Rotation et gravitation

[invite1f34fdbb]

Avis à tous les initiés d'astro-toutpleindesciences,

Je me posais deux question. (entre autres)

La première tout le monde galère à lier tonton newton, tonton einstein et autres théoriciens fantastique ou farfelus pour ce qui concerne l'infiniment grand et l'infiniment petit qui semble toujours autant contradictoire.

Alors je me suis demandé (attention ça sent déjà la théorie foireuse du non initié) si par le plus grand des hasard, en cherchant encore plus grand que le plus grand qu'on connait, on trouverai pas un tout petit lien de rien du tout entre les deux.

A commencer par la rotation.
à priori tout ou presque rotationne autour de quelquechose, un axe (la terre par ex) ou un point central (pas d'exemple en tête à part de vieux court de maths) donc serait il possible que l'univers tourne sur lui même ? non pas autour d'un axe parceque ça sous entendrai qu'il y a axe alors que je vois pas franchement sur quoi il s'appuierait (encore que), mais plus vraisemblablement (dans ma petite tete) autour d'un point, le plus logique étant le point de départ à partir de l'endroit où tout s'est expansé. après tout, tout ce bazard en expansion multidirectionne doit bien suivre une logique. j'ai dessuite pensé à la lumière, un point d'origine (une ampoule, un soleil, etc) et la lumière qui se barre dans toutes les directions en lignes droite. Donc puisque de l'atome jusqu'à la galaxie en passant par les planete, tout rotationne, pourquoi l'univers serait privé de ce droit ? ça serait pas logique. Et puis même s'il tournait autour du centre ne serait-ce que de moins d'un dizieme de degré par millénaire il ne lui faudrait "que" 4 millions d'année terrestre pour faire un tour complet. Vu la taille et la masse du machin et la durée de vie d'un scientifique lambda, ça serait logique de penser que c'est assez rapide pour être possible et suffisement lent pour pas qu'on puisse le constater.

Enfin deuxieme chose, la gravitation ou la révolution ou un truc dans le genre.
au delà de la rotation autour d'un point et d'un axe, tout ce toutim à tendance à tourner autour de choses. Les électrons autour des noyaux, les lunes autour des planètes et ces dernières autour des soleils et ces derniers autour du centre d'une galaxie. Quelqu'un à pondu une théorie de plusieurs univers "bulles". D'après ce que j'ai compris ça serait un peu comme des ballons qui sont perpétuellement en train de se gonfler (l'expansion de l'univers). se pourrait il que ces ballons gravite autour de quelquechose de bieeeeeeeeeen plus grand qu'un univers ? Ce qui ferait un peu penser qu'un univers est ptete qu'un électron parmi d'autre autour d'un noyau fait de tout autre chose.

Donc voilà les questions

- L'univers tourne t'il sur lui même,
- Et/ou autour de quelquechose
- Et si tel était le cas, serait ce pas un moyen de mettre tout le monde d'accord entre l'infiniment petit et un truc plus grand que l'infiniment grand ?

(prière d'éviter toute forme de lynchage, c'est juste des question que je me pose après lecture de quelques revue de vulgarisation scientifique genre "l'astronomie" etc, donc si c'est impossible j'aimerai savoir pourquoi et si ce n'est pas impossible, sans aller jusqu'à dire que c'est envisageable, savoir comment ça le serait merci)

Avis à ceux qui savent ou aimeraient savoir ^^
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[invite1f34fdbb]

Ah oups, dans ma soif d'assouvir ma curiosité j'en oublie les bonnes manières.

Je rajouterai donc "bonjour" et "merci d'avance" ^^

[papy-alain]

- L'univers tourne t'il sur lui même,
- Et/ou autour de quelquechose
- Et si tel était le cas, serait ce pas un moyen de mettre tout le monde d'accord entre l'infiniment petit et un truc plus grand que l'infiniment grand ?

Bonjour.

Pour qu'un objet tourne sur lui même, il lui faut un axe de rotation. Or l'univers n'a pas de centre. Donc, cet axe ne peut exister. Donc, la question n'a pas de sens, et tout ce qui pourrait en découler est nul et non avenu.

Le raisonnement est péremptoire, mais je n'en dispose pas d'autre.

