l'origine de l'univers

[invite9bc09ac8]

Bonjour a tous

J’ai une question qui me hante l’esprit depuis longtemps , cette question touche l’origine de l’univers quelle est son élément constitutif ? Son origine ?.....
Simple exemple le soleil, cette gigantesque boulle de gaz qui dégage cette énergie incroyable en + de son rayonnement électromagnétique etc.…est d’origine (d’après ce que je sais) d’un un nuage du gaz interstellaire et/ou de la poussière ("la nébuleuse solaire") et qui s'ai effondré sous sa propre gravité. Ensuite sous cette haute température il y aura la fusion d’hydrogène en hélium etc...
OK mais d’où vient ce gaz et/ou cette poussière ? Son origine ?
Cette x chose serait donc d’une très grande énergie car c est grâce à elle que c’est formé notre soleil et pleins d’autres étoiles si cette x chose était l’hydrogène l’atome le plus léger ,Quelle serait son origine lui aussi ou si cette x chose était quoi que ce soit quelle serait son origine ?

J’espère que la question est compréhensible
-----

[invite8c514936]

Bonjour,

Commence par faire une recherche sur le forum d'astrophysique, cette question est abordée très souvent...

[invite9bc09ac8]

Donc l’univers est créé à la suite d’une grande explosion (big bang), mais cela n’explique toujours pas à quoi est dut cette explosion, ou elle s’est produite ? Avec une énergie dut à quoi ? je pense que cella expliquerait l’origine des atomes ,de l’énergie , de la matière... et Beaucoup d’autres questions que se pose les astrophysiciens

[invite48c8c396]

Mais on n'a pas la réponse à ces questions fascinantes ! Pas sûr qu'on ait un jour une explication scientifique de la création de l'Univers et des raisons du Big Bang. Après, il faut se rabattre sur la métaphysique, mais c'est une autre histoire.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite8c55f710]

miha les questions ou c produit le big bang? qu'y avait il avant le big bang?..n'ont pas de sens car d'apres le modele standard matiere temps et espace sont nés avec le big bang donc il c produit partout et nulle part

quant a son origine fondamental des theories qui relevent selon moi de vies d'artistes stipulent que a la maniere de bulles de savons des milliers d'univers naitraient disparaitraient....et que le notre serait qu'un univers parmis d'autres....ou encore l'univers suivrait un cycle infini de bigbang big cruntch big bang etc......

les creationistes pourront toujours s'en remettre a l'hyperscience et dire qu'il est l'oeuvre de dieu braf on a pas fini d'ecrire la dessus

[Gilgamesh]

Bonjour miha,

OK mais d’où vient ce gaz et/ou cette poussière ? Son origine ?
Cette x chose serait donc d’une très grande énergie car c est grâce à elle que c’est formé notre soleil et pleins d’autres étoiles si cette x chose était l’hydrogène l’atome le plus léger ,Quelle serait son origine lui aussi ou si cette x chose était quoi que ce soit quelle serait son origine ?

J’espère que la question est compréhensible

Bon, on va clarifier par étape si tu veux bien.

Si ta question concerne l'origine de l'Univers, c'est à dire l'origine de toute matière, c'est un domaine encore vraiment spéculatif. Disons que la solution réside possiblement dans la nature du vide, qui est formé de champs quantiques. A l'état d'énergie minimale ces champs forment le vide, et quand il sont excités ils donnent des particule de matière. En dehors de ces champs quantiques matériel, on imagine un autre champs quantique qui provoque l'expansion de l'espace. Or l'effet de l'expansion de l'espace excite les champs quantiques et leur injecte l'énergie nécessaire à la création de matière. C'est un transfert d'énergie de la géométrie aux champs (le principe de conservation de l'énergie est respecté).

Un espace en croissance se remplit ainsi naturellement de "concrétions", la matière usuelle.

Cette matière étant enclose dans un volume encore minuscule est très chaude et la "cuisson" des protons forment une part d'hélium. En qq min la température tombe, la fusion s'arrête et on se retrouve avec le gaz primordiale de l'Univers, 9 H pour 1 He.

