Composition de l'espace

[invite4060f51d]

Bonjour,

j'aimerais quelques précisions sur certaines informations, que voici:

1. L'univers est fait de quoi, de vide absolu ?

2. Si on "large" de l'oxygène dans l'espace, il devient quoi, les atomes font quoi, ils dérivent dans l'espace ?

3. L'antimatière est-elle présente, même en petite quantités, dans notre univers ?


Merci de donner des détails.
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[Gilgamesh]

Bonjour,

j'aimerais quelques précisions sur certaines informations, que voici:

1. L'univers est fait de quoi, de vide absolu ?

L'Univers est essentiellement vide, en effet (moins de 1 proton par m3). Mais ça ne le rend pas simple : le vide est structuré (l'antique notion d'éther reprend du service, sous une autre forme) et l'espace-temps, le contenant de ce vide, forme lui même structure qui n'a rien de naïve. La vide le plus vide qu'on puisse imaginer contient au moins trois étages de complexité : deux pourle contenant et un pour le contenu (cette division en étage n'est que didactique, je précise. Il est fort possible in fine que la complexité du vide dépasse celle du contenant).

L'espace-temps en tant que tel est une structure mathématique à deux étages, la première est traitée par la Relativité Restreinte (RR), la seconde par la Relativité Générale (RG). La RR relie les deux notions d'espace et de temps sous la forme d'un tout indivisible, l'espace-temps de Minkowski. Ce que recouvre ce terme c'est le fait que l'espace et le temps sont reliés par une constante, c, de telle sorte que tout déplacement dans cet espace se mesure à l'aide d'une quadri-vitesse (une vitesse avec 4 composant) dont la norme est égale à la constante c.

Dans un espace simple (tel qu'on se l'imagine spontanément), la distance dr est une distance spatiale, mesurée sur 3 axes de coordonnées x, y et z.

où (relation de Pythagore)

La tri-vitesse (la vitesse usuelle, spatiale) est v = dr/dt et elle a la valeur que l'on veut.

Or ça ne marche pas, c'est à dire que deux observateurs allant à une vitesse différent ne mesureront pas la même vitesse pour une troisième corps. Pour avoir une relation exacte qui accorde tous les violons il faut y adjoindre le temps, mesuré en mètre en l'alliant avec une constante qui a la dimension d'une vitesse, c. On note cette distance spatio-temporelle ds et sa définition élargie la relation de Pythagore au temps, avec une inversion de signe :



Pour avoir une quadri vitesse, on part du temps "vécu" par l'observateur (son temps propre, noté ) et la quadri vitesse est :

de norme constante, comme on l'a dit, ce que l'on peut traduire de façon approximative par le fait que tout déplacement rapide dans l'espace se traduit par un ralentissement du temps mesuré, de sorte que la somme se ramène à c.

Le deuxième étage de complexité est donné par la RG. En présence d'un champs de gravité, l'espace de Minkowski ne devient qu'une approximation locale de la structure de l'espace-temps qui adopte une courbure (de la même façon que la droite d'équation y=2x forme la tangente d'une courbe y=x² par exemple). La courbure de l'espace-temps varie toute au long de l'histoire cosmique, et surtout, la mesure d'une distance donnée s varie avec le temps : l'expansion de l'univers implique que la mesure de la distance entre deux points de coordonnées données varie avec le temps.

Et dans ce contenant déjà complexe et structuré, qui possède son propre déploiement historique, s'insère la structure microscopique du vide, tissé de champs quantiques. Ces champs, même vides (dépourvus de particules) ne sont pas d'énergie nulle, ils sont simplement à leur énergie minimale, qui n'est pas "rien". De sorte que le vide possède une actualité constante, faite de création-annihilation perpétuelle de particules virtuelles ; il se passe toujours quelque chose dans le vide, d'autant plus qu'on l'analyse sur une courte durée et à petite échelle.

La grande histoire de la Physique actuelle consiste à relier cette activité microscopique au déploiement macroscopique de l'espace-temps.

2. Si on "large" de l'oxygène dans l'espace, il devient quoi, les atomes font quoi, ils dérivent dans l'espace ?

Oui, mais si tu largue beaucoup (vraiment beaucoup : des masses solaires) de gaz, au bout d'un moment, ayant refroidi, il s'effondre sur lui même et forme une étoile.

3. L'antimatière est-elle présente, même en petite quantités, dans notre univers ?

A l'issue de chocs oui il y a toujours qq anti-protons et qq anti-électrons en vadrouille dans le milieu interstellaire. Mais ce que l'on recherche c'est de la "vraie" antimatière qui se traduirait par l'existence de noyaux complexes, comme pour commencer de l'anti-hélium. Personne ne parierait bien cher la dessus, mais c'est l'objet de recherches actives (expérience AMS pour Alpha Magnetic Spectrometer implantée sur l'ISS).


a+