[Deedee81]

Salut,

En effet, à tout instant, une rotation implique un axe de rotation (celui-ci pouvant éventuellement changer au cours du temps). C'est une règle élémentaire de cinématique.

Il est possible de décrire un univers globalement en rotation. Mais :
- rien n'indique que ce soit le cas
- en relativité générale c'est inconsistant ( http://fr.wikipedia.org/wiki/Univers_de_G%C3%B6del )

Enfin, bon, à l'échelle de tout l'univers (au-delà de l'univers observable) on peut certainement spéculer un peu. Difficile de dire si nos théories sont valables jusqu'à cette échelle. Ou même spéculer beaucoup (les univers bulles tournant autour d'autre chose)

Et pour la dernière question, malheureusement, réconcilier infiniment grand et petit (c'est-à-dire relativité générale et mécanique quantique) est infiniment plus compliqué que cela.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Amanuensis]

- L'univers tourne t'il sur lui même,

La question a un sens, un sens pas simple, mais qui s'applique aux modèles de l'espace-temps qu'on peut construire à partir des équations de la relativité générale. Les théoriciens tirent de ces modèles des prédictions précises sur ce qu'on observe à l'échelle cosmologique (par exemple sur le rayonnement cosmique fossile), et pour le moment les mesures faites indiquent une rotation nulle.

- Et/ou autour de quelquechose

Dans les modèles où il y a rotation (comme la métrique de Gödel), on ne peut pas nécessairement parler d'axe de rotation (dans le modèle de Gödel, il y a une direction privilégiée, mais pas des endroits privilégiés, l'espace-temps est homogène). Il y a un problème de signification de l'expression "rotation de l'Univers", cette expression étant à prendre dans le contexte des modèles cosmologiques permis par la relativité générale, et non pas au sens de la mécanique de Newton appliquée aux "petits" systèmes.

[Amanuensis]

- en relativité générale c'est inconsistant ( http://fr.wikipedia.org/wiki/Univers_de_G%C3%B6del )

Ah bon ?

Je prends le wiki anglophone, et je lis (mise en gras par moi) :

Following Gödel, we can interpret the dust particles as galaxies, so that the Gödel solution becomes a cosmological model of a rotating universe. Besides rotating, this model exhibits no Hubble expansion, so it is not a realistic model of the universe in which we live, but can be taken as illustrating an alternative universe which would in principle be allowed by general relativity (if one admits the legitimacy of a nonzero cosmological constant). A less well known solution of Gödel's exhibits both rotation and Hubble expansion, and has the other qualities of his first model, so Gödel's model is really killed by the inconvenient observations that the universe is not rotating. The quality of these observations improved continually up until his death, and he would always ask "is the universe rotating yet?" and be told "no, it isn't."

Ce n'est donc pas une question de cohérence, mais bien d'observation.

[papy-alain]

Le texte précise bien que ce modèle n'est pas réaliste : le modèle sans expansion est une ineptie, et le modèle en rotation et en expansion ne correspond pas aux observations.
Je rajoute qu'un univers en rotation devrait permettre des observations traduisant les effets de la force de Coriolis, ce qui n'a jamais été le cas.
Après, évidemment, on peut toujours imaginer des tas de modèles fictifs, mais quel sens cela a-t-il sans confirmation observationnelle ?

[Deedee81]

Ce n'est donc pas une question de cohérence, mais bien d'observation.

Je faisais référence au fait qu'un tel modèle contient automatiquement des boucles temporelles.

Je sais qu'il est possible d'avoir un modèle consistant avec de telles boucles, mais je dois t'avouer que moi je n'aime pas ça du tout.

Mais tu as raison, c'est avant tout l'expérience et l'observation qui fixe les critère de choix d'un modèle. Après, on se débrouille

[Amanuensis]

Mais tu as raison, c'est avant tout l'expérience et l'observation qui fixe les critère de choix d'un modèle. Après, on se débrouille

Dans le cas d'espèce, il n'y a pas de problème, puisque l'observation va contre les modèles "gênants" !

