Inflation chaotique de l'Univers bulle

[potatoes38]

Bonjour ,

Je m'interesse à cette théorie et j'ai une petite question , j'ai vu des vidéos et lu plusieurs liens sur internet qui parle de cette théorie

notamment :

https://www.quantique-tv.com/30/08/2...ire-multivers/

http://www.futura-sciences.com/scien...ire-18/page/7/

http://www.astrosurf.com/luxorion/cosmos-inflation4.htm

Cette théorie implique donc que notre univers serait né d'un fluctuation quantique et que de nombreux autres univers aussi pourrait naître chaque secondes. Mais cette théorie implique donc un espace temps plus grand ? Qui contiendrai notre univers et bien d'autres ?

Mais elle n'explique absolument d'ou viens cette espace-temps supérieur . Ai-je juste ?
-----

[Deedee81]

Salut,

Cette théorie implique donc que notre univers serait né d'un fluctuation quantique et que de nombreux autres univers aussi pourrait naître chaque secondes. Mais cette théorie implique donc un espace temps plus grand ? Qui contiendrai notre univers et bien d'autres ?

Mais elle n'explique absolument d'ou viens cette espace-temps supérieur . Ai-je juste ?

Oui pour tout.

[potatoes38]

Donc au final de possible réponses amèneront toujours de nouvelle questions ! Cette théorie doit t'elle avoir un "big bang" initial ou tout est éternel ?

[Gilgamesh]

Donc au final de possible réponses amèneront toujours de nouvelle questions ! Cette théorie doit t'elle avoir un "big bang" initial ou tout est éternel ?

Je crois me souvenir d'une remarque de cours d'Alan Guth (le "père" de la théorie) où il mentionnait que la durée de l'inflation était forcément bornée temporellement. Dans ce cas, elle n'est pas infinie dans le passé. Y'a un début. Mais a priori, impossible de dire si ce début se situe une milliseconde avant notre Big Bang ou des éons auparavant. Peut être un jour pourra t'on faire une estimation raisonnable à l'aide d'un calcul de probabilité.

Si j'ai le temps j'essaierai de retrouver la référence.

[A voir en vidéo sur Futura]

[potatoes38]

Super merci pour le retour ! On en revient toujours à ce Big Bang originel ...

[Gilgamesh]

Si le sujet d'intéresse et que tu maîtrises suffisamment bien l'anglais (au moins pour lire les sous-titres, qui ont été soigneusement rédigés) tu peux écouter les cours de Alan Guth au MIT, qui sont vraiment très bien sur le sujet :

1. Inflationary Cosmology: Is Our Universe Part of a Multiverse? Part I
2. Inflationary Cosmology: Is Our Universe Part of a Multiverse? Part II

edit : ah j'ai retrouvé le passage sur le premier cours à 1:10:20, au sujet de l'inflation éternelle : elle est infinie dans le future, mais non dans le passé. Elle doit avoir commencé en un temps fini dans le passé.

edit: et je rajoute le cours plus technique (mécanisme de l'inflation) :
23. Inflation

[invite555cdd43]

Cela dit, une inflation éternelle aboutirait à coup sûr à la mort thermique dudit univers-bulle, ou (moins sûr) au big-rip. Espérons la confirmation de la théorie proposant que les fluctuations quantiques du vide donnent naissance à un nouvel univers dans le même univers-bulle...

[invite555cdd43]

Histoire de faire un peu de crucipostage , les interventions de Gilgamesh sur le fil http://forums.futura-sciences.com/as...explose-2.html

pour moi, l'inflation c'est le pré-Big Bang.

Tant que le potentiel est élevé, l'univers est vide et froid avec un taux d'expansion très élevé. A l'issue du "roulement lent" où le potentiel varie très peu, le champ atteint une valeur où son potentiel chute brutalement.

L'inflation s'arrête et le champ oscille autours de sa valeur basse, il se couple (on ne sait trop comment) avec les champs "classiques" du Modèle standard et l'univers se remplit de particules à l'énergie de Grande Unification (réchauffement).

Le Big Bang "classique", avec un univers chaud et dense dominé par la radiation, commence à la suite de ce réchauffement.

[Gilgamesh]

Cela dit, une inflation éternelle aboutirait à coup sûr à la mort thermique dudit univers-bulle, ou (moins sûr) au big-rip. Espérons la confirmation de la théorie proposant que les fluctuations quantiques du vide donnent naissance à un nouvel univers dans le même univers-bulle...

