Salut,
Envoyé par shub22
D'une manière générale d'ailleurs on a trop tendance à prendre pour exemple des scientifiques du passé à grand coup de citations (parfois hors contexte). Mais bon, c'est pas dramatique.
Ci-dessus, j'essayais juste de revenir dans les rails (la science en se rappelant que la philosophie n'est pas autorisée sur Futura. Les trois quarts des fils d'épistémo devraient d'ailleurs être archivés mais je n'y suis pas modérateur et pour cause, j'y serais très mauvais juge).
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
C'est une idée intéressante (une de plus pardon!) mais comment sur le strict plan physique peut-on admettre que l'univers naisse d'une décroissance spontanée de l'énergie du vide? A moins de supposer (pure hypothèse spéculative de ma part) qu'il existe une conservation de l'énergie dans un espace ou volume plus vaste que l'espace primordial et que cette décroissance ait entrainé un Big Bang origine de notre univers pour cette seule raison... Donc une hypothèse entrainant (implicitement ou non) une conservation de l'énergie "hors-univers" est-elle concevable sur le plan scientifique ?
Ça devient très compliqué tout ça: de toute façon c'est compliqué ces questions alors... hahaha!
Dernière modification par shub22 ; 19/01/2018 à 11h58.
“L'eau ferrugineuse, NON !”
Salut,
En relativité générale, l'énergie totale (incluant tout l'univers) n'est pas une quantité conservée (pour plusieurs raisons). Elle n'est conservée que localement.
Donc ce n'est pas vraiment un problème.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Oui, mais dans le cas d'espèce, il y a conservation locale de l'énergie. L'énergie du vide n'est pas perdue pour tout le monde : sa décroissance alimente la création de matière et fait passer d'un espace froid et vide en inflation, caractérisé par une croissance exponentielle du facteur d'échelle : a(t) ~ et à un univers chaud et dense en expansion classique a(t) ~ t1/2.
Dernière modification par Gilgamesh ; 19/01/2018 à 14h01.
Parcours Etranges
Merci de vos réponses: bon faut que je prenne un Doliprane je sens.
Je vais mettre encore des heures à comprendre et à fouiner pour trouver des liens explicatifs, mais c'est comme ça qu'on progresse!
P.S. Je croyais pourtant (c'est ce que je crois avoir lu quelque part peut-être ici d'ailleurs) que l'énergie totale de l'Univers est posée comme égale à 0, renormalisation ou pas.
Peut-être un axiome en cosmologie, peut-être le résultat d'une modélisation avec des équations qui amène à dire cela, à tirer cette conclusion.
Dernière modification par shub22 ; 19/01/2018 à 14h15.
“L'eau ferrugineuse, NON !”
Ah d'accord, merci. Ma méconnaissance de ce modèle m'a fait dire une bêtise (ou plutôt quelque chose d'inapproprié). Sorry.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Non, ce n'est pas un axiome, ni même un postulat.
C'est juste que pendant la phase inflationnaire, l'accroissement du volume de vide, d'énergie positive, est exactement compensé par l'énergie potentielle gravitationnelle qui n'est pas bornée en négatif. De sorte que le bilan énergétique est nul.
Parcours Etranges
OK ça me semble clair. Du coup qu'est-ce qu'on peut dire sur le(s) bilan(s) énergétique(s) locaux et globaux de l'univers surtout avec la découverte de matière et énergie noire ? Ça a apporté du nouveau ?
Ou alors dit-on (j'en sais vraiment rien) que le bilan énergétique dans la zone où se trouve l'énergie noire est particulier et représente une anomalie % la moyenne du bilan énergétique local du vide dans le reste de l'univers ?
Je sais pas si c'est très clair ni bien formulé comme question. Est-ce que ces découvertes, énergie et matière noire ont changé qq chose dans ce qu'on savait précédemment au niveau des bilans énergétiques ?
