L'infiniment grand ...

[inviteca0daec6]

Je pense à un truc depuis quelques instants, et si nous étions faux de quelques milliards d'années lumière pour tout ce qui concerne les "limites" de l'univers...

Imaginons un instant que l'univers que nous "connaissons" ne serait en fait (à notre échelle) qu'un électron dans "l'univers de notre échelle" ...

Rien que le fait d'y penser me rend tout nerveux, je me demande si un jour notre cerveau sera capable de raison en terme de grandeur "absolue" afin de pouvoir correctement exposer les distances réelles entre le micro et le macro ...

Vous faites-vous ce genre de réflexion ?
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[MIMATA]

Je pense que oui, tout le monde s'est déjà posé la question mais je le répète, tout est relatif et ces notions d'échelles le sont par définition. Pour un microbe, un verre d'eau est un univers...pour une fourmis, une prairie est un univers, etc. Par contre, il ne faut pas tout confondre. Dans l'absolu, c'est à dire si l'on prend un élément de référence et que l'on compare le reste à cet élément, on écarte donc la possibilité de penser que l'on peut découvrir une galaxie de la taille d'une bille (allusion à Men in Black...qui a repris cette idée des univers en poupées Russes causant par là même le trouble dans les esprits).

On voit dans ta remarque que tu ne parviens pas à imaginer que notre univers est peut être infini, qu'il n'a pas de limites. Tu fais allusion (je pense) à la limite observable de notre univers (environ 15 miliards d'années) en laissant penser que si nous pouvions observer au-delà, nous verrions la limite...je pense que c'est là que tu te trompe d'où ton questionnement.

De plus, si tu prends en compte l'expansion de l'univers, alors ton histoire d'échelle n'a plus de sens.

Dans l'univers, TOUT EST RELATIF ! (je crois que je met ça dans tous mes posts... ). Nous sommes les éléments d'un ensemble plus vaste, lui même élément d'un ensemble plus vaste encore, il n'y a pas de boucle qui fait que le monde du macro devient le micro et qu'un nouveau macro apparait, lui même étant le micro de quelque chose... Bon, ça devient moins clair là... Les notion de macro et de micro sont arbitraires. Peut tu me dire ou commence le micro ? Où il s'arrête ? Pareil pour le macro ? La question est de savoir si il y a une limite à l'infiniment petit et une limites à l'infiniment grand... Comme pour beaucoup de chose en astro, la limite est celle des instruments qui servent à la mesurer : plus ils sont sensible, plus nous détectons de particules ou d'ensembles de particules de plus en plus petits ou grand... Quand bien même nous verrions cette limite...alors nous serions obligés de constater que nous sommes contenus dans un espace plus vaste que notre univers... et après ? Cet espace "plus vaste"...est-ce qu'il a une limite ? Est-il lui même contenu dans un espace encore plus vaste ? Question sans fin... Crois-tu que notre univers est la "brique de base" de "l'autre univers" qui contient le notre ? Leurs instruments de détection sont donc inadaptés pour nous détecter (comme nous le sommes pour voir l'infiniment petit). Je n'y crois pas....

Intuitivement, je dirais q'il y a une limite à l'infiniment petit. La "brique" de base, l'élément singulier, le fondement... Toujours intuitivement, je ne pense pas qu'il y ait de limite à l'infiniment grand. Les combinaisons d'éléments de base sont infinie et il est toujours possible de combiner les éléments de base en éléments plus complexes.

[invite8c514936]

Pour répondre sur un autre mode, si ta question est "quelles sont les limites aux échelles que la science donne à l'Univers", la réponse est assez simple :

Du côté "grand", du fait de la valeur finie de la vitesse de propagation de la causalité, il est impossible de savoir ce qui se passe/ce qui se trouve à des distances supérieures à la distance que peut parcourir la causalité pendant l'âge de l'Univers... Ca n'a pas de sens de se demander ce qu'il y a/ce qui se passe au-delà (on n'aura jamais la réponse).

Du côté petit, la limite de résolution des phénomènes physiques est liée à l'énergie qu'on peut fournir, d'après la physique quantique... Comme on dispose toujours d'une quantité limitée d'énergie, il y a une limite aux résolutions qu'on peut atteindre.

