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l'energie totale de l'univers est-elle egale à zero et pourquoi?



  1. #1
    debroglie66

    l'energie totale de l'univers est-elle egale à zero et pourquoi?


    ------

    bonsoir!





    il parait d'après le livre de John Gribbin"le chat de Schodringer" qu'Einstein s'aperçut que l'energie totale de l'univers etait egale à zero en traversant une rue fréquentée et faillit etre ecrasé!
    un astrophysicien peut-il me repondre,celà a t-il à voir avec les particules virtuelles et l'inégalité d'heisenberg delta e delta t supérieure à h barre?




    merci d'avance!

    -----

  2. #2
    Deedee81

    Re : l'energie totale de l'univers est-elle egale à zero et pourquoi?

    Bonjour,

    Citation Envoyé par debroglie66 Voir le message
    il parait d'après le livre de John Gribbin"le chat de Schodringer" qu'Einstein s'aperçut que l'energie totale de l'univers etait egale à zero en traversant une rue fréquentée et faillit etre ecrasé!
    Je ne connais pas cette anecdote.

    Classiquement je dirais que l'énergie de l'univers est non nulle. L'énergie de masse est positive, l'énergie du rayonnement est positive,.... Donc le total est positif.

    Pour l'énergie de gravitation c'est plus difficile à définir car c'est une énergie potentielle, on peut fixer sa valeur à une constante près. En en relativité générale, l'énergie gravitationnelle totale est une quantité très mal définie.

    Par contre, on peut ajouter arbitrairement un terme aux équations appelé constante cosmologique (arbitrairement car c'est une possibilité restant ouverte et que permettent les équations). Elle a les mêmes unités qu'une densité d'énergie et elle peut être négative.

    L'anecdote fait peut-être référence aux modifications qu'Einstein à fait à ses équations (en ajoutant cette constante cosmologique) afin d'avoir une solution stationnaire (il pensaient comme beaucoup à l'époque que l'univers était immobile et éternel). Après la découverte de l'expansion il a qualifié ça de "plus grande erreur de sa vie" !

    Mais je ne saurais dire si, avec cette modification, cela correspondait à une densité d'énergie totale égale à 0. C'est possible. Mais si c'est bien le cas, alors, l'énergie totale de l'univers n'est pas nulle puisqu'on sait que cette solution stationnaire est fausse !!!!

    Citation Envoyé par debroglie66 Voir le message
    un astrophysicien peut-il me repondre,celà a t-il à voir avec les particules virtuelles et l'inégalité d'heisenberg delta e delta t supérieure à h barre?
    Peut-être car il semble bien maintenant (accélération de l'expansion) que cette constante cosmologique soit bien là et assez fortement négative (restons prudent car tout ça est récent). Or on soupçonne (spéculer serait sans doute un terme plus approprié) que cela à avoir avec l'énergie du vide (elle-même due aux fluctuations quantiqies du vide, et ça c'est lié au principe d'indétermination de Heisenberg).

    (cette constante provoquant l'accélération "serait" plus importante que la densité de matière, la matière noire inclue, donc, même négative, cela ne saurait pas donner une densité totale égale à 0)

    Problème : l'énergie du vide est infinie !!!! En théorie quantique des champs on s'en sort car les termes (dans les équations) faisant intervenir le vide s'annulent systématiquement. On pose donc cette énergie égale à zéro, et basta.

    Si on prend en compte la limite de Planck (limite assez naturelle), on obtient une énergie finie mais colossale. Bien trop grande (et le mot est faible). La valeur reste absurde (la moindre fluctuation provoquerait la naissance de trous noirs tellement cette énergie est grande, on serait noyé dans les trous noirs).

    Quelques progrès théoriques ont été fait mais pas beaucoup. Les "théories candidates" (à l'unification de la gravité et des autres interactions fondamentales) sont encore trop peu matures pour répondre.

    Et expérimentalement le mieux sera sans doute d'améliorer les mesures de la constante cosmologique pour en déterminer ses caractéristiques (valeur exacte, varie-t-elle dans le temps, etc.)

    Ceci n'empêche pas de spéculer mais, bon, en l'absence de données expérimentales précises et/ou de théories rigoureuses et validées, ça ne fait pas beaucoup avancer le schmilblick
    Tout est relatif, et cela seul est absolu. (Auguste Comte)

  3. #3
    debroglie66

    Re : l'energie totale de l'univers est-elle egale à zero et pourquoi?

    bonjour Deedee81!



    j'ai repris ce livre et la seule indication a la revelation d'Einstein est que la gravité serait négative!
    je ne sais pas ce que cela veut dire!se fourvoit-il ,je ne sais!







    bien cordialement!

  4. #4
    Deedee81

    Re : l'energie totale de l'univers est-elle egale à zero et pourquoi?

    Citation Envoyé par debroglie66 Voir le message
    j'ai repris ce livre et la seule indication a la revelation d'Einstein est que la gravité serait négative!
    je ne sais pas ce que cela veut dire!se fourvoit-il ,je ne sais!
    Faudrait toujours se méfier des livres de vulgarisation

    Ce qui compte avec la gravité ce sont les variations d'énergie potentielle. Et celle-ci est définie à une constante près.

    L'énergie de gravité (je reste dans le cadre newtonien, c'est plus simple et la problématique n'est guère différente en RG) c'est :
    V = m.g.h + C
    où m est la masse, g l'accélération de pesanteur, h la hauteur et C une constante quelconque.

    Cela donne l'énergie potentielle de gravitation d'un corps.

    Exemple : une pomme tombe de la hauteur h, à la hauteur 0. L'énergie fournie par la gravité sera sa valeur au début moins sa valeur à la fin :
    E = (m.g.h + C) - (m.h.0 + C) = m.g.h + C - C
    = m.g.h

    cette valeur, positive, est convertie en énergie cinétique. Et comme tu vois 'C' disparait dans l'opération.

    Il est donc abusif de parler "d'énergie négative".

    Par contre, comme C est arbitraire, on prend souvent comme convention que l'énergie potentielle de gravitation est nulle à très grande distance (à l'infini), quand la gravité n'agit plus. C'est une convention sommes-toutes assez naturelle.

    Disons par convention que je choisi C = -m.g.H. H étant "très haut" (normalement 'g' varie aussi, mais je simplifie). Dans ce cas, "très haut", l'énergie potentielle sera V=0 (m.g.H - m.g.H). Et plus bas, près du sol, disons quanf h=0, on aura V=-m.g.H

    Donc l'énergie potentielle peut être négative (convention souvent adoptée pour les "énergies de liaison", également en électromagnétisme, nucléaire, etc.). Cela veut dire qu'on doit fournir de l'énergie pour "briser" la liaison (soulever la pomme).

    Mais le fait que ce soit négatif n'est pas vraiment transcendental. C'est jamais qu'un signe '-', n'est-ce pas ?

    Voilà une des raisons pour laquelle parler de "l'énergie totale de l'univers" n'a, ma foi, pas beaucoup de sens. Ca t'étonne qu'elle soit 0 ? Alors ajoute lui une valeur, elle n'est plus égale à 0 et ça ne changera pas la physique
    Tout est relatif, et cela seul est absolu. (Auguste Comte)

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