Choix de l'origine du temps

[invitebdf515f4]

Je me demande ce qui, dans la théorie du Big-Bang, a poussé les scientifiques à placer l'origine du temps (t=0) là ou elle a été placée.

Je crois comprendre la manière dont les "moments caractéristiques" de la théorie du Big-Bang ont été déterminés : les scientifiques ont imaginé, à partir du présent et des lois de la physique, comment c'était l'instant d'avant, et encore avant, etc. Donc, ils ont en quelques sorte "passé le film à l'envers".

Ils ont pu déterminer un certain nombre d'instants caractéristiques dans le passé. Mais, je vois un peu partout que, à un moment, à force d'aller dans le passé, on fini par tomber sur le "mur de plank". On nous dit qu'il correspond à un instant caractéristique avant lequel on ne sait plus rien, les lois de notre physique ne s'appliquant plus. Arrivé à cet instant dans le passé, on ne sait plus dire -avec notre physique actuelle- ce qui s'est passé avant. Soit.

Mais alors, pourquoi avoir placé l'origine du temps avant ce mur. Exactement, 10 puissance -43 secondes avant ce mur. Si on ne sait rien dire de ce qu'il se passe avant le mur, j'aurais compris qu'on place le t=0 juste sur ce mur.

Ainsi, on aurait pu dire que jusqu'à l'instant conventionnel t=0, on sait expliquer des phénomènes et avant t=0, on ne sait plus. C'était clair.

Mais, avec le choix qui a été fait, on se retrouve à expliquer que, avant t=0, on ne sait rien. Entre t=0 et t=10 puissance -43s, on ne sait rien non plus. Mais, à partir de t=10 puissance -43s, on peut commencer à expliquer des choses ...

Comme disaient les shadocks : "Pourquoi faire simple quand on peut faire compliqué ?".

Une autre manière de poser la même question est la suivante :
Dans la théorie du Big-Bang, en quoi la période située avant t=0 est-elle distinguable de la période située entre t=0 et t=10 puissance -43s ? Notre savoir scientifique permet-il de différencier ces deux périodes ou bien les deux sont-elles aussi vierges de connaissances l'une que l'autre ? Bref, y a t-il lieu de distinguer ces deux périodes sur des faits scientifiques ?

N'étant pas spécialiste de cosmologie, j'espère que ma question possède une réponse simple, que je peux comprendre. Mais bon, si ce n'est pas le cas, ça pourra peut-être servir à d'autres mieux armés.
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[invite88ef51f0]

Salut,
Déjà il faut voir que le "mur de Planck" n'est pas vraiment un mur mais plutôt une grosse zone nébuleuse, qui commence bien avant. Même avant d'atteindre l'échelle de Planck, il y a tout le domaine des théorie de grande unification qui sont une grande terra incognita.
Donc ce "mur de Planck" me paraît un peu trop arbitraire pour servir de référence.

Le mieux est donc d'utiliser nos théories actuelles pour aller le plus loin possible en fonçant tête baissée, sans se demande si nos théories sont suffisamment solides pour aller aussi loin, et là on finit par buter sur une bonne grosse singularité.

C'est comme si tu cherchais l'horizon en regardant les bateaux s'éloigner sur la mer. Tu remarquerais que les bateaux disparaissent petit à petit par le bas, à cause de la rotondité de la Terre. L'horizon correspondrait alors à la distance où le bateau disparaitrait complètement, plutôt qu'à la distance où il se perd dans la brume.

[invitebdf515f4]

D'accord, je vois que ma compréhension du mur de planck était un peu caricaturale. Ca va mieux maintenant.

Mais, si je comprends bien, le jour ou on aura des équations un peu plus convaincantes concernant ces périodes sombres, la singularité sautera (ou reculera dans le temps) ... et notre point t=0 actuel ne sera plus qu'un point significatif au plan historique (épistémologique), mais plus au plan scientifique.

Cela dit, j'ai l'impression que la singularité est bien accrochée et que beaucoup de scientifiques compétents s'y son cassés les dents malgrés leurs efforts acharnés. Donc, il y a des chances que notre 0 tienne encore un certain temps !

En tout cas, merci ... ça m'a éclairé.