Une remarque à ce propos, les termes infiniment petit et infiniment grand qu'on rencontre très souvent un peu partout sont totalement dénués de sens, en tout cas quand on fait de la science...

[invite653c579e]

Ainsi je nous compare a un atome doter de telescopes toujours plus puissant et plus sophistiquer qui nous permet de regarde de plus en plus loin a chaque fois. Nous voyons d'abord d'autre systemes avec des électrons et des noyeau, puis nous regardons plus loin et en voyons d'autre, ainsi jusqua l'infinie, mais en fait l'atome n'a jamais sus que ce qu'il voyait etait une molécule d'oxyène, et qu'ensuite c'était du tissus pulmonaire, de la chair, de l'air, il ne faison que regarder toujors plus loin, sans ce rendre compte qu'il faisait partit d'un tout et que juste le fait d'être là et d'exister faisait vivre la bête dans lequel il se trouvait. Ainsi l'Univer possède une infinitées de dimension a une infinie échelle de grandeur, s'imbriquant l'un dans l'autre et ayant un lien entre eux, mais en étant tout a fait différent. Le rapport entre la masse et la matière est donc conserver E=MC2.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite8c514936]

Ce que tu décris serait très satisfaisant pour l'esprit, on peut même y voir une certaine esthétique. Makheureusement, ça ne marche pas comme ça. Nous ne sommes pas dur un atome. La physique qui régit les lois atomiques est dominée par des effets quantiques alors que celle qui régit les mouvements des planètes ne l'est pas du tout.
Il faut se méfier des analogies. Elles sont assez utiles pour faire comprendre des phénomènes qui se ressemblent, elles peuvent aussi permettre à l'intuition de deviner des choses, mais en dernier ressort une analyse rigoureuse du point de vue scientifique est nécessaire pour s'assurer du bien-fondé de cette analogie... Dans ce que tu décris, la dernière étape n'est pas franchie !

[invitedb5f9f42]

deep_turtle, tu ne te dis pas que peut etre les lois qui regissent les galaxies et les amas de galaxies entre entre eux ne sont pas du tout pareils a ceux qui regissent les planetes entres elles ?!!! c'est meme tres probable, deja qu'on distingue bien des limites aux lois qui s'appliquent a l'infiniment petit, a l'echelle humain et a l'infiniment grand (enfin ce qu'on arrive a en etudier reellement) alors dire qu'on est comme sur des atomes n'est pas si farfelu que cela.

[invite8c514936]

OK, excuse-moi, j'ai dû mal interpréter ton message. Je suis d'accord avec le fait que la physique des amas de galaxie peut être différente de celle des planètes... J'avais l'impression que tu disais que nous pourrions être les atomes de quelque chose de beaucoup plus grand, au sens ou la personne méga-géante qui nous regarderait verrait la Terre comme un atome...
Je n'ai pas dit que ce que tu disais étais farfelu ! J'ai l'impression que c'est une analogie de type "poétique" qui n'explique rien du point de vue scientifique, mais si l'on n'essaie pas de faire dire trop à cette analogie, pourquoi pas ?

[inviteb9b852ac]

Intuitivement, je dirais q'il y a une limite à l'infiniment petit. La "brique" de base, l'élément singulier, le fondement... Toujours intuitivement, je ne pense pas qu'il y ait de limite à l'infiniment grand. Les combinaisons d'éléments de base sont infinie et il est toujours possible de combiner les éléments de base en éléments plus complexes.

Mais, bon, comme tu le dis, il faut se méfier des intuitions. Donc à se titre j'ai autant de mal à concevoir un infiniment petit qu'un infiniment grand (comme évidemment tout le monde). Je dirais d'ailleurs que la combinaison d'éléments de base relève plus d'un 3ème infini : l'infiniment complexe, domaine qui montre de plus en plus qu'une approche réductionniste ne suffit pas à tout expliquer aux différentes échelles de l 'univers.

Une petite parenthèse : que pensez-vous de la T-dualité de la théorie des cordes qui dit en substance que l'infiniment grand est équivalent à l'infiniment petit ? Je trouve ce concept (bien sûr spéculatif) assez fascinant.

