Peut-on dire quand l'univers va "s'arréter" ?

[Lebleu34]

Bonjour,

Si il y a 13,8 milliards d'années la température était très haute et qu'elle ne fait plus que 3 degrés (plus la température des astres) aujourd'hui, n'est-il pas possible de calculer le temps qu'il reste à l'univers avant d'atteindre le 0 absolu ?

Ne sommes nous pas plutôt vers sa "fin" ?

Autre question métaphysique : à votre avis, que pourrait-il se passer une fois l'univers "éteint" ?

Merci pour vos réponses et pour votre compréhension quant à la naïveté des questions d'un profane tel que moi
-----

[ansset]

Si il y a 13,8 milliards d'années la température était très haute et qu'elle ne fait plus que 3 degrés (plus la température des astres) aujourd'hui, n'est-il pas possible de calculer le temps qu'il reste à l'univers avant d'atteindre le 0 absolu ?

Il me semble que tu évoques la "température" du vide de l'univers, par les températures "locales" ( nuages de gaz, galaxies, étoiles ,etc .... )
la température dont tu parles est lié au rayonnement actuel du FDC qui décroit tout tout tout doucement avec l'expansion.
( attendre la réponse d'un pro pour donner éventuellement un ordre d'idée de sa décroissance )
Donc sans idée précise de l'évolution de l'expansion, difficile de se projeter pour la suite.
Mais la baisse a été surtout très forte au début de celle ci, bien plus qu'aujourd'hui.

Ne sommes nous pas plutôt vers sa "fin" ?

la fin de quoi ?
la baisse de la température que tu évoques ( celle du vide ) n'implique ni qu'on attendrait 0 ( d'ailleurs cela semble physiquement improbable pour un temps donné ), ni un changement de la température des zones de matière non "vide".

Autre question métaphysique : à votre avis, que pourrait-il se passer une fois l'univers "éteint" ?

la question ne se pose donc pas ( en tout cas pas sous cet angle )

Cdt

[Gilgamesh]

Bonjour,

Si il y a 13,8 milliards d'années la température était très haute et qu'elle ne fait plus que 3 degrés (plus la température des astres) aujourd'hui, n'est-il pas possible de calculer le temps qu'il reste à l'univers avant d'atteindre le 0 absolu ?

Ne sommes nous pas plutôt vers sa "fin" ?

Autre question métaphysique : à votre avis, que pourrait-il se passer une fois l'univers "éteint" ?

Merci pour vos réponses et pour votre compréhension quant à la naïveté des questions d'un profane tel que moi

Comme dit, ce qu'on appelle température de l'univers est une température de rayonnement. Cela signifie que l'univers est remplis d'un gaz de photons fossiles. Quand on mesure la répartition de l'énergie de ces photons, elle est exactement semblable à la répartition qu'on obtiendrait dans une enceinte fermée dont les murs seraient à T₀ = 2,73 K. Ces photons n'ont pas été émis à cette température, mais à une température T = 1100 fois plus élevée, soit environ 3000 K. Et ça correspond très exactement au fait que depuis l'émission l'univers à grandit d'un facteur 1100. On appelle ce facteur le facteur d'échelle de l'univers, noté usuellement par la lettre a. On note a₀ le facteur d'échelle de l'univers actuel. La relation entre la température de rayonnement et le facteur d'échelle est vraiment très simple :

T/T₀ = a₀/a

Ce n'est que la température de ce fond fossile de rayonnement. Le reste de l'univers n'est pas à l'équilibre avec ce fond, qui ne représente plus qu'un dix-millième de l'énergie totale du cosmos (il était prépondérant dans les 100 000 premières années de l'univers).

Ce qui représente la "vie" du cosmos, c'est son énergie potentielle, et celle ci est gravitationnelle et nucléaire.

1) Gravitationnelle : tant qu'il existe des masses capables de s'effondrer, cad tant que tous les corps ne sont pas :

a) soit transformés en trous noirs,

b) soit éloignés les uns des autres au point que la vitesse de récession entre eux dépasse la vitesse de chute libre, ce qui fait que les corps ne pourront plus jamais tomber l'un sur l'autre

...alors l'univers contient de l'énergie gravitationnelle "à revendre" pour permettre à des corps de rayonner.

