.

Le cadre théorique qui permet de réflechir au delà de l'Univers observable, est précisément celui qui permet d'expliquer ce surprenant degré d'homogénéité ; on l'a vu plus haut, c'est l'inflation. Dans ce cadre, la taille de la région du Multivers qui donné naissance à notre Univers observable est carrément subatomique. Si on imagine que le changement de phase du niveau d'énergie du vide se propage, disons à la vitesse de la lumière, et que tout volume subatomique de ce nouveau vide a donné et pourquoi pas, continue a donner naissance à une univers semblable au nôtre, alors la région homogène qui s'étend au delà de l'Univers visible, que l'on appelle le Multivers de niveau I représente un volume qui, sans être infini, est de fait tellement vaste que c'est tout comme.

Cela me semble en effet compliquer le problème pour expliquer la teneur de ce "contenant" hypothétique... d'autant à contrario que la perspective d'uniformiser la Relativité générale et la Théorie quantique des champs a de quoi enthousiasmer!

En soi, non, si la constante cosmologique était une simple caractéristique de l'espace le problème serait tout de suite réglé Si cette voie "simple" vers la solution n'a pas la préférence des cosmologiste, c'est qu'aucune piste théorique ne la justifie.

J'avais lu quelque part une analogie que vous aviez faite entre notre univers en expansion et un ballon de baudruche en train d'etre gonflé, ou plutôt sa surface. Il me plait d'y ajouter que dans ce cas le fluide expansif serait l'air du souffleur... ou, autre possibilité de gonfler le ballon: dépressuriser l'atmosphère de la pièce. Evidemment je n'apporte là aucune hypothèse simplificatrice, au contraire car il faudrait localiser la pièce, puis la fuite ou la pompe à vide (Volvo?) et sa source d'énergie, et l'impatience du gamin qui fait s'accélérer le gonflement!

Non, ça n'a pas grand sens. Dans l'image de la sphère en expansion, l'intérieur de la sphère ne représente rien de réel, de physiquement consistant.

Je retiens aussi la "théorie audacieuse" du changement de phase du vide à l'origine de cet univers matériel que nous connaissons (Einstein m'excusera t'il de "détester" ce terme de "Big-bang" qui perturbe énormément la compréhension du t=0?) Sachant que ce vide est aussi largement prépondérant dans l'univers, quoi de plus logique que d'y rechercher la genèse de ce "petit détail" qu'est la matière...

Juste pour ce qui est entre parenthèses : Einstein n'est pas l'auteur de la théorie de l'expansion, et encore moins de l’appellation de "Big Bang" qui relève de la petite histoire des sciences.

[invitee724fe2f]

Ce n'est pas HS

Le raisonnement est exposé ici :
F. Bernardeaux De la constante cosmologique à l’énergie noire (p 8)


Sinon, un exposé général de Marc Lachièze-Rey sur Lambda qui détaille pas mal de choses évoquées dans ce fil.

Salut,

le 1er est le lien que j'avais déjà fourni ; le second est très intéressant mais ne permet pas directement le calcul.
Je remercie l'étudiant qui m'a envoyé la copie de son cours ( énergie d'unification ) qui explicite la computation de la "charge" en fonction de l'énergie.

bonne année 2015 à tous

[pascelus]

Concernant la finitude de l'univers, il faut se méfier des concepts qui sont derrière les mots. Le mot infini en science, les mathématiques mises à part, concerne exclusivement les cadres théoriques

Oui en effet je ne me situais pas au niveau "mathématique" pour exprimer l'absolu de l'infini, mais il m'est quasiment aussi difficile de conceptualiser un univers qui aurait une fin, à l'instar d'une "terre" du moyen-âge dont les bords tomberaient dans un abime insondable... Pensez-vous que les quelques milliards d'années lumières qui nous sont visibles ont la moindre "chance" de représenter une part significative (quantitativement) de l'ensemble de l'univers? Les vitesses de l'expansion de l'univers depuis sa création (si tant est que l'univers au temps t =environ 0 ait été réellement de taille "ponctuelle"...) peuvent-elles donner une approximation de la taille totale de l'univers, au delà même de ce qui nous sera à jamais visible?

Avec le fond micro-onde fossile, nous disposons d'une observation directe et détaillée des tout début de l'Univers observable.

Cette observation concerne t'elle la partie "matière" de notre univers, ou son ensemble, vide, champs divers compris? Ce fameux "big-bang" n'est-il pas uniquement l'origine de la matière?

Et la première caractéristique qui s'en dégage est son extrême homogénéité.

