Dur d'être théoricien !

[pokpokpok]

Salut tout le monde,
j'ai plusieurs questions à poser en rapport avec ce que j'ai pu lire sur internet, ou dans des magazines ( et notamment le Sciences & Avenir de mars 2003 sur les nouvelles théories du big-bang ) :

1. Comment Planck ( je suppose ) a -t-il déterminer les constantes de Planck ?
je crois que cette question a aussi un rapport avec la physique quantique... ?

2. Pourquoi l'homogéinité de l'univers est un problème pour la théorie du Big-bang ?

3.Comment sait-on que l'univers comporte (10)^80 atomes ?
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[vince]

Hello

déjà pour la question 3 :


Si mes souvenir sont bons, une mol contient un truc comme 6.10^23 atomes. Pour simplifier prenons 10^24
Si on prend le carbone comme élément de référence, une mol pèse "en moyenne" 16 grammes (là aussi je ne suis plus sûr) arrondissons à 10^(-2)kg
La terre pèse (après verif) 6 millions de milliards de milliards de kg soit environ 10^24 kg
La terre contient donc quelque chose comme 10^26 mol soit 10^40 atomes (j'essaie de pas faire de connerie mais j'en fais peut être)

Le soleil est un million de fois plus massique que la terre, approchons alors le nombre d'atomes dans le système solaire par 10^46 et même surestimons-le à 10^50 (soyons fous!)

Combien de systèmes solaires dans la galaxie : 200 milliards
Soit en gros 10^62 atomes dans la galaxie...

Combien de galaxie? difficile à dire... partons sur 1000 milliards (ce qui est largement surestimé)

ça nous fait 10^74 atomes

rajoutons un facteur correctif, disons que nous nous sommes planté d'un facteur 1 million

ça nous fait 10^80 atomes dans l'univers...

easy...

[pokpokpok]

Je suis d'accord ( enfin....je fais confiance ) jusqu'au système solaire, mais après, même si on avance un nombre très grand de systèmes solaires et de galaxies, on n'a aucune assurance du nombre. On ne connaît que ce qu'on voit, et on suppose le reste, mais justement ce qui me gêne c'est de lire des articles scientifiques qui avancent le nombre de (10)^80 alors qu'on ne sait pas, a priori, ce qu'il y a au-delà du domaine visible de l'espace.

[vince]

Ce nombre est une estimation on est bien d'accord mais tu remarqueras qu'on est pas avares sur les quantités et qu'on hesite pas à majorer fortement les estimations.

Ce n'est pas une question de domaine visible puisque tu imagines bien que le nombre de 1000 milliards de galaxies (que je cite de mémoire et qui est peut être faux) n'a pas été établi au telescope en les comptant une à une (un sujet de stage pour les futurs astronomes...).

Quand bien même l'univers serait 1000 fois plus grand que ce qu'on estime, on ne monterait qu'à 10^83...

[A voir en vidéo sur Futura]

[pokpokpok]

mouais, mouais...je m'incline ! mais ça veut dire qu'il faut quand même partir du principe que l'univers n'est pas infini. Donc sur quoi est-ce qu'on peut s'appuyer pour le dire ?

Si y'en a qui ont des réponses pour les premières questions, n'hésitez pas !

[freesbeep]

mouais, mouais...je m'incline ! mais ça veut dire qu'il faut quand même partir du principe que l'univers n'est pas infini. Donc sur quoi est-ce qu'on peut s'appuyer pour le dire ?

C'est un peu comme les chiffres, entre 1 et 2 il y a une infinité mais on arrive quand même a 2 ?????
Si non, pour le carbone c'est 12, pour la terre c'est bon, mais le soleil pèse 333.000 fois plus que la terre, de toute façon pourquoi tu as calculer le nombre d'atomes de la terre a partir du carbone, pourtant c'est le fer et autres metaux qui sont plus abbondants?
Pour l'univers, je pense que seule la partie où il y a la matière est finie, car si le big bang a eu lieu a un endroit et a partir duquel tout s'eloignent il doit forcement y avoir une limite audelà de laquelle il n y a plus de matière mais seulement le vide.
Pour les autres questions désolé, j'ai pas de reponse.
A+

[vince]

Merci pour les corrections, tu as raison j'aurais dû prendre le fer... de toute manière les ordres de grandeur sont les mêmes.