2) nucléaire : tant que tout l'hydrogène n'a pas été transformé en hélium puis en noyaux plus massifs, jusqu'au fer, alors à en rassemblant ce gaz, on peut en extraire de l'énergie.

Tant que tous ces processus ne sont pas achevés, on peut dire que l'univers est "vivant", si tu comprends la métaphore. Et ceci est tout à fait indépendant de la température du fond fossile qui va continuer paisiblement de refroidir en 1/a. Comme a tend vers l'infini, T va tendre vers 0, mais de façon asymptotique (c'est à dire en se rapprochant toujours plus près de cette valeur, sans jamais l'atteindre).

[papy-alain]

Finalement, on peut dire que l'univers sera éteint lorsqu'il ne sera plus composé que de trous noirs et d'astres de fer. Mais ça, c'est pour dans très très très longtemps (et s'il n'y a pas eu un "big rip" avant).

[A voir en vidéo sur Futura]

[Gilgamesh]

Il y a de ça, oui.

Je reposte l'avenir de très, (mais vraiment) très long terme que l'on peut inférer pour l'univers dans l'état actuel de nos connaissances théoriques, avec toutes les précautions d'usage.

Chronologie du futur cosmologique
exposée par Alain Riazuelo (L'Univers aux limites de l'éternité - Dossier "Pour la science" - juin 2011, p 56 à 62).

-10¹⁴ ans : mort des dernières étoiles formées dans les premières centaines de milliards d’années
-10¹⁶ ans : les planètes sont englouties par leurs étoiles ou éjectées
-10¹⁹ ans : évaporation des galaxies
-10²² ans : dernières étoiles formées par la collision de naines brunes
-10²² ans : annihilation spontanée de la matière noire
-10²⁵ ans : annihilation de la matière noire piégée dans les cimetières d’étoiles. Les galaxies se désagrègent.

A partir de là, deux hypothèses suivant que le proton est stable ou non :

option A : proton instable :
-10³³ ans : début de la désintégration des protons
-10⁸⁵ ans : évaporation des petits trous noirs stellaires
-10¹⁰⁰ ans : évaporation des trous noirs massifs
-10⁷⁹³ ans : la dernière structure subsistant : les positronium, disparaissent

option B :proton stable
-10⁶⁵ ans : la matière solide prend une forme sphérique, évaporation des petits trous noirs
-10¹⁰⁰ ans : évaporation des trous noirs massifs
-10¹⁵⁰⁰ ans : les réactions nucléaires achèvent de transmuter tout en fer
- entre 10^{10^25} ans et 10^{10^75} : tout résidu matériel supérieur à la masse de Planck se transforme en trou noir qui s’évapore rapidement. Ne reste que de la poussière de fer...

[Oroche]

Il y a de ça, oui.

- entre 10^{10^25} ans et 10^{10^75} : tout résidu matériel supérieur à la masse de Planck se transforme en trou noir qui s’évapore rapidement. Ne reste que de la poussière de fer...

Comment s'explique cette transformation "spontanée" en trou noir?

[Deedee81]

Salut,

Comment s'explique cette transformation "spontanée" en trou noir?

A confirmer : sous les fluctuations quantiques, il y a toujours une probabilité non nulle que l'objet se retrouve confiné dans une zone suffisamment petite pour provoquer un effondrement gravitationnel.
On imagine bien que la probabilité est infime (d'où la durée).

C'est la même raison pour la fusion qui va jusqu'au fer. Les éléments normalement ne fusionnent pas spontanément. Mais suite aux fluctuations quantiques, il y a toujours une probabilité infime (mais non nulle) que deux noyaux quelconques fusionnent (et ce jusqu'au fer car au-delà la fusion consomme de l'énergie au lieu d'en fournir, le fer est l'élément le plus stable).