[invite8c514936]

Heu... Je suis pas spécialiste en théorie des cordes, mais je ne crois pas que la dualité dont tu parles dises ce que tu lui fais dire... Elle fait une correspondance entre la limite aux petites échelles d'une théorie et la limite aux grandes échelles d'une autre.
Et encore une fois, ça ne parle pas d'infiniment quoi que ce soit ! La physique ne parle que de quantités finies !

[inviteb9b852ac]

Elle fait une correspondance entre la limite aux petites échelles d'une théorie et la limite aux grandes échelles d'une autre.

Non, ce que tu cites est autre chose (en interprétant) : il s'agit des liens profonds entre les différentes théories des cordes des années 80. Au début étaient développées indépendemment plusieurs théories des cordes, ce qui laissait perplexe les chercheurs quant à l'unicité de la "bonne" théorie. Jusqu'à ce que Witten (si je me souviens bien) se rende compte d'une correspondance des théories des cordes 2 à 2 aux "limites" en quelque sorte. C'est ce qui fondamentalement a fait penser que ces théories n'était qu'une approximation d'une théorie plus globale : la théorie M.

La T-dualité exprime grosso modo que, physiquement, une corde de rayon R est équivalente à une corde de rayon 1/R. Cela ne supprime pas à proprement parler les infinis, mais rends des échelles très petites par rapport à la longueur de Planck équivalent à des échelles très grandes par rapport à la longueur de Planck.

Quant aux infinis, je suis bien d'accord avec toi, la physique (ou les physiciens plutot) ne les a jamais aimé (et moi, également). Etonnant d'ailleurs qu'il y a une seule exception qui dure depuis près de 80 ans : la géométrie de notre univers (espace infini dans le cas d'une courbure nulle ou négative).

[invite8c514936]

Merci pour cette précision sur la théorie des cordes, c'est effectivement à l'interprétation que tu fais de ce que j'ai dit que je faisais allusion...

Quant à l'infini que tu évoques en cosmologie, je vais faire le pénible mais non, le fait que l'Univers (ou plutôt sa modélisation...) soit infini ne joue absolument aucun rôle dans aucune prédiction physique. Ce qui compte c'est sa géométrie locale (à l'échelle de quelques gigaparsecs...).

[invitea7b7e4b2]

La puissance de la T-dualité ne permettrait elle pas d'offrir aux physiciens (enfin) la possibilité de concevoir un modèle unifié sur les différentes interactions qui lient la matière? Le graal de la "super force", dans laquelle on pourrait concevoir l'interaction gravitationnelle et l'interaction nucléaire forte liée? Qu'en penses tu?

[invitea7b7e4b2]

Quant à l'infini que tu évoques en cosmologie, je vais faire le pénible mais non, le fait que l'Univers (ou plutôt sa modélisation...) soit infini ne joue absolument aucun rôle dans aucune prédiction physique. .

D'autant plus qu'un univers infini n'exclue pas le fait qu'il puisse se répéter...

[inviteb9b852ac]

Quant à l'infini que tu évoques en cosmologie, je vais faire le pénible mais non, le fait que l'Univers (ou plutôt sa modélisation...) soit infini ne joue absolument aucun rôle dans aucune prédiction physique. Ce qui compte c'est sa géométrie locale (à l'échelle de quelques gigaparsecs...).

Euh, je n'ai pas bien compris, là. Veux-tu dire par là que ce n'est pas le modèle de notre univers qui permettent de définir les théories actuelles (modèles standard + relativité générale) ?
C'est justement le contraire ! Le modèle cosmologique de notre univers est une prédiction découlant de la relativité générale en extrapolant cette théorie classique (au sens local, différentielle) qui décrit localement notre espace-temps, pour étudier la forme globale de notre univers (avec soi-dit en passant des hypothèses indispensables, mais pas forcément réalistes, comme l'isotropie et l'homogonéité à grande échelle). Et ne pas oublier que la cosmologie est maintenant étroitement liée aux physiques des particules, d'où l'importance de l'étude du fond diffus cosmologique.
Il est vrai cependant que l'infini de l'univers n'est peut-être qu'une prédiction rédhibitoire de la relativité générale.

[invite8c514936]

Veux-tu dire par là que ce n'est pas le modèle de notre univers qui permettent de définir les théories actuelles (modèles standard + relativité générale) ?

