Expansion de l'univers ou contraction de la matière ?

[Juzo]

Bonjour à tous, ce n'est pas une théorie sérieuse que je veux vous proposer, plutôt un exercice de pensée. Je sais que l'expansion de l'univers est une conséquence de la relativité générale et que plusieurs mesures ont confirmé ce phénomène, de plus je découvre à peine ce domaine... Mais voila, pourquoi ne pourrait-on pas considérer qu'au lieu que l'espace soit en expansion, c'est la matière qui est en contraction ?

On sait que la vitesse d'éloignement des amas de matière est proportionnelle à leur distance, et que cette vitesse vaut actuellement 72km/s/Mpsc, de plus cette vitesse est identique partout (j'espère ne pas me tromper !)

On appelle R le « coefficient de réduction » de la matière. Si on considère deux amas de matière à une distance apparente L, alors au bout d'une seconde leur distance apparente vaudra L/R.
Leur vitesse d'éloignement apparent par seconde est donc :
v = L/R – L = L*(1/R – 1)

La vitesse d'éloignement est donc bien proportionnelle à la distance apparente, et il n'est pas difficile de retrouver la valeur de R.

Je me suis amusé à calculer R, j'ai calculé aussi qu'il faudrait plus de mille milliards d'années pour qu'un mètre atteigne la longueur de Planck (env. 700 milliards d'années pour un atome je crois).

Cette interprétation a au moins l'avantage de ne pas nécessiter l'existence d'une constante cosmologique ou d'une énergie noire ayant la même valeur dans tout l'espace. De plus, au lieu d'une pression négative, on a une forme de pression positive qui s'exercerait sur la matière. Evidemment ce n'est pas vraiment dans les principes de la relativité à priori...

Mes questions sont les suivantes :
- Quels sont les éléments flagrants qui permettent de pencher en faveur de l'expansion de l'espace plutôt que la contraction de la matière ?
- Est-ce que, dans un univers en expansion dans rien, ces deux interprétations ne sont pas finalement équivalentes ?

Ps : un photon subirait aussi la contraction, d'où son décalage vers le rouge.

Merci, et désolé pour les imprécisions éventuelles !!
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[invite5e279b10]

Bonjour! Ce qu'on sait plutôt c'est que la fréquence des oem varie en fonction de la distance (proportionnellement à la distance en premiière approximation).

[invite1d83a4da]

Bonjour,

c'est une réduction de la taille des objets dont vous parlez? Une contraction de la taille des systèmes? Mais pourquoi nous ne nous contractons pas non plus alors? Si tous les objets se contractent selon la même transformation, alors pourquoi ne mesurons nous aucun effet sur le soleil, les planètes du système solaire ou les étoiles proches, ou les galaxies proches qui ne s'éloignent d'ailleurs pas du tout de nous car dans la zone d'influence gravitationnelle du groupe local (et à plus grande échelle de l'amas local)? Toutes les galaxies ne s'éloignent pas de nous, seule celles qui sont en dehors de notre amas local. La gravitation contre l'expansion spatio-temporelle pour de "petites échelles".

Et qu'en est-il des effets physiques lors de la contraction? Quelle théorie de l'espace-temps sous-jacente à cette thèse? L'espace entre les objets ne se contracte pas c'est ça? Il est supposé absolue comme chez Newton ou peut être plutôt la relativité restreinte?

Un photon subirait la contraction? Qu'est ce qui se contracterait dans un objet ponctuel (sans dimensions)? Sa longueur d'onde serait contractée? Décalage vers le bleu alors!

Si les objets se contractent aujourd'hui, quand est-il du passé? Une fois très grand et se touchant tous que se passe-t-il? Et encore une fois, quel est la taille des particules élémentaire qui sont supposées ponctuelles.

Quid du fond diffus cosmologique? De la création des atomes au cours de l'histoire de l'Univers? De l'histoire de l'Univers lui-même? Des ondes acoustiques des baryons? etc

Et l'avance du périhélie de mercure sans relativité générale? Les GPS?

Bref, il doit exister quelques dizaines d'autres questions dont je ne pense pas qu'on trouve une réponse dans cette thèse. (je dois surement avoir zappé les questions les plus pertinentes d'ailleurs...) Mais c'est rigolo comme calcul!

[feedblack]

Bonjour à tous, ce n'est pas une théorie sérieuse que je veux vous proposer, plutôt un exercice de pensée. Je sais que l'expansion de l'univers est une conséquence de la relativité générale et que plusieurs mesures ont confirmé ce phénomène, de plus je découvre à peine ce domaine... Mais voila, pourquoi ne pourrait-on pas considérer qu'au lieu que l'espace soit en expansion, c'est la matière qui est en contraction ?

Ah non mister Juzo ! Déjà que y en a comme moi qui ont du mal à comprendre les trucs SERIEUX, alors les trucs comme ça...je vais pas y arriver moi !

