Big crunch, théories unificatrices et masse de l'univers

[Seirios]

Bonjour à tous,

A l'heure actuelle, plusieurs théories unificatrices, comme la théorie des cordes ou la théorie quantique à boucle (ou LQG, Loop Quantum Gravity), prévoient une sorte de rebondissement de l'univers suite au big crunch.

Mais il y a quelque chose que je ne comprends : Si l'univers était isolé, alors il devrait y avoir la même quantité d'énergie dans l'univers actuel et dans l'univers précédent le big crunch. Et par conséquent, la densité d'énergie devrait avoir atteindre la valeur critique, ce qui destinerait notre univers à big crunch, ce qui n'est pas retrouvé dans les observations...

Quelqu'un pourrait-il m'aider ?

Merci d'avance
Phys2
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[alain_r]

Bonjour à tous,

A l'heure actuelle, plusieurs théories unificatrices, comme la théorie des cordes ou la théorie quantique à boucle (ou LQG, Loop Quantum Gravity), prévoient une sorte de rebondissement de l'univers suite au big crunch.

Mais il y a quelque chose que je ne comprends : Si l'univers était isolé, alors il devrait y avoir la même quantité d'énergie dans l'univers actuel et dans l'univers précédent le big crunch. Et par conséquent, la densité d'énergie devrait avoir atteindre la valeur critique, ce qui destinerait notre univers à big crunch, ce qui n'est pas retrouvé dans les observations...

Quelqu'un pourrait-il m'aider ?

Merci d'avance
Phys2

Oubliez ces histoires de conservations de l'energie, elles n'ont essentiellement rien a voir avec ce qu'il se passe dans un univers en expansion. La conservation de l'energie en mecanique classique est une propriete intrinsequement liee au fait que l'on suppose que l'espace est statique. On ne peut donc la transposer a la cosmologie ou l'espace est en expansion. De ce fait, il n'y a quasiment jamais conservation de l'energie quelle que soit la facon dont on definit ce concept en cosmologie.

[Seirios]

Donc encore un préjugé de la mécanique classique...Mais je ne cependant pas pourquoi la conservation de l'énerige peut ne pas s'appliquer dans un univers en expansion

[alain_r]

Donc encore un préjugé de la mécanique classique...Mais je ne cependant pas pourquoi la conservation de l'énerige peut ne pas s'appliquer dans un univers en expansion

On peut retourner le problème : savez-vous pourquoi on peut d'habitude appliquer la conservation de l'énergie ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Calvert]

Salut!

Une question pour les spécialistes de cosmo. Cette assertion est-elle valable:

En mécanique classique, la conservation de l'énergie peut se montrer via le théorème de Noether, et implique une symétrie temporelle. Ce n'est pas valable pour un univers en expansion.

Merci!

[alain_r]

Salut!

Une question pour les spécialistes de cosmo. Cette assertion est-elle valable:

En mécanique classique, la conservation de l'énergie peut se montrer via le théorème de Noether, et implique une symétrie temporelle. Ce n'est pas valable pour un univers en expansion.

Merci!

"Symétrie temporelle" n'est pas clair. Il faudrait remplacer par "invariance par translation dans le temps". D'autre part, la conservation de l'énergie n'implique pas l'invariance par translation dans le temps. C'est plutôt la réciproque qui a un sens (symétrie => conservation).

[Calvert]

C'est vrai, merci!

[Seirios]

On peut retourner le problème : savez-vous pourquoi on peut d'habitude appliquer la conservation de l'énergie ?

Non ...

[Coincoin]

Salut,
La conservation de l'énergie provient d'un principe très puissant en physique théorique : le théorème de Noether. Il relie chaque symétrie du problème à une grandeur conservée.
Par exemple, l'invariance par translation dans le temps est reliée à la conservation de l'énergie, celle par translation dans l'espace à la conservation de l'impulsion, celle par rotation à la conservation du moment cinétique, l'invariance par transformation de jauge à la conservation de la charge électrique, ...

Sauf qu'en cosmologie, on n'a plus d'invariance par translation dans le temps à cause de l'expansion de l'univers. Du coup, rien ne garantit la conservation de l'énergie.
Tu peux par exemple voir que si tu prends un univers vide avec une constante cosmologique, la densité d'énergie est constante, donc l'énergie d'un volume donné augmente lorsque ce volume s'expand.

On peut rajouter à ça le fait qu'on ne puisse pas définir de manière globale l'énergie totale de l'univers car ça dépend du référentiel.

[Seirios]

OK merci beaucoup

[BlackMatter]

Bonjour,

Je ne suis pas tout a fait d'accord CoinCoin... Enfin, je suis d'accord mais j'ai envie de chipotter un peu.
Tu ne peux pas dire que la densité d'energie est constante tout en disant qu'elle augmente d'en un volume du fait de l'expansion...
Si on prend le volume V0 à l'instant T0 (disons 1m3) et qu'il y a expansion alors ce volume V0 au bout d'un temps T1 (disons 1 milliard d'années après) ne fait plus 1m3 mais 2 (V1=le volume "expansé")... Donc le volume a changé donc tu peux pas comparer sauf à dire que V0!=V1 mais à 2*V1 et que donc la densité d'energie est resté constante.
La question que je me pose c'est "est ce que la taille de plank est constante" ? Je me pose cette question parce que cherche un referentiel en terme de taille constant quelquesoit T.

Bon ben voilà...

[Coincoin]

Ce que je dis, c'est que la densité est constante (par propriété de la constante cosmologique) alors que le volume augmente. Donc l'énergie n'est pas constante.

La taille de Planck serait une taille caractéristique dans une théorie de la gravitation quantique. Or cette théorie remettrait sans doute en question ces considérations simples de relativité générale.