[trebor]

Bonjour à tous,
C'est étonnant qu'on sait comment va se terminer notre univers et qu'on ne sachent pas comment il s'est créer.
Donc il ne restera peut-être que de la poussières de fer pour le proton instable, car pour ce cas, Gilgamesh ne dit pas ce qui restera ?

[Deedee81]

C'est étonnant qu'on sait comment va se terminer notre univers et qu'on ne sachent pas comment il s'est créer.

Il ne s'agit pas réellement de la fin de l'univers mais plutôt de son évolution çà très très très long terme.
De plus, les situations ne sont pas physiquement les même.

Dans le cas du proton instable il ne restera plus que des photons et des neutrinos de plus en plus dilués et d'énergie faible avec l'expansion.

P.S. ne pas oublier que ceci est très spéculatif.

[pm42]

et qu'on ne sachent pas comment il s'est créer.

Ce qui est quand même une affirmation rapide. On a non seulement une théorie solide et pas mal de choses spéculatives sur la cause, etc.

[Gilgamesh]

Salut,



A confirmer : sous les fluctuations quantiques, il y a toujours une probabilité non nulle que l'objet se retrouve confiné dans une zone suffisamment petite pour provoquer un effondrement gravitationnel.
On imagine bien que la probabilité est infime (d'où la durée).

C'est la même raison pour la fusion qui va jusqu'au fer. Les éléments normalement ne fusionnent pas spontanément. Mais suite aux fluctuations quantiques, il y a toujours une probabilité infime (mais non nulle) que deux noyaux quelconques fusionnent (et ce jusqu'au fer car au-delà la fusion consomme de l'énergie au lieu d'en fournir, le fer est l'élément le plus stable).

Oui, c'est bien ce processus qui est invoqué dans l'article.

Il faut bien insister sur la démesure des exposants. C'est le même genre de durée qui est invoquée pour qu'une pièce se vide et que toutes les molécules qu'elle contient se retrouvent par simple hasard concentrées dans un cm3 (temps de récurrence de Poincaré).

[Gilgamesh]

Bonjour à tous,
C'est étonnant qu'on sait comment va se terminer notre univers et qu'on ne sachent pas comment il s'est créer.
Donc il ne restera peut-être que de la poussières de fer pour le proton instable, car pour ce cas, Gilgamesh ne dit pas ce qui restera ?

J'ai pris soin de préciser : "avec toutes les précautions d'usage", il faut voir ça comme un exercice académique visant à exploiter la physique actuelle pour évaluer l'évolution de l'univers à très long terme. Il est assez évident que vu la démesure des durées en jeu, certains effets nous échappent peut être.

Il y en est d'ailleurs un qui est envisagé par les théoriciens mais qui n'est pas évoqué dans l'article, en rapport justement avec l'origine de l'univers : l'univers-gruyère.

Dans la théorie de l'inflation, le vide change d'état et le phénomène est quantique. Le vide, et les lois de la physique associé forme donc un état métastable. Dans ce cas, sur le très long terme, on peut envisager que de place en place le vide change d'état, a priori pour un état de moindre énergie, mais la probabilité d'une évolution inverse, quoi que plus faible, n'est pas nulle (la probabilité doit être une exponentielle inverse de l'écart d'énergie). Ce nouvel état du vide se propage ("contamine") le vide alentour à une vitesse qui atteint rapidement la vitesse de la lumière. Et à ce nouvel vide est associé une nouvel physique et un nouveau taux d'expansion (plus bas si le vide est moins énergétique, plus élevé dans le cas inverse). Dans ce cas, l'espace future devient un ensemble de "bulles" de nouveau vides qui s'étendent à la vitesse de la lumière au sein d'une matrice constitué par le vide actuel.

Ce phénomène reproduit simplement ce qui se passe dans le multivers inflationnaire dont serait issu notre univers.

[Oroche]

Oui, c'est bien ce processus qui est invoqué dans l'article.

Il faut bien insister sur la démesure des exposants. C'est le même genre de durée qui est invoquée pour qu'une pièce se vide et que toutes les molécules qu'elle contient se retrouvent par simple hasard concentrées dans un cm3 (temps de récurrence de Poincaré).

Ok, merci à toi et à Deedee pour les précisions.