Comment est-on passé d'une extrême homogénéité à un univers aussi varié que celui que nous constatons aujourd'hui. Pour que la matière y apparaisse n'a t'il pas fallu quelques "singularités", quelques "grumeaux" dans la "soupe originelle"? Je pense ne pas mettre derrière les mots le sens exact qui devrait etre car pour moi un univers homogène signifie qu'on ne peut plus y distinguer des composants différents; alors que les physiciens évoquent plutôt la cohérence des valeurs dans les formules.

Cette homogénéité constitue même une énigme de premier ordre. L'horizon cosmologique de chaque point du fond fossile, au moment de l'émission de ce rayonnement, n’excédait une distance qui représente un angle solide de 1° sur la voûte céleste. Cela signifie que l'on devrait observer dans le fond radio des "tâches" de cette taille présentant les unes par rapport aux autres des contrastes de température bien plus prononcées que dT/T~10^-5 observé. L'Univers observable est extrêmement homogène, c'est prouvé par cette observation.

D'après mes maigres compréhensions de l'origine de l'univers, ce rayonnement fossile est le résidu du "big-bang", temps 0 de la matière baryonique. D'après ce que j'ai cru comprendre de l'hypothèse audacieuse que vous avez évoquée il y aurait eu un temps t = -1 (et moins) ou l'univers existait uniquement à l'état de vide, de champs pas encore excités. A ce stade là l'homogénéité ne me semble pas faire de difficulté.

D'autre part et, peut etre, de façon un peu moins hypothétique, le fond diffus constaté aujourd'hui est issu d'un espace, sinon ponctuel, probablement infiniment plus restreint qu'aujourd'hui. L'ensemble de l'univers actuel étant résultant de ce "big-bang" concentré géographiquement, pourquoi s'étonner de ne pas observer de contrastes de températures? L'expansion aurait-elle du avoir des propriétés dissipatrices de la chaleur?

Le cadre théorique qui permet de réflechir au delà de l'Univers observable, est précisément celui qui permet d'expliquer ce surprenant degré d'homogénéité ; on l'a vu plus haut, c'est l'inflation.

Oups!... J'aurais du lire plus attentivement ceci avant d'écrire mon paragraphe précédent! Oui tout cela semble bien se tenir...

Si on imagine que le changement de phase du niveau d'énergie du vide se propage, disons à la vitesse de la lumière, et que tout volume subatomique de ce nouveau vide a donné et pourquoi pas, continue a donner naissance à une univers semblable au nôtre, alors la région homogène qui s'étend au delà de l'Univers visible, que l'on appelle le Multivers de niveau I représente un volume qui, sans être infini, est de fait tellement vaste que c'est tout comme.

Est-ce que vous suggérez là que chaque Multivers pourrait etre issu d'un "big-bang" différent, dans des régions différentes (et apparemment hors de notre univers observable) de l'ensemble de l'espace (quasi infini)? Auquel cas notre univers homogène pourrait-il bizarrement être issu d'un vide non-homogène? Peut-être avec ses propres constantes physiques mais différentes de celles d'un autre univers? Si je ne dérive pas trop au delà du "raisonnable", comme c'est souvent le cas, la science a de beaux jours devant-elle et la science-fiction de quoi aller se rhabiller...

Dans l'image de la sphère en expansion, l'intérieur de la sphère ne représente rien de réel, de physiquement consistant.

Certes, mais presque aussi délicat à conceptualiser qu'un vide qui augmente de volume et d'énergie globale sans la "puiser" nulle part!

Juste pour ce qui est entre parenthèses : Einstein n'est pas l'auteur de la théorie de l'expansion, et encore moins de l’appellation de "Big Bang" qui relève de la petite histoire des sciences.

Désolé de cette fausse paternité que je lui ai attribuée, surtout qu'à mon sens elle est assez peu enrichissante! Je n'ai pas la culture des hommes, seule la science m'enthousiasme et nullement les inventeurs, par ailleurs trop souvent glorifiés à l'excès face au travail collectif ou concordant de bien d'autres obscurs. Cela ne justifie pas bien sur de répandre des erreurs historiques, mais juste remettre à sa place un concept aussi discutable (induisant en erreur) que le "Big-bang". Donc M Einstein, toutes mes excuses, de même que M Lemaitre, ou M Hubble, voire M Hoyle (merci Wikipédia: "Big-bang"), mais encore tous mes remerciements M Gilgamesh pour votre patience et ces riches informations que vous nous transmettez!

[pascelus]

De fait, en cosmologie, la matière fait un peu de la figuration.

edit : par contre, la gravité tient toute la place !