[A voir en vidéo sur Futura]

[tierri]

Mes questions sont les suivantes :
- Quels sont les éléments flagrants qui permettent de pencher en faveur de l'expansion de l'espace plutôt que la contraction de la matière ?
- Est-ce que, dans un univers en expansion dans rien, ces deux interprétations ne sont pas finalement équivalentes ?

Ps : un photon subirait aussi la contraction, d'où son décalage vers le rouge.

Si un photon subit une contraction alors il devrait plutôt être décalé vers le bleu et votre R être négatif.
La seconde question me semble potentiellement intéressante mais a besoin d'être mieux formulée, "un univers en expansion dans rien" est obscur.

[Juzo]

c'est une réduction de la taille des objets dont vous parlez? Une contraction de la taille des systèmes? Mais pourquoi nous ne nous contractons pas non plus alors? Si tous les objets se contractent selon la même transformation, alors pourquoi ne mesurons nous aucun effet sur le soleil, les planètes du système solaire ou les étoiles proches, ou les galaxies proches qui ne s'éloignent d'ailleurs pas du tout de nous car dans la zone d'influence gravitationnelle du groupe local (et à plus grande échelle de l'amas local)? Toutes les galaxies ne s'éloignent pas de nous, seule celles qui sont en dehors de notre amas local. La gravitation contre l'expansion spatio-temporelle pour de "petites échelles".

J'y avais pensé, ça pourrait être une réduction des objets, mais on n'observerait pas les objets s'éloigner dans un système pour la même raison, la gravitation "tenant" les objets ensemble.

L'espace entre les objets ne se contracte pas c'est ça? Il est supposé absolue comme chez Newton ou peut être plutôt la relativité restreinte?

En fait j'imagine que l'espace est immobile entre les objets mais s'étire quand même au voisinage des objets, par une sorte d'adhérence. (Oulala, on explique la masse !!!) Il pourrait d'ailleurs se contracter avec les objets.

Un photon subirait la contraction? Qu'est ce qui se contracterait dans un objet ponctuel (sans dimensions)? Sa longueur d'onde serait contractée? Décalage vers le bleu alors!

Ca pose problème en effet... En même temps, si on réduit un point d'un facteur R, on a toujours un point ! L'espace n'aurait pas besoin de se contracter avec le photon, d'où son absence de masse
L'onde verrait l'espace s'étirer, et donc serait "obligée" d'augmenter sa longueur d'onde pour conserver sa vitesse, et donc diminuer son énergie... De notre point de vue aussi sa longueur d'onde a augmenté, puisque nous nous sommes "réduit" aussi. En réalité la longueur d'onde du photon est restée la même.

Si les objets se contractent aujourd'hui, quand est-il du passé? Une fois très grand et se touchant tous que se passe-t-il?

Seulement si l'univers est assez vieux pour que dans le passé tous les objets se soit touchés. Avec le facteur de réduction d'aujourd'hui c'est impossible, mais il a pu varier au cours du le temps. On a alors une situation qui fait penser à l'univers primordial !

Quid du fond diffus cosmologique? De la création des atomes au cours de l'histoire de l'Univers? De l'histoire de l'Univers lui-même? Des ondes acoustiques des baryons? etc

Et l'avance du périhélie de mercure sans relativité générale? Les GPS?

Là je suis largué Je vais m'intéresser aux gps.

[Juzo]

Bonjour! Ce qu'on sait plutôt c'est que la fréquence des oem varie en fonction de la distance (proportionnellement à la distance en première approximation).

Tu veux dire que c'est la seule indication que l'on a de l'éloignement des amas de matière c'est ça ?
En tout cas cette distance peut être reliée au temps de trajet, et donc au temps de réduction de l'oem.

[Amanuensis]

Bonjour à tous, ce n'est pas une théorie sérieuse que je veux vous proposer, plutôt un exercice de pensée. Je sais que l'expansion de l'univers est une conséquence de la relativité générale et que plusieurs mesures ont confirmé ce phénomène, de plus je découvre à peine ce domaine... Mais voila, pourquoi ne pourrait-on pas considérer qu'au lieu que l'espace soit en expansion, c'est la matière qui est en contraction ?

On pourrait, les deux interprétations sont équivalentes pour toute prédiction. Simplement, comme justement cela ne change rien aux prédictions, on préfère le modèle où nous-mêmes et notre environnement immédiat sommes de taille fixe. Quand il y a plusieurs modèles équivalents, on choisit le plus commode (1).

(Suffit d'imaginer par exemple la lourdeur que cela amènerait dans la définition des unités... En particulier, le mètre et la seconde ne seraient pas définis comme maintenant, et le rapport du mètre et de la longueur de Planck reste constant. En fait, l'ensemble des modifications à apporter est assez grand, et est guidé par la contrainte que les prédictions sont inchangées.)