[invite88ef51f0]

Il y a déjà quelques tentatives d'appliquer des théories spéculatives (théorie des cordes, gravitation quantique à boucles, ...) pour décrire cette époque. Généralement, on lève la singularité et on trouve un rebond ou quelque chose du genre. Donc cet instant 0 est toujours présent d'une certaine manière, même s'il est moins problématique.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite9cd736bc]

t=10^-43 sec. C'est le temps de planck. D'après le principe d'indétermination d'Heisenberg, j'interprète la singularité, l'origine de notre temps, comme le moment où l'univers passe d'une dispersion en position totale/dispersion en impulsion = 0, à une dispersion en position nulle(singularité)/ dispersion en impulsion maximum. (Toute l'énergie potentielle de l'univers localisée en un point). Donc avant cet instant, l'énergie de l'univers se trouvait dans un état ondulatoire caractérisée par sa fréquence, et son vecteur d'onde. Difficile d'être plus précis sur un état qui n'est plus localisable, et dont la manifestation est pure potentialité.
La question qui se pose alors : quid de l'information de l'univers ?

[inviteb22401df]

t=10^-43 sec. C'est le temps de planck. D'après le principe d'indétermination d'Heisenberg, j'interprète la singularité, l'origine de notre temps, comme le moment où l'univers passe d'une dispersion en position totale/dispersion en impulsion = 0, à une dispersion en position nulle(singularité)/ dispersion en impulsion maximum.

Bonsoir,

je ne suis pas sûr de comprendre (ou plus exactement, je suis sûr de ne pas comprendre) ce concept d'une position de l'univers. Position dans quoi, un méta-univers?

Le temps de Planck, comme les notions analogues (longueur de Planck, masse de Planck, énergie de Planck), indique juste l'échelle où on s'attend à ce que d'éventuels effets quantiques de la gravitation ne soient plus négligeables. Pour des échelles de temps beaucoup plus grandes, on les néglige et on utilise la relativité générale (non quantique). C'est elle qui donne un temps zéro, qui est celui où le paramètre d'échelle (non quantique) devient zéro.

En utilisant la théorie classique, on reconstruit l'histoire de l'univers et en extrapolant, on arrive à un instant zéro. La théorie quantique n'existe pas (encore?) mais une estimation d'ordres de grandeur permet de supposer qu'à 10^-43s (voire 10^-42 ou 10^-41) elle devient importante, et -peut-être- modifie l'évolution de l'univers primordial. Martin Bojowald a beaucoup travaillé sur cette question (mais il n'est pas le seul).

Cordialement

[invite9cd736bc]

Si on se réfère au second principe de la thermodynamique, version cosmologique, à t=10^-43 sec, l'entropie de l'univers qui était = 0 commence à croitre, de manière explosive.
Si on se réfère au modèle standard, la symétrie du champs scalaire de Higgs cosmologique, était à l'état d'équilibre. La masse de l'univers =0.
Puis s'est produit un rupture de symétrie, ce qui fait que nous sommes là aujourd'hui, pour en parler...

[invite9cd736bc]

je ne suis pas sûr de comprendre (ou plus exactement, je suis sûr de ne pas comprendre) ce concept d'une position de l'univers. Position dans quoi, un méta-univers?

Ma version "poétique" , personnelle est que le mot "position" dans ce contexte précis, doit être interprétée comme le moment de la naissance de l'espace-temps, le moment ou l'énergie ondulatoire dispersée et non-locale se localise, se formalise et donc se "temporalise".Dans l'état quantique la notion d'espace-temps, n'a plus de sens, il n'y a plus rien de localisable, dont plus d'évènement, ni d'ordre discernable.

[inviteb22401df]

Si on se réfère au second principe de la thermodynamique, version cosmologique, à t=10^-43 sec, l'entropie de l'univers qui était = 0 commence à croitre, de manière explosive.

Dans la théorie du big bang, l'expansion de l'univers n'en modifie pas l'entropie, du moins tant qu'il n'y a pas de transition de phase et que l'univers reste à peu près homogène. Je crois d'ailleurs me souvenir que l'essentiel de l'entropie de l'univers (visible) se trouve dans le CMB.

Si on se réfère au modèle standard, la symétrie du champs scalaire de Higgs cosmologique, était à l'état d'équilibre. La masse de l'univers =0.

C'est peut-être un problème de vocabulaire, mais il me semble que cette "masse de l'univers" est plutôt la masse des particules dans le modèle standard, non?