Sans vouloir tirer de conclusions hâtives, ce que vous dites laisserait peut-être penser qu'au niveau énergétique, on se trouve dans une phase où l'énergie positive n'étant pas compensée par une énergie gravitationnelle dans le cas de l'énergie noire, celle-ci ne ferait qu'augmenter indéfiniment de façon locale vu l'accroissement exponentiel du volume du vide ?
“L'eau ferrugineuse, NON !”
Bonjour,
On n'a pas vraiment découvert de l'énergie sombre, certains ont inventé ça pour expliquer les observations.
On a découvert pas mal de matière sombre ces derniers temps mais c'est de la matière sombre baryonique, pas très intéressant.
La réalité, c'est ce qui reste quand on cesse de croire à la matrice logicielle.
Dans le cadre théorique actuel, l'énergie noire aka constante cosmologique n'est qu'une forme amoindrie de l'énergie du vide du multivers inflationnaire. Donc si le bilan énergétique du multivers inflationnaire est nul, il en est de même logiquement pour notre univers post-inflationnaire avec son énergie sombre. Au passage il s'est formé de la matière, noire et baryonique, qui elle ne subit qu'une dilution : son énergie mc² se conserve, tout va bien.
La difficulté théorique, à mon niveau, concerne la fraction dite relativiste de l'énergie.
Je rappelle qu'en relativité, l'énergie se calcule en toute généralité de la manière suivante :
E² = (mc²)² + (pc)²
avec :
m la masse
c la vitesse de la lumière
p l'impulsion
La première partie, mc², est la fraction non relativiste et la seconde, pc, la fraction relativiste. Le problème est le suivant : l'impulsion p est vulnérable à l'expansion, donc également l'énergie que cette impulsion transporte. Un photon émis à 3000K voit son énergie divisée par le facteur d'échelle, on le mesure aujourd'hui à 2,7K et c'est particulièrement à ce sujet que s'applique la remarque de DD au sujet de la non-conservation d'énergie en relativité générale. Il n'existe pas de façon simple et univoque de compenser cette perte d'énergie en l'imputant par exemple à une augmentation de l'énergie potentielle gravitationnelle.
Le problème est aggravé si la masse m n'est que métastable. J'ai dis qu'elle se conservait et à l'échelle de l'âge de l'univers actuel c'est correct. Mais il se pourrait bien que le proton comme l'hypothétique matière noire n'aient pas une durée de vie infinie. Pour le proton sa demi-vie est certainement supérieur à 1032 ans mais les théoriciens qui cherchent des extensions du Modèle standard à haute énergie sont têtus et il est toujours soupçonné que sa demi-vie soit finie. Si c'est bien le cas, au cours des éons qui s'ouvrent dans le futur de l'univers, les protons vont décroître pour donner in fine des photons, dont l'énergie pc sera ensuite inexorablement effacée par l'expansion éternelle. Sic transit gloria mundi...
Je n'ai pas connaissance que quiconque ait proposé une solution élégante qui offre une voie de compensation à cette disparition programmée sans contrepartie de la matière et du rayonnement à l'échelle cosmologique.
Dernière modification par Gilgamesh ; 20/01/2018 à 17h14.
Parcours Etranges
Une forme amoindrie de l'énergie du vide du multivers inflationnaire, est-ce que ça veut dire que l'énergie contenue dans 1 cmcube de vide où il y a de l'énergie sombre est moins grande que celle contenue dans 1 cmcube de vide où il n'y en a pas ? Quand vous dites "Au passage il s'est formé de la matière, noire et baryonique" est-ce que c'est un genre de principe-conséquence ou cause à effet qui expliquerait que la matière noire se forme à la suite et comme conséquence de l'énergie sombre, elle même cause de l'inflation ? Cause ou conséquence ? Là j'avoue être un peu perdu. Ou alors rien à voir et les 2, énergie et matière noire sont indépendants ? Par contre il semble que vous dites (je suis pas sûr) qu'il y aurait comme un problème systémique inhérent à la RG et que son énergie diminuant, le photon perdrait de l'énergie et on ne sait pas où elle passe si on admet la conservation globale de l'énergie à l'échelle de l'Univers. C'est cela ?