(1) Ceci dit, il y a quand même une bonne raison "philosophique", qui est ce qu'on appelle la covariance générale, l'idée que ce qui se passe localement est indépendant de la position, de l'instant ou d'une "vitesse" instantanée.

[Juzo]

On pourrait, les deux interprétations sont équivalentes pour toute prédiction.

Merci, c'est un peu l'intuition que j'avais ! Mais alors si c'est équivalent, n'est-il pas abusif d'évoquer une énergie noire ou une constante cosmologique, baignant tout l'espace et exerçant une pression négative homogène ? C'est un sacré parti pris ! Et c'est assez mystérieux... Surtout qu'une pression positive s'exerçant sur chaque amas de matière est plus naturelle, et les forces déjà présentes sont un argument favorable.

C'est peut-être le (1) qui explique ce parti-pris dans l'interprétation...

Edit : n'y a-t-il pas une différence de taille dans le cas d'une contraction de la matière, si la longueur de Planck reste une limite fixe ? Certains objets pouvant atteindre la longueur de Planck.

[Amanuensis]

Merci, c'est un peu l'intuition que j'avais ! Mais alors si c'est équivalent, n'est-il pas abusif (...)

On est tellement habitué à l'interprétation usuelle qu'il est difficile de bien réaliser toutes les modifications à faire. Dans les questions posées il y a un mélange des deux interprétations, et cela ne peut que mener à des contradictions.

(Par exemple la "longueur de Planck" ne peut plus être une valeur invariante dans le temps. Cette invariance n'est valable que dans l'interprétation usuelle, de même que l'invariance de toutes les longueurs interatomiques dans une molécule donnée, etc.

Bien analyser l'interprétation alternative amène à comprendre qu'elle est vraiment pas commode. C'est un peu comme la question si la Terre tourne autour du Soleil ou le contraire ; l'une des deux interprétations se révèle bien plus commode que l'autre.

C'est encore un cas des trois étapes de la compréhension: faire comme tout le monde, se rebeller en examinant d'autres options, et finalement comprendre par soi-même pourquoi ce que fait tout le monde est une bonne solution!)

[Nicophil]

Bonjour,

l'une des deux interprétations se révèle bien plus commode que l'autre.

C'est encore un cas des trois étapes de la compréhension: faire comme tout le monde, se rebeller en examinant d'autres options, et finalement comprendre par soi-même pourquoi ce que fait tout le monde est une bonne solution!)

Mais ce n'est pas du temps perdu. Car ce faisant on est passé d'une Vérité objective qui prétendument "crèverait les yeux" à l'appréciation en termes pragmatiques d'un paradigme par rapport à un autre.

[Amanuensis]

Bien d'accord.

[invite6c093f92]

En fait j'imagine que l'espace est immobile entre les objets mais s'étire quand même au voisinage des objets, par une sorte d'adhérence. (Oulala, on explique la masse !!!) Il pourrait d'ailleurs se contracter avec les objets.

Avec un espace qui se contracte aussi, c'est indécidable*, mais cela ne poserait-il pas problème si c'est juste la matière qui se contracte**?

* A supposer que les invariances (je pense à la masse) soit une illusion.
** Pas de problème avec le Redshift? et les niveaux d'énergie atomique?

[Juzo]

Ces trois étapes de la compréhension me disent quelque chose

C'est un peu comme la question si la Terre tourne autour du Soleil ou le contraire ; l'une des deux interprétations se révèle bien plus commode que l'autre.

Sauf que dans le cas de la Terre et du Soleil, on sait qu'en réalité c'est la Terre qui tourne autour du Soleil et pas l'inverse, ne serait-ce que pour que les mouvements des autres astres aient des trajectoires décentes !
Mais dans notre cas si j'ai bien compris, soient les deux interprétations sont équivalentes, soit un des deux paradigmes seulement représente effectivement la réalité...
Dans un cas on a une constante cosmologique, dans le 2ème cas on aurait un problème d'invariance générale... Donc à priori il y a une différence.
D'où l'intérêt de comparer ces paradigmes, comme disait Nicophil.

[QUOTE=Amenuensis]Par exemple la "longueur de Planck" ne peut plus être une valeur invariante dans le temps. Cette invariance n'est valable que dans l'interprétation usuelle[/QUOTE

Dans l'interprétation usuelle, la longueur de Planck, elle augmente dans l'espoace en expansion non ? Peu importe l'interprétation, la mesure 'absolue' de la longueur de Planck n'est pas la même dans le vide entre les amas, et au sein de l'un des amas de matière. Ca paraît logique quand on considère la longueur de Planck comme la distance parcourue par la lumière durant le temps de Planck.

Avec un espace qui se contracte aussi, c'est indécidable*

* A supposer que les invariances (je pense à la masse) soit une illusion.

Je n'ai pas bien compris la première remarque, pouvez-vous expliquer un peu plus ? Qu'est-ce qui est indécidable ?

mais cela ne poserait-il pas problème si c'est juste la matière qui se contracte**?

