Univers, fini et infini en même temps

[redrum13]

Je suis désolé mais "fini et infini en même temps" ça ne veut vraiment rien dire.
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[invite69406436]

ça semble logique. La question à poser est fini avec ou sans bords.

[redrum13]

Et pourquoi forcément fini?
Il peut très bien être infini.

[invite69406436]

S'il est infini il n'a pas de bord et sa courbure est soit nulle soit négative de type hyperbole.

[papy-alain]

De toute manière, on n'en sait rien, et on n'est pas prêts de le savoir.

[LeMulet]

De toute manière, on n'en sait rien, et on n'est pas prêts de le savoir.

Peut-être, d'autant que la notion d'Univers s'est diversifiée.
Voir les multivers d'Alan Guth :
http://www.astronoo.com/fr/articles/...eternelle.html

La question qui se pose alors : Pour certains faits physiques, sommes-nous irrémédiablement limités à proposer des hypothèses cohérentes mais invérifiables ?

[invite69406436]

tant que c'est invérifiable cela n'existe pas.

[Gilgamesh]

L'inflation fait plusieurs prédictions fortes qui explique qu'elle fasse aujourd'hui partie du modèle standard de cosmologie :

1) Elle explique l'expansion. Dans le modèle classique du Big Bang la valeur initiale (infinie) du taux d'expansion ne peut être mis en correspondance avec aucun phénomène explicatif, vu que toutes les formes d'énergie dont se composent le jeune univers (matière et rayonnement) freinent l'expansion.

2) Elle explique l'origine de la matière et du rayonnement, par décroissance du champs scalaire intiale, avec un bilan d'énergie nul (l'expansion inflationnaire est compensé par la valeur négative prise par le champ de gravité)

3) Elle donne une origine plausible à la constante cosmologique (valeur résiduelle du champs initial), sa valeur précise peut s'expliquer par un simple argument anthropique, via l'hypothèse du multivers, qui devient une conséquence inévitable du processus d'inflation

4) Elle implique un univers homogène, ce qui là encore doit être posé comme une condition initiale exorbitante dans le modèle classique.

5) Elle implique un univers plat. Dans le modèle classique, le moindre écart à la courbure s'amplifie très rapidement (en 1/a²) et il faut un ajustement fin extremement peu probable pour aboutir à une courbure "pas trop grande" aujourd'hui.

6) Elle prédit un spectre invariant d'échelle des fluctuations initiales de densité, ce qui est parfaitement mesuré sur le CMB, a un minuscule écart près qui fait partie de la prédiction (ns = 0,96 au lieu de 1)

7) Elle prédit l'existence d'ondes gravitationnelles primordiales, repérables dans le mode B de la polarisation du CMB, c'est un objectif de détection pour la décennie qui vient.

8) Elle permet d'expliquer l'absence de monopôles magnétiques (c'est ce qui a motivé le modèle initialement)

[Deedee81]

Salut,

8) Elle permet d'expliquer l'absence de monopole (c'est ce qui a motivé le modèle initialement)

Ah tiens, ça je ne savais pas. Tu aurais une explication ou un lien là-dessus ?

[Gilgamesh]

Comme tu le sais les monopôles magnétiques sont requis par le modele standard SU(3)×SU(2)×U(1), ils représentent des défauts topologiques ponctuels qui doivent apparaitre lors de la transition de phase du vide à l'échelle de Grande unification, avec une densité de l'ordre de un par volume de Hubble n ~ (c/H)^-3. Or en tant que défauts topologiques, ils sont stables. On peut calculer leur densité résiduelle dans le modèle classique d'expansion et ça excède de 14 ordres de grandeur leur densité maximale déduite de l'observation de l'univers actuel. La présence de monopoles "déchargerait" rapidement les champs magnétiques galactiques. Or on mesure bien que ces champs sont faibles, mais non nuls. Avec l'inflation, on se retrouve avec moins de un monopôles par volume de Hubble actuel et ça règle le problème.