Peut-être qu'on trouvera un jour différents aspects de l'Univers tel qu'observé qui amèneront une préférence pour un modèle-cadre à la fois plus précis que la relativité générale et forçant la rotation de tout modèle d'Univers à 0. Mais ce n'est pas le cas pour le moment...

(Au passage, mais c'est très au-delà de mes compétences, j'ai cru lire quelque part que la théorie Einstein-Cartan laisserait de la place pour des modèles avec rotation mais sans boucle temporelle ? À vérifier...)

[invite1f34fdbb]

Waou quand même.

donc si j'ai bien compris à l'heure actuelle, y'a des pour et des contres

[papy-alain]

Pas vraiment. Sur base des observations actuelles, rien ne porte à croire que l'Univers est en rotation. Deedee et Ammanuensis, qui sont bien plus compétents que moi, évoquent des modèles "possibles" qui "pourraient" éventuellement exister. Mais les observations actuelles ne vont pas dans ce sens. Après, il est impossible de présager ce que l'avenir nous réserve.

[Amanuensis]

(Au passage, mais c'est très au-delà de mes compétences, j'ai cru lire quelque part que la théorie Einstein-Cartan laisserait de la place pour des modèles avec rotation mais sans boucle temporelle ? À vérifier...)

PS : Pour aller plus loin là-dessus, il me semble qu'on peut même se demander si la RG de base est une bonne approche avec une rotation d'ensemble, car la raison principale pour ne pas prendre la théorie EC à la place (qui est "plus propre", en particulier est compatible avec le couplage spin-orbite) me semble être que la partie anti-symétrique du tenseur énergie-impulsion (antisymétrie reliée au moment cinétique) serait négligeable. Avec rotation de tout l'Univers, comme pourrait-elle l'être ?

[Deedee81]

(Au passage, mais c'est très au-delà de mes compétences, j'ai cru lire quelque part que la théorie Einstein-Cartan laisserait de la place pour des modèles avec rotation mais sans boucle temporelle ? À vérifier...)

Ah ! Je ne sais pas.

PS : Pour aller plus loin là-dessus, il me semble qu'on peut même se demander si la RG de base est une bonne approche avec une rotation d'ensemble, car la raison principale pour ne pas prendre la théorie EC à la place (qui est "plus propre", en particulier est compatible avec le couplage spin-orbite) me semble être que la partie anti-symétrique du tenseur énergie-impulsion (antisymétrie reliée au moment cinétique) serait négligeable. Avec rotation de tout l'Univers, comme pourrait-elle l'être ?

Olàlà, un tenseur énergie-impulsion antisymétrique !!!!!

Je suis dépassé (par la lumière ).

[Amanuensis]

Olàlà, un tenseur énergie-impulsion antisymétrique !!!!!

Pas anti-symétrique... Juste non symétrique, i.e., avec une partie anti-symétrique non nulle. C'est pourtant assez naturel, l'énergie, la quantité de mouvement et le moment cinétique vont ensemble, ce sont les "invariants" correspondant aux symétries temporelles et spatiales ! Si on les met ensemble cela donne le "stress–energy tensor " qui n'est pas symétrique si on prend en compte le spin [1]. Il me semble avoir vu un de vos messages (ou était-ce quelqu'un d'autre ?) citant le tenseur énergie-impulsion-contrainte ou quelque chose comme cela ; j'imaginais que vous parliez du "stress-energy tensor" au sens général. (Pour moi "tenseur énergie-impulsion" en français se restreint au cas symétrique. D'ailleurs j'ai manqué de rigueur sur ce point dans mon message précédent...)

[1] "In the presence of spin or other intrinsic angular momentum, the canonical Noether stress energy tensor fails to be symmetric.", dans la page Wiki "Stress-energy_tensor"

[invite1f34fdbb]

Ceci dit, en prenant le problème à l'envers, placé à un endroit précis à l'intérieur de l'univers, pourrait on le voir si l'univers tournait autour d'un hypothétique centre ?

(parceque c'est bien gentil de dire qu'il a pas de centre mais l'expansion à bien un point d'origine donc un centre non ?)

[papy-alain]

Ceci dit, en prenant le problème à l'envers, placé à un endroit précis à l'intérieur de l'univers, pourrait on le voir si l'univers tournait autour d'un hypothétique centre ?