** Pas de problème avec le Redshift? et les niveaux d'énergie atomique?.

Le photon voit sa longueur d'onde augmenter car il se "réduit", et nous voyons sa longueur d'onde augmenter aussi puisque nous nous réduisons aussi.
Il y aurait donc un Redshift perçu, même si la longueur d'onde du photon n'a pas changé en réalité !

[Amanuensis]

Sauf que dans le cas de la Terre et du Soleil, on sait qu'en réalité c'est la Terre qui tourne autour du Soleil et pas l'inverse

Si vous le dites. J'imagine que la troisième étape, c'est pas pour demain.

Bye.

[Juzo]

Je me doute que ce n'est pas pour demain, mais inutile de me prendre de haut

Je sais que les deux référentiels sont équivalents (l'un tourne autour de l'autre et vice et versa), mais si on prend un troisième référentiel au repos ou à vitesse constante, disons celui qu'on utilise pour représenter habituellement notre système solaire ou notre galaxie...
La Terre et le soleil tournent autour du centre d'inertie de leur système bien sur, mais ce dernier étant quasiment confondu avec le centre de gravité du soleil, on verrait la terre tourner autour du soleil du point de vue de ce 3ème référentiel non ?

Peut-être vas-tu me dire aussi que c'est autant l'électron qui tourne autour du noyau, que le noyau qui tourne autour de l'électron ne notre point de vue ?

Je m'en vais essayer de franchir la troisième étape de mon côté

[Juzo]

Plusieurs erreurs dans mon message ci-dessus, j'ai bien compris qu'en choisissant n'importe quel référentiel on décrit le même univers mais avec des équations plus ou moins complexes. Si c'est le cas pour l'expansion de l'espace et la contraction de la matière, pas besoin d'épiloguer

Ce qui m'agace, c'est que si on mettait une étoile dans un espace vide et des planètes qui gravitent autour, des physiciens viendraient nous dire que c'est autant l'étoile qui tourne autour d'une planète et les autres planètes qui dansent la samba, ou alors tout tourne grosso modo autour d'un électron d'un atome de l'étoile (à considérer l'électron comme une particule).

Le champ de Higgs par exemple n'est-il pas un référentiel privilégié ?

Oui oui, je suis encore bien à la 2ème étape.

En tout cas pour revenir au sujet du post, pourquoi les physiciens nous parlent uniquement d'énergie noire et d'expansion de l'univers, si aucun paradigme n'est à privilégier ?

Merci à ceux qui voudraient bien m'éclairer

[Nicophil]

En tout cas pour revenir au sujet du post, pourquoi les physiciens nous parlent uniquement d'énergie noire et d'expansion de l'univers, si aucun paradigme n'est à privilégier ?

La cosmologie est en crise depuis la découverte de l'accélération en 1998, qui a surpris tout le monde. Il y a des choses à réviser dans le paradigme du Big Bang.
Mais de là à l'abandonner complètement, non ! Il y aurait plus à perdre qu'à y gagner.

[invite6c093f92]

Je n'ai pas bien compris la première remarque, pouvez-vous expliquer un peu plus ? Qu'est-ce qui est indécidable ?

C'est équivalent, cependant je me pose les questions suivantes:
- Si c'est un objet qui rétrécit, cela augmente sa compacité ( rapport masse/rayon) sauf si la masse est variable. Donc, l'objet finirait en trou noir, ou (puisqu'on pourrait parler du temps pour arriver au TN) du moins on devrait pouvoir observer une courbure de l'espace-temps de plus en plus importante (jusqu'à éventuellement devenir un TN).

Pour les niveaux d'énergie:
-En PhysQ, le "potentiel d'interaction" d'un noyau est modélisé par un puit de potentiel, en rapport duquel seul certains niveaux d'énergie sont acceptables, admis (correspondant à la corrélation théorie/expérience). L'énergie entre les différents niveaux dépend de la largeur du puit.
- Un espace se réduisant n'impliquerait- il pas des niveaux d'énergie de plus en plus élevés (indétermination d' Heisenberg)?
- Les niveaux d'énergie changeant, n'impliqueraient-ils pas un changement dans la chimie, et la physique? (par ex, il faudrait plus d'énergie pour ioniser un atome)

Le photon voit sa longueur d'onde augmenter car il se "réduit", et nous voyons sa longueur d'onde augmenter aussi puisque nous nous réduisons aussi.
Il y aurait donc un Redshift perçu, même si la longueur d'onde du photon n'a pas changé en réalité !

-Le décalage spectral est un indicateur de vitesse, pas de distance . Cette vitesse d'éloignement nous indique une distance, que l'on soit en contraction ou non(Vitesse d'éloignement proportionnelle à la distance car expansion uniforme, et c'est la vitesse qui permet de donner la distance).