A noter que ces monopôles constituent une contrainte forte pour fixer l'échelle d'énergie à laquelle a dû se produire l'inflation : si c'est à une échelle d'énergie supérieure à celle de GUT, le problème ressurgit exactement pareil.

Tu peux consulter l'article séminal de Guth là-dessus (publié en 1980, cité 9417 fois, me dit Google ), c'est à la page 23

The Inflationary Universe: A Possible Solution to the Horizon and Flatness Problems (pdf)

[Deedee81]

D'accord, merci pour ces explications précises.

[manukatche]

Bonjour,

je m'intéresse depuis peu à l'étude ( ou du moins à la compréhension) de l'univers et après m’être informé un peu partout sur le web je me suis fais une représentation 3D de l' Univers dans sa globalité et je voudrais savoir si elle est correcte car je ne suis pas sur que ça soit juste. Voici la représentation que je me fais :



La sphère centrale représente le big bang.

Le rectangle représente un univers plat. Je n'ai pas réussi à dessiner les autres univers plats mais il faut s'imaginer des univers parallèles collés les uns aux autres et ayant pour origine la sphère ( big bang). Les trous noirs seraient un passage d'un univers à l'autre.

Pour la représentation en 4D , il faudrait bosseler les faces de chaque rectangle pour représenter la dimension temps , c'est juste?

Le cercle serait un Univers avec un grand U car ils contient l'ensemble des univers parallèles. Il serait de cylindrique à sphérique selon la forme des univers.

J'ai besoin d'une représentation graphique car je n'ai pas le QI suffisant pour "voir" l'Univers avec des formules mathématiques

Merci

[manukatche]

Pour représenter la disposition des univers , il faut s'imaginer un filtre à air :



avec au centre le big bang

[LeMulet]

je m'intéresse depuis peu à l'étude ( ou du moins à la compréhension) de l'univers et après m’être informé un peu partout sur le web je me suis fais une représentation 3D de l' Univers dans sa globalité et je voudrais savoir si elle est correcte car je ne suis pas sur que ça soit juste.

D'après ce que j'en ait compris (mais on me corrigera si nécessaire) :
Ca sera toujours faux, dans le sens d'incomplet.

L'Univers n'est pas en 3D avec du temps qui s'écoule, comme il nous apparait, il est bien plus vaste que ça.
Il est en 4D (à l'échelle de l'univers) et les 4 "coordonnées" ne sont pas spatiales ni temporelles (3D dans votre représentation c'est le cadre spatial, purement spatial).
Avec ces 4 coordonnées et le nouveau type de valeur vous pouvez alors modéliser l'univers (mais pas vous le représenter... bien qu'un crevette peut-être... : rire: )
Donc déjà si vous voulez représenter l'univers dans son ensemble, vous soyez qu'il vous manque un type de valeur spatio-temporelle (qui combine le temps et l'espace...tel que nous nous les représentons et pour lesquelles ils ont une signification physique, pour nous).

La portion que vous voulez représentez correspond à une infime fraction de ce qu'il est.
Précisément ce que vous pouvez voir selon une ligne d'univers très fine : https://de.wikipedia.org/wiki/World_line
Ce qui correspond au plus petit angle qui ai une signification en terme physique (pour nous qui sommes faits de particules), l'angle de Planck : https://en.wikipedia.org/wiki/Planck_angle
Si vous projetez l'univers 4D selon la ligne d'univers, vous pouvez en déduire l'univers 3D au temps t.
Mais le voir entièrement, et qui plus est selon tous les points de vue possible (on est juste au centre), même la crevette ne le peut pas.

