Bilan énergétique de l’Univers ?

[vinssss]

Bonjour,

Je me pose des questions sur les sources d’énergie dans l’univers et leur devenir : épuisement ou renouvellement ?

D’un côté, en prenant comme exemple le système solaire, on peut imaginer que quand ce dernier aura épuisé son carburant, tout le système deviendra « froid et inerte ». S’il en va de même avec les autres étoiles, ça irait dans le sens d’une « énergie initiale » du système (genre le big bang) qui se consomme petit à petit pour mener à une sorte de big freeze.

D’un autre côté, de nouvelles étoiles naissent par fusion nucléaire quand la gravité dépasse un certain seuil (si j’ai bien compris)… Mais dans le même temps, la vitesse d’expansion de l’Univers augmente, diluant la matière, ce qui irait dans le sens d’une diminution de la natalité des étoiles ? A moins que l’expansion ne s’inverse et ne mène à un big crunch suivi d’un autre big bang mais même en faisant ce genre de yoyo, le 2ème big bang devrait être moins « fort » que le précédant (comme un pendule qui finit par s’arrêter) ?

Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme mais est il possible que sur la durée, l’Univers ne soit pas voué à « s’arrêter » et qu’il réussisse à perdurer dans un « mouvement perpétuel » ?

Après, il reste les inconnues comme la matière noire et l’énergie sombre dont on ne sait pas grand chose et qui ont surement leur importance…

Quelqu’un pourrait-il m’expliquer en termes néophytes les théories ou explications sur le cycle énergétique de l’univers et son devenir envisagé?

Merci.

PS : trolls s’abstenir…
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[Gilgamesh]

Bonjour,

Je me pose des questions sur les sources d’énergie dans l’univers et leur devenir : épuisement ou renouvellement ?

D’un côté, en prenant comme exemple le système solaire, on peut imaginer que quand ce dernier aura épuisé son carburant, tout le système deviendra « froid et inerte ». S’il en va de même avec les autres étoiles, ça irait dans le sens d’une « énergie initiale » du système (genre le big bang) qui se consomme petit à petit pour mener à une sorte de big freeze.

D’un autre côté, de nouvelles étoiles naissent par fusion nucléaire quand la gravité dépasse un certain seuil (si j’ai bien compris)… Mais dans le même temps, la vitesse d’expansion de l’Univers augmente, diluant la matière, ce qui irait dans le sens d’une diminution de la natalité des étoiles ? A moins que l’expansion ne s’inverse et ne mène à un big crunch suivi d’un autre big bang mais même en faisant ce genre de yoyo, le 2ème big bang devrait être moins « fort » que le précédant (comme un pendule qui finit par s’arrêter) ?

Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme mais est il possible que sur la durée, l’Univers ne soit pas voué à « s’arrêter » et qu’il réussisse à perdurer dans un « mouvement perpétuel » ?

Après, il reste les inconnues comme la matière noire et l’énergie sombre dont on ne sait pas grand chose et qui ont surement leur importance…

Quelqu’un pourrait-il m’expliquer en termes néophytes les théories ou explications sur le cycle énergétique de l’univers et son devenir envisagé?

Il y a deux sources d'énergie libre dans l'univers, qui proviennent de l'écart de charge (au sens large) à l'équilibre imposé par une force. Permettant donc le travail d'une force.

1) l'énergie libre nucléaire. Le barème de durée-densité-température du jeune univers n'était pas suffisant pour "cuire" les noyaux jusqu'au stade à 60 nucléons (autours du fer) qui représente la vallée de stabilité de la matière nucléaire. La compression ultérieur de la matière va donc être retardée par le dégagement d'énergie, engendrant cet état prolongé de la matière qu'on appelle une étoile. Tant qu'il y a du gaz frais, il peut se former de nouvelles étoiles (=> galaxie naine et spirale). Quand il n'y en a plus, la natalité cesse, les étoiles disparaissent par ordre de masse stellaire décroissante. On se retrouve avec une galaxie formée d'étoiles naines qui forment progressivement des naines blanches (=> galaxie elliptique). L'état d'équilibre ultime de la matière nucléaire ce serait un univers de fer.

2) l'énergie libre gravitationnelle. La gravitation travaille exclusivement à rapprocher les masses. C'est une force purement attractive (si on laisse de côté ce qui se passe pour un fluide au comportement exotiques comme le vide). L'état d'équilibre gravitationnel ultime d'une masse c'est un trou noir.

Au court des processus stellaires, les deux forces agissent, et l'état final c'est une population formée essentiellement de gaz résiduel, de reliquats denses de masses stellaires (trous noirs, étoiles à neutrons, naines blanches) et de planètes. Plus l'hypothétique matière noire qui assiste à tout ça en spectatrice.

Ensuite il faut faire intervenir des phénomènes de vraiment très très long terme pour obtenir une évolution vers un trou noir galactique unique par émission d'onde gravitationnelle, puis l'évaporation de ces trous noirs par rayonnement de Hawking, puis l'évaporation de l'énergie des photons par l'effet de l'expansion, pour obtenir en définitive un retour au vide.

[vinssss]

Merci pour cette réponse très complète et intéressante J'y vois plus clair...