Dans quoi l'univers s'expand-il ?

[invite1ab59cc3]

Si l'univers s'expand , cela signifie que son co-volume augmente.
Mais s'il augmente cela signifie, qu'il occupe un plus grand espace après qu'avant.
Donc qu'il y a un lieu pré-existant à cette expansion. Pour qu'un espace plus grand soit généré il faut qu'il y en ait la possibilité...
Dans quoi l'univers s'expand-il ? Est-ce un vide de matière/énergie ?
L'idée que l'univers s'expande dans quelque-chose qui n'est pas vide de tout a t-elle un sens ?
La question peut-elle se poser en ces termes ?

Cordialement,
Mumyo
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[Bruno]

Dans quoi l'univers s'expand-il ?

Dans lui-même, puisque l'univers est défini comme tout ce qui existe.

[invitebd2b1648]

Salut !

Selon moi, tu ne peux pas poser cette question avec ces termes !

Dans quoi l'univers s'expand-il ?

A ceci je répondrais par : l'Univers s'expand lui-même !

Cordialement

Edit : croisement

[invite88ef51f0]

Salut,

Mais s'il augmente cela signifie, qu'il occupe un plus grand espace après qu'avant.
Donc qu'il y a un lieu pré-existant à cette expansion

C'est ce "donc" qui fausse tout. Ce n'est pas parce que le volume de l'espace a augmenté qu'il pré-existait un rab de volume.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitebd2b1648]

Salut Coincoin !

Alors ...

Peut-on dire qu'il y a création d'espace-temps ?

Cordialement

[Bruno]

Rajoutons enfin qu'il existe un fil de 11 pages dédié à cette question : http://forums.futura-sciences.com/thread37975.html

[physeb]

Juste une petite remarque sur la première phrase: le covolume n'augmente pas par effet d'expansion par définition des coordonnées comobiles.

[Gilgamesh]

Salut Coincoin !

Alors ...

Peut-on dire qu'il y a création d'espace-temps ?

Cordialement

C'est le principe même de l'expansion.

a+

[invitebd2b1648]

Merci Gilgamesh !

J'voulais être sûr de pouvoir le dire en ces termes !

Cependant je me demande, le "rien ne se perd, rien ne se créé, tout se transforme" de Lavoisier ne peut pas être appliqué à l'Univers alors ... ?

Cordialement !

[physeb]

En effet, il n'y a pas conservation globale de l'énergie.

[invitebd2b1648]

Merci physeb !

Cependant pourrais-tu développer, je suppose que s'il n'y a pas conservation globale de l'énergie, c'est qu'il y a diminution ou gain d'énergie !

Donc selon moi, c'est plutôt d'une diminution de l'énergie globale qui est observée, donc, mais où diable passe cette énergie ?

Dans la création d'espace-temps, dans l'accélération de l'expansion de l'Univers, est-ce l'énergie noire qui augmente au cours du temps ? etc ... ???

Ou alors cela veut dire que la thermodynamique ne peut tout simplement pas s'appliquer à l'échelle de l'Univers !

Comment savoir ?

Cordialement

[invité576543]

Bonsoir,

Cependant pourrais-tu développer, je suppose que s'il n'y a pas conservation globale de l'énergie, c'est qu'il y a diminution ou gain d'énergie !

C'est plutôt la difficulté de calculer, et même de définir, une quantité "énergie de l'Univers à un moment donné". Ce qui, on l'admettra, rend difficile de parler de conservation, de diminution ou de gain!

Les difficultés sont multiples, ne serait-ce que "moment donné" ou "énergie" ou ce qu'on appelle Univers, ou la possibilité de connaître une intégrale quelconque sur l'Univers, etc.

Ou alors cela veut dire que la thermodynamique ne peut tout simplement pas s'appliquer à l'échelle de l'Univers !

Pourquoi ne s'appliquerait-elle pas? La difficulté n'est pas nécessairement la thermo, mais la notion de système fermé ou isolé et l'application de tels termes à l'Univers.

