Big-bang : énergie noire ou énergie du vide? :?

[pititefille95]

Boujour.
Etant une élève de terminale S et ayant choisi comme sujet de TPE le Big-bang, j'ai une question dont je ne trouve pas la réponse : l'énergie noire et l'énergie du vide désignent-elles la même chose? Sachant que toutes 2 s'opposent à la gravité et sont liées à la constante cosmologique d'Einstein.
Merci.

[AurelAlex]

Bonjour,

Pas du tout !

L'énergie du vide est un phénomène quantique. En fait, en physique quantique, même en l'absence de toute particule ou de tout rayonnement, l'Univers peut être considéré comme rempli de particules virtuelles.

Il ya alors deux manières de le voir :

le vide est alors le siège d'interaction entre ces particules : l'énergie de l'ensemble de ces interactions est alors appelée énergie du vide,

une autre manière de le voir est de savoir qu'en physique quantique, on ne peut avoir d'énergie nulle qui entrainerait une violation de la première inégalité d'Heisenberg. Ainsi il y a nécessairement une énergie minimal, mais non nulle, dans le vide, énergie que l'on appelle énergie du vide.

On démontre rigoureusement que ces deux raisonnements sont indentiques.

Concernant par contre l'énergie noire, là c'est beaucoup plus délicat car... on n'a pas la moindre idée de ce dont il s'agit !!!!

Je m'explique en résumant la situation : on s'est apercu que l'expansion de l'univers était en accélération, que pour cela il fallait une énergie, que l'on a appelé énergie noire qui représenterait 95 % de l'énergie de l'univers. Problème : qu'est-ce que c'est ???

Cette énergie noire a déjà permi de resusciter la constante cosmologique dont Einstein avait dit peut être un peu vite que c'était la plus grande erreur de toute son existence...

En effet, les équations de la relativité générale prévoient un univers en expansion ce qui ne plaisait pas à Einstein. Il a alors rajouter à ses équations une constante négative qui permet d'obtenir un univers statique (ie qui ne grandit ni ne retrecis). Puis Hubble découvrit l'expansion de l'univers donc on supprima cette constante des équations.
Puis on decouvre qu'il est en expansion accéléré... alors on remet la constante positive cette fois !

Et cette constante nécessite qu'une énergie soit fournit pour que l'univers puis s'étendre : c'est ainsi que la constante cosmologique est associé à l'énergie noire.

Quant à savoir ce que c'est on ne sait pas trop... Serait-ce l'nrj du vide... peut-être mais ce serait étonnant. En fait, si c'était cela, elle devrait être 10^60 fois supérieure à ce que l'estime les astrophysiciens...

C'est toutefois la possibilité la plus probable... Pour pallier à ce problème qui est que les astrophysiciens ne trouvent pas assez d'énergie, il y a une solution ! On peut caractériser l'énergie du vide par le rapport de sa pression sur sa densité. Si on trouve -1 en calculcant ce rapport pour l'énergie noire, alors ce sera l'énergie du vide et l'on aura résolu l'un des grands problèmes de ce siècle. De nombreuses études sont en cours sur ce sujet.

Toutefois, de récentes études montrent que cette "constante cosmologique" serait en fait peut être... variable ! En quel cas le problème se corse et on ne comprend plus bien ce à quoi correspond l'énergie noire...

Sachant que 95% de l'univers est de l'énergie noire, la recherche dans ce domaine est primordiale ce qui explique les très nombreuses recherches à son sujet.

A bientôt
Aurélien

[AurelAlex]

Pour plus d'infos sur le sujet, un excellent article très abordable en terminale est paru dans l'édition de février 2003 de la Recherche :

"Et pourtant il accélère"
de Jacques-Olivier Baruch
p.34 à 38
(il n'est malheureusement pas disponible librement sur Internet sauf pour les abonnés, il faut donc acheter la version papier)

Si tu veux plus d'infos, n'hésite pas !

@+
Aurélien

[pititefille95]

Merci beaucoup.

Toutes ces infos vont beaucoup m'aider, de plus, pour ce ki est de "la recherche", mon prof y est abonné dc je sui sur k'il va bien vouloir nous le prêter.

@ +!


[/quote]

[sisi68]

bonjour a tous!
voila je vous dis quel est mon probleme!
je suis en 1ereS et nous devons faire des tpe!!mon groupe avons choisis le big bang comme theme!!!mais le tres tres gros probleme c'est qu'on trouve pas la problematique!!!! enfete ça doit etre un tpe bidisciplinaire et la problematique doit confronter des elements et inciter au debat!!!
bon voila en clair je pense que vous aurez capté que je bloque totalemen!!!merci de m'aidé!!

[Gwyddon]

C'est très simple : laisse tomber ce sujet, car il est très difficile à maîtriser, et n'offre pas réellement d'approche bi-disciplinaire (hormis maths/physique, mais les équations de la cosmologie primordiale sont hors de portée pour n'importe quel étudiant en-deça du DEA, alors pour des élèves de lycée..)