Big-Bang et trou de Planck !

[invite231234]

Salut à tous !

Alors voilà, j'aimerais vous soumettre une réflexion, j'attends des critiques de préférences constructives : Comme vous le savez, le Big-Bang était une période de l'Univers plus dense et plus chaud si bien que ces mesures divergent vers quand on temps vers le fameux temps de Planck.

Je pense que jusque là ça va !

Alors ma question, c'est pourquoi ces , surtout qu'en Physique on aime pas trop les mesures/paramètres qui divergent. Pourquoi si l'Univers était si dense ne s'est-il pas transformé en trou noir ? Je suppose que la limite de Chandrasekhar est atteinte ... non ?

Je propose d'appeler ce paradoxe le trou du c** de Planck, et c'est bien Plancké, même les flics n'y ont rien vu ... pardon !

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[Deedee81]

Salut,

Justement, pour le tout début nos théories actuelles ne sont plus valides.

Et les théories candidates (cordes, boucles) proposent des solutions mais outre leur complexité et leur manque de vulgarisation (trop jeune) elles ne sont pas encore validées. Tout ce qui semble clair c'est que les notions habituelles semblent perdre tout sens : espace, temps, onde, particule, etc.... C'est plus frustrant qu'autre chose.

Une petite réponse concernant la formation du TN. Même pas besoin d'atteindre la masse de Planck. La réponse est simple : le calcul montrant qu'un corps de densité plus grande que xxx se transforme en TN suppose que le corps est isolé, entouré de vide. Ici, ce n'est pas le cas, la matière est partout, homogène et isotrope. En quelque sorte, si tu prends une petite portion de matière, elle est attirée par sa propre masse mais aussi par la masse qu'i l'entoure, il y a "compensation". (par contre la moindre fluctuation pourrait provoquer la création de trous noirs primordiaux)

On peut aussi regarder l'univers comme un tout. En fait, chose amusante : si l'univers a une densité supérieure à la densité critique alors c'est un univers fermé, sinon ouvert. Et cette densité critique est justement la même que pour la formation d'un trou noir (il se fait que l'univers a juste vette valeur, encore un résultat frustrant, on est au-dessus ou au-dessous ??? Dieu est un vilain garçon qui s'amuse à nous tourmenter comme un gosse brulant les fourmis avec une Loupe ).

Coincidence numérique qui n'en est pas vraiment une (les équations sont similaires) mais qu'il ne faut pas pousser au-delà de ce simple constate (la situation autant que la géométrie d'un TN est totalement différente de celle de l'univers), même s'il pousse certains à la spéculation .

P.S. Mais je sais où est le trou de Planck : c'est là où je travaille, au Ministère. Non je rigole

[invite231234]

Coincidence numérique qui n'en est pas vraiment une (les équations sont similaires) mais qu'il ne faut pas pousser au-delà de ce simple constate (la situation autant que la géométrie d'un TN est totalement différente de celle de l'univers), même s'il pousse certains à la spéculation .

Je ne vois pas comment on peut avoir coïncidence alors que les équations dont tu parles ne sont que des approximations de ce que pourrait donner la gravité quantique. Et pour cause, l' est ici dans la bonne direction, c'est à dire densité énorme et la validité d'une théorie Physique ou plutôt son domaine, ne contient pas de discontinuité. Donc comme les paramètres convergent dans leurs divergences, on peut spéculer qu'il y a une sorte d'équivalence des propriétés des singularités comme posséder un horizon ... qu'en penses-tu Deedee ?

@ +

[invite80fcb52e]

Il n'y a pas d'infinis au niveau du temps de Planck mais au moment du Big Bang, l'instant 0. Le temps de Planck c'est juste l'époque en dessous laquelle les théories actuelles ne peuvent rien dire...

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite4386a7ce]

La singularité du départ est de nature différente à celle d'un trou noir (d'ailleurs c'est quoi une singularité ? en l'état actuel des choses juste une notion mathématique) car le big bang est une explosion, un TN un effondrement. Il y a effectivement des similitudes entre un trou noir qui péterait et le big bang, mais la notion d'horizon, par exemple, ne désigne pas la même chose pour les deux cas.