Cordialement,

[invitebd2b1648]

Merci Michel !

Plusieurs questions me viennent :

C'est plutôt la difficulté de calculer, et même de définir, une quantité "énergie de l'Univers à un moment donné". Ce qui, on l'admettra, rend difficile de parler de conservation, de diminution ou de gain!

Les difficultés sont multiples, ne serait-ce que "moment donné" ou "énergie" ou ce qu'on appelle Univers, ou la possibilité de connaître une intégrale quelconque sur l'Univers, etc.

Pourtant on sait très bien définir l'énergie noire qui accélère l'expansion de l'Univers (même si on ne sait toujours pas ce que c'est ! ) !
On parle de pourcentage matière/énergie pour l'Univers, donc c'est par rapport à un total ... non !?

Pourquoi ne s'appliquerait-elle pas? La difficulté n'est pas nécessairement la thermo, mais la notion de système fermé ou isolé et l'application de tels termes à l'Univers.

Bin justement ces termes sont fondamentaux en thermo, on doit tout d'abord définir le système (isolé, fermé ... ouvert) avant d'utiliser les lois de la thermo (ou alors j'ai rien compris à la thermo ! )
Le problème semble le fait qu'on arrive pas à définir le système "Univers", je me trompe ? Alors dans ce cas pourquoi parler de mort thermique de l'Univers ... finalement on en sait rien de l'évolution du système Univers, sauf qu'on part du principe qu'il y a l'énergie noire (voir plus haut) !
Pour moi, la citation de Lavoisier s'applique à la thermo et c'est ce qui la caractérise (d'où l'impossibilité du mouvement perpétuel) avec la définition de système !
Donc je me demandais s'il existait une thermodynamique relativiste (et quantique), il semble que oui puisqu'on parle d'entropie des trous noirs, mais dans ce cas on sait comment caractériser le système (il me semble ...) alors que l'Univers ... on ne sait pas le caractériser en tant que système (isolé, fermé ... ouvert) ...

Bref la thermodynamique pourrait-elle être caduque à l'échelle de l'Univers ?

Cordialement !

[physeb]

Bonsoir octanitrocubane,

tout d'abord une petite remarque sur l'énergie noire: on ne sait pas si bien que cela la définir. On monte des expériences pour la caractériser. Pour le moment, on se contente de prendre une constante cosmologique car cela colle aux données de l'univers proche (mouai tout est relatif, ce n'est pas si proche que cela). Si tu sais lire l'anglais et que tu as beaucoup de temps, je te conseil de lire le "Dark Energy Task Force" qui résume vraiment bien la situation ainsi que les perspectives sur l'énergie noire et les expérience dédiée futures.


Pour ce qui est de l'évolution du système Univers, on arrive tout de même à observer jusqu'à 12 milliards d'années én arrière. On arrive plutôt bien à reproduire l'évolution énergétique (bien que l'on ne soit pas forcément très réaliste pour la caractériqation de l'énergie noire). Dans l'état actuel des choses, on voit que l'expansion accélère, ce qui à introduit l'énergie noire. Dans le modèle du BigBang avec un constante cosmologique, cela revient à dire que l'énergie noire à commencer à prendre le pas sur le reste des énergies (Matière, rayonnement..) à partir de z=0.4 et que cela empire puisque la constante cosmologie implique une "densité d'énergie constante" dans les équations tandis que les autres diminuent avec l'expansion. Il vient donc comme scenario le plus probable à l'heure actuelle que l'Univers tend à se refroidir continuellement.

Maintenant, on ne peut pas certifier ce scénario tant que l'on ne connaitra pas la nature de cette énergie noire. On ne peut pas non plus être sur que rien d'autre ne se produira dans un futur lointain que l'on ne connait pas (même si la j'en doute personnellement )

Pour ce qui est de la thermodynamique appliquée à la cosmologie je sais que cela existe (et alors là c'est vraiment pas simple ) mais je ne peux pas t'en dire plus car les seuls articles que j'ai tenté de lire étaient hors de ma portée..

