LHC et matière noire

[yves95210]

w est le rapport pression/densité de l'univers, qu'on utilise dans les solutions des équations de Friedmann.
0 pour la "poussière" (matière sans pression)
1/3 pour la radiation électromagnétique
-1 pour un univers "vide", avec constante cosmologique
et bien sûr toutes les valeurs intermédiaires possibles pour l'univers "réel", en fonction de son évolution.
Tu peux regarder l'article wikipedia sur les équations de Friedmann. Mais si tu as commencé à bosser la RG, tu dois avoir sous la main un cours où c'est expliqué (et sinon, je te conseille celui-ci)
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[Mailou75]

C'est bien la première fois qu'on me reproche d'avoir fait correctement une soustraction

Ce que je reproche c'est la pertinence de la réponse, dans 37Ga on verra "jusqu'à" 50Gal effectivement...
mais dans ce cas la formulation "depuis" 50Ga serait plus juste.

En tout cas tu admettras que cette addition ne renseigne en rien sur la question : l'espace et les objets situés actuellement (position comobile) a 50Gal ne seront pas vus dans 37Ga ! Les objets seront vus plus tard (au moins 50Ga + expansion) et l'espace (vide entourant les objets) ne sera pas vu a 50Gal dans 37Ga puisque lui aussi se sera déplacé. Donc le lien que tu fais entre espace comobile a 50Gal et ce qu'on verra dans 37Ga n'a aucun sens.

Ou alors j'ai pas compris, merci de m'expliquer l'affirmation ...

Mailou

[Deedee81]

Salut,

mais dans ce cas la formulation "depuis" 50Ga serait plus juste.

Tu chipotes. Je doute que quelqu'un comprenne mal et que je pense qu'on pourra faire le voyage jusque là (quoi que, dans autant de temps, qui sait ce qu'on saura faire, enfin, si on est toujours là )

Ou alors j'ai pas compris, merci de m'expliquer l'affirmation ...

Vendredi, fatigué (et manque de temps).
Faisons plus simple. Mon intervention était surtout pour dire de faire attention de ne pas confondre la signification des deux grandeurs (13 AL et 50 AL). L'univers dit observable c'est 13 AL.

[invite77389699]

Bon pour résumer: la matière noire c'est probable mais pas,certain, l'inflation c'est probable mais pas certain, d'ailleurs laquelle? Celle de Guth ou de Linde? J'avoue que concevoir que toute l'énergie de l'univers bulle qui fait 10**n fois notre partie visible qui lui est déjà tellement immense que la lumière y est un escargot, ait pu être contenue dans un espace de Planck si petit que part rapport à lui un atome d'hydrogène est déjà un univers en soi... Et bien cela me laisse pantois.

[papy-alain]

Bon pour résumer: la matière noire c'est probable mais pas,certain, l'inflation c'est probable mais pas certain, d'ailleurs laquelle? Celle de Guth ou de Linde? J'avoue que concevoir que toute l'énergie de l'univers bulle qui fait 10**n fois notre partie visible qui lui est déjà tellement immense que la lumière y est un escargot, ait pu être contenue dans un espace de Planck si petit que part rapport à lui un atome d'hydrogène est déjà un univers en soi... Et bien cela me laisse pantois.

Le modèle standard est plein d'hypothèses plus ou moins plausibles. C'est pour cela que ce n'est qu'un modèle, qui est adapté au rythme des observations. Le problème est qu'on est de plus en plus proches de la limite de ce qui est observable.

[Amanuensis]

l'espace et les objets situés actuellement (position comobile) a 50Gal ne seront pas vus dans 37Ga ! Les objets seront vus plus tard (au moins 50Ga + expansion)

Prendre https://arxiv.org/pdf/astro-ph/0310808v2.pdf, figure 1, troisième diagramme: il est clair que ce qui est "actuellement" à 50 Gal ne sera jamais vu par l"observateur central. Pas dans 37, pas dans 50, mais jamais, car c'est très au-delà de l'horizon des événements dans le cas illustré par la figure.

Sur le diagramme on peut voir que ce qui s'est passé à 50 Gal "maintenant" ne sera visible que si cela s'est passé avant la date comobile de 1 ou 2 milliards d'années, soit il y a plus de 10 milliards d'années en temps comobile.

