L'énergie noire aux origines du Big Bang !

[invitebd2b1648]

Salut à tous !

Est-ce que l'énergie noire est apparue dans notre Univers à une date ultérieure au Big Bang ?

Cordialement,
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[invitebdf515f4]

Je suis nul et je n'en sais rien ... mais je répond pour passer le temps.

Je crois que le scénario du big-bang confirme assez bien un très vieil adage de la physique : "Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme dans la nature" (au moins sur une durée assez longue).

Donc, l'énergie noire devait être déjà présente sous une forme quelconque dès le fameux 10 puissance -43 seconde, même si elle a pu se transformer par la suite pour devenir ce qu'elle est maintenant et dont on (je ?) ne sait rien.

[invitebd2b1648]

"Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme dans la nature" (au moins sur une durée assez longue).

Bin justement cette loi n'est plus valable dans un univers en expansion ... donc l'énergie noire pourrait très bien être une transition de phase énergétique ... !

Cordialement,

[invitebdf515f4]

Ah bon, je ne savais pas que l'univers en expansion remettait en cause cet adage.

Tu veux dire que dans un univers en expansion il y aurait "création" d'énergie (sous quelque forme que ce soit) ?

Ou bien le contraire, que dans un univers en expansion il y aurait "destruction" d'énergie ?

Je suis un touriste, mais ça me semble bizarre que l'expansion (ou la contraction) ait un quelconque effet sur la quantité d'énergie contenue.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitebd2b1648]

Nan je t'assure, !

Dans un univers en expansion tu as disparition de l'énergie ...

Dans un univers en contraction tu as apparition d'énergie ...

Alors d'où vient l'énergie noire ?

Cordialement,

[mach3]

Je ne suis pas compétent pour répondre à la question initiale, en revanche pour la non conservation de l'énergie dans un univers en expansion, je m'y connais un peu.

Premier point, il n'est pas possible de définir de façon univoque l'énergie totale de l'univers à un instant donné. En effet, la simultanéité étant relative à l'observateur, tous les observateurs ne pourront être d'accord sur la quantité d'énergie totale de l'univers que si l'univers est homogène, isotrope et statique. Si l'univers est en expansion, il ne pourront se mettre d'accord sur cette énergie totale (leurs tranches d'univers à t constant de l'espace-temps sont différentes).

Deuxième point, dans un univers en expansion, l'énergie totale de l'univers (pour un observateur donné) diminue dans le temps. La conservation de l'énergie d'un système tient au fait que ce système est invariant par translation temporelle. L'univers n'est pas invariant par translation temporelle (car il s'expand), donc son énergie ne se conserve pas.

Troisième et dernier point, localement, dans les systèmes liés où l'expansion n'a pas prise (galaxies, système stellaires et tout système de taille inférieure), l'énergie est conservée (ou en d'autre termes, ces systèmes sont invariant par translation temporelle).

m@ch3

[inviteb22401df]

Salut à tous !

Est-ce que l'énergie noire est apparue dans notre Univers à une date ultérieure au Big Bang ?

Cordialement,

Bonne question, mais la réponse dépend de la nature de l'énergie noire. S'il s'agit d'une constante cosmologique, elle est ...constante, donc elle a toujours été présente avec sa valeur actuelle. Simplement elle était négligeable devant la densité d'énergie de la matière (et auparavant celle du rayonnement) jusqu'à une époque relativement récente.

S'il s'agit d'une énergie du vide, d'un champ de quintessence, ou de quelque chose de similaire, elle a également toujours été présente depuis le big bang mais avec une valeur différente, dépendant du modèle précis.

Et si l'énergie noire est un artefact observationel, ou théorique, elle n'est présente que depuis 1999

Cordialment

[invitebdf515f4]

Chouette, en plus de me distraire, je me cultive !

La réponse de quodlibet me plait bien. C'est bien plus précis et argumenté que mes hypothèses hasardeuses.

Sinon, j'avoue que j'ai du mal à comprendre cette histoire d'énergie qui décroit dans un univers en expansion.

Ce que j'imagine (soyez indulgent), c'est que l'univers observable n'est pas "fermé". De l'énergie peut s'en échapper ou y entrer. Je conçois que cela puisse être lié à l'expansion ou la contraction.

Mais, l'Univers avec un grand U, pour moi, c'est Tout avec un grand T. L'univers observable n'est pas pour moi l'Univers. Et dans cet Univers qui contient tout, j'ai l'impression qu'il n'y a pas de création ou de destruction d'énergie, sinon il s'agirait de création ou de destruction à partir de rien !