[inviteccac9361]

Bonjour,

car le big bang est une explosion

le Big Bang n'est pas une explosion.

Du point de vue de la physique le BB n'est en aucun cas une explosion. Il faudrait pour cela que l'expansion de l'Univers soit causée par un gradient de pression comme l'a fait remarquer le grand cosmologiste Zeldovitch.

Voir le sujet ici:
http://forums.futura-sciences.com/as...ml#post2943372

[invite231234]

Il n'y a pas d'infinis au niveau du temps de Planck mais au moment du Big Bang, l'instant 0. Le temps de Planck c'est juste l'époque en dessous laquelle les théories actuelles ne peuvent rien dire...

Oui, je me suis trompé (pourtant je le savais), ce que je voulais dire c'est quand on extrapole nos théories actuelles en deçà du temps de Planck ...

La singularité du départ est de nature différente à celle d'un trou noir

Qu'en sais-tu ?

(d'ailleurs c'est quoi une singularité ? en l'état actuel des choses juste une notion mathématique)

Voir la réponse que j'ai fais à gloubi, on sait qu'il se passe quelque-chose !

car le big bang est une explosion.

Faux, merci xoxo !

@ +

[Deedee81]

Salut,

Je ne vois pas comment on peut avoir coïncidence alors que les équations dont tu parles ne sont que des approximations [...]

C'est justement pour ça qu'il y a coincidence. Ca résulte de l'idéalisation de la modélisation.

- On part des mêmes équations : les équations d'Einstein.
- On fait les mêmes hypothèses : homogène, isotopre (ou a symétrie sphérique pour les TN)

Il n'est alors guère étonnant d'avoir des solutions mathématiques présentant des points communs.
Les métriques obtenues se ressemblent d'ailleurs très fort.

Il est certain que pour un univers "réel" avec toute sa complexité, tous ses "défauts" (il n'est pas parfaitement homogène)... les paramètres d'un TN et de l'univers ne doivent pas tout à fait coincider. Ce sont quand même des situations physiques très différentes.

[...] on peut spéculer qu'il y a une sorte d'équivalence des propriétés des singularités comme posséder un horizon ... qu'en penses-tu Deedee ?

Là, c'est même plus que de la spéculation : c'est vrai.
http://en.wikipedia.org/wiki/Penrose...arity_theorems
(l'article en anglais est beaucoup plus complet que le français :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Th%C3%A...gularit%C3%A9s
)

[invite4386a7ce]

Citation Envoyé par Porabha Voir le message
La singularité du départ est de nature différente à celle d'un trou noir
Qu'en sais-tu ?

Houla oui, en me relisant c'est bien débile ce que j'ai marqué là... En fait mon petit doigt me dit que de singularité il ne doit y en avoir que si l'univers entier s'effondre sur lui-même. Dans un trou noir la masse est confinée dans un volume qui resterait de taille humaine. Il me semble d'ailleurs avoir déjà lu des choses allant dans ce sens. On est bien d'accord : une seule sorte de singularité (déjà qu'on sait pas formellement ce que c'est...)

car le big bang est une explosion.
Faux, merci xoxo !

Mouais, je suis pas d'accord avec cette histoire de gradient de pression, ça peut prendre la forme d'une explosion (dans le sens où c'est une dilatation plus que brutale avec un sacré foutoir en son sein. Surtout avec ces travaux récents sur la gravité répulsive. Non, par contre vu comment l'espace temps est recroquevillé sur lui-même à ce moment on peut partir du principe que cette dilatation brutale vue par un observateur extérieur à une échelle de temps comme la notre est en fait extrêmement lente et mesurée vue du dedans. Là aussi on est d'accord, ce n'est pas une explosion. Mais je n'étais pas au courant pour Zeldovitch, merci pour l'info.

Par contre j'avais pas bien compris de quoi tu parlais dans ton message d'ouverture du forum : en effet pourquoi l'univers ne s'est-il pas transformé en TN dès le départ ? Justement moi je croyais que c'était passk'il y avait une explosion au départ et que l'inertie de celle-ci avait contrebalancé les effets de la gravité.