L'expansion continue et l'epace crée devient suffisant pour que la matière évacue son énergie en rayonnant de la lumière dans les espaces vides et se condense en "gouttes" de gaz plus froide, les galaxies.

Je précise que je passe plein d'étapes car ce serait trop long.
Ta question avait trait plus directement à l'origine de la nébuleuse stellaire et pour y répondre plus completement il faut examiner le fonctionnement de la "machine galactique".

Une galaxie est une crepe de gaz qui vue sur la tranche fait apparaitre un "plancher" d'une centaine d'année lumière d'épaisseur dans la partie médiane où le gradient de gravité et de pression est le plus élevé (puisqu'il supporte les haute couche de l'atmosphère galactique) et où le gaz se concentre en flocules denses, froids et poussiéreux.

Dense cela se comprend : c'est ici dans le milieu de la tranche que la gravité est la plus forte et que la pression de l'atmosphère galactique s'exerce à son maximum

Froid, car un gaz dense à plus de facilité à rayonner son énergie (pour rayonner un atome doit subir un choc et cette probabilité est augmentée dans un milieu dense).

Poussiereux car un gaz dense et froid s'effondre facilement en étoiles (cf paragraphe suivant), dont certaines, les plus grosses, finiront par exploser en libérant des éléments lourds (carbone, oxygène, silicium...). Ces éléments se condensent en "montagnes" d'atomes (2 microns), avec un coeur de silicate (Si+O) recouvert d'une gangue de glace (H2O, CO2...). Une poussière étant formé d'atomes jointifs elle rayonne facilement, y compris quand elle est froide. Ce qui augmente la capacité de rayonnement, donc de refroidissement du nuage.

Tous ces effets se renforcent : plus on rayonne, plus on est froid. Plus on est froid, plus on est dense. Plus on est dense, plus on rayonne, etc. In fine, plus on finit par s'effondrer sous son propre poids, car un nuage froid à moins d'énergie interne (ses atomes s'agitent moins) et finit par s'effondrer sous son propre poids : c'est ainsi que se forment les étoiles, et nous aussi dans la foulée .

a+

[invite0781c82b]

Faut arrêter le délire avec la métaphysique , la métaphysique n'apporte aucune réponse , elle est juste là pour faire rêvasser un peu mais elle est bcp moins utilie que la physique quand il s'agit de démontrer ou de chercher l'origine d'une chose . Pour l'instant on ne connait pas l'origine de l'univers , on ne sait même pas si la question a un sens "causal" . Rien n'empêche de chercher évidemment , d'ailleurs bcp d'hommes brillants s'y attachent , mais croyez moi ce n'est surement pas Stephen Hawking ou Edward Witten qui iront ouvrir un livre de métaphysique pour chercher l'origine du "big bang" .

[invited604dd85]

Bonjour miha,

Or l'effet de l'expansion de l'espace excite les champs quantiques et leur injecte l'énergie nécessaire à la création de matière. C'est un transfert d'énergie de la géométrie aux champs (le principe de conservation de l'énergie est respecté).

Un espace en croissance se remplit ainsi naturellement de "concrétions", la matière usuelle.
a+

Ce qui voudrait donc dire, si je comprend bien, que que toute la matière n' aurait pas été créee à l' origine mais que depuis le démarrage de la phase d' expansion, il y a continuellement création de matière nouvelle.