En un sens on peut dire que nous vivons dans une phase inflationnaire depuis 5 milliards d'années, car l'accélération de l'univers est assimilable au plan formel à la phase inflationnaire, c'est juste que le taux d'expansion est beaucoup, beaucoup plus faible que lors de celle ayant précédé (et causé) le Big Bang.

Cela provoque une mort thermique au sens où tout se dilue et ou le redshift tend vers l'infini, mais pas de Big Rip, car le taux d'expansion reste constant alors qu'il doit tendre vers l'infini pour que se produise un Big Rip.

[invite555cdd43]

Cela provoque une mort thermique au sens où tout se dilue et ou le redshift tend vers l'infini, mais pas de Big Rip, car le taux d'expansion reste constant alors qu'il doit tendre vers l'infini pour que se produise un Big Rip.

Merci, Monsieur. Je commence à peine à m'attaquer à la notion de taux d'expansion, et tes infos m'aident à progresser.

[papy-alain]

Cela provoque une mort thermique au sens où tout se dilue et ou le redshift tend vers l'infini, mais pas de Big Rip, car le taux d'expansion reste constant alors qu'il doit tendre vers l'infini pour que se produise un Big Rip.

Au fil du temps, la dilution de l'Univers aura pour conséquence une diminution globale des interactions gravitationnelles. Ne peut on alors envisager une accélération de l'accélération de l'expansion et, par conséquent, une augmentation progressive du taux d'expansion ?

[Deedee81]

Salut,

Au fil du temps, la dilution de l'Univers aura pour conséquence une diminution globale des interactions gravitationnelles. Ne peut on alors envisager une accélération de l'accélération de l'expansion et, par conséquent, une augmentation progressive du taux d'expansion ?

Si. Mais l'évolution de cette accélération reste encore totalement spéculative.

[Gilgamesh]

Au fil du temps, la dilution de l'Univers aura pour conséquence une diminution globale des interactions gravitationnelles. Ne peut on alors envisager une accélération de l'accélération de l'expansion et, par conséquent, une augmentation progressive du taux d'expansion ?

Pour préciser, cela impliquerait une évolution de la valeur de la constante cosmologique. Dans ce cas là, on la renomme quintessence, pour désigner un fluide qui se comporte aujourd'hui comme une constante cosmologique, mais qui dont l'équation d'état est sujet à une évolution plus complexe, dépendant éventuellement de plusieurs paramètres.

Si le paramètre de l'équation d'état w<-1 alors on parle d'énergie fantôme et ça mène à un Big Rip.

[invite555cdd43]

la dilution de l'Univers aura pour conséquence une diminution globale des interactions gravitationnelles. Ne peut on alors envisager une accélération de l'accélération de l'expansion (...) ?

La "dilution" ne peut entraîner une diminution globale des interactions gravitationnelles, puisqu'elle se produit seulement là où la gravitation est trop faible pour maintenir la cohésion.
Donc, des amas galactiques qui interagissent gravitationnellement aujourd'hui (et à ce titre ne sont pas soumis à l'expansion), interagiront toujours demain. Et ceux qui n'interagissent pas aujourd’hui seront plus éloignés l'un de l'autre demain.

Et ce, à moins d'un improbable changement après-demain, quand l'expansion commencera à prendre le dessus sur le "ciment" gravitationnel... et après-après demain sur la force électrofaible.
J'insiste sur l'adjectif improbable, puisque la constate cosmologique évoquée par Gilgamesh semble vouloir rester constate

[Gilgamesh]

Super merci pour le retour ! On en revient toujours à ce Big Bang originel ...

Juste une remarque, si on parle du début du multivers dans le cadre de l'inflation éternelle alliée à la théorie du paysage de la théorie des cordes (quand il évoque les spéculation actuelles sur le multivers c'est dans ce cadre que se place Guth dans son cours), ça n'a pas du tout la même allure que notre Big Bang. On n'est pas contraint d'imaginer un début spectaculaire, chaud, dense, et animé d'un taux d'expansion élevé, comme celui de notre univers. Au départ, la densité d'énergie du vide n'est pas nécessairement élevée, on peut envisager quelque chose de minimal. Ensuite des fluctuations quantiques de l'agencement des dimensions enroulées (c'est là qu'intervient la théorie du paysage) vont donner naissances à des vides de différents niveaux d'énergie. Les vides les plus énergétiques, ceux qui engendrent le plus d'espace par unité de temps, formeront progressivement la plus grande part du volume total du multivers. On aboutit sur cette base à une forme de sélection darwinienne des vides quantiques. Notre univers a toute les chances (quoique le calcul de proba dans le multivers engendre des difficultés qui n'ont rien de triviales) de provenir d'un vide de densité d'énergie élevée, sans forcément qu'il faille postuler que c'est dans cet état qu'a commencé le multivers.