Quelqu'un a une réponse officielle ? Moi j'en aurais bien une mais faut que je prépare un peu. Un peu beaucoup, même.

Bonne soirée toulmonde !

[Deedee81]

Salut,

Attention, tes citations ne sont pas formatées.

en effet pourquoi l'univers ne s'est-il pas transformé en TN dès le départ ? Justement moi je croyais que c'était passk'il y avait une explosion au départ et que l'inertie de celle-ci avait contrebalancé les effets de la gravité.

Quelqu'un a une réponse officielle ? Moi j'en aurais bien une mais faut que je prépare un peu. Un peu beaucoup, même.

Elle est dans le message 2.

D'une part il semble que la densité de l'univers n'est pas suffisante pour ça (en fait la densité est quasiment à la limite nécessaire, curieuse coincidence et en physique on n'aime pas les coincidences). D'autre part, l'univers n'est pas dans la même situation qu'un corps pouvant se transformer en TN.

Un corps massif est entouré de vide. Et il peut s'effondrer sous son propre poids.

L'univers est homogène et isotrope (au moins en première approximation, mais une bonne approximation quand même quand on regarde le rayonnement fossile). Chaque portion de matière est autant attirée par son propre poids que par tout ce qui l'entoure. Il y a équilibre.

[inviteccac9361]

en effet pourquoi l'univers ne s'est-il pas transformé en TN dès le départ ?

Un corps massif est entouré de vide. Et il peut s'effondrer sous son propre poids.

Donc en fait si je comprend bien, c'est à cause de l'energie noire ?

D'une part il semble que la densité de l'univers n'est pas suffisante pour ça (en fait la densité est quasiment à la limite nécessaire, curieuse coincidence et en physique on n'aime pas les coincidences).

Ce n'est pas une coïncidence à mon avis, et d'ailleurs parler d'energie noire ne donne pas d'explication.
C'est une autre manière de parler de la constante cosmologique.

On décale juste le débat, c'est comme lorsqu'on essaie de définir le temps...
Une théorie même parfaitement descriptive, allant jusqu'à la prédiction, comme la RG par exemple, ne fournit pas nécessairement une explication physique du phénomène décrit.

Quand on voit la complexité de certaines disciplines, comme la mécanique quantique (paix à son âme), je pense qu'on est en droit de se poser la question si la nature est aussi complexe et tortueuse que l'esprit humain.

[Deedee81]

Ne dit pas je sors , je n'ai pas parlé d'énergie noire, mais je suis entièrement d'accord avec toi. Moi aussi et comme beaucoup je pense qu'il n'y a pas coincidence et qu'on finira par comprendre

[invite231234]

Salut Deedee, je reviens la dessus :

En fait, chose amusante : si l'univers a une densité supérieure à la densité critique alors c'est un univers fermé, sinon ouvert. Et cette densité critique est justement la même que pour la formation d'un trou noir

Ouvert ? ... Fermé ? ... tu parles de thermodynamique de l'Univers ? Est-ce que ça a un rapport avec l'Univers fini ou infini ?

@ +

[Deedee81]

Ouvert ? ... Fermé ? ... tu parles de thermodynamique de l'Univers ? Est-ce que ça a un rapport avec l'Univers fini ou infini ?

Non, oui

Non, je ne parle pas de thermodynamique de l'univers.
oui il y a un rapport avec l'infini/fini.

Univers ouvert : expansion éternelle et univers infini
Univers fermé : big crunh et univers fini
(le "et" est vrai seulement si la constante cosmologique = 0, sinon il peut y avoir des cas plus compliqué. Univers ouvert, je ne sais plus si ça signifie expansion éternelle ou bien si ça signifie univers infini. A vérifier. C'est surement sur Wikipedia).

Si l'univers est suffisament dense alors il finit par s'effondrer sous son propre poids.

J'ai dit une bêtise avec les histoires de coincidences. La densité de matière est beaucoup plus petite que la densité critique. Le truc bizarre c'est le fait que l'univers soit "plat" (comme la limite entre ouvert et fermé) mais ça c'est expliqué par l'inflation.