Si nous étions en contraction, cette vitesse d'éloignement serait apparente, et on ne pourrait pas observer de décalage spectral d' un objet (en "mouvement").
- Petit problème de symétrie:
On a un Doppler avec une vitesse X km/s, pour avoir la même mesure, cela n'impliquerait- il pas que la Terre se contracte à la même vitesse X km/s?

Ces questions sont -elles pertinentes?
(Ce sont celles qui me sont venues à l'esprit en lisant le fil, et basées sur mes petites connaissances dont le socle est très loin d'être infaillible, bref, de vraies questions.

[Gilgamesh]

La cosmologie est en crise depuis la découverte de l'accélération en 1998, qui a surpris tout le monde. Il y a des choses à réviser dans le paradigme du Big Bang.

Pas vraiment... Le modèle ΛCDM peut être même vu comme un retour au source. La courbe ci-dessous (dite de l'univers hésitant) figure dans un article de G. Lemaître "L'expansion de l'espace", publiée dans la Revue des Questions Scientifiques en novembre 1931. Elle représente la courbe du facteur d'échelle d'un univers dans lequel la densité de matière et la constante cosmologique se disputent l'influence sur la constante d'expansion.


Le modèle de Lemaître divise l'évolution de l'univers en trois phases distinctes : deux expansions rapides séparées par une période de ralentissement. La première phase est une expansion de type explosif, issue de la désintégration radioactive d'un atome-univers. Pour cette phase, Lemaître utilise l'image du feu d'artifice qui, si elle est poétique, n'en est pas moins pédagogiquement contestable : elle a été source d'un malentendu constamment reconduit par la vulgarisation, présentant le Big Bang comme une explosion ponctuelle de matière dans un espace extérieur. La seconde phase correspond à un quasi-équilibre entre la densité de matière et la constante comologique, résultant en un rayon pratiquement constant durant une période dite de stagnation; les effets attractifs de la gravitation étant prépondérants à petite échelle, c'est au cours de cette phase que se forment les fluctuations de densité, lesquelles se condensent ultérieurement pour donner naissance aux grandes structures de l'univers, avec ses étoiles groupées en galaxies et ses galaxies en amas. La formation des condensations locales dérange les conditions d'équilibre, ce qui rend prééminente la contante cosmologique et déclenche la reprise de l'expansion. C'est la troisième phase, celle que nous observons aujourd'hui.
source

[Amanuensis]

C'est équivalent, cependant je me pose les questions suivantes:

C'est comme pour plus tôt, faut pas mélanger les points de vue.

Le point de fond c'est la notion de "longueur", de "distance". Il n'y en a pas qu'une en RG, et en particulier dans le cas de l'expansion. Le point de vue "qui rétrécit" est celui obtenu en prenant comme distance la différence de coordonnées spatiales comobiles. Avec ces coordonnées, une galaxie "comobile" (en chute libre "radiale") est immobile, et donc la distance entre deux galaxies comobiles très éloignées l'une de l'autre est fixe: pas d'expansion!

Mais la (en fait une) distance comobile ne coïncide pas avec la distance propre, sauf à une date (comobile) choisie arbitrairement (ce qui distingue "les" distances comobiles). Donc utiliser la longueur comobile comme si c'était une longueur propre sans précaution fait courir un gros risque de contradictions.

Si on adoptait le point de vue du rétrécissement, toute propriété portant sur les longueurs propres demande une "traduction", une adaptation. D'une certaine manière c'est la même chose pour les durées en RR: exprimer les durées du "voyageur" comme une différence de coordonnée temporelle du fixe amène des contradictions si on y voit des durées propres. En RR, c'est la vitesse relative qui joue, dans le cas de l'expansion, c'est la différence de date comobile qui joue.

On ne le répètera jamais assez: avec la RG (et la RR), il faut savoir distinguer les coordonnées des durées et longueurs propres. Simplement parce qu'on ne peut pas avoir de système de coordonnées "universel" tel que les durées et longueurs propres s'expriment de manière "directe" en termes de différences de coordonnées, comme c'est le cas avec le modèle newtonien de l'espace-temps quand on prend les coordonnées cartésiennes inertielles.

L'usage de coordonnées "non propres" amène à rajouter des termes correctifs, à l'instar des "forces d'inertie" en classique. Ce qui n'est pas "commode"... (D'où le parallèle avec le Soleil tournant autour de la Terre, modèle parfaitement acceptable correspondant au choix des coordonnées non inertielles géocentriques, peu commodes pour décrire le mouvement des étoiles lointaines et même "bizarres" puisque les "forces d'inertie" deviennent astronomiques.)

- Si c'est un objet qui rétrécit, cela augmente sa compacité ( rapport masse/rayon) sauf si la masse est variable. Donc, l'objet finirait en trou noir, ou (puisqu'on pourrait parler du temps pour arriver au TN) du moins on devrait pouvoir observer une courbure de l'espace-temps de plus en plus importante (jusqu'à éventuellement devenir un TN).