A plus

[invité576543]

Bonjour,

Pourtant on sait très bien définir l'énergie noire qui accélère l'expansion de l'Univers (même si on ne sait toujours pas ce que c'est ! ) !
On parle de pourcentage matière/énergie pour l'Univers, donc c'est par rapport à un total ... non !?

C'est un rapport, mais pas par rapport à un total. On peut le mesurer "localement", sur une partie de l'Univers. C'est une grandeur intensive. La quantité totale d'énergie (noire ou autre) c'est extensif, ça demande l'intégration de données locales sur tout l'Univers.

Bin justement ces termes sont fondamentaux en thermo, on doit tout d'abord définir le système (isolé, fermé ... ouvert) avant d'utiliser les lois de la thermo (ou alors j'ai rien compris à la thermo ! )

La thermo ne se limite pas à ces cas. Heureusement d'ailleurs, parce qu'aucun système n'est parfaitement isolé ou fermé!

Le problème semble le fait qu'on arrive pas à définir le système "Univers", je me trompe ?

On peut le définir sans que la définition soit opérationnelle, sans qu'on puisse faire des calculs dessus.

Alors dans ce cas pourquoi parler de mort thermique de l'Univers ...

Là encore, la distinction entre local et global est utile. De fait, nous n'avons accès qu'à une partie de l'Univers, l'Univers observable, ce qui n'est pas grand chose. Typiquement, on infère des propriétés globales de ces observations locales, par postulat d'homogénéité; et on se permet de présenter ces spéculations sous forme de phrase parlant de l'Univers "tout entier".

Bref la thermodynamique pourrait-elle être caduque à l'échelle de l'Univers ?

Qu'appelles-tu exactement "thermodynamique"? Ce qui pourrait ne pas s'appliquer sont des "lois", des formules, mais une branche de la physique???

Cordialement,

[Bruno]

Bonjour,

L'univers n'est donc pas un système isolé puisque vous dites
qu'il ne respecte pas le premier principe ? J'avoue avoir un
peu de mal, j'ai appris ce principe justement sur base de
l'univers.

Merci pour vos explications.

[invité576543]

Bonjour,

L'univers n'est donc pas un système isolé puisque vous dites
qu'il ne respecte pas le premier principe ?

Ce n'est pas exactement cela. C'est plutôt:

1) La définition d'un système isolé utilisé pour les systèmes à notre échelle ne se transpose pas facilement à l'Univers, pour différentes raisons, comme la relativité du temps ou l'expansion.

2) L'expression intégrale du premier principe à l'échelle de l'Univers n'est pas claire.

j'ai appris ce principe justement sur base de l'univers.

La relativité restreinte ou générale n'est pas prise en compte lorsqu'on "apprend" le "principe"...

Le premier principe s'exprime localement au premier ordre: si on prend un volume infinitésimal, la variation de l'énergie à l'intérieur du volume pendant une durée infinitésimale est égale à l'intégrale des flux sur la surface du volume pendant ladite durée (expression locale et différentielle du premier principe).

Avec un temps et un espace absolu, on peut intégrer sur un volume et une durée non infinitésimaux et on obtient l'expression intégrale du premier principe. Mais avec l'espace-temps de la relativité générale, cette intégration n'est pas aussi simple...

(Il me semble, à confirmer, que l'expression différentielle du premier principe reste valable en RR ou RG, donc que c'est l'intégration qui crée toutes les difficultés... D'où ma question sur "qu'est-ce que la thermodynamique?")

Cordialement,

[invitebd2b1648]

Merci à tous pour vos réponses !

A ceci je répondrais :

qu'est-ce que la thermodynamique ?

Je dirais une branche de la physique mais dont le cadre d'application n'est pas clair ...