[invite4386a7ce]

Bon, puisque vous en parlez : pouvez vous m'expliquer avec des mots simples ce que c'est que cette histoire de géométrie ouverte, fermée ou plane ? La densité pile poil critique c'est quoi ? (critique par rapport à quoi, je veux dire, désolé g pas le temps d'aller fouiller dans les archives). La densité de l'univers ne peut pas être constante puisqu'il se dilate, non ?
Quelle que soit sa densité je ne vois pas en quoi ça changerait sa géométrie, dans le sens ou l'espace c'est toujours l'espace, la ligne droite c'est toujours la ligne droite, vous me suivez ?
Et comme ça parlait de mécanique quantique et comme le sujet de ce forum c'est le trou de Planck, est-ce quelqu'un ici pourrait me dire quelle est la trame de l'Univers, sa matrice ? Ou autrement dit : la Théorie des cordes part du principe que ces dernières vibrent. Oui mais le long de quoi ?
Je suis sur que beaucoup de gens ont leur idée mais personne n'en parle jamais. La grande unification devra pourtant bien passer par là...
Merci d'avance

[Deedee81]

Salut,

géométrie ouverte, fermée ou plane ?

L'espace-temps est courbe en relativité générale, comme peut-l'être la surface d'une sphère. C'est évidemment plus difficile à visualiser (l'espace-temps a quatre dimensions, la surface d'une sphère a deux dimensions).

L'espace (sans le temps) aussi peut être courbé (trois dimensions cette fois).

La géométrie plane est la plus facile. La géométrie euclidienne, celle qu'on apprend, y est valide. Par exemple, la somme des angles d'un triangle vaut toujours 180° (ce n'est pas le cas sur la surface d'une sphère où les "droites" = géodésiques = chemins les plus court entre deux points = prolongement d'un minuscule segment de droite posé sur la sphère = projection d'une droite tangente à la sphère = les grands cercles = méridiens et équateur par exemple. C'est facile à vérifier en traçant la figure constituée d'une portion d'équateur et deux méridiens se croisant au pole nord : les angles à l'équateur font 90°, leur somme fait 180° et il reste encore à ajouter l'angle au sommet du triangle, au pole).

L'espace peut aussi être à géométrie sphérique (comme la surface de la sphère mais avec une dimension de plus) = géométrie fermée (si on continuait toujours tout droit on se retrouverait.... a son point de départ ! Du moins s'il n'y avait pas l'expansion).

Il peut aussi être hyperbolique (comme la surface d'une selle de cheval avec une dimension de plus et en prolongeant, ce qu'on ne sait pas faire avec un objet plongé dans l'espace ordinaire comme la selle de cheval, les images simplifiées ont leur limite) et dans ce cas il est infini = géométrie ouverte.

La densité pile poil critique c'est quoi ? (critique par rapport à quoi, je veux dire, désolé g pas le temps d'aller fouiller dans les archives).

Si l'univers était assez massif, l'attraction gravitationnelle ralentirait l'expansion jusqu'à ce qu'il s'effondre sous son propre poids = big crunch.

Si l'univers est assez peu massif, il pourra s'étendre éternellement.

La densité critique est la limite entre les deux.

Pour prendre une analogie : jette une pierre en l'air avec une certaine vitesse (= le big bang). La Terre est très massive et va attirer le caillu qui va ralentir puis retomber. Si tu fais ça sur un astéroide, la gravité est si faible que ton caillou va s'échapper dans l'espace.

La densité de l'univers ne peut pas être constante puisqu'il se dilate, non ?

Bien vu. On parle toujours de la densité à notre époque. Et on parle de la densité, pas de la masse car si l'univers est infini la masse pourrait être infinie (et en fait, on ne connait pas la taille de l'univers. On sait juste qu'il est au moins aussi grand que l'univers observable).

Quelle que soit sa densité je ne vois pas en quoi ça changerait sa géométrie, dans le sens ou l'espace c'est toujours l'espace, la ligne droite c'est toujours la ligne droite, vous me suivez ?

