Bonjour j'aimerais savoir où l'on était sur les hypothèses de l'origine du big bang et de sa création ? On est toujours à la recherche d'une relation liant la relativité générale et la mécanique quantique avec la théorie des cordes ? J'en suis resté qu'à cette théorie mais en sait-on plus ?
Si des gens peuvent m'éclairicir, merci !
Il y a un gros hiatus entre le titre (origine de la Terre) et la question (origine du Big Bang). Je corrige. Le terme Big Bang lui même est problématique. C'est à la fois le nom vulgaire de la théorie de l'expansion, le phénomène d'expansion en tant que tel ou l'origine du phénomène...
Actuellement, on peut considérer deux niveaux théorique :
1- La théorie de l'expansion par elle même qui se résume pour l'essentiel aux équation de Friedman-Lemaître permettant de relier le taux d'expansion à la densité d'énergie de l'univers (sous ses différentes formes : masse, rayonnement, courbure, cte cosmologique). Cette théorie est aujourd'hui fermement établie tant au plan théorique qu'observationnel, mais elle ne dit rien du "Bang" c'est à dire de l'origine de l'expansion elle même, seulement de son évolution au cours du temps.
2- l'extension principale du modèle, la théorie de l'inflation. Ici, on a une seule forme d'énergie qui mène la danse, sous forme du potentiel d'un champ scalaire (l'inflaton, qui peut se voir comme une forme de constante cosmologique survitaminée). Cela donne une origine à l'expansion, dans la mesure où un espace vide avec constante cosmologique non nulle est en expansion spontanée à taux constant ce qui se traduit par une croissance exponentielle du facteur d'échelle.
Cette inflation prend fin avec la dégradation du potentiel du champ (pour une raison à déterminer), qui réchauffe l'univers, cad qui le remplit des particules du Modèle Standard.
L'inflation est encore une théorie discutée mais elle bénéficie d'un large consensus. Il y a donc déjà quelque chose de théoriquement construit qui explique l'origine du "Bang". Mais il reste à déterminer bien des choses : ce qu'est ce champ d'inflaton, l'origine de son potentiel, et pourquoi il a piqué du nez pour arriver au niveau actuel extrêmement bas, et quel est pour finir la nature de ce champ, qu'on peut voir comme l'énergie du vide (même si l'explication ultime peut être anthropique : le champ à cette valeur dans notre univers car sans ça nous ne serions pas là pour l'observer, il reste à expliquer le mécanisme à l'oeuvre). Et tout ça nous demande de progresser dans le domaine des hautes énergies.
Dernière modification par Gilgamesh ; 31/12/2015 à 16h34.
Parcours Etranges
d'accord il faut que j'approfondisse le sujet car je n'avais pas entendu parlé des équations de Friedman-Lemaître et du Modèle Standard. D'ailleurs qu'est ce que ce Modèle ?
En fait j'avais entendu parler de 2 théories à la création du big bang : une macroscopique où Einstein a essayé de la lier avec une formule générale et une microscopique, avec la théorie des cordes. J'avais entendu parler de l'inflation mais j'avais en tête que c'était une sorte d'expansion de matière avec un facteur liant cette matière et la constante cosmologique. Je la liait avec la théorie de l'expansion donc du coup c'est faux ?
Mais je comprends toujours pas où on en est aujourd'hui. La théorie de la création du big bang, on l'explique macroscopiquement ou microscopiquement, avec la mécanique quantique ? Car d'après ce que j'avais compris c'est qu'Einstein avait tort sur un point c'est qu'il avait ommis cette mécanique. Aujourd'hui les chercheurs s'appuient sur quoi exactement pour avancer dans la découverte ? l'étude des hautes énergies dans mécanique quantique ?
Et qu'en est-il des dimensions ?
Dans sa forme très simplifiée (courbure et cte cosmo nulle) elle se résume àEnvoyé par Uhue
H2 = k ρ
avec H le taux d'expansion l'univers,
k une constante k=8πG/3c2
ρ la densité de l'univers
C'est cette équation qui permet de déduire le rythme d'expansion en "pesant" l'univers.
En gros c'est le "portrait de famille" de toutes les particules de l'univers, et comment elles sont couplées entre elles.et du Modèle Standard. D'ailleurs qu'est ce que ce Modèle ?
C'est l'équation de FL qu'on vient de voir.En fait j'avais entendu parler de 2 théories à la création du big bang : une macroscopique où Einstein a essayé de la lier avec une formule générale
La théorie des cordes n'est pas très disserte sur le sujet, mais c'est un domaine qui est actuellement assez prolixte, et il a produit une théorie alternative "sans inflation" baptisé modèle ekpyrotique a base de collisions de branes. C'est... expérimental... Pour l'instant c'est juste un "toy model".et une microscopique, avec la théorie des cordes.
Non c'est une expansion de l'espace, dans un univers totalement vide, sans matière (elle vient après).J'avais entendu parler de l'inflation mais j'avais en tête que c'était une sorte d'expansion de matière avec un facteur liant cette matière et la constante cosmologique. Je la liait avec la théorie de l'expansion donc du coup c'est faux ?
Le Modèle Standard, cad la physique des hautes énergie a permis de comprendre tout ce qui se passe à compter de la première microseconde. Elle donne un cadre pour l'inflation. C'est déjà pas mal. Il n'est pas question de dimension supplémentaire à ce stade.Mais je comprends toujours pas où on en est aujourd'hui. La théorie de la création du big bang, on l'explique macroscopiquement ou microscopiquement, avec la mécanique quantique ? Car d'après ce que j'avais compris c'est qu'Einstein avait tort sur un point c'est qu'il avait ommis cette mécanique. Aujourd'hui les chercheurs s'appuient sur quoi exactement pour avancer dans la découverte ? l'étude des hautes énergies dans mécanique quantique ?
Et qu'en est-il des dimensions ?
Parcours Etranges
Bonjour,
Je voudrais préciser un petit peu les choses.
L’état de la matière à compter de la première microseconde, c’est le plasma de quark-gluon, qui a été produit au CERN dès le mois de février 2000. Cela correspond à une "température moyenne de l'Univers" supérieure à ~1012 Kelvins (~170 MeV). La "période" actuellement à l'étude au CERN, avec LHC, correspondrait à l’état de l’Univers quelque part vers 10-11 seconde après l’instant t0. Cela correspond à l'époque de la brisure de symétrie électro-faible (~1015 K = ~100 GeV). La découverte du boson de Higgs à 126 GeV n'est que le début de cette exploration.
Cela dit, ce n'est qu'un détail et ça ne change rien aux propos de Gilgamesh.
Cordialement.
Dernière modification par Geb ; 01/01/2016 à 12h07.
En pesant l'univers? Ca signifie qu'on part du postulat que toute la matière était présente dès les premières secondes ...?
Oui, que ce soit la matière baryonique ou noire (wimps).
Pour la baryogenèse, on pense que l'asymétrie matière vs antimatière s'est joué au niveau de la transition électro-faible que mentionne Geb dans son message au dessus du tien.
Mais attention : à ces époques, c'est le rayonnement qui représente la plus forte contribution à l'énergie de l'univers.
Dernière modification par Gilgamesh ; 01/01/2016 à 18h13.
Parcours Etranges
A-t-on des indices probants pour la matière noire, mis à part qu'elle nous arrange bien pour expliquer les inhomogénéités primordiales? Mais pour ça, une fraction suffirait . Parce que, finalement, on ne sait pas grand-chose sur la nature des ces particules, si tant qu'elles existent.
Ça commence à faire pas mal d'indices, oui.
Spectre de vitesse des galaxie dans les amas : en appliquant le théorème du viriel, la masse lumineuse ne suffit largement pas à expliquer les vitesses observées. Une partie peut être expliquée par l'existence du gaz d'amas (observé aujourd'hui en rayon X) mais ça ne suffit pas.
Courbe de vitesse des galaxies
Mesure de la masse des amas par effet de lentille gravitationnelle (ex: Bullet cluster)
Spectre des anisotropies du CMB
Observation de l'effet des oscillation acoustique baryonique par leur effet sur la répartition des galaxies (Sloan Digital Sky Survey et 2dF Galaxy Redshift Survey)
Modélisation de la formation des grandes structures à partir des inhomogénéités primordiales de densité (à part pour les galaxies naines). Élimination de l'hypothèse de matière noire chaude (neutrinos)
Expérience MACHO (donne une limite haute à la contribution de matière noire baryonique non lumineuse : trou noir, planète, etc)
Dernière modification par Gilgamesh ; 05/01/2016 à 11h38.
Parcours Etranges
Pas mal d'indices sur l'existence de la matière noire, oui. Merci pour la réponse. Mais ma question était mal posée: présence de la totalité de la matière noire dès les premières secondes?
La présence dans le jeune univers (avant le découplage) est déduite de ces deux mesures :
- Spectre des anisotropies du CMB
- Observation de l'effet des oscillation acoustique baryonique par leur effet sur la répartition des galaxies (Sloan Digital Sky Survey et 2dF Galaxy Redshift Survey)
Plus les modélisation sur la formation des structures (qui impliquent les oscillation acoustiques avant le découplage).
Ensuite la date du découplage de la matière noire elle même, cad le moment du "gel thermodynamique", où cette phase n'est plus à l'équilibre avec le rayonnement, ça dépend de sa masse. J'avais essayé un petit topo ici : http://forums.futura-sciences.com/as...ml#post5339245
Dernière modification par Gilgamesh ; 04/01/2016 à 11h05.
Parcours Etranges
Je rajouterais peut-être (mais bon c'est un peu lié à de la modélisation) :
- amplitude des fluctuations du rayonnement fossile (trop faible 10^-5) versus formation des structures (galaxies observées trop tôt par rapport aux germes qui peuvent les créer), donc il y a quelque chose qui aide à accélérer la formation des galaxies et qui n'est pas visible dans le CMB
- formation des petites structures vers les grandes structures (scénario bottom up comme on dit), donc la matière noire doit être froide et non chaude
- de manière indirecte : on a mesuré la densité de baryons via l'abondance des éléments légers (notamment deutérium, bérylium, bore) et cela est franchement incompatible avec les mesures de masse des galaxies et amas de galaxies, ce qui impliquent l'existence de matière non-baryonique gravitante
Bonjour
Les conclusions sont principalement celles ci : le modèle du Big-Bang est en accord remarquable avec l'ensemble des observations, à condition que l'Univers contienne environ 30 % de matière noire et environ 70 % d'énergie noire.
Bonjour
Plus de précision.
L'Univers est plat, la densité totale est égale à la densité critique.
Les baryons contribuent pour 4.4 % de la densité critique.
La matière (matière noire plus matière) contribue pour 27 % à cette densité critique (ce chiffre contient donc les 4.4 % de baryons)
La densité est dominée par une nouvelle composante, parfois appelée énergie noire, qui constitue 73 % de la densité critique.
(cnrs)