[manukatche]

Le lien vers world line ne fonctionne pas c'est vers celui ci que vous vouliez me diriger? :

https://fr.wikipedia.org/wiki/Univers_observable

ou plutot celui là :

https://fr.wikipedia.org/wiki/Ligne_d%27univers

[Amanuensis]

Plutôt à https://en.wikipedia.org/wiki/World_line

[Gilgamesh]

manukatche les forums de Futura ne sont pas le lieu pour exposer des théories personnelles. Tu t'intéresse à la cosmologie et tout le monde ici ne peut que t'encourager dans ce sens mais, donc laisse tomber ton modèle et essaye de la comprendre cette science avec le modèle qu'elle propose, qui est assez simple. En tout cas plus simple que ce que tu proposes.

LeMulet j'ai l'impression que ta réponse est encore plus fausse que le post au quelle elle répond. Et ce n'est pas la première fois. Tu n'as pas le niveau de maîtrise nécessaire pour guider un débutant. Et les "on me corrigera si nécessaire" en tête de message, c'est bien gentil, mais on n'a pas que ça à faire. Faire ou défaire, c'est toujours du travail. De toute façon, on ne discute pas les théories personnelles, point.



C'est écrit en vert, merci d'en tenir compte.

[invite69406436]

Bonjour
1- On ne connaît pas la taille de l'univers réel ni même si la question un sens
2- L'univers accessible (de 35 à 50 Md d'années lumières de rayon autour de nous) est considéré comme plat cela ne veut pas dire que l'univers réel soit plat il peut être plat et infini ou de courbure positive et fini dans ce cas il est une hyper-sphère à 3 dimensions si j'exclue le temps, qui est difficile à se représenter. La meilleure analogie est celle de la terre en enlevant une dimension (l'altitude)dans ce cas localement on peut considérer que la terre est plate et y appliquer la géométrie euclidienne. Pour résumer un espace plat est une approximation locale d'un espace qui peut être de forme quelconque.
2- Les trous noirs débouchant sur un autre univers sont une solution théorique possible mais improuvable pour le moment donc une spéculation,il en est de même des multivers.

[LeMulet]

Plutôt à https://en.wikipedia.org/wiki/World_line

C'est ça (j'ai eu un planté de clavier qui a corrompu le lien).
Mais bon, celui qui s'intéresse vraiment à la question, il a bien vu que ce lien se trouve sur la page de l'angle de Planck (mais les deux n'ont rien à voir bien entendu...)

En tous cas à partir de là, il y a toutes les explications pour se faire une idée du (des) cadre physico-mathématique dans lequel (ou pas..) on doit placer quelque-chose, mais je vois qu'on ne peut pas en discuter sereinement, le but apparemment n'est pas ici d'apprendre quelque-chose (je supposerais donc jusqu'à preuve du contraire que personne n'a ici une idée claire de la question)
.

[manukatche]

Gilgamesh a écrit :

les forums de Futura ne sont pas le lieu pour exposer des théories personnelles.

J'ai juste projeté ma vision pour que quelqu'un me dise si je me plante et pourquoi. Je n'ai aucune prétention d'exposer des théories puisque je suis un noob

essaye de la comprendre cette science avec le modèle qu'elle propose, qui est assez simple

Je n'ai apparemment pas réussi à "voir" l'univers correctement , malgré toutes les explications et vidéos que j'ai pu voir sur la toile ( et en particulier sur ce forum ). C'est simple pour quelqu'un qui arrive aisément à interpréter une formulation mathématique mais j'ai bien précisé que j'ai besoin d'une représentation graphique. C'est pas facile pour moi et c'est pas facile pour les "cerveaux" de ce forum qui s'efforcent de vulgariser sans trop déformer la réalité.

Saurais tu me dessiner l'univers depuis "l'extérieur" tel que les formules mathématiques te le font imaginer ?

[manukatche]

Viiksou ok je tiens en compte ta réponse je n'ai pas compris le terme " accessible ". Si c'est accessible aux télescopes alors je bloque car on ne voit pas au delà de 13.4 AL. Avant c'est le fond diffus si j'ai bien compris...