Je ne vais prendre que cet exemple là. La compacité est alors une compacité "en coordonnées", or c'est la compacité "propre" qui joue. Donc dans la vue "qui rétrécit", faut faire intervenir un terme correctif, qui, comme par hasard, va ramener aux longueurs propres.

Comme la majorité des phénomènes qui nous intéresse sont locaux, l'expression la plus commode est bien en coordonnées locales les plus proches possibles des durées et longueurs propres, et c'est ce qui amène à la vue avec expansion: on favorise le local au détriment des "grandes distances", qui ne sont plus "propres".

Le choix est entre local proche du "propre" et très lointain "mal décrit" et demandant des facteurs correctifs pour exprimer distances propres, ou le contraire. Le choix le plus commode pour ce qui nous intéresse le plus couramment est bien le local!

[invite6c093f92]

Effectivement....je bloquais pour "pas grand chose".
Merci.

[Amanuensis]

Juste un point un peu hors sujet, mais relatif à une possible mauvaise interprétation de ce que j'ai écrit. Le "diamètre" d'un trou noir n'est pas une longueur propre. Le "rayon de Schwarzschild" devrait être plutôt un "périmètre de Schwarzschild" (divisé par 2pi) ; car le périmètre d'un cercle entourant un trou noir est bien une longueur propre dans la solution de Schwarzschild. La "compacité" doit être exprimée en fonction du cube de la longueur propre d'un périmètre...

[invite82078308]

La théorie que vous proposez Juzo, vous parait séduisante mais serait plus difficile à mettre en œuvre que vous le croyez.
Celle-ci impliquerait en effet de remettre en cause toutes les lois de la physique fondamentale, ou du moins les constantes fondamentales qui y interviennent.
Sous la simple hypothèse de l'expansion de l'univers, modulée par les hypothèses de la matière noire et de l'accélération de l'expansion, on a pu vérifier avec une grande précision l'invariance des lois et des constantes de la physique depuis des époques reculées de l'univers.
C'est une vérification du principe cosmologique qui dit que les loi de la physique sont les mêmes en tous lieux, mais donc aussi en tous temps.

Je noterai que votre théorie, dans la description des variations des constantes fondamentales qu'elle implique, devrait prendre elle aussi en compte les bizarreries attribuées en cosmologie standard à la matière noire et à l'énergie noire.

[invite82078308]

Je note (oubli) que l'expansion de l'univers est modulée non seulement par la matière noire et l'énergie noire mais aussi par la matière visible.
Votre théorie risque d'être des plus compliquées, Juzo. De toutes façons, elle n'existe pas encore.

Pour faire une illustration humoristique du principe cosmologique dans le cas de l'héliocentrisme, je dirai ceci:

On trouvera sur terre des gens qui pensent que le Soleil et Mars tournent autour de la Terre, des gens qui pensent que la Terre et Mars tournent autour du Soleil mais aucun qui pense que le Soleil et la Terre tournent autour de Mars.
Si on fait un sondage auprès des martiens, on trouvera éventuellement des gens qui pensent que le Soleil et la Terre tournent autour de Mars, des gens qui pensent que Mars et la Terre tournent autour du Soleil, mais aucun qui pense que le Soleil et Mars tournent autour de la Terre.

Les lois de la nature devant être les mêmes pour tout le monde, seul l'héliocentrisme est acceptable.

[mmanu_F]

C'est une vérification du principe cosmologique qui dit que les loi de la physique sont les mêmes en tous lieux, mais donc aussi en tous temps.

encore faudrait-il connaitre les lois de la physique en tout temps. il nous en manque un bout, vers le début.

[invite82078308]

J'ai effectivement contourné cette question en disant "depuis des époques reculées de l'univers".
Il s'agit d'une autre question !
Que dit le principe cosmologique à ce sujet ?
Il s'agit de trouver des lois de la physique qui pourraient s'appliquer aussi bien aux tous débuts de l'univers que par la suite, celles que nous connaissons n'étant alors que des approximations de ces dernières.
Ceci n'est pour l'instant qu'un programme de recherches qui n'a pas encore abouti.

Quand au "début de l'Univers" lui même, il faudra en savoir plus avant de pouvoir dire si cette notion a un sens .

[mmanu_F]

Il y a un peu plus de deux ans, j'ai vu passé une tentative (les détails) dans cette veine qui évitait l'essentiel des pièges fréquemment rencontrés dans ce type d'approche. L'auteur, Christof Wetterich n'est pas le premier venu, loin de là.