Sinon le débat sur l'infini de l'univers a déjà dû être abordé sur ce forum, il me semble quand même que la question n'est plus très polémique au sein de la communauté scientifique d'un univers fini mais non borné. De la même manière que la surface d'une sphère est non-bornée (tu peux la parcourir indéfiniment sans atteindre "le bout") mais pas infinie.

Bref, ce n'est pas ma spécialité.

[freesbeep]

Autre petit detail, le fait de deduire le nombre d'atome du solei a partir de celui de la terre en passant par les masses n'est pas une bonne idée, car la terre est constitué de fer et autrs metaux alors que le solei est constituée comme toutes les autres etoiles et bcp de planètes gazueuses d'helium et d'hydrogène ce dernier etant l'element le plus abbondant de l'univers et comme sa masse ainsi que celle de tout les autres gaz est très faible comparée aux autres atomes le calcul est donc insencé.
De toute façon, le chiffre que peut donner les scientifiques n'est pas important car je croix pas qu'un jour on pourra le verifier
A+

[vince]

Comme je l'ai déjà dit il s'agit d'un ordre de grandeur... choisir un atome plutot qu'un autre revient à une imprecision d'un facteur inferieur à 10 ce qui, en l'occurence, n'est pas très important au vu du chiffre final.

Le calcule n'est donc pas insensé, tout au plus peut on le qualifier d'approximatif...

[inviteb865367f]

Oui, enfin approximer le nombre de galaxies ?? En partant de l'observation on ne peux rien en déduire .. déjà il ya les mirages gravitationels .. ensuite il a que dans un univers fini non orné on peut voir plusieurs fois la même galaxie .. mais différent : autre angle, autre temps aussi.



Pour la 1 il faudrait revoir lhistorique de la mécanique quantique. De mémoire ca viens des modèle de distribution du spéctre d'un corps noir. Les modèles de l'époque étaient soit bon dans les grandes longueurs d'ondes, soit pour les petites longueurs d'ondes.

Le modèle de Raleigh-Jeans était bon (coincidait avec les observations) pour les grandes longueurs d'ondes mais prévoyait un rayonnement infini pour les petites ... gros problème connu sous le nom de catastrophe ultraviolette.

Planck a modifier le modèle en introduisant la quantification discrete de l'énergie. (ps : A l'époque il disait que ce n'était qu'un modèle et ne pensait pas que ce soit ce qu'il se passait en réalité.)

E=nhf (entier*constante de planck*fréquence)

La constante a donc été établi d'apres les résultats expérimentaux.



Pour la 2 : l'observation du rayonnement révéla l'homogénéité de l'univers primitif car le rayonnement est lui même homogène et isotrope.
Considérons de particules naient en même temps que l'univers ou prisent à un instant t tres proche de "l'instant initial", la vitesse maximale d'échange d'information est comme le dit la théorie limitée à c environ 300.000 km/s. On peut cnsidérer ct le rayon de la "sphère d'influence" d'une particule agée de t.
Or d'apres la théorie la distance entre nos 2 particules suit une expansion en t^2/3 (modèle d'Einstein-de Sitter).

Maintenant en tracant les courbes ct et t^2/3 on voit qu'il existe un temps t0 avant lequel notre "sphère d'influence" a rayon plus faible que la distance entre nos 2 particules.

Conclusion elles n'ont pas put interagir avant ce temps là, ce qui signifie : pas d'homogénéité primordiale possible.

[pokpokpok]

D'accord, c'est juste la suite logique de plein de théories que je connais pas ! Il me manque quelques années d'études peut-être !

Par contre, pour les constantes de Planck, je pensais à la distance et la durée de Planck en fait, ( 10^(-43) je crois pour une des 2 ? ).

[inviteb865367f]

Pas forcément des études, de simples lectures peuvent parfois suffire

Le temps et la distance de Planck sont lié entre eux par

distance de P = temps de P * c

Elles découlent de la constante de Planck h, de c et de G (constante gravitationnelle) et

longueur de Planck = (Gh/c^3)^1/2

temps de Planck = (Gh/c^5)^1/2

Il existe aussi des volumes de planck, masse de planck (hc/G)^1/2, densité de planck .. ect ..

Bon, d'où ca vient ? tu vas demander. Et à quoi ca sert ?
Des explications ici par exemple[/url]

[pokpokpok]

bah ouais, j'aurais demandé si j'avais pas vu les dernières lignes en plus !!!

Merci beaucoup !

Le site a l'air complet en plus !