[manukatche]

Le mulet a écrit :

(je supposerais donc jusqu'à preuve du contraire que personne n'a ici une idée claire de la question)

+1 c'est aussi mon impression

[Gilgamesh]

Gilgamesh a écrit :



J'ai juste projeté ma vision pour que quelqu'un me dise si je me plante et pourquoi. Je n'ai aucune prétention d'exposer des théories puisque je suis un noob



Je n'ai apparemment pas réussi à "voir" l'univers correctement , malgré toutes les explications et vidéos que j'ai pu voir sur la toile ( et en particulier sur ce forum ). C'est simple pour quelqu'un qui arrive aisément à interpréter une formulation mathématique mais j'ai bien précisé que j'ai besoin d'une représentation graphique. C'est pas facile pour moi et c'est pas facile pour les "cerveaux" de ce forum qui s'efforcent de vulgariser sans trop déformer la réalité.

Saurais tu me dessiner l'univers depuis "l'extérieur" tel que les formules mathématiques te le font imaginer ?

Sur le fond j'ai bien compris, je coupe court simplement à une discussion stérile sur le modèle lui même.

Disons qu'il existe une forme d'ironie concernant la cosmologie qui fait que pour l'apprendre il faille se coltiner une géométrie différentielle à base d'espace courbé, et qu'au final, quand toute la réflexion cosmologique moderne a joué, on se retrouve avec l'espace simple qu'Euclide avait imaginé. C'est juste qu'il faut se représenter des rapport de distance vraimenr bien plus vertigineux que l'infini lui même. L'idée d'infini est une idée de paresseux : on compte 1, 2, 3, on passe à 1000 et zou, l'infini. Ici il faut entraîner sa paresse à imaginer que 2 puisse donner des millions de milliards dans la nanoseconde qui suit puis se calmer, c'est à dire imaginer une dynamique très vigoureuse non seulement du taux croissance de l'univers, mais de la variation de ce taux de croissance dans le temps et l'espace.

Individualisons 3 boules concentriques là dedans. Pas des surfaces pour réduire classiquement trois dimension en deux, de vrais volumes délimités par des surfaces sphériques. Donnons à la plus petite le nom d'Univers observable. A la moyenne, le nom de Pocket universe et à la plus grande le nom de Multivers. Il est, non pas très difficile mais pour le moment inepte de leur fixer leur taille respectives. Mais il n'est pas inepte de dire que ce sont séparés par de très grands ordres de grandeur. Donc allons y pour fixer notre esprit. A la plus petite disons la taille du proton, à la moyenne la taille de la Terre et à la plus grande celle de l'Univers visible. La rapport réels sont, dans l'idée qu'on s'en fait bien plus grand, vraiment plus grand, mais foin de prévention allons y comme ça.

La petite et la moyenne sphère sont dans l'idée qu'on s'en fait par la théorie de l'inflation, née du même épisode d'effondrement du taux d'expansion d'une valeur très élevée à une valeur bien plus petite en un point (plus petit que le diamètre d'un proton, en vrai) du Multivers. Pendant le temps de l'effondrement du taux d'expansion on imagine à l'échelle que notre univers atteignait une taille des milliards de fois inférieure à la taille d'un proton et que le reste du volume astreint à ce taux d'expansion ralentit atteignait le milliardième de la taille de la Terre. Puis tout ceci s'est développé en une dizaine de milliards d'années pour que notre Univers atteigne sa taille actuelle (celle d'un proton à cette échelle) et que le pocket univers atteigne la taille de la Terre. Le Multivers extérieur quand à lui, déjà extraordinairement vaste, continue de croître sans se départir de sa vigueur initiale si ce n'est que son taux d'expansion ne cesse de s'effondrer en tout point. Situation étrange, mais qui se résout si on pense que chaque région qui voit son taux d'expansion baisser est quand même en croissance et qu'une fluctuation quantique est capable en chaque instant, ici ou là, de lui redonner localement un taux d'expansion supérieur au taux initial. De sorte que de partout le Multivers donne naissance à des univers en croissance ralentit tout en croissant lui même à un taux effréné.