Dernière modification par shub22 ; 19/01/2018 à 19h42.
“L'eau ferrugineuse, NON !”
C'est l'inverse : il y en a un peu plus (de l'ordre de 3,3 GeV/m3) que s'il n'y avait rien, mais bien moins que ce qu'il y avait avant que ce vide décroisse à son état actuel.
Non n'y a aucun rapport entre énergie sombre et matière noire. Ce sont deux concepts à envisager entièrement séparément.Quand vous dites "Au passage il s'est formé de la matière, noire et baryonique" est-ce que c'est un genre de principe-conséquence ou cause à effet qui expliquerait que la matière noire se forme à la suite et comme conséquence de l'énergie sombre, elle même cause de l'inflation ? Cause ou conséquence ? Là j'avoue être un peu perdu. Ou alors rien à voir et les 2, énergie et matière noire sont indépendants ? Par contre il semble que vous dites (je suis pas sûr) qu'il y aurait comme un problème systémique inhérent à la RG et que son énergie diminuant, le photon perdrait de l'énergie et on ne sait pas où elle passe si on admet la conservation globale de l'énergie à l'échelle de l'Univers. C'est cela ?
Sur l'inflation et le vide, j'avais fait un petit topo en FAQ, je pense que ça pourra t'aider:
http://forums.futura-sciences.com/as...ml#post5844631
Parcours Etranges
Même dans le cadre d'une théorie de la gravité modifiée ?
Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.
Merci beaucoup. Je vais regarder car toutes ces question bien qu'éminemment intéressantes sont compliquées. Pas nouveau hahaha!
“L'eau ferrugineuse, NON !”
Les équations ne s'affichent plus sur mon navigateur, c'est gênant: ça doit être encore un coup des Nord-Coréens je suis sûr!
Vous avez une idée d'où ça pourrait venir? Je suis sous MacBookPro et utilise Safari et ça m'a jamais fait ça avant.
P.S. Donc finalement est-ce que le bilan énergétique de l'Univers reste nul quoi qu'il arrive ? Avec ou sans matière noire et énergie noire ce qui devrait ne rien changer au bilan je pense ?
Je suis pas sûr d'avoir compris la réponse que vous donniez.
Dernière modification par shub22 ; 20/01/2018 à 14h47.
“L'eau ferrugineuse, NON !”
Dans ce cas effectivement une partie au moins de l'effet de la matière noire s'explique par une modification des lois de la gravité et de l'inertie (on parle bien de MOND ?), et une des voies heuristiques pour expliquer ces modifications est de faire appel à une contribution de type constante cosmologique.
Dernière modification par Gilgamesh ; 20/01/2018 à 17h06.
Parcours Etranges
C'est le forum les liens image sont pétés. Mais je t'enjoins à lire les message #9 à #12 qui expliquent spécifiquement la question de l'énergie du vide et du bilan énergétique de l'univers, et y'a pas de formule en LaTeX.
En résumé :P.S. Donc finalement est-ce que le bilan énergétique de l'Univers reste nul quoi qu'il arrive ? Avec ou sans matière noire et énergie noire ce qui devrait ne rien changer au bilan je pense ?
Je suis pas sûr d'avoir compris la réponse que vous donniez.
1) Avec un univers entièrement dominé par l'énergie du vide, le bilan énergétique est nul. L'énergie positive du vide augmente, mais l'énergie négative gravitationelle compense.
2) Quand une partie de l'énergie est convertie en matière, le bilan reste nul. L'énergie de masse ne fait que se diluer dans un volume plus grand, sans perte.
3) Mais quand une partie de l'énergie passe sous forme de rayonnement, y a des pertes.
Dernière modification par Gilgamesh ; 20/01/2018 à 19h54.
Parcours Etranges
Le chef a été averti du problème. