Comment la taille de l'univers au temps de Planck peut-il être plus petit qu'un quark ?

[houpli]

Bonjour à tous,

Je me suis toujours posé cette question.

Comment est-il (physiquement) possible qu'au temps de Planck, l'univers était plus petit (10^-35m) qu'un quark (10^-18m) ?
Pourquoi cela me paraît impossible, étrange ?

Merci
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[vanos]

Bonjour,

La quark est une particule de matière, or à ce moment la matière telle que nous la connaissons n'existait pas encore.

Amicalement.

[Gilgamesh]

Bonjour à tous,

Je me suis toujours posé cette question.

Comment est-il (physiquement) possible qu'au temps de Planck, l'univers était plus petit (10^-35m) qu'un quark (10^-18m) ?

Y'a plusieurs façon de voir ça. L'idée la plus générale à mon sens pour comprendre ce qui est proposé c'est qu'il existe une échelle naturelle les unités de Planck, qui nous est donné par la valeur des constantes fondamentales (en gros : nous dit quelque chose de l'espace temps, G nous dit quelque chose de la gravité, nous dit quelque chose du monde quantique, on les combine et ça nous donne l'échelle naturelle de la gravité quantique, qui vise à se représenter le "socle" le plus fondamental de la Physique comme étant fini).

L'idée émise au sein de quelques théories de gravité quantique c'est que la densité représente une limite haute.

ρ_Planck = 5.1 × 10⁹⁶ kg/m3

Si on prend l'univers visible, de masse ~ 10⁵⁵ kg, il représente à la densité de Planck un volume de 10^-41 m3 soit ce que contient un cube de 10^-14 m de côté. Bon en simplifiant (on n'est pas un facteur 10 près...) : l'univers dans le volume d'un noyau atomique.

[Titouz]

cela me parait completement inconcevable aussi........ce n'est finalement qu'une singularité purement mathematique !

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Salut,

Attention, en principe les particules élémentaires n'ont pas de tailles, elles sont ponctuelles (tout au moins selon la théorie quantique des champs qui n'a pas encore été mise en défaut), elles ont toutefois une longueur d'onde et là une taille plus petite que leur longueur d'onde est problématique (ce sont les chiffres données plus haut).

Si l'on combine les effets de la gravité (selon Newton ou Einstein, à cette échelle cela ne fait pas vraiment de différence) et de la mécanique quantique, on constate que les relations d'incertitudes/indétermination impliquent l'existence d'une longueur minimale. Il existe des tonnes d'articles sur le sujet, celui-là est assez sympa : http://arxiv.org/abs/gr-qc/9403008

Notons que cela ne constitue pas une preuve car nous ignorons en réalité comment se comporte la gravité à cette échelle.

Cela constitue toutefois un argument assez fort. On retrouve d'ailleurs l'existence d'une telle longueur minimale explicitement (gravité à boucles) ou implicitement (cordes) dans les théories de gravitation quantique candidates (non encore validées). De nombreux articles étudient les conséquences d'un tel effet : spectre modifié de l'atome d'hydrogène, rayonnement pas tout à fait noir des trous noirs, transformations de Lorentz dites saturées, etc.

Il semble en tout cas fort probable qu'à cette échelle on aie besoin d'une théorie plus complète que la relativité générale (théorie inconnue ou du moins on en a plusieurs sans savoir si l'une d'entre-elles est bonne) et que dans ce cadre il n'y ai pas de singularité initiale mais juste un état très dense où la plupart de nos concepts cessent d'avoir la même signification que celle qu'on connait (énergie, particules, espace, temps). Ce qui rend ce domaine aussi brumeux que l'absence de donnée expérimentale. Chaque théorie permet de construire plusieurs modèles, chacun conduisant à une description plus ou moins exotique de l'époque du temps de Planck et on ne saurait pas trancher sans données expérimentales (ou des observations.... et même si on fait de tout petits pas dans cette direction, le chemin est encore long).

[Gilgamesh]

cela me parait completement inconcevable aussi........

Cela met simplement devant les yeux l'échelle naturelle...

ce n'est finalement qu'une singularité purement mathematique !

Non, justement c'est une grandeur finie et correctement définie d'un point de vue physique, dans le principe.

[Deedee81]

Non, justement c'est une grandeur finie et correctement définie d'un point de vue physique, dans le principe.

Ouch, oui, merci d'avoir relevé.

Il ne faut en effet pas confondre la limite de Planck (finie) et la singularité (telle qu'elle apparait en relativité générale). J'ai aussi parlé des deux dans ma prose, donc attention en me lisant.