La preuve :

La thermo ne se limite pas à ces cas. Heureusement d'ailleurs, parce qu'aucun système n'est parfaitement isolé ou fermé!

Alors dans ce cas, la thermo peut-elle se prétendre Universelle ?
Pour moi il y a aussi les grands principes de la thermo mais peut-on les dire Universelle ? L'Univers pourrait bien être LE mouvement perpétuel !

Bref, désolé chuis pas en état de poursuivre bien qu'il me reste beaucoup de questions en suspens ! Chuis en train de subir un changement de médicaments et ... c'est pô facile à vivre ! lol ... effet de sevrage et compagnie ...

Cordialement !

[invitec0deeed2]

Dans quoi l'univers est-il en expansion ? Dans l'infini de l'espace.
S'il est en expansion ici, ailleurs il est comprimé. Rien ne se perd rien ne se crée dirait Lavoisier.
Aussi immense que l'on puisse imaginer l'univers, il sera toujours infiniment petit face à l'infiniment grand.

[physeb]

Dans quoi l'univers est-il en expansion ? Dans l'infini de l'espace.
S'il est en expansion ici, ailleurs il est comprimé. Rien ne se perd rien ne se crée dirait Lavoisier.
Aussi immense que l'on puisse imaginer l'univers, il sera toujours infiniment petit face à l'infiniment grand.

Non, c'est une croyance et non une argumentation.

Dans la cosmologie on viole certains pricipes à grande échelle.

[Deedee81]

Bonjour,

C'est bizarre mon message n'est pas passé

Bon, je recommence.

Dans quoi l'univers est-il en expansion ? Dans l'infini de l'espace. S'il est en expansion ici, ailleurs il est comprimé.

Sur quoi te bases-tu pour affirmer cela (c'est contraire à l'observation et la théorie) ? Etant donné que :

Rien ne se perd rien ne se crée dirait Lavoisier.

La conservation de l'énergie ne suffit pas pour affirmer ce que tu dis plus haut, bien entendu.

[invite5456133e]

Je n'ai toujours pas trouvé le verbe s'expandre dans aucun dico. Ce mot fera-t-il bientôt son entrée à l'Académie française?

Cela a peu à voir avec le fil, mais le vocabulaire m'interpelle:
épandre (en 2D?), s'est épandu, épandage
expandre (en 3D?), s'est expansé, expansion
tout ça vient du latin expandere.
En remontant plus loin vers la racine indo-européenne, spannjann, francique reconstruit, a donné épanouir, s'est épanoui, épanouissement (et span en anglais).
L'épanouissement de l'univers, ce serait joli...
La logique du français continue à m'émerveiller!
Avec mes excuses pour cette incise hors sujet

Moi aussi avec mes excuses

[invite0ae7484a]

j'ai une petite question que je place ici pour ne pas ouvrir un nouveau topic..

Quand on dit que l'univers s'expand, en fait il crée de la nouvelle matiere au delà de sa limite ou alors il s'étire tout simplement ?

Et bizarrement je n'arrive pas à trouver sur le net la constante de vitesse de son expansion.

[Gilgamesh]

j'ai une petite question que je place ici pour ne pas ouvrir un nouveau topic..

Quand on dit que l'univers s'expand, en fait il crée de la nouvelle matiere au delà de sa limite ou alors il s'étire tout simplement ?

Il s'étire.

Et bizarrement je n'arrive pas à trouver sur le net la constante de vitesse de son expansion.

C'est H, la constante de Hubble.

[physeb]

bonsoir,

tout d'abord comment definis tu les "bords de l'univers"? Je pense que c'est la première question que tu dois te poser. Notre définition de l'univers est tout ce que l'on observe et ce que l'on imagine dans les théories (pour les dimensions supplémentaires par exemple). Or si tu défini un bord, tu considèr qu'il est contenu dans quelque chose d'autre.

En relat générale, on parle d'expansion de la métrique. Il faut plus voir cela comme un étirement en effet.