Dans tout ça il n'est pas de question compliqué de courbure, ni de topologie à se poser. Ce sont juste des boules très grandes qui grandissent les unes dans les autres, les deux plus petites en principe au même rythme et la plus grande de manières plus vigoureuse et chaotiques. Ça reste une image un peu risquée de l'univers né de l'inflation mais c'est une façon j'espère pas trop scandaleuse de se représenter à l'échelle la plus large le grand Tout tel qu'on se le représente.

[choom]

Merci Gilgamesh pour cet ´instantané' visuel de l'état des connaissances actuelles de la cosmologie.

Cela doit être extraordinairement difficile de laisser tomber de ce que vous avez appris et découvert au fil des ans, pour ne transmettre, en se retenant absolument d'argumenter ou d'expliquer, que le millième compréhensible par le commun des mortels... mais je pense témoigner au nom de beaucoup de curieux néophites qu'on savoure le résultat. Au plaisir de vous lire encore...
Choom

[manukatche]

Ok ça devient clair je commence à entrevoir la vision dynamique de ce fameux grand tout.

Je zoome et dezoome quasi instantanément de la particule à plus que l'infini avec les 3 sphères de ton exemple. C'est une véritable gymnastique cérébrale j'ai mal au crâne et bien sûr je n'arrive pas à visualiser la limite du "multivers".

Pourrais tu stp dessiner la création d'un univers par les fluctuations quantiques? Je n'arrive pas à visualiser ce détail.

Par avance merci pour ton effort de vulgarisation et le partage des tes connaissances

[manukatche]

C'est bon j'ai une image :



Et les univers parallèles , comment les vois tu dans cette représentation avec les 3 sphères?

[papy-alain]

Merci Gilgamesh pour cet ´instantané' visuel de l'état des connaissances actuelles de la cosmologie.

Cela doit être extraordinairement difficile de laisser tomber de ce que vous avez appris et découvert au fil des ans, pour ne transmettre, en se retenant absolument d'argumenter ou d'expliquer, que le millième compréhensible par le commun des mortels... mais je pense témoigner au nom de beaucoup de curieux néophites qu'on savoure le résultat. Au plaisir de vous lire encore...
Choom

+1 Je suis sûr que l'unanimité des lecteurs partage cet avis.

[LeMulet]

+1 Je suis sûr que l'unanimité des lecteurs partage cet avis.

Bien sûr, pour une classe du collège (je ne parle pas du Collège de France...) c'est acceptable.

Mais sinon, petite question, à 13.7 Milliards d'années lumière de nous, c'est comment pour un observateur qui s'y trouve ?
Il est dans LE passé (), en plein dans le big bang d'après vous ? Le pauvre, et qu'est ce qui doit penser de nous...(enfin lui il a peut-être réfléchi à la question )

[Amanuensis]

Mais sinon, petite question, à 13.7 Milliards d'années lumière de nous, c'est comment pour un observateur qui s'y trouve ?

La question n'a pas de sens clair. Y répondre en a encore moins.

[Deedee81]

Salut,

Saurais tu me dessiner l'univers depuis "l'extérieur" tel que les formules mathématiques te le font imaginer ?

L'univers, c'est tout, par définition même du mot univers. Il n'y a donc pas d'extérieur (avec ou sans guillemets) et en particulier, il n'a pas de bord.

Toute représentation est donc fallacieuse. On trouve toutes sortes de représentation en vulgarisation, la plus habituelle est dire "univers = comme la surface d'une sphère, mais en 3D, attention, rien que la surface, pas la sphère elle-même". Mais ces représentations ont des limites qui peuvent s'avérer plus ennuyantes qu'être une aide, hélas.