[lereveur19]

bonjour
pourtant, il me semble avoir lu que si l'univers est infini, alors il l'est depuis le début.
donc comment l'univers pouvait être à la fois infini (en supposant qu'il l'est) et aussi petit?

[Calvert]

donc comment l'univers pouvait être à la fois infini (en supposant qu'il l'est) et aussi petit?

Toujours le même problème, il faut se méfier de la confusion entre l'univers observable et l'univers (qui pourrait être plus grand). Quand on parle de "la taille de l'univers il y a xx milliards d'années", il faut comprendre, la taille de l'univers observable.

[Deedee81]

Toujours le même problème, il faut se méfier de la confusion entre l'univers observable et l'univers (qui pourrait être plus grand). Quand on parle de "la taille de l'univers il y a xx milliards d'années", il faut comprendre, la taille de l'univers observable.

Pris de vitesse

Je préciserais même "taille à cette époque de l'univers actuellement observable" car, confusions oblige , il y a aussi une taille de l'univers observable "à cette époque", différente (on parle aussi d'horizon cosmologique pour qualifier ce cas).

[rapase]

Bonjour
J'ai lu un livre dernièrement et il a était cité un état de K.M.S , de temps imaginaire , d'information de Kbit derrière le mur de Planck .Je suis juste un amateur qui essaye de comprendre la vie et tout se qui m'entoure, si quelqu'un pouvait me répondre sa m aiderais . MERCI

[azizovsky]

Bonsoir , pour ce livre (si je me trempe pas:le visage de Dieu ,auteurs:les fréres bogdanoff ), ils ont parlé de l'état KMS

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[Gilgamesh]

Forcément...

Les propos des frères Bogdanov n'engagent qu'eux. Ce qu'ils ont publié dans un cadre universitaire a été sévèrement invalidé a posteriori (rapport CNRS) et du point de vue la modération cela relève donc de l'article 6 : le forum n'est pas destiné à discuter de théories personnelles.

Il n'y a rien à discuter venant d'eux sur ce forum : bouquin, documentaire, déclaration publique, etc. On arrête tout de suite sur le sujet.

[azizovsky]

ils ont utilisé le mot Dieu pour un but commercial ,comme moi je ne crois pas une seulle seconde que l'univers avait une dimesion de l'atome primitive de Lemaître (c'est de la méthaphysique ), mais on parle d'état KMS.

[Gilgamesh]

ils ont utilisé le mot Dieu pour un but commercial ,comme moi je ne crois pas une seulle seconde que l'univers avait une dimesion de l'atome primitive de Lemaître (c'est de la méthaphysique ), mais on parle d'état KMS.

Non, on ne parle pas de l'état KMS.

La vidéo que j'ai supprimé est une bogdânerie (diffusée sur France 2, hélas...). Les concepts scientifique qu'ils utilisent sont vidés de leur sens. Ce serait pareil si tu voulais parler de l'instanton zéro, etc. Il n'y a rien a en dire parce que c'est vide scientifiquement. Le néant n'est pas un sujet de discussion valable.


Donc je supprimerais tout ce qui partira de ce genre de sottise.

[azizovsky]

Bonsoir , est ce qu'il y'a quelqu'un pour nous expliquer l'état KMS physiquent sans avoir recours au maths.

[Gilgamesh]

En résumé, je dirais que c'est une forme adaptée à un sujet un peu plus haut perché, de la distribution thermique de Maxwell, qui forme la base de la physique statistique.

La distribution de Maxwell te donne la distribution des vitesse à l'équilibre de N particules, et dit que si la température d'une population est T la proportion de particule d'énergie E=mv²/2 est du genre :

P(N) ~ exp(-E/kT)

http://www.alainconnes.org/docs/slidesboltzmann.pdf

[azizovsky]

Bonjour ,merci Gilgamesh pour le site que j'ai déjà lu avant de poser la question car il est , même j'ai regardé des vidéos d'A connes http://www.youtube.com/watch?v=mzDU7Nbsz3M

[azizovsky]

et le flou sur le temps 'thermodynamique' c'est à le 25 ème min http://www.youtube.com/watch?v=9bhVkH-gvAY

[rapase]

Désolé je ne pensais pas que ma simple question allait déranger autant , je ne donnais aucun avis personnel sur ce sujet car pour moi ca ne veut rien dire .J'ai absolument rien compris à l état de K.M.S merci pour vos réponses .