En quelques lignes, seuls les rapports de longueurs (sans dimension physique) sont mesurables. On constate par exemple que la distance entre les galaxies sur le rayon de (Bohr de) l'atome d'Hydrogène augmente. On suppose que c'est bien le rayon de Bohr qui diminue et on en déduit que toutes les autres longueurs microscopiques doivent diminuer de la même manière (la longueur d'onde de l'électron, son rayon classique, etc). Toutes ses longueurs sont définies comme une combinaison de la constante de Planck, la vitesse de la lumière, la constante de structure fine et l'inverse de la masse de l'électron.

On identifie le responsable de toutes ses variations simultanées comme étant la masse de l'électron (et des autres particules) qui doit augmenter en conséquence, laissant en passant la constante de structure fine invariante. Cela ne suffit pas à faire une théorie réaliste, il faut maintenir le rapport de ces masses à la masse de Planck invariant, cette dernière doit donc varier aussi.

Il faut donc faire varier (au moins) une de nos trois constantes fondamentales et le choix le moins pire est de laisser varier G. On ne peut pas en rester là, jusqu'ici rien ne varie par rapport aux unités de Planck et cela revient à ne rien dire du tout. Il faut expliquer comment toutes ses variations "cachées" sont encodées et en étudier les conséquences.

Pour faire le travail, Wetterich choisit son champ scalaire préféré, le cosmon et une approche lagrangienne, standard dans ce contexte (On peut regarder l'équation (1) dans les deux articles.). Le cosmon est un champ scalaire comme le Higgs dont le potentiel va être responsable de la masse (variable) des particules (l'expansion actuelle, vue à l'envers). Ce champ est aussi couplé directement à la courbure de Ricci (la gravité) et joue de fait le rôle d'une masse de Planck (variable).

Il déclare retrouver tous les évenements marquants de l'histoire de notre Univers en fixant les paramètres libres de son modèle, l'expansion actuelle, les ères ou la matière domine, ou la radiation domine, l'inflation avec ces effets observés et cerise sur le gâteau, la singularité du Big Bang semble avoir disparue.

Tout ceci semble très intéressant. Mais personne ne semble follement intéressé par l'idée, sauf l'auteur bien évidemment. Pourquoi ? Essentiellement parce qu'il n'y a rien de fondamentalement nouveau, de révolutionnaire dans cette approche. Je m'explique. La subtilité se cache dans les détails. D'abord, la relativité générale nous laisse libre de choisir le système de coordonnées, on peut alors s'en servir pour réintroduire une masse de Planck fixe (celle observée aujourd'hui), en rentrant la dépendance temporelle de G dans la nouvelle coordonnée temporelle et les autres dépendances temporelles dans la constante de Hubble. Toute l'histoire de l'Univers retrouve sa forme originale, avec un Big Bang, etc. Wetterich souligne cependant que dans ce sens la singularité du Big Bang ne semble être qu'une illusion liée à un "mauvais" choix de coordonnées.

Mais avant de sauter sur les conclusions, Wetterich qui est vraiment très pro (contrairement à beaucoup de pseudo-physiciens qui crient à la révolution après avoir calculé la conséquence la plus évidente de leur hypothèse farfelue qu'ils avaient si patiemment élaborée dans le but d'arriver précisément à cette conclusion, sans se soucier du reste) remarque justement que ce changement de coordonnées (qui dépend du cosmon) n'est défini que lorsque une solution particulière pour ce champ est utilisée. Il y a une procédure plus appropriée pour traiter toutes les solutions d'un coup : la redéfinition des champs dans le lagrangien (ce qui correspond à un changement de fonction plutôt que de coordonnée). En redéfinissant le tenseur métrique et le cosmon, on retrombe sur un exemple banal de champ scalaire couplé à la gravité, du même type que celui utilisé pour l'inflation et pour l'essentiel des innombrables modèles qui tente de décrire l'accélération de l'expansion avec un champ scalaire (dynamique plutôt qu'une constante cosmologique) que l'on appelle souvent quintessence (mais il y a des variantes, avec des modifications de la gravitation à grande échelle, des condensats de fantômes, des tachyons, etc, sur lesquelles je ne veux pas m'étendre).

Ce constat me permet de revenir en passant sur la remarque de Nicophil.

La cosmologie est en crise depuis la découverte de l'accélération en 1998, qui a surpris tout le monde. Il y a des choses à réviser dans le paradigme du Big Bang.
Mais de là à l'abandonner complètement, non ! Il y aurait plus à perdre qu'à y gagner.