Autre question:
Peut on penser, ou espérer, que la matière ( galaxies lointaines ) que l' on observe à qqs milliards d' années lumière exite encore de nos jours quelque part dans l' univers , ? Où ???
Aurait elle pu au contraire s' anihiler et ressurgir ailleurs, à une autre époque plus récente ? Nous, peut être ?

corollaire :
Esr ce que l' on peut réellement supposer que l' univers est bien formé de la somme de tout ce que l' on observe dans le temps ( si j' exclus en première approche la matière noire encore indétectée ), c' est à dire de nous, + andromède à ? al, +, etc, + des galaxies que l' on observe à 12 milliards d' al .
N' est ce pas commettre une erreur de tout additionner ?
Je m' explique.
Supposons que l' on ait mis en haut de l' arc de triomphe un appareil photo le 1er janvier 1900 à 0 heure, et que cet appareil photo, sans faire avancer la pellicule, ait prenne une photo des champs élysées tous les jours , du 1er janvier 1900 au 31 décembre 2004.
le 31 décembre au soir, on développe l' unique photo et on en déduit que les champs élysées sont peuplés de millions de millions d' êtres humains, alors que ce sont les mêmes que l' on additionne chaque fois que l' on a tiré une photo sur le même emplacement de la pellicule . Et en plus on est persuadé que pour la plupart ce ne sont pas les mêmes puisque ils ont vielli, donc ont changé d'aspect, et qu' en plus certains sont morts mais en ont engendrés de nouveaux .
Ne pourrait il en être de même de la " photo " de l' univers que l' on regarde aujourd' hui ?
Et qu' en vérité l' on ne regarde pas la même matière sous différents aspects, à différentes époques et donc aussi ailleurs ???
farfelu ?

[Gilgamesh]

Ce qui voudrait donc dire, si je comprend bien, que que toute la matière n' aurait pas été créee à l' origine mais que depuis le démarrage de la phase d' expansion, il y a continuellement création de matière nouvelle.

-- D'une part, et de façon manifeste, il n'y a pas de création de matière nouvelle observable nulle part et d'autre part, quand on observe l'Univers dans sa prime enfance, on peut calculer sa densité et sa taille et le résultat est qu'il n'y a pas création continue mais conservation de l'énergie (y compris l'énergie de masse, donc la masse) jusqu'à aujourd'hui.

Dans les scenarios sans Big Bang (c-a-d sans singularité initiale, l'Univers commençant directement en état d'inflation), on imagine donc un phénomène de rupture de symétrie qui "casse la machine" à créer de la matière.

Autre question:
Peut on penser, ou espérer, que la matière ( galaxies lointaines ) que l' on observe à qqs milliards d' années lumière exite encore de nos jours quelque part dans l' univers , ? Où ???
Aurait elle pu au contraire s' anihiler et ressurgir ailleurs, à une autre époque plus récente ? Nous, peut être ?

-- Bien sûr qu'elle existe encore aujourd'hui. Les galaxies qu'on observe à x milliards d'années lumière ont suivies leur propre évolution pépère et, l'univers étant homogène, ces coins lointains de l'Univers doivent ressembler peu ou prou à celui qui nous entoure. Et s'il y a des observateur là bas ils nous voient comme nous nous les voyons, dans l'état où nous étions il y a x milliard d'années

corollaire :
Esr ce que l' on peut réellement supposer que l' univers est bien formé de la somme de tout ce que l' on observe dans le temps ( si j' exclus en première approche la matière noire encore indétectée ), c' est à dire de nous, + andromède à ? al, +, etc, + des galaxies que l' on observe à 12 milliards d' al .
N' est ce pas commettre une erreur de tout additionner ?
Je m' explique.
Supposons que l' on ait mis en haut de l' arc de triomphe un appareil photo le 1er janvier 1900 à 0 heure, et que cet appareil photo, sans faire avancer la pellicule, ait prenne une photo des champs élysées tous les jours , du 1er janvier 1900 au 31 décembre 2004.
le 31 décembre au soir, on développe l' unique photo et on en déduit que les champs élysées sont peuplés de millions de millions d' êtres humains, alors que ce sont les mêmes que l' on additionne chaque fois que l' on a tiré une photo sur le même emplacement de la pellicule . Et en plus on est persuadé que pour la plupart ce ne sont pas les mêmes puisque ils ont vielli, donc ont changé d'aspect, et qu' en plus certains sont morts mais en ont engendrés de nouveaux .
Ne pourrait il en être de même de la " photo " de l' univers que l' on regarde aujourd' hui ?
Et qu' en vérité l' on ne regarde pas la même matière sous différents aspects, à différentes époques et donc aussi ailleurs ???
farfelu ?