Non, je ne veux pas dire ça du tout. Ce que j'essaie de dire, c'est que si tu remplaces ce modèle d'Univers par un autre qui n'en diffère que par sa géométrie à 1200 petaparsecs de nous, que pourquoi pas tu lui mets un bord à cet endroit-là, tu changes la courbure, tu le rends fini d'une manière ou d'une autre, ça ne changera absolument rien aux observations cosmologiques (CMB, objets distants, tout ce que tu veux). Encore une fois, son caractère infini n'a aucune importance ni aucun effet observable ! Si je me trompe, dis-le-moi, j'aimerais connaitre une observable quelconque qui permettrait de trancher sur la finitude de l'Univers.
Maintenant, si effectivement tu pars d'un principe d'isotropie et d'homogénéité et que tu mets ça dans la relativité générale, tu peux obtenir un Univers infini (à condition d'ailleurs de faire une hypothèse simple sur la topologie de l'Univers... On pourrait vivre dans un Univers plat mais fini, genre écan de Pac-Man), mais cet infini-là n'appartient pas à la physique. Pour essayer de faire une analogie, c'est comme si tu disais que le fait d'employer l'ensemble (infini) des entiers naturels pour compter des pommes de terre dans un sac introduisait un infini dans le comptage des pommes de terre... (désolé, j'ai pas trouvé moins débile, là comme ça...).

[inviteb9b852ac]

Hum, je comprends un peu mieux... Oui, tu as raison. Mais la courbure de l'univers est mesurable, car c'est une propriété intrinsèque, donc mesurable dans l'espace même. C'est ainsi que l'étude du fond diffus, résidu global de notre univers, est cruciale.
Ce qui est beaucoup plus sûr, c'est que si l'univers est suffisament grand, et en particulier plus grand que l'univers observable, alors on ne pourra jamais savoir si l'univers est fini ou infini. D'ailleurs, je ne vois pas comment on pourrait démontrer le caractère infini de l'espace de l'univers (c'est un peu comme prétendre que la courbure est strictement nulle, c'est impossible par l'expérimentation).
De toutes façons, je te rejoins sur les infinis, mais pour trancher le mieux serait donc de démontrer la finitude de l'espace, ce qui nous laisse un maigre espoir si l'univers est suffisamment petit.

[MIMATA]

Bravo les gars !

Moi j'ai très vite arrêté vu mon niveau. Je reste quelqu'un de...très basique...avec des intuitions que je tente de confimer ou d'infirmer. Je n'ai pas les connaissances scientifiques nécessaires pour comprendre toutes les subtilités des différentes théories imaginées ou imaginables. Je pige certains concepts mais faut pas trop m'en demander quand même. En tout cas, même si des fois on comprend plus rien, ça reste encore un peu compréhensible. Faites des effots supplémentaires pour être moins théorique ou compliqué pour que non seulement on vous comprenne mais en plus, peut être qu'on pourra "raccrocher" et refaire de ce post une discussions à plusieurs (même si 2/3 c'est déjà plusieurs...j'ai bon non ); Vu la tournure de la question d'Ekinoks, je pense qu'une réponse claire était attendu et on peut dire que la mission est en partie accomplie.
En tout cas, je trouve vos échanges cordiaux et "relativement" clair et je vous encourage à continuer en pensant aux autres incultes que bon nombre d'entre nous sommes malgrès nous (mais y'en a qui veulent apprendre des trucs quand même).


:confused: Et puis ce serait bien de savoir ce qu'en pense le 1er intéressé : Ekinoks (qui a posé la 1ère question et qui a disparut).

A bientôt sur des posts "accessibles" au communs des noeud-noeud dont je fais partie.

[MIMATA]

Du côté "grand", du fait de la valeur finie de la vitesse de propagation de la causalité, il est impossible de savoir ce qui se passe/ce qui se trouve à des distances supérieures à la distance que peut parcourir la causalité pendant l'âge de l'Univers... Ca n'a pas de sens de se demander ce qu'il y a/ce qui se passe au-delà (on n'aura jamais la réponse).

Juste un autre point...ce n'est pas parce qu'on ne peut pas avoir une réponse que ça n'a pas de sens de se poser la question correspondante si ?