Je te suis, en ligne droite Mais c'est faux. En relativité générale, la géométrie est dictée par le contenu en énergie et matière. Jette un oeil sur la relativité générale dans Wikipedia. Ca été une grande découverte d'Einstein et c'est largement confirmé par l'expérience depuis.

Et comme ça parlait de mécanique quantique et comme le sujet de ce forum c'est le trou de Planck, est-ce quelqu'un ici pourrait me dire quelle est la trame de l'Univers, sa matrice ? Ou autrement dit : la Théorie des cordes part du principe que ces dernières vibrent. Oui mais le long de quoi ?
Je suis sur que beaucoup de gens ont leur idée mais personne n'en parle jamais. La grande unification devra pourtant bien passer par là...

Les cordes sont des objets élémentaires avec une description mathématique comportant une composante vibrante. Il n'y a guère de sens à parler de leur nature puisque ce sont des objets élémentaires (ils ne sont composés de rien d'autre que d'eux-même et les cordes sont décrites par très peu de paramètres).

Mais tout cela reste spéculatif. On n'est bien au-delà de la simple mécanique quantique là. La "nature" de l'espace-temps diffère beaucoup en théorie des cordes, en gravité quantique à boucles, dans les géométries non commutatives, etc.... Toutes des théories tentant d'unifier gravité et mécanique quantique (et éventuellement d'autres interactions). Toutes théories incomplètes et non validées par l'expérience.

Actuellement on a énormément d'idées (virtuellement des miliers, suffit de voir sur ArXiv), de modèles mathématiques, etc.... Mais le problème c'est que absolument rien ne permet de savoir quelles sont les bonnes idées. On manque de données expérimentales dans ce domaine de la gravité quantique. Le LHC donnera sans doute quelques infos, mais pas beaucoup. Enfin, on ne sait jamais, on verra.

Moi je parie que lorsque la solution sera trouvée par des expériences, on dira : saint millard, personne n'y avait pensé

[invite4386a7ce]

Merci pour toutes ces explications Deedee.

La géométrie de l'Univers c'est bon et c'est pas bon : j'avais déjà compris ce que tu as détaillé mais je ne vois toujours pas en quoi c'était une surprise ou une découverte de "voir" que l'Univers est plat. Surtout que sa dilatation s'accélère (il est donc ouvert, sur le principe, non ?). Mais ne t'embête pas avec ça.
Les cordes composées de rien d'autre qu'elles-même je te suis aussi, mais y a une faute, non ? Comment un objet pourrait-il bien n'être composé que de lui-même ? Même un est divisible... Pour la théorie et les calculs ça suffit, certes, mais pas pour expliquer l'ensemble.
Je me suis inscrit sur ce site parce que j'ai trouvé une "astuce", que je vérifie par la littérature de vulgarisation mais arrivé à un certain stade ça devient trop pointu et je me retrouve tout seul avec mes bouquins et mes revues trop succintes et qui tournent en rond. Et je n'ai pas l'intention de passer le restant de ma vie à passer des doctorats dans toutes les disciplines de physique juste pour vérifier.
Alors un système -relativement- très simple qui explique le pourquoi de la RG (le comment Einstein l'a fait), qui explique le principe de base de la MQ (le pourquoi, pas le comment), qui est conforté par la théorie des cordes, qui explique l'énergie noire, qui est conforté par l'expérience EPR (le pourquoi seulement pour l'instant), qui explique l'avant Big Bang (pourquoi et comment) et qui explique même carrément comment Dieu a créé l'Univers (la recette et tout...) est-ce qu'il y a quelqu'un que ça pourrait intéresser ?
Hier je lisais un truc dans le dernier hs de Science et vie à propos des lois et il y était dit qu'en partant des trois grandes lois connues (RG MQ et forces je crois) on pouvait retrouver le point d'ébullition de l'eau, mais que c'était un boulot de calcul très complexe et fastidieux. Bon ben moi c'est un peu pareil, mais pour TOUT. Pour ça si quelqu'un a des tuyaux...
Je me permets d'écrire tout ça rapport à ta phrase de fin : saint milliard personne n'y avait pensé. Pas de bol, j'ai imaginé EPR sans savoir que ça avait déjà été observé depuis des décennies ! Je vais chercher autre chose.