-- Oui . C'est farfelu. Car dans notre cas, celui de l'observation des galaxies lointaines, nous percevons *simultanément* (à l'échelle des temps galactiques) l'image d'un environnement "moderne", celui qui nous entoure, et l'image d'un environnement "antique". Pour que les photons correspondants arrivent simultanément sur notre pellicule, ils faut que ceux issus des corps "modernes" aient été émis proches de nous et ceux issus des corps "anciens" loin de nous.


a+

[invited604dd85]

--

Car dans notre cas, celui de l'observation des galaxies lointaines, nous percevons *simultanément* (à l'échelle des temps galactiques) l'image d'un environnement "moderne", celui qui nous entoure, et l'image d'un environnement "antique". Pour que les photons correspondants arrivent simultanément sur notre pellicule, ils faut que ceux issus des corps "modernes" aient été émis proches de nous et ceux issus des corps "anciens" loin de nous.
a+

autre déduction:

On n' a donc de chance de pouvoir communiquer que de " moderne " à " moderne " dans notre proche banlieue, puisque les " antiques " se sont encore éloignés de nous depuis qqs dizaines de milliards d' années et sont donc de venus encore plus lointains, bien qu' étant devenus " modernes " dans leur coin de l' univers !

L' observation des "antiques " ne permettra donc jamais de faire rien d' autre que de " l' archéologie ".

Et puisque l' univers est en expansion, et qu' il n' y aurait pas de création de matière, au fil des temps on sera de plus en plus " seuls " dans notre entourage visible ....
A moins que l' on aille un jour vers une phase de ...contraction
Si l' expansion continue, dans qqs dizaines ou centaines de milliards d' années , des êtres pensants ne risquent ils pas de se retrouver sur une terre et n' avoir rien à voir autour d' eux .

[Gilgamesh]

autre déduction:

On n' a donc de chance de pouvoir communiquer que de " moderne " à " moderne " dans notre proche banlieue, puisque les " antiques " se sont encore éloignés de nous depuis qqs dizaines de milliards d' années et sont donc de venus encore plus lointains, bien qu' étant devenus " modernes " dans leur coin de l' univers !

L' observation des "antiques " ne permettra donc jamais de faire rien d' autre que de " l' archéologie ".

-- Oui. Mais c'est un vrai chance ! On a la preuve que l'Univers a commencé très homogène (au 1/100 000e près). Nous avons donc sous les yeux une image très fiable de notre passé *en train d'évoluer* ! Tranche après tranche on peut voir l'Univers se mettre en place. Faut simplement avoir de bons (et de grands) yeux.

Et puisque l' univers est en expansion, et qu' il n' y aurait pas de création de matière, au fil des temps on sera de plus en plus " seuls " dans notre entourage visible ....

-- Re-oui

A moins que l' on aille un jour vers une phase de ...contraction
Si l' expansion continue, dans qqs dizaines ou centaines de milliards d' années , des êtres pensants ne risquent ils pas de se retrouver sur une terre et n' avoir rien à voir autour d' eux .

-- Ah ouf non quand même pas.

Il y a actuellement 2 options théoriques pour l'acceleration de l'expansion : une avec constante cosmologique (Lambda = cte) et une autre avec champs de quintessence (Lambda = f(t), décroissant) très élevé au départ et de l'ordre de 0,7 aujourd'hui.

Le fait que l'Univers accélère n'est donc pas du au fait que Lambda augmente (il est cte ou décroissant) mais au fait que le rapport de la matière et de l'energie sombre devient de plus en plus petit. Actuellement il serait de 0.3/0.7 <1. Si Lambda augmentait il arriverait un moment ou le "souffle" de l'expansion parviendrait à supplanter l'acceleration de la pesanteur. Mais rien ne permet de soupçonner ceci.