"Univers observable" ne veut pas dire "les événements qu'on voit maintenant", ni "les événements qu'on verra maintenant ou plus tard", mais "les lieux comobiles dont on voit un événement maintenant". Pour chacun de ces lieux, ce qu'on en verra se terminera pour un passé plus ou moins ancien, d'autant plus ancien que la distance à nous est plus grande.

[invite77389699]

Le modèle standard est plein d'hypothèses plus ou moins plausibles. C'est pour cela que ce n'est qu'un modèle, qui est adapté au rythme des observations. Le problème est qu'on est de plus en plus proches de la limite de ce qui est observable.

Oui on a fait un grand bon avec le fond cosmologique mais aujourd'hui c'est un peu la panne.

[invite77389699]

il est clair que ce qui est "actuellement" à 50 Gal ne sera jamais vu par l"observateur central.

Parce que qu'à 50Md AL les objets nous fuient bien plus vite que la vitesse de la lumière?

[invite77389699]

En fait si l'expansion continue qui plus est en accélérant ce sont de plus en plus d'objets qui disparaîtrons de notre champ de vision jusqu'à ne plus voir que la voie lactée (dans un certain temps).

[Gilgamesh]

Bon pour résumer: la matière noire c'est probable mais pas,certain, l'inflation c'est probable mais pas certain, d'ailleurs laquelle? Celle de Guth ou de Linde? J'avoue que concevoir que toute l'énergie de l'univers bulle qui fait 10**n fois notre partie visible qui lui est déjà tellement immense que la lumière y est un escargot, ait pu être contenue dans un espace de Planck si petit que part rapport à lui un atome d'hydrogène est déjà un univers en soi... Et bien cela me laisse pantois.

En résumant, non, la matière noire est confirmée de plusieurs manière indépendante qui font qu'aujourd'hui c'est plutôt du genre : "raisonnablement certain, mais pas prouvé".

Guth et Linde n'ont pas émis la moindre hypothèse au sujet de la matière noire. Ce sont deux théoriciens de l'inflation qui n'a vraiment rien à voir avec la matière noire. La théorie de l'inflation est effectivement extrêmement audacieuse. Comparée à la matière noire, son statut épistémologique est un peu plus en retrait, du genre "nettement en tête, mais pas encore certaine". Comme la matière noire (et plus encore) il existe un grand nombre (se comptant par dizaines, 74 dans le document en lien ci après) de variantes qui donnent différentes formes au champ de potentiel inflationnaire. La mission Planck a permis de faire un gros tri mais il reste encore des tests décisifs pour aboutir à un modèle consensuel.

[Mailou75]

Prendre https://arxiv.org/pdf/astro-ph/0310808v2.pdf, figure 1, troisième diagramme: il est clair que ce qui est "actuellement" à 50 Gal ne sera jamais vu par l"observateur central. Pas dans 37, pas dans 50, mais jamais, car c'est très au-delà de l'horizon des événements dans le cas illustré par la figure.

En plus !
(merci pour le lien)

En fait si l'expansion continue qui plus est en accélérant ce sont de plus en plus d'objets qui disparaîtrons de notre champ de vision jusqu'à ne plus voir que la voie lactée (dans un certain temps).

Attention a ne pas se méprendre, l'appellation est trompeuse. L'expansion ralentit, mais elle ralentis moins qu'avant, ce qu'on appelle acceleration c'est en fait le ralentissement du ralentissement.

[invite77389699]

En plus !
(merci pour le lien)


Attention a ne pas se méprendre, l'appellation est trompeuse. L'expansion ralentit, mais elle ralentis moins qu'avant, ce qu'on appelle acceleration c'est en fait le ralentissement du ralentissement.

Je ne pense pas, l'expansion accélère bel et bien à tel point que si rien n'est fait (dans la COP 23?) nous risquons un big rip, à savoir un déchirement de l'espace tel que même les atomes exploseront. Mais ce sera bien après les élections présidentielles.

[papy-alain]

La vitesse d'expansion accélère, mais le taux d'expansion diminue.

[invite77389699]

Désolé mais je ne pense pas, l'expansion augmente c'est à dire que le volume de l'univers augmente, mais la vitesse de l'expansion (dérivée première) augmente aussi, ce qui veut dire qu'il y a une accélération positive et au minimum constante.

[papy-alain]

Je parle du TAUX d'expansion qui, lui, diminue.