Ce qui est surprenant (et dur à expliquer) c'est pourquoi cette constante est aussi petite (il y a aussi des problèmes avec le fait qu'elles soit positive). Je ne veux pas m'étendre sur le sujet, même s'il y aurait vraiment de quoi, je vais faire un gros effort d'auto-censure. Le point c'est que depuis cette observation une quantité assez monstrueuse de modèles ont été développés. Et la grande majorité peut être ramenée à une théorie du même type que celle sur laquelle on tombe ici, en partant d'un rétrécissement des atomes. C'est dans ce sens que je dis que la théorie de Wetterich est banale. Elle nous laisse avec autant de questions que les autres et le sentiment qu'il faudrait attaquer le problème autrement. On parle (trop) souvent d'arguments anthropiques dans le milieu mais personne ne sait vraiment comment les utiliser (par manque d'outils adaptés). En dehors de cette communauté de physiciens qui tente de trouver un modèle pour la constante cosmologique, la plupart des grands physiciens qui sont en droit de parler du sujet parce qu'ils sont ceux qui font avancer notre connaissance depuis 20 ans sur des sujets fortement liés, considèrent l'entreprise comme un joyeux bazar, où les participants retournent dans tous les sens la même idée qu'il faut modifier la gravité (à grande échelle) sans jamais arriver à aucun résultat concluant et aboutissant invariablement (jusqu'à preuve du contraire), à des conclusions en désaccord violent avec certains fondements de l'édifice (localité, seconde loi de la thermodynamique, ...). Je ferme la parenthèse.

Revenons à notre modèle et à sa conclusion particulière. En retombant sur une théorie banale avec un scalaire, le Big Bang refait son apparition et Wetterich persiste et signe qu'il s'agit d'un artefact, dû cette fois aux "coordonnées dans l'espace des variables de champs". Mais cette déduction semble bien moins évidente que la précédente. Dans le nouveau cadre, avec les nouveaux champs, la singularité du Big Bang n'est plus du tout une illusion due à un mauvais choix de coordonnées (dans l'espace-temps usuel) et il en est conscient.

C'est cette conclusion que j'ai vue être critiquée. Il y a des signes que la singularité était présente dans la théorie originale mais sous une forme plus subtile. Le premier argument concerne le type de transformation utilisé pour redéfinir le tenseur métrique. Il s'agit d'une transformation de Weyl (un changement d'échelle) et ce type de transformation ne fait pas disparaître les singularités. Le diagramme de Penrose avant et après la transformation devrait être le même, ce qui implique la présence d'une singularité, mais elle semble, d'une certaine manière rejetée à l'infini.

Un argument plus quantitatif peut être envisagé. En prenant le problème à l'envers, c'est-à-dire, en partant du lagrangien à la Einstein et en effectuant une transformation de Weyl dans l'autre sens pour retomber sur le terme de courbure de Wetterich (sans singularité), on constate que se sont maintenant les autres termes du lagrangien qui devraient hériter du comportement singulier, signalant peut-être une dynamique du cosmon dans un régime de couplage fort et la fin du domaine de validité de la théorie effective, mais je n'ai pas vu les calculs confirmant ces arguments. Je laisse donc la porte ouverte.

Enfin, dans tous les cas, c'estt une question intéressante, avec des conséquences surprenantes et une histoire qui, bien que toujours très ésotérique, n'est semble-t-il pas encore finie...

[invite82078308]

Voici un nouveau candidat à une révolution scientifique qui se déclare.
Appliquons le crible habituel:

1:
La nouvelle théorie fait-elle des prédictions précises ? (il s'agit ici d'éliminer les élucubrations littéraires)
Si oui, il faut qu'elle soit capable de prédire ce qu'on a déjà observé.
Fait elle de nouvelles prédictions ? c'est à dire:
Fait elle des prédictions différentes de la théorie standard, qui pourraient être vérifiées par l'expérimentation ou l'observation ?
Ou : fait elle de nouvelles prédiction, par exemple en fixant la valeur de paramètres déterminés empiriquement dans le modèle standard ?
En ce qui concerne ces prédictions, je n'irai pas jusqu'à exiger qu'il faut qu'elles soient vérifiables immédiatement; il se peut qu'elles puissent être vérifiables ultérieurement avec les progrès de l'instrumentation ou de la théorie, mais en ce cas la théorie reste une théorie spéculative.

2: Si la nouvelle théorie ne fait pas de prédictions originales:
Il s'agit en ce cas d'un nouveau formalisme de la théorie standard ; apporte-t-il quelque chose ?
Permet-il de présenter les choses de façon plus simple ?
Permet-il de simplifier certains calculs ?

3: La nouvelle théorie introduit-elle de nouvelles entités ?
(Dans le cas présent oui: le "cosmon")
Appliquons alors le principe du rasoir d'Occam: il ne faut pas introduire d'hypothèse non indispensable dans une théorie visant à décrire un phénomène.
(le modèle standard se passe de cosmon)

[mmanu_F]

Voici un nouveau candidat à une révolution scientifique qui se déclare.

non non, il n'est pas nouveau et il n'y a pas de révolution. il est physicien (et un plutôt bon) et il fait son métier. la réponse à la plupart des questions de ta liste se trouve dans mon message précédent (dont beaucoup dans la parenthèse pour commenter le point de Nicophil).

tu parles beaucoup du modèle standard, mais j'ai un petit doute, tu parles bien du modèle standard de la cosmologie (lambda-CDM) ?