Localement, à l'échelle limite du super-amas, la gravité l'emporte sur l'expansion et l'emportera toujours. Arrivera un moment où tous les autres super-amas disparaitront derrière l'horizon (vitesse de récession dépassant c). L'univers observable sera sensiblement plus retsreint qu'aujourd'hui. Mais bon, un super-amas, ça reste un terrain confortable, non ?



PS : pour ton hypothèse précédente, j'ai été un peu tranchant. Il y a une hypothèses *géométrique* qui rend possible qqchose qui ressemble à cela, c'est celle d'un Univers multiplement connexe, c'est à dire un peu à l'instar d'un terrain de Pacman. Ce qui "sort" par un côté "revient" par l'autre opposé. Un tore 3D, dans ce cas, le plus simple. D'autres géométrie multiconnexe existent. Dans ce cas, la lumière revient tjs sur le terrain de jeu et on voit des fantômes du passé qui sont réellement images des astres qui peuplent le terrain.

Si c'est le cas, on a la preuve que le terrain ne fait pas moins de 2 md d'al (absence de fantôme dans cette sphère). L'examen du CMB
n'a pas été concluant non plus.

a+

[Gilgamesh]

Correction : c'est le rapport de la *densité* de matière sur la densité d'énergie sombre qui diminue...

[invited604dd85]

Correction : c'est le rapport de la *densité* de matière sur la densité d'énergie sombre qui diminue...

Est ce à dire que:
- ou la matière connue se transformerait en matière sombre
- ou , avec l' expansion, la matière connue en quantité constante se diluerait dans l' espace toujours plus grand, mais que la " matière sombre " ou énergie sombre, elle, ne se diluerait pas ?

[invite7ce6aa19]

Bonjour miha,



Bon, on va clarifier par étape si tu veux bien.

Si ta question concerne l'origine de l'Univers, c'est à dire l'origine de toute matière, c'est un domaine encore vraiment spéculatif. Disons que la solution réside possiblement dans la nature du vide, qui est formé de champs quantiques. A l'état d'énergie minimale ces champs forment le vide, et quand il sont excités ils donnent des particule de matière. En dehors de ces champs quantiques matériel, on imagine un autre champs quantique qui provoque l'expansion de l'espace. Or l'effet de l'expansion de l'espace excite les champs quantiques et leur injecte l'énergie nécessaire à la création de matière. C'est un transfert d'énergie de la géométrie aux champs (le principe de conservation de l'énergie est respecté).

mais où as-tu été chercher tout çà. Tu ne crois qu'il soit nécessaire d'apprendre un peu plus de MQ avant d'écrire des choses pareilles.

Mariposa

[invite441ba8b9]

mais où as-tu été chercher tout çà. Tu ne crois qu'il soit nécessaire d'apprendre un peu plus de MQ avant d'écrire des choses pareilles.

Mariposa

Je crois bien que c'est l'interprétation d'Andreï Linde... non?

[Gilgamesh]

Est ce à dire que:
- ou la matière connue se transformerait en matière sombre
- ou , avec l' expansion, la matière connue en quantité constante se diluerait dans l' espace toujours plus grand, mais que la " matière sombre " ou énergie sombre, elle, ne se diluerait pas ?

-- C'est la deuxième hypothèse que j'entendais.
Autrement tu assimiles "matière sombre" en fait "noire" dans la litterature scientifique et "énergie sombre". Ce sont 2 choses très différentes.

La matière noire est pour une part et minoritairement de la matière baryonique (des protons...), qui ne rayonne pas ou peu du fait de sa faible température et majoritairement de la matière non baryonique, peut être des particules dites "supersymétriques" (photino, neutralino...) qui ne rayonne pas car insensible à l'interaction electro magnétique

Dans les deux cas, elle réagit de la même façon au plan gravitationnelle.

L'énergie sombre elle est anti gravitaire et on se perd un peu en conjectures sur quelle nature lui donner.

En simplifiant au maximum, la relativité générale pose que

G = T

G le tenseur qui décrit l'espace
T le tenseur énergie impulsion qui décrit le contenu énergétique de l'espace (matière brayonique, matière sombre, énergie cinétique, rayonnement...)