Pour ce qui est de la "vitesse d'expansion" elle n'existe pas. Ce que l'on observe est un effet intégré. Plus deux objets sont éloignés, et plus vite ils s'éloignent l'un de l'autre. On parle donc d'un "taux d'expansion" ce qui équivaut à une vitesse sur une distance. Localement, la valeur de ce taux est d'environ 70 (km.s-1)/Mpc

[GrisBleu]

Salut

ca doit etre la "constante" de Hubble
++

[invite5456133e]

Je vais remettre la cittation que j'avais déjà faite dans une autre discussion (L'espace est-il vraiment infini ?); ça doit marcher ici aussi.

“De fait, l'idée d'Univers fini n'a cessé d'être soumise aux critiques — en particulier à l'objection suivante. La finitude de l’Univers implique qu’il soit limité par une frontière et l’existence même d’une frontière implique celle d’un au-delà. D’où le dilemme: si l’Univers n’a pas d’au-delà, la notion de frontière n’a pas de sens; et s’il a un au-delà c’est la notion même d’Univers qui est en cause car “Univers” est synonyme de “tout” si bien qu’il ne peut rien avoir d’extérieur à l’Univers.
Aristote et Zhang Heng semblent s’être tous les deux arrêtés à cette critique et il est intéressant de constater qu’ils ont résolu la difficulté de façon semblable. Selon Aristote, la sphère des fixes n’est pas une frontière ordinaire car, dit-il, bien que cette frontière ait un intérieur et un extérieur, seul l’intérieur est constitué par le monde physique, l’extérieur étant le domaine de dieux. Au delà de la sphère des fixes, il y a encore trois autres couches différentes: la sphère de cristal, la sphère supérieure et la sphère du feu pur.[...]
Quant à Zhang Heng, il affirme, de façon analogue, que la sphère céleste possède un au-delà et que "de ceux qui ont traversé la frontière et qui se sont aventurés au-delà on ne peut rien savoir"[...]
Évidemment, du point de vue de la science moderne, les "dieux" ou "ceux dont on ne sait rien" ne suffisent pas à justifier un point de vue. Aussi ces idées n’ont-elles pas survécu à l’instauration de la science moderne.”
Fang Lizhi. Li Shuxian. La naissance de l’Univers; InterEditions.

Les idées n'ont pas survécu mais la question, elle, est toujours d'actualité.

Bonne journée quand même!

[invité576543]

Les idées n'ont pas survécu mais la question, elle, est toujours d'actualité.

Quelle question?

Cdlt,

[invite0ae7484a]

70 (km.s-1)/Mpc

en fait ça veut dire quoi cette formule ?

l'univers s'expand à 70 kilometres à l'heure ? 'pige pas.


Sinon j'aime pas trop le mot "dieu" dans des trucs d'univers ect.. ça sonne un peu fable de la fontaine...

J'ai du mal à envisager que l'univers soit infini, l'infini existe en math mais surement pas au niveau physique, il est clair que l'univers s'expand dans quelque chose qui est plus grand que l'univers, ensuite quand il arrivera à la fin de cet espace ce sera le chemin inverse, comme un grain de raison qui gonfle dans une chambre, soit à la fin il occupera tout l'espace ou ce sera l'inverse.

aux frontieres de cet espace vide, on aurait un truc infranchissable, une sorte de grand mur de berlin.



J'ai un peu déconné pour la fin; sorry

[invite88ef51f0]

70 (km.s-1)/Mpc

Pour les petites distances, la vitesse d'éloignement due à l'expansion est proportionnelle à la distance. Par exemple, une galaxie situe à 100 Mpc s'éloignera à 7 000 km/s, alors qu'une galaxie située à 1000 Mpc s'éloignera à 70 000 km/s.

il est clair que l'univers s'expand dans quelque chose qui est plus grand que l'univers

Non, même si c'est contre-intuitif, c'est faux.