[viiksu]

Cela provoque une mort thermique au sens où tout se dilue et ou le redshift tend vers l'infini, mais pas de Big Rip, car le taux d'expansion reste constant alors qu'il doit tendre vers l'infini pour que se produise un Big Rip.

Le taux d'expansion reste constant mais l'expansion elle est exponentielle donc pourquoi pas de BigRip?

[viiksu]

Juste une remarque, si on parle du début du multivers dans le cadre de l'inflation éternelle alliée à la théorie du paysage de la théorie des cordes (quand il évoque les spéculation actuelles sur le multivers c'est dans ce cadre que se place Guth dans son cours)

La gravité quantique à boucle propose aussi des multivers. Il semblerait que la théorie des cordes ait subit tellement d'ajustement pour s'adapter aux observations récentes qu'elle soit un peu "discréditée" par certains physiciens.

[viiksu]

Merci Gilga pour les confs d'Alan Guth c'est absolument géant.

[Deedee81]

Il semblerait que la théorie des cordes ait subit tellement d'ajustement pour s'adapter aux observations récentes qu'elle soit un peu "discréditée" par certains physiciens.

Disons que certains la considèrent comme "non réfutable". Il est assez difficile de trancher et ça pourrait même être un faux problème. Mais il est certain que la théorie élégante et simple du début (j'ai potassé les cordes bosoniques et l'implémentation de la supersymétrie et des groupes de jauge, c'est vraiment formidable) est devenue extraordinairement complexe. Personnellement, ça ne me surprend pas trop dans la mesure où il est plus complexe de décrire la même maison (**LE*** monde dans lequel on vit) en terme de briques (le fondamental) que de murs (les théories classiques macroscopiques). Les difficultés sont peut-être liée à l'approche des cordes, peut-être pas. Il y a aussi pleins de directions annexes qui se sont développées et qui pourraient donner des choses utiles.

Il est très difficile de faire des prévisions ou de juger la théorie des cordes (*). Par contre, il est clair qu'elle n'a plus un rôle aussi dominant qu'avant et ça c'est une bonne chose : si on veut progresser, tant qu'on n'a pas des données expérimentales sous la main, il vaut mieux réfléchir tout azimut.

(*) même si je préfère les boucles. Question de goût uniquement.

[viiksu]

Tout à fait d'accord nous sommes peut-être trop pressés d'attendre des éléments observationnels ou expérimentaux pour la théorie des cordes.

[viiksu]

Malgré tout une chose que je n'ai pas comprise dans le cours d'Alan Guth en quoi l'énergie gravitationnelle est-elle négative pendant l'inflation, qu'est-ce que cela veut dire? répulsive? Pourquoi alors a-t'elle changé de signe?

[Gilgamesh]

Le taux d'expansion reste constant mais l'expansion elle est exponentielle donc pourquoi pas de BigRip?

Parce qu'entre deux entités séparées d'une distance fixe, comme par exemple la Terre et le Soleil, le flot de Hubble n'augmente pas si le taux d'expansion est constant. Basiquement, avec v=Hd, si H cte et d cte, alors v est cte. Donc le système ne se disloque jamais. Pour avoir un Big Rip il faut que H soit croissant avec le facteur d'échelle.

Malgré tout une chose que je n'ai pas comprise dans le cours d'Alan Guth en quoi l'énergie gravitationnelle est-elle négative pendant l'inflation, qu'est-ce que cela veut dire? répulsive? Pourquoi alors a-t'elle changé de signe?

Je n'ai pas la réponse, je serais preneur d'une démo propre dans le cas d'un univers de De Sitter (vide, avec cte cosmo positive, le modèle utilisé pour l'inflation) puis dans le cas d'un univers ΛCDM (l'univers post Big Bang).

Mais sur le principe, le fait que l'énergie gravitationnelle soit négative c'est déjà vrai dans le cadre newtonien. Simplement, on peut se demander si ce n'est pas alors qu'une convention de signe. Et dans son cours, Guth mentionne qu'il y a eu des travaux pour vérifier que c'était physiquement pertinent.