Lambda s'ajoute soit comme :

G = T - Lambda

Lambda étant alors compris comme une matière "spéciale" (champs de quintessence ?)

soit comme

G + Lambda = T

Lambda étant alors une caractéristique géométrique de l'espace (la cte cosmologique stricto sensus)

Mathématiquement c'est équivallent. Le problème, comme souvent, est de trouver le correlat physique pertinent.

a+

[Gilgamesh]

mais où as-tu été chercher tout çà. Tu ne crois qu'il soit nécessaire d'apprendre un peu plus de MQ avant d'écrire des choses pareilles.

Mariposa

Je te rassure au moins sur un point, je ne l'ai pas inventé.

HS La Recherche
L'Héritage d'Einstein
p37
interview d'Edgard Gunzig

L'univers pourrait il avoir été engendré par de telles excitations du vide quantique ?
EG : Quelle possibilité alléchante en effet ! Malheureusement, elle semble vouée à l'échec. En effet la création de particules suppose un apport d'énergie extérieur au champ quantique. Celui ci ne peut pas s'exciter tout seul. Il est bien le lieu de création et d'annihilation de matière, mais il ne peut les engendrer que si on lui en donne les moyens, c-a-d si on lui fournit de l'énergie. Moyenneant cette condition, il agit comme un transformateur qui réalise l'équivallence masse-energie E=mc². Hélas, il n'y a pas d'extérieur à l'Univers, puisqu'il contient tout, par définition, donc tout extérieur imaginable. A fortiori, il n'y a pas de source d'énergie extérieure pour doper le champs quantique et lui faire "cracher" des particules. Or, et c'est là le coup de théâtre, la relativité générale apporte une réponse qui découle du statut dynamique de l'espace temps : l'expansion de l'espace induit l'excitation du champ, et donc la création de particules. Un peu comme une corde musicale dont l'état vibratoire se modifie si on augmente sa longueur. L'expansion de l'Univers apparît tel un réservoir d'énergie interne. Elle joue le rôle qu'aurait joué une source extérieure d'énergie. C'est donc un système tout à fait particulier, dans lequel il n'y a pas d'apport d'extérieur, mais auquel de l'énergie est apportée "comme si" elle venait de l'extérieur. Le processus ne consomme globalement aucune énergie, puisque celle ci est simplement transvasée du contenant géométrique vers le contenu matériel, le champ quantique. De plus il s'agit d'un phénomène boule de neige, dans lequel la présence de particules produites amplifie l'expansion qui a son tout amplifie la production de particules, etc. Et le vrai prodige, c'est que ce processus peut s'engendrer quel que soit l'état quantique du champ de départ, même si c'est l'état du vide. La préexistence de particules matérielles n'est pas requise pour amorcer la création d'autres particules

Ce scénario n'évoque t'il pas l'homme qui se soulève en tirant sur ses chausures ?
EG : Parfaitement. La physique actuelle c'est un peu Alice au pays des merveilles. L'expansion de l'Univers et la création de matière sont deux phénomènes qui s'épaulent l'un l'autre et nous avons montré (1) qu'il y a une solution mathématique exacte, unique, dans laquelle le contenu produit par l'expansion est précisément le contenu qu'il faut pour soutenir cette expansion. Celle ci s'emballe exponantiellement, c'est la première proposition théorique d'un modèle d'inflation. Divers autres modeles, qui s'articulent autours des théories unifiées des interactions fondamentales, ont ensuite été proposée (AH Guth, 1981). L'inflation apparait comme un modèle miracle incontournable d'un ensemble de "maladie" dont souffrent les modèles cosmologiques standards.

(1) R. Brout, F. Englert et E. Gunzig, Ann. Phys. 1979 et E. Gunzig et P. Nardone, Fund. Cosm. Phys., 1982

je pensais pas que c'était si vieux, en fait...

a+

[invite9bc09ac8]

Voici un lien que j’ai trouvé:
http://cdfinfo.in2p3.fr/Culture/Cosm.../cosmodyn.html