Je comprends que se demander ce qu'il y avait avant le Big Bang n'ai pas de sens car par définition, avant le Big Bang, le temps n'existant pas, il ne pouvait pas y avoir d'avant... En revanche, là, quelque chose a dû m'échapper (encore...!). C'est quoi cette histoire de causalité qui galope ?

Merci de m'instruire...

PS : vous avez quoi comme formation ? Un DEA d'astrophysique ou juste un bac S et des années de passions ?

PS2 : moi je suis dans le tourisme...en lien avec l'astro bien sûr...

[invite3bc71fae]

L'avantage de la T-dualité pour expliquer ce qui s'est passé au environ du temps t=0, c'est que les physiciens cosmologistes qui ont travaillé dessus proposent des expériences réalisables pour comparer la validité de leur scénario par rapport à celui classique de l'inflation.

3 instruments futurs dont un satellite et deux détecteurs d'ondes gravitationnelles devraient pouvoir trancher parmi 3 scénarii possibles: Big-Bang avec inflation, pré-bigbang et univers "ekrynoptique" ou un truc comme ça (qui met en jeu des n-branes qui jouent les auto-tamponneuses) .

Il va donc falloir patienter quelques temps.

Quant aux scénarii proposés, ils soulèvent eux-même pas mal de questions.

Pré_bigbang: Les trous noirs de notre univers deviennent-ils des mini-univers et quelle est leur physique?
D'où vient l'énergie de l'univers qui serait à l'origine de notre univers?
Quel est le rôle joué par le temps dans ce scénario.

scénario "ekrynoptique": Qu'est-ce qui fait se rapprocher les n-branes?

[invite8c514936]

Faites des effots supplémentaires pour être moins théorique ou compliqué pour que non seulement on vous comprenne mais en plus, peut être qu'on pourra "raccrocher" et refaire de ce post une discussions à plusieurs

OK, message reçu... c'est pas évident, ceci dit, car visiblement les personnes qui discutent sur ce forum ont des acquis vraiment disparates en physique, certains sont lycéens ou collégiens, d'autres sont chercheurs... Quand une question assez détaillée se pose, la réponse fait souvent appel à des prérequis que tout le monde n'a pas. Mais tu as raison, c'est ce qui fait la richesse de ce lieu et je vais (nous allons ?) faire un effort dans ton sens !

C'est quoi cette histoire de causalité qui galope ?

Le théorie de la relativité nous dit que si quelque part, à un instant donné, quelque chose se produit, alors ce quelque chose ne peut pas avoir d'effet immédiatement dans son entourage, il faut le temps que ça se propage (le "ça", c'est la causalité). En fait la théorie de la relativité dit plus : elle dit que cette propagation ne peut pas se faire plus vite qu'une vitesse limite c. Il se trouve que la lumière se propage exactement à cette vitesse, c'est-à-dire qu'elle atteint la vitesse maximum (de quoi que ce soit) permise par la relativité.

Le sens de ma petite phrase

il est impossible de savoir ce qui se passe/ce qui se trouve à des distances supérieures à la distance que peut parcourir la causalité pendant l'âge de l'Univers...

aurait été évident si j'avais remplacé "causalité" par "lumière", mais on aurait pu répondre "ouais mais si un autre signal se propage plus vite que ça, on pourra détecter des choses plus lointaines". La réponse est non, rien ne peut se propager plus vite, si la théorie de la relativité a raison.

[invitea2f5421a]

Bonjour !
Nous nous appelons Laure et Clara, nous sommes en 1ere S & nous faisons un TPE sur l'infiniment petit et l'infiniment grand .. Nous avons vu que vous avez tous l'air de bien vous y connaitre a ce sujet et nous aimerions savoir si vous voudriez bien nous transmettre un peu de vos connaissances.
Nous avons déjà regardé des idées d'expériences notament l'expérience du cheveu & de la tache d'huile .. Mais nous aimerions bien trouver des expériences qui sont un peu plus scientifique.
Si vous pouvez nous aider merci beaucoup d'avance
A bientot.

[invitefd754499]

Bonsoir,

Nous avons déjà regardé des idées d'expériences notament l'expérience du cheveu & de la tache d'huile .. Mais nous aimerions bien trouver des expériences qui sont un peu plus scientifique.

L'expérience de Franklin ?
C'est tout de même scientifique !

Cordialement,