Mais il s'agit d'espace. Une impulsion d'espace ça n'a aucun sens physique. Et s'il s'agissait d'impulsion donné à chaque "élément infinitésimal" de matière (de n'importe quel quanton du plasma initial) ben ce serait une théorie à bâtir de A à Z, qui n'a aucune base et qui n'a a priori aucune chance d'en acquérir aucune. On cause dans le vide en portant le regard de ce côté.Envoyé par Zefram Cochrane
Franchement je le dis comme je le pense, Mailou et toi discutez sans vous épuiser de toute ces choses, mais y'a un truc simple et élémentaire qui ne passe pas : l'expansion de l'espace. Ce n'est PAS compliqué. Y'a un moment où il faudrait quand même faire l'effort de vous arracher pour passe un cap.
Le fait qu'il y ait une constante cosmologique s'argumente d'un point de vue mathématique. C'est un terme qui apparait dans la forme la plus générale de l'équation tensorielle d'Einstein.
Seconde question à Gilgamesh.
tu a parlé de quatre formes d'énergie :
matière (qui comprend les énergies de liaison je suppose) --> oui
rayonnement (électromagnétique)
courbure ( gravitation)
Je voudrais avoir une explication sur la forme d'énergie liée à la constante cosmologique?
C'est un peu comme dans une équation du premier degré de forme générale ax + b = 0. Avec une valeur b nulle l'équation prend la forme ax=0. Dans sa forme générale, b n'est pas nul.
OU encore : en simplifiant au maximum, la relativité générale pose que
G = T
G le tenseur qui décrit l'espace
T le tenseur énergie impulsion qui décrit le contenu énergétique de l'espace (matière brayonique, matière sombre, énergie cinétique, rayonnement...)
Lambda s'ajoute soit comme :
G = T - Lambda
Lambda étant alors compris comme une matière "spéciale" (vide, champs de quintessence ?)
soit comme
G + Lambda = T
Lambda étant alors une caractéristique géométrique de l'espace (la cte cosmologique stricto sensus)
Mathématiquement c'est équivalent. Le problème, comme souvent, est de trouver le corrélat physique pertinent.
Il y a donc deux solutions : soit c'est une constante géométrique. L'espace réel serait euclidien à une constante près. On pourrait faire de lambda quelque chose d'analogue à une courbure, c'est à dire une caractéristique géométrique associée au contenant (l'espace) plutôt qu'au contenu (la matière , le rayonnement...). Ce serait un constante de dimension l'inverse du carré d'une longueur, une nouvelle constante de la physique, comme G, h ou c. Pourquoi pas : ce serait simple, tranché, en un sens ça ne manquerait pas d'élégance, sauf qu'il n'y a aucune explication ni justification théorique derrière, pas le début d'une. Soit c'est de l'énergie, lié au contenu (le vide) et là on dispose d'un formalisme pour exprimer que si le vide à une énergie, alors créer du vide doit se traduire par une pression négative. Ce qui produit exactement l'effet observé. Donc on se dit que puisque lambda semble non nul, cela traduit une énergie non nulle du vide.
S'ajoute à ceci une considération obsédante : si on fait un calcul naïf le vide à une énergie qui dépasse de 120 ordres de grandeurs ce qui est constaté. C'est plus qu'un curiosité. L'excès même de l'ordre de grandeur entre de constaté et l'observé a conduit assez naturellement à conclure que c'était soit ça, soit 0. Un vrai zéro.
Puis est venu l'idée d'inflation (debut 80), puis celle d'accélération de l'expansion (fin 90). Dans l'idée d'inflation, le vide possède une énergie considérable, qui décroit fortement en fin de processus. L'idée d'inflation fait appel à un champ scalaire ("l'inflaton" ) qui a des propriétés proches de celle du champ de Higgs, notamment un potentiel "en chapeau mexicain" c'est à dire un état caractérisé par le fait que quand le champ est nul il n'est pas à son état d'énergie minimale ("faux vide" ) et qu'il évolue spontanément dans un état d'énergie minimale ("vrai vide" ). Dans le constat d'une accélération, on constate que l'état final ("vrai vide") n’atteins pas strictement zéro. L'idée d'une énergie du vide s'impose, quelle qu'en soit le niveau. Le vide c'est "quelque chose", il n'est pas "parfait".
Un vide parfait ça serait un vide qui ne contiendrait aucune particules réelles évidemment (une pièce vidée de son air, avec des murs au zéro absolu et assez épais pour arrêter les neutrinos et la matière noire) et pas plus non plus de particule virtuelles.
Dans le cas d'un vide "imparfait" l'augmentation du volume implique une augmentation de l'énergie totale puisque la densité du vide, rho, n'est pas nulle.
La condition dite d'énergie faible indique que pour compenser l'augmentation de l'énergie interne, la pression p doit être négative. C'est en fait de la thermodynamique classique :
dU = -pdV
soit : la variation d'énergie interne d'un gaz est proportionnelle à l'opposée du produit de la pression par la variation de volume. Comme ici dU est positif puisqu'il y a création d'une quantité de vide dont la densité d'énergie par unité de volume est constante, p doit être négatif.
Soit une équation d'état du vide :
rho = -p
Ça c'est que nous dit la théorie quantique des champs.
Si on passe maintenant du côté de la Relativité Générale, elle nous dit que l'effet du contenu de l'univers (ici le vide) sur son contenant (l'espace) est proportionnel à rho + 3p.
Une quantité négative implique une gravité répulsive, ce qui est le cas du vide.
Ainsi "naturellement" un espace vide semble voué à croître indéfiniment ! Et ça apparaît tellement naturellement dans les équations "semi-classique" (c'est à dire prenant en compte à la fois la relativité générale et la théorie des champs quantiques) que la question maintenant est de savoir pourquoi l'expansion est si faible : s'il y a eu inflation, celle ci doit bien s'être interrompue (et assez vite), sinon on ne serait pas là pour en parler, ce que les anglo-saxons appellent "the graceful exit". C'est pour ça qu'on fait intervenir un champs qui se "dégrade" en très peu de temps et se thermalise en se couplant au champs "classiques" du Modèle Standard, engendrant un univers chaud (1e27 K) et expansion "classique" (non inflationnaire).
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