[invite77389699]

Bon on va demander un arbitrage à nos gourous?

[Mailou75]

Je ne pense pas (...)

Désolé mais je ne pense pas (...)

Non, je ne pense pas (on peut aller loin comme ça..)

Je ne crois pas non plus a tout ca mais quand je parle de ce sujet j'essaye de me conformer a ce qu'on "sait" aujourd'hui. Perso je pense que les objets s'eloignent effectivement les uns des autres ce qui engendre une creation de vide entre les objets. Je pense qu'on inverse cause et consequence. Mais ici il n'est pas question de penser, juste de repondre a la question posée. Je reitère : l'expansion ne fait que ralentir mais elle ralentis moins vite que par le passé et ce qu'on nomme, a tort, l'accélération de l'expansion.

[invite77389699]

je ne pense pas l'expansion (et non pas l'inflation) s'est mise à accélérer il y a environ 6 Md d'années.

[Gilgamesh]

Désolé mais je ne pense pas, l'expansion augmente c'est à dire que le volume de l'univers augmente, mais la vitesse de l'expansion (dérivée première) augmente aussi, ce qui veut dire qu'il y a une accélération positive et au minimum constante.

C'est assez trompeur, effectivement, mais le phénomène qu'on désigne par l'accélération de l'expansion recouvre en fait la stabilisation du taux d'expansion H, c'est à dire le fait qu'il tende vers une valeur constante, et non nulle, comme ce serait le cas dans un univers ouvert de matière.

On désigne usuellement par a le facteur d'échelle de l'univers, c'est à dire sa taille. C'est une fonction du temps.

Le taux d'expansion, c'est la dérivée logarithmique de ce facteur d'échelle, c'est à dire la dérivée du facteur d'échelle da/dt divisée par le facteur d'échelle lui même, en chaque instant t :




L'équation de Friedmann permet d'exprimer la valeur du taux d'expansion sous la forme de l'équation différentielle suivante :



avec :



où a₀ désigne la valeur actuelle du facteur d'échelle.

La valeur ci-après correspondent au modèle d'ajustement ΛCDM :

H₀ ~ 71 km/s/Mpc désigne la valeur actuelle du taux d'expansion
Ω_r ~ 10^-4 désigne le ratio actuel de la densité de rayonnement à la densité critique
Ω_m ~ 0,24 désigne le ratio actuel de la densité de matière (noire + baryonique) à la densité critique
Ω_k ~ 0 désigne la courbure actuelle
Ω_Λ ~ 0,76 désigne le ratio de la densité d'énergie associée à la constante cosmologique, aka énergie sombre à la densité critique

w = -1 est le paramètre de la fonction d'état de l'énergie sombre, c'est à dire la constante de proportionnalité entre la pression P et la densité d'énergie ρ de l'énergie sombre.

P=wρ

On voit que dans le cadre du modèle ΛCDM quand l'univers croit, cad que a tend vers l'infini, toutes les contributions au taux d'expansion s'éteignent, sauf celle de la constante cosmologique. Si c'est bien une constante (ce que traduit la valeur w=-1), alors H tend vers une valeur constante.



Et cela se traduit par une évolution exponentielle du facteur d'échelle :



Ci-dessous à titre d'illustration une courbe de l'évolution de H (courbe rouge) en fonction du redshift z. Le temps va de la droite vers la gauche. On vérifie bien que H était bien plus élevé dans le passé, que sa valeur ne fait que diminuer mais que dans le futur il devrait se stabiliser à la valeur 71√0,76 = 62 km/s/Mpc. La courbe bleue donne l'âge de l'univers correspondant, en milliards d'années.

On se rappelle que :

[yves95210]

Je ne pense pas, l'expansion accélère bel et bien à tel point que si rien n'est fait (dans la COP 23?) nous risquons un big rip, à savoir un déchirement de l'espace tel que même les atomes exploseront. Mais ce sera bien après les élections présidentielles.

Et cela se traduit par une évolution exponentielle du facteur d'échelle :

Bref, nos lointains descendants (qui entre temps auront évidemment émigré sur de nombreuses planètes plus hospitalières avant que la Terre soit bouffée par le Soleil transformé en géante rouge) n'échapperont pas à la désintégration dans quelques (je ne sais pas combien) centaines de milliards d'années.
Sauf si, comme Viiksu l'espère, mais lors de la COP 10²³, ils décident de mettre tous les moyens offerts par leur technologie avancée, basée sur une théorie dont nous ne pouvons pas avoir la moindre idée, pour modifier la gravitation au moins à l'échelle de la Voie Lactée. Mais il y en aura encore pour se plaindre: les cosmologistes n'auront plus de boulot.