Curieux paradoxe là aussi: une matière rare dans l'univers mais le champ gravitationnel qu'elle provoque a des conséquences si cruciales... A moins que les effets antigravitationnels (ou assimilés) du vide ne prennent (ne retrouvent?) la suprématie en parallèle de l'augmentation de l'expansion?

[Gilgamesh]

Oui en effet je ne me situais pas au niveau "mathématique" pour exprimer l'absolu de l'infini, mais il m'est quasiment aussi difficile de conceptualiser un univers qui aurait une fin, à l'instar d'une "terre" du moyen-âge dont les bords tomberaient dans un abime insondable... Pensez-vous que les quelques milliards d'années lumières qui nous sont visibles ont la moindre "chance" de représenter une part significative (quantitativement) de l'ensemble de l'univers? Les vitesses de l'expansion de l'univers depuis sa création (si tant est que l'univers au temps t =environ 0 ait été réellement de taille "ponctuelle"...) peuvent-elles donner une approximation de la taille totale de l'univers, au delà même de ce qui nous sera à jamais visible?

Tous les modèle d'univers sont "sans bord". Les limites de l'univers observables sont centrées sur nous et le rayon est fixé par l'évolution du taux d'expansio sur la durée de l'âge cosmique et la vitesse de la lumière. Il est peu probable que ça puisse représenter une part significative de l'ensemble du Multivers I, particulièrement si on se base sur la théorie de l'inflation. En principe il serait possible de mesurer cette taille en détectant la courbure de l'univers local (en faisant l"hypothèse quelle est constante, et sur la base d'une géométrie "simple"), de la même façon que la mesure de la courbure de la Terre (1/R) est une mesure directe de son rayon R. Dans l'hypothèse inflationnaire, cette courbure est infime et ce n'est donc probablement pas pour toute suite qu'on saura le mesurer.

Cette observation concerne t'elle la partie "matière" de notre univers, ou son ensemble, vide, champs divers compris? Ce fameux "big-bang" n'est-il pas uniquement l'origine de la matière?

Cela concerne la matière : on détecte l'émission d'un plasma d'hydrogène et d'hélium, donc la partie matériel de l'univers. Mais la lecture des inhomogénéité de ce fond émissif nous donne accès à la valeur de densité de la matière noire et d'énergie sombre, via les modèles.

Si on fixe les limite de l'événement "Big Bang" au réchauffage de l'univers (reheating) on peut dire que ça commence avec la matière, pourquoi pas. Il n'y a pas de définition bien précises.

Comment est-on passé d'une extrême homogénéité à un univers aussi varié que celui que nous constatons aujourd'hui. Pour que la matière y apparaisse n'a t'il pas fallu quelques "singularités", quelques "grumeaux" dans la "soupe originelle"? Je pense ne pas mettre derrière les mots le sens exact qui devrait etre car pour moi un univers homogène signifie qu'on ne peut plus y distinguer des composants différents; alors que les physiciens évoquent plutôt la cohérence des valeurs dans les formules.

Oui dans les modèles de formation des galaxies on part des inhomogénéités mesurées (de valeur relative 10^-5) et un des enseignement des modèles d'évolution est que les structures ne se forment pas à la vitesse requise sans matière noire. C'est une des (nombreuses) raisons qui plaident pour l'existence de cette composante de l'univers.

D'après mes maigres compréhensions de l'origine de l'univers, ce rayonnement fossile est le résidu du "big-bang", temps 0 de la matière baryonique. D'après ce que j'ai cru comprendre de l'hypothèse audacieuse que vous avez évoquée il y aurait eu un temps t = -1 (et moins) ou l'univers existait uniquement à l'état de vide, de champs pas encore excités. A ce stade là l'homogénéité ne me semble pas faire de difficulté.

Le rayonnement fossile est émis vers ~380 000 ans après le début de l'expansion, et il s'est déjà passé beaucoup de choses à ce stade (inflation, dilution des hypothétiques monopôles, origine de l'excès de matière sur l'antimatière à l'échelle de Grande Unification (?), découplage des neutrinos, nucléosynthèse primordiale...).

Il n'y a pas de "temps zéro" (qui aurait une signification particulière).

Effectivement, l'univers vide inflationnaire est homogène, toutefois il est le siège de fluctuations quantiques qui aurait pu laisser des traces détectables dans la distribution de matière à grande échelle. C'est une des observables de la théorie.

