Touti rikiki.

[papy-alain]

Bonjour à tous.

J'ai bêtement un doute sur un point de détail. Selon le modèle cosmologique standard, notre sphère d'univers observable aurait eu a ses débuts la taille de Planck, ou cette taille englobait elle l'ensemble de l'univers ? Si je pose cette question, c'est parce que si l'ensemble de l'univers a eu cette taille, alors notre univers observable aurait été, à un moment donné, beaucoup plus petit que la taille de Plank, ce qui me paraît invraisemblable, vu que ça n'a aucun sens physique de dire ça. Que dit exactement le modèle à ce sujet ?

Merci par avance de vos avis éclairés.
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[Tryss]

Que dit exactement le modèle à ce sujet ?

"Le" modèle dit qu'il bug

Le big bang dans le modèle classique est une singularité : il y a l'apparition d'un infini (ici infiniment petit)

Et c'est justement parce que ça parait délicat d'un point de vue physique que l'on cherche des théories qui évitent ces infinis.

Après il faut bien se rendre compte que la longueur de Planck n'est pas nécessairement une limite infranchissable : c'est simplement qu'a cette échelle et en dessous, nos théories ne marchent plus.

[Amanuensis]

Le big bang dans le modèle classique est une singularité : il y a l'apparition d'un infini (ici infiniment petit)

Doublé de quelques infinis grands : température, énergie volumique, courbure scalaire, ... La totale !

[papy-alain]

Le big bang dans le modèle classique est une singularité : il y a l'apparition d'un infini

Doublé de quelques infinis grands : température, énergie volumique, courbure scalaire, ... La totale !

Oui, mais ça c'était AVANT le temps de Planck. Mais juste après ? Au moment où l'univers avait 2 ou 3 fois cette taille, notre univers observable devait être bien plus petit, non ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Amanuensis]

Je dois avouer que je ne comprends pas la fixation sur le mot "taille". La notion de distance est locale et relative. On ne peut pas "comparer" la notion de "taille"(1) dans des états de l'Univers aussi différents.

(Bien plus que l'âge de L'univers--ou la taille--, ce qui est pertinent là est la masse volumique et la température. Et ce sont des valeurs délirantes ne correspondant à rien de connu expérimentalement--et le dépassant d'un tas d'ordres de grandeur--, et défie toute imagination. Alors essayer de se faire une idée en termes de "taille" telle qu'on conçoit cela sur Terre n'a, àmha, pas grand sens.)

(1) Ou de durée

[papy-alain]

Oui, je comprends parfaitement l'objection. Cependant, c'est bien le modèle standard qui, en remontant le temps, vient buter sur la taille de Planck, qui est très précise. Et je me demandais si ce modèle fait référence, à cet instant de son histoire, à la taille de l'univers ou à la taille de notre univers observable.

[Deedee81]

Salut,

Oui, mais ça c'était AVANT le temps de Planck. Mais juste après ? Au moment où l'univers avait 2 ou 3 fois cette taille, notre univers observable devait être bien plus petit, non ?

On ne sait même pas quelle pouvait être la structure de la matière et de l'espace-temps dans ce domaine. Quand l'univers avait une taille de quelques longueur de Planck (si cela est correct, évidemment) pouvait-on déjà parler de particules (le futur contenu de l'univers observables) ???? J'en doute.

Si on suit la gravité quantique à boucles, l'état d'un univers de quelques longueur de Planck se réduit à une représentation en forme de graphes avec quelques noeuds et quelques branches. Les noeuds portant des valeurs en nombre fini (selon les champs de matière du modèle).

Mais comment on passe de cette représentation à l'univers complet après, alors là, c'est la question du siècle. Ce n'est même pas dû à mes connaissances limitées de cette théorie. Même les bouclistes ont du mal (on ne sait pas encore faire le lien entre la formulation à boucles et la physique des particules "habituelle" et on ne sait même pas à quels états à boucle correspond un état classique, même Minkowski (les états dit "semi-classiques")).

Bref on est tous dans le brouillard de Planck, pas seulement l'univers

[papy-alain]

Salut Deedee.

Faut il en conclure que la fiabilité du modèle se réduit proportionnellement à la taille de l'univers ? C'est un peu ce que tu expliques, non ? Mais dans ce cas, quand on évoque les premières secondes, qui englobent les notions de formation des premiers électrons, des premiers quarks, des premiers bosons de Higgs, etc, quelle est la fiabilité de cette "reconstitution" ?
Si on considère que la description des évènements est très fiable pour la période du découplage à nos jours (parce que là, c'est de l'observation directe), où finit la certitude et où commence la spéculation ?

[Tryss]

Dès que tu as apparition des premières particules, on est très loin de l'échelle de Planck.

Par exemple un électron fait 10^20 longueur de Planck, c'est à peu près comme si l'électron était la galaxie toute entière, et la longueur de Planck, le mètre.

[Amanuensis]

Oui, je comprends parfaitement l'objection. Cependant, c'est bien le modèle standard qui, en remontant le temps, vient buter sur la taille de Planck, qui est très précise.

Elle n'est pas précise du tout. On peut choisir diverses "longueurs de Planck" ; en gros il y a une liberté de multiplication par des choses comme des 2pi, des entiers ou d'autre facteurs sans dimension. La longueur de Planck est un ordre de grandeur, pas la taille d'un phénomène physique particulier (et pour cause, on n'a aucune observation à cette échelle !). Celle qu'on cite usuellement est le résultat d'une convention.

Et je me demandais si ce modèle fait référence, à cet instant de son histoire, à la taille de l'univers ou à la taille de notre univers observable.

Si l'Univers est infini, alors la question ne se pose pas : il est encore de taille infini à cette "époque".

Si l'Univers est fini, la différence avec le visible est juste une constante multiplicative du genre que j'indiquais plus tôt.

Par ailleurs la "taille" de l'univers observable à telle date du passé ne peut pas avoir de signification générale, puisque que l'univers observable augmente de taille chaque seconde qui passe maintenant.

[Amanuensis]

Salut Deedee.

Faut il en conclure que la fiabilité du modèle se réduit proportionnellement à la taille de l'univers ?

Il se réduit quand la température augmente, ou la densité volumique d'énergie, ou la courbure (c'est tout pareil ou presque). La difficulté est la "physique des hautes énergies" et même plutôt la "physique des très très très très ... hautes énergies".

La réduction de la "taille" n'est en rien un facteur en lui-même (contrairement aux grandeurs que j'ai citées), il est corrélé juste par notre modèle du passé de l'Univers.