Pour moi, un Univers dans lequel il y aurait "création" d'énergie devrait contenir des sortes de "fontaines à énergie" qui feraient apparaitre de l'énergie à partir de rien.

Réciproquement, un Univers dans lequel il y aurait "disparition" d'énergie devrait contenir des sortes "d'absorbeur d'énergie" dans lesquels l'énergie disparaitrait sans se transformer en quoi que se soit d'équivalent.

Or, ces "fontaines" et "absorbeurs" (outre qu'ils me choquent philosophiquement), ne me semblent pas avoir été détectés nulle part !

C'est pour ça que j'ai répondu à la question initiale que cette énergie noire était déjà présente au 10 puissance -43 s (mais peut-être sous une autre forme).

Bon, encore une fois, c'est juste pour causer ... ça ne mange pas de pain !

[mach3]

Non non, je parlais bien de l'énergie de l'univers entier, pas seulement de la partie observable.
Pas besoin de fontaine ou de puits pour faire apparaitre ou disparaitre l'énergie. Les photons émit par les galaxies lointaine nous arrivent décalés vers le rouge (ils ont perdu de l'énergie en chemin), pas parce que les galaxies s'éloignent de nous (c'est la vision populaire fausse de l'expansion), mais parce que les grands espace vides entre les galaxies se dilatent. Les ondes électromagnétiques se propageant dans ces espaces vides se dilatent également, leur longueur d'onde augmente et donc leur énergie décroit. Il y a au bilan moins d'énergie reçue que d'énergie émise. Ou passe cette énergie? elle disparait simplement parce qu'elle n'a aucune raison de se conserver dans des région où les phénomènes ne sont pas invariant par translation temporelle (je vous renvoie au théorème de Noether (ici pour commencer, mais c'est peut-être un peu technique), pour la relation entre quantité conservée et invariance par rapport à une symétrie donnée).
Pour plus de confort intellectuel, vous vous pouvez éventuellement imaginer que cette énergie perdue est récupérée par la courbure de l'espace-temps, mais ceci est inexact.

m@ch3

[invitefd754499]

Pour plus de confort intellectuel, vous vous pouvez éventuellement imaginer que cette énergie perdue est récupérée par la courbure de l'espace-temps, mais ceci est inexact.

S'agit-il d'une "bonne" approximation ?

Cdlt.

[invite8ef897e4]

Bonjour,

vous souvient-il de la raison pour laquelle Einstein l'avait appellee "constante cosmologique" cette "energie noire" ? Parce qu'en la baptisant "energie noire", on n'a fait que de la passer de l'autre cote du signe "=" et la renommer, mais c'est bien la constante cosmologique d'Albert. Qu'en est-il de la conservation de l'energie au sens covariant ?

[invitebdf515f4]

Bizarre cet univers. Il m'en aura fait voir de toutes les couleurs !
Merci pour ces info, mais honnêtement, je suis largué !

Le coup des ondes électromagnétiques qui perdent de l'énergie en se dilatant avec l'univers, j'avoue que ça me dépasse un peu. Mais bon, je le note.

Je note aussi que c'est donc très différent d'un élastique qu'on étire : lorsque je tire sur un élastique, il s'étire. Il deviens plus fin, il y a donc moins de quantité d'élastique par unité de longueur. Mais, il y a toujours autant d'élastique au total. A priori, j'avais l'impression que la lumière, c'était un peu la même chose. La fréquence diminue avec l'expansion, mais le "train" de lumière est beaucoup plus long ... ceci compensant cela.

Bon, je vais aller me coucher, j'ai ma dose !
Merci. A+

[invite88ef51f0]

Au final, tout dépend de ce qu'on appelle l'"équation d'état", qui décrit comment se dilue le fluide étudié. Par exemple, si on prend un certain volume et qu'on le multiplie sa taille par un facteur a (et donc son volume par a³), la densité de matière est divisée par a³. C'est ce à quoi on s'attend intuitivement : la densité est plus faible, mais la quantité totale est la même.
Pour le rayonnement par contre, c'est a⁴ : non seulement on trouve moins de photons, mais en plus ils ont perdu de l'énergie, donc la densité d'énergie est encore plus faible et la quantité totale d'énergie a diminué.

Pour l'énergie noire, on pense que c'est environ 1 (cas d'une constante cosmologique : la densité reste la même, une constante cosmologique n'est pas diluée, donc l'énergie totale augmente.
Mais ça pourrait être autre chose, notamment quelque chose qui varie avec le temps (quintessence) voire quelque chose qui augmente (énergie fantôme).