(parceque c'est bien gentil de dire qu'il a pas de centre mais l'expansion à bien un point d'origine donc un centre non ?)

Non, le début de l'expansion ne s'est pas faite à partir d'un point précis, mais partout à la fois. Ou, pour dire les choses autrement, le début de l'expansion s'est faite dans la pièce où tu te trouves en ce moment, mais aussi là où je suis, ou sur la Lune, ou n'importe où dans l'Univers. Si je te demande où se trouve le centre de la surface de la Terre, la seule réponse plausible est partout ou nulle part.

[triall]

Bonjour à tous, il me semble que s'il y avait rotation on pourrait le voir dans le rayonnement cosmologique fossile , mais j'ai du mal à voir et encore moins à calculer ce que l'on devrait voir ; mais il devrait s'agir d'une sorte d'effet Doppler tournant .
Or si je ne me trompe, ce que l'on a pu observer avec Cobe , c'est un effet Doppler , résultant d'un déplacement de notre planète dans ce rayonnement , ...

[invite1f34fdbb]

la rotation serait donc improbable mais pas impossible ?

et sinon pour la gravitations des univers bulles, y'a des théories ?

[invite1f34fdbb]

mes interrogations sont simplement parties de l'idée certes candide que si le très petit, le petit, le moyen et le grand tournait et gravitait toujours (sauf exceptions car y'en a systématiquement) alors pourquoi pas le très très grand.

(ce qui me fait penser que la seule règle qui n'ai pas d'exception est celle qui dit qu'il n'y a pas de règle sans exception... mais dans ce cas ça ferait une règle sans exception et invaliderai la phrase, le cas contraire ne serait guère mieux... arglll y'a pas qu'en physique qu'on peut s'arracher les cheveux ^^)

[Amanuensis]

la rotation serait donc improbable mais pas impossible ?

On ne sait pas si c'est impossible, au sens où aucun des modèles fondamentaux actuels n'implique une telle impossibilité.

Quant à la probabilité, c'est comme tout en physique : on a une borne supérieure à la rotation, calculée en fonction des observations et mesures et des théories en vigueur. Ce qu'on peut dire est que la rotation nulle est dans la fourchette des possibilités laissées par l'observation. Historiquement cette fourchette a été de plus en plus précise, avec toujours 0 dedans ou presque (1). Et, comme souvent, quand une valeur spéciale se trouve dans la fourchette possible, on la considère très probable.

(1) Il y a eu des articles donnant des résultats divergents, voir par exemple "axis of evil", nom bizarre donné par les américains à la direction de rotation éventuelle (chercher "axis evil universe" sur un moteur de recherche, ça évite les références à Bush...).

[invite1f34fdbb]

merci pour le tuyau du axis evil. C'est interessant ce qu'ils en disent. Mais ça ou son contraire restent difficile à démontrer à priori :/

[Deedee81]

Salut,

Pas anti-symétrique... Juste non symétrique
......
[1] "In the presence of spin or other intrinsic angular momentum, the canonical Noether stress energy tensor fails to be symmetric.", dans la page Wiki "Stress-energy_tensor"

Oui, excuse-moi, j'avais bien compris non symétrique. Je me suis mal exprimé. J'ai en effet déjà rencontré de terme non symétrique mais habituellement (en tout cas dans les cas sur lesquels je suis déjà tombé) on modifie la définition pour retrouver le caractère symétrique. Par exemple, si on applique "brutalement" le théorème de Noether au lagrangien de l'électromagnétisme on a effectivement une part non symétrique mais elle n'est pas invariante de jauge.... donc on la supprime.

Or si je ne me trompe, ce que l'on a pu observer avec Cobe , c'est un effet Doppler , résultant d'un déplacement de notre planète dans ce rayonnement , ...

Je confirme.

et sinon pour la gravitations des univers bulles, y'a des théories ?

Pleins. Spéculatives, voire très spéculatives, mais ça existe : univers jumeaux (dont la version de Jean-Pierre Petit), univers multiples de Andrei Linde et ses nombreuses variantes. Univers non homogènes (qui ont pas mal été exploré ses temps si car il existe une petite possibilité que l'accélération de l'expansion en soit une conséquence). J'en oublie certainement.