D'autre part et, peut etre, de façon un peu moins hypothétique, le fond diffus constaté aujourd'hui est issu d'un espace, sinon ponctuel, probablement infiniment plus restreint qu'aujourd'hui. L'ensemble de l'univers actuel étant résultant de ce "big-bang" concentré géographiquement, pourquoi s'étonner de ne pas observer de contrastes de températures? L'expansion aurait-elle du avoir des propriétés dissipatrices de la chaleur?

Non mais c'est ça : dans le cadre inflationnaire, la région à l'origine de notre univers a une taille subatomique ce qui permet de rendre compte de son homogénéité.

Est-ce que vous suggérez là que chaque Multivers pourrait etre issu d'un "big-bang" différent, dans des régions différentes (et apparemment hors de notre univers observable) de l'ensemble de l'espace (quasi infini)? Auquel cas notre univers homogène pourrait-il bizarrement être issu d'un vide non-homogène? Peut-être avec ses propres constantes physiques mais différentes de celles d'un autre univers? Si je ne dérive pas trop au delà du "raisonnable", comme c'est souvent le cas, la science a de beaux jours devant-elle et la science-fiction de quoi aller se rhabiller...

Dans l'idée il y a un Multivers, formé d'un ensemble de régions en expansion à un différents taux. Vu la vigueur générale de l'expansion, on peut le considérer tellement vaste que ça ou l'infini, c'est tout comme. Les Big Bang chaud ne sont dans ce cadre qu'une catégorie particulière, avec transition vers un taux très bas.

[MisterH]

Bonjour, Wow quelle solide démonstration de la part de Gilgamesh. j'ai peut-être pas vos connaissances mais est-ce que le vide en dehors de nos amas de galaxie ou l'univers observable, pourrait être ce qui attire tout notre univers et le met en expansion infini? Comme si l'énergie et la matière voulait occupé tout ce volume.

[pascelus]

Tous les modèle d'univers sont "sans bord".

Meme un modèle d'univers fini sans bord semble "problématique". J'imagine un volume quel qu'il soit. Si on se place sur le pourtour et qu'on tend le bras vers l'extérieur, que se passerait-il? On peut supposer que l'univers s'agrandirait pour englober le bras, ou que celui-ci disparaitrait, mais il faudrait une loi physique encore inconnue pour cela... (je dérive là....)

Cela concerne la matière : on détecte l'émission d'un plasma d'hydrogène et d'hélium, donc la partie matériel de l'univers. Mais la lecture des inhomogénéité de ce fond émissif nous donne accès à la valeur de densité de la matière noire et d'énergie sombre, via les modèles.

Si on fixe les limite de l'événement "Big Bang" au réchauffage de l'univers (reheating) on peut dire que ça commence avec la matière, pourquoi pas. Il n'y a pas de définition bien précises.

Cela signifie t'il que les galaxies, amas et super-amas sont localisés sur les points les plus froids de ce fond émissif?
Ce reliquat de la "fièvre initiale" est-il encore en train de chuter, et cela se mesure t'il?
L'inflation et l'expansion sont-elles seules en cause de ce refroidissement?

Oui dans les modèles de formation des galaxies on part des inhomogénéités mesurées (de valeur relative 10^-5) et un des enseignement est que les structures ne se forment à la vitesse requise sans matière noire.

Il manque "pas" ou il y a un adverbe en excès. Les structures de galaxies se forment je présume autour de la matière noire qu'on localise par les faiblesses du CMB ? Est-ce que la possibilité que le champ gravitationnel (Higgs) ne soit pas homogène à grande échelle a été écartée?

Effectivement, l'univers vide inflationnaire est homogène, toutefois il est le siège de fluctuations quantiques qui aurait pu laisser des traces détectables dans la distribution de matière à grande échelle. C'est une des observables de la théorie.

A t'on déjà observé des fluctuations quantiques ou cela reste du domaine théorique. Si oui savez-vous comment et pourquoi se produisent-elles?

Dans l'idée il y a un Multivers, formé d'un ensemble de régions en expansion à un différents taux. Vu la vigueur générale de l'expansion, on peut le considérer tellement vaste que ça ou l'infini, c'est tout comme. Les Big Bang chaud ne sont dans ce cadre qu'une catégorie particulière, avec transition vers un taux très bas.

Un taux d'expansion très bas ou meme négatif? Dans cette hypothèse il existerait donc des régions de l'univers en expansion et d'autres en contraction... Mais par malchance (ou degré d'échelle), notre univers observable ne serait pas "à cheval" sur deux régions de "rythme" différent, ce qui est possible. Qu'en serait-il alors des zones "frontalières"? En tout état de cause inclure les "big-bang" dans un système plus large est très séduisant...