Cordialement

[invite9cd736bc]

Dans la théorie du big bang, l'expansion de l'univers n'en modifie pas l'entropie, du moins tant qu'il n'y a pas de transition de phase et que l'univers reste à peu près homogène. Je crois d'ailleurs me souvenir que l'essentiel de l'entropie de l'univers (visible) se trouve dans le CMB.

Si la brisure spontanée de symétrie ayant engendré l'univers s'est produite, c'est que l'entropie cosmique s'est mise à croitre, dés la naissance de l'espace-temps. Une brisure de symétrie, c'est un ordre rompu...

C'est peut-être un problème de vocabulaire, mais il me semble que cette "masse de l'univers" est plutôt la masse des particules dans le modèle standard, non?

Oui mais cette masse est nulle au départ, du fait de l'état de symétrie initiale du Champ de Higgs..Cette brisure de symétrie initie la phase d'inflation, au terme de laquelle la masse apparaît...Enfin c'est comme cela que j'ai compris la chose...

[invitebdf515f4]

En tant qu'initiateur de ce fil, je suis un peu perdu. Plus je lis les échanges, plus j'ai l'impression que je n'ai peut-être rien compris !

Ce qui me chagrine, c'est que je croyais avoir compris qu'aux environs du temps de planck et avant, notre physique actuelle -celle sur laquelle il y a un large consensus- ne pouvait rien dire car inapplicable.

Donc, lorsqu'on parle des grandeurs physiques (énergie, impulsion, fréquence, ...) dans cette "zone inconnue", n'est-on pas en train de faire dire à des équations des choses qu'elles ne peuvent pas dire ?

Un peu comme lorsqu'on continue à faire des calcul après une erreur. Par exemple dans ce "paradoxe" classique : a = 1 et b = 1 <=> a = b <=> a.a = b.a <=> a.a - b.b = b.a - b.b <=> (a+b).(a-b) = b.(a-b) <=> a+b = b <=> 2 = 1.

C'est ce que j'avais cru comprendre et maintenant, ca n'est plus si clair dans mon esprits.

Finalement, je ne sais choisir entre ces trois hypothèses :

1 - Soit effectivement, je n'ai rien compris (ou du moins, ma pensée est trop caricaturale et simpliste).

2 - Soit, en fait, les messages qui évoquent des phénomènes physiques dans la zone sombre se basent sur les théories "spéculatives" dont parle CoinCoin dans sa seconde réponse (théorie des cordes, gravitation quantique à boucles) ?

3 - Soit, les messages qui évoquent ces phénomènes sont juste bidon ?

(ou les 3 à la fois !)

[invitebd2b1648]

2 - Soit, en fait, les messages qui évoquent des phénomènes physiques dans la zone sombre se basent sur les théories "spéculatives" dont parle CoinCoin dans sa seconde réponse (théorie des cordes, gravitation quantique à boucles) ?

Je vote largement pour la 2 !

Une théorie de la gravitation quantique arrivera à décrire les singularités !

PS : mais bon mon avis vaut queue de chique Canard WC me disant de ne rien faire ou d'aller me coucher mais je n'ai pas sommeil !

[inviteb22401df]

En tant qu'initiateur de ce fil, je suis un peu perdu. Plus je lis les échanges, plus j'ai l'impression que je n'ai peut-être rien compris !

Ce qui me chagrine, c'est que je croyais avoir compris qu'aux environs du temps de planck et avant, notre physique actuelle -celle sur laquelle il y a un large consensus- ne pouvait rien dire car inapplicable.

Exact. D'où le recours explicite à des théories plus spéculatives pour aller plus loin.
Donc tu as bien compris .

[inviteb22401df]

Si la brisure spontanée de symétrie ayant engendré l'univers s'est produite, c'est que l'entropie cosmique s'est mise à croitre, dés la naissance de l'espace-temps.

Pas tout à fait. Si le refroidissement entraîne une transition de phase dans l'univers primordial, l'entropie augmente après la brisure de symétrie, pas avant.

Une brisure de symétrie survient parce qu'un équilibre stable devient instable ou métastable (le refroidissement peut par exemple faire disparaître une barrière de potentiel d'origine thermique, et permettre alors une transition vers un état de plus bas potentiel). La transition conduit à un réarrangement, lequel modifie l'entropie. Mais il n'y a pas eu de variation d'entropie avant la transition.

Cordialement