[invite02a73f9c]

Pour completer les reponses, l'NRJ noire peut-être également un modele de gravitation modifiée. Dans ce cas il n'y a pas de particules à découvrir en plus mais simplement des lois de la gravitation qui ne suivent pas les predictions de la relativité générale à grande échelle:
Chern-Simons, modele branaire (DGP), f(R) ...

Dans ce cas on peut dire que cela a toujours exister (pour repondre a ta question) sauf si l'on regarde a des periodes ou cette force n'etait pas encore decouplee des autres ...

[invitebd2b1648]

Canard Coincoin, donc tu penses qu'on ne sait pas dater l'énergie noire ?!

Dans ce cas on peut dire que cela a toujours exister (pour repondre a ta question) sauf si l'on regarde a des periodes ou cette force n'etait pas encore decouplee des autres ...

Je pensais naïvement que les seuls forces à être couplées peu après le Big-Bang étaient la force électromagnétique, la nucléaire faible et forte et la gravitation ... l'énergie noire en fait-elle partie ?

Cordialement,

[inviteb22401df]

Canard Coincoin, donc tu penses qu'on ne sait pas dater l'énergie noire ?!

Il a dit cela?

Je pensais naïvement que les seuls forces à être couplées peu après le Big-Bang étaient la force électromagnétique, la nucléaire faible et forte et la gravitation ... l'énergie noire en fait-elle partie ?

Cordialement,

Cela dépend, à nouveau, de la nature de l'énergie noire. S'il s'agit d'une constante cosmologique, c'est une constante fondamentale (géométrique) et la notion de couplage ne se pose pas vraiment. Si elle est une manifestation d'un nouveau champ, style quintessence, ce champ sera couplé aux autres à un moment ou un autre (ou peut-être pas) selon les détails de la théorie.

Cordialement

[invite88ef51f0]

Comme l'a déjà dit Quodlibet, le problème c'est que l'énergie noire n'est dominante que depuis peu de temps (quelques milliards d'années). En effet, vu qu'elle ne se dilue pas, même si elle est plus faible que la densité de matière (qui, elle, se dilue) elle finit par l'emporter. Mais ça veut dire que l'effet de l'énergie noire est difficilement discernable quand on remonte loin.

L'approche actuelle est donc de chercher à comprendre son comportement récent, pour comprendre sa nature. On en saura alors peut-être plus sur son origine (par exemple, est-ce que l'énergie noire actuellement observée a un lien avec l'inflation ?)

[invitebd2b1648]

Il a dit cela?

Nan, mais remonter dans le temps pour savoir ce qu'était l'énergie noire est impossible, on arrive donc pas à la prédire et à déterminer le destin de l'Univers ...

Cela dépend, à nouveau, de la nature de l'énergie noire. S'il s'agit d'une constante cosmologique, c'est une constante fondamentale (géométrique) et la notion de couplage ne se pose pas vraiment. Si elle est une manifestation d'un nouveau champ, style quintessence, ce champ sera couplé aux autres à un moment ou un autre (ou peut-être pas) selon les détails de la théorie.

Donc on en sait toujours pas plus sur la nature de l'énergie noire ... !?

Comme l'a déjà dit Quodlibet, le problème c'est que l'énergie noire n'est dominante que depuis peu de temps (quelques milliards d'années). En effet, vu qu'elle ne se dilue pas, même si elle est plus faible que la densité de matière (qui, elle, se dilue) elle finit par l'emporter. Mais ça veut dire que l'effet de l'énergie noire est difficilement discernable quand on remonte loin.

Intéressant, l'absence d'informations est parfois riche de suppositions !

L'approche actuelle est donc de chercher à comprendre son comportement récent, pour comprendre sa nature. On en saura alors peut-être plus sur son origine (par exemple, est-ce que l'énergie noire actuellement observée a un lien avec l'inflation ?)

Oui le lien avec l'inflation proche du Big-Bang pour une expansion accélérée, j'avais fait la corrélation mais je n'étais pas sûr de moi !

Aurais-tu plus d'infos là-dessus ?

Cordialement,

[invite88ef51f0]

Aurais-tu plus d'infos là-dessus ?

Non. Je sais juste que l'inflation et la constante cosmologique reposent sur les mêmes mathématiques et qu'il est tentant de faire un rapprochement. Mais à ma connaissance, ça ne va pas au-delà pour l'instant.