[Gilgamesh]

Contrairement à ce qu'on pense, éloigner la planète du Soleil n'est pas une entreprise complètement folle. Ou plus exactement, les échelle de temps sont hors échelle (des centaines de millions d'années) mais le moyen utilisé est accessible à l'humanité dans une échelle de temps raisonnable. Il suffirait de piloter un astéroïde qui ira voler un peu d'énergie gravitationnelle à Jupiter pour la rétrocéder tous les quelques milliers d'années à la Terre, pendant quelques centaines de millions d'années. [/HS]

Sinon, pour continuer sur l'énergie sombre, on peut faire "exploser" H en donnant une valeur inférieure à -1 au paramètre w de l'équation d'état. Dans ce cas là, on parle d'énergie fantôme et ça donne un Big Rip, cad une situation assez étonnante où le facteur d'échelle atteint une valeur infinie en un temps fini. Il est assez probable que cette solution soit non physique.

[yves95210]

Contrairement à ce qu'on pense, éloigner la planète du Soleil n'est pas une entreprise complètement folle. Ou plus exactement, les échelle de temps sont hors échelle (des milliards d'années) mais le moyen accessible à l'humanité dans une échelle de temps raisonnable. Il suffirait de piloter un astéroïde qui ira voler" un peu d'énergie gravitationnelle à Jupiter pour la rétrocéder tout les quelque milliers d'années à la Terre, pendant des centaines de millions d'années.

HS en effet, mais par curiosité :
Quelqu'un a-t-il déjà fait les calculs ?
Et sait-on à quelle distance d'une géante rouge une planète peut être "habitable" ? (sinon vaut mieux compter sur ton arche)

[Gilgamesh]

HS en effet, mais par curiosité :
Quelqu'un a-t-il déjà fait les calculs ?

Oui :

http://forums.futura-sciences.com/as...ml#post3708057

Et sait-on à quelle distance d'une géante rouge une planète peut être "habitable" ? (sinon vaut mieux compter sur ton arche)

Ah ben le problème supplémentaire c'est que la luminosité de la géante rouge va faire le yo-yo, pour finalement s'éteindre après un dernier maximum (à t=12.365 Gyr, le stade intitulé dans le document en lien "Tremors of Old Age", autours de 5200 luminosités solaires). Donc à un moment, il va de toutes façons falloir songer à partir !

http://forums.futura-sciences.com/pl...ml#post1686872

[yves95210]

Bon, tu me rassures, ça laisse du temps pour y penser...

Mais peut-être qu'en attendant, la COP 158 pourra envisager un léger éloignement (allez, juste quelques millions de km) de l'orbite de la Terre pour compenser quelques degrés d'augmentation de la température de son atmosphère. Peut-être pas le pire moyen pour rendre le réchauffement climatique réversible...

[invite77389699]

H0 ~ 71 km/s/Mpc désigne la valeur actuelle du taux d'expansion

Donc si j'ai bien compris avec un taux de Hubble constant l'Univers grandit exponentiellement. Donc pour que l'univers arrête d'accélérer son expansion il faudrait que la "constante" de Hubble diminue? je ne comprends pas bien alors ce qu'on découvert les physiciens avec les supernovae SN?

[mach3]

Si H constant <=> augmentation exponentielle de a
Alors pour que a tende vers une valeur constante (univers plat), H doit diminuer d'une certaine manière. L'accélération, c'est le fait que H diminue moins vite que "prevu"?

m@ch3

[invite77389699]

OK je n'avait pas imaginé que H constant impliquait un agrandissement exponentiel.

[Mailou75]

OK je n'avait pas imaginé que H constant impliquait un agrandissement exponentiel.

C'est pas faute de te l'avoir dit... Calculer oui, penser non !

[inviteace15f97]

La vrai question est : dans quoi augment-il, et qu'est-ce qui fait perdurer l'expansion ?

[Amanuensis]

Marrant qu'il faille ajouter "vrai" pour présenter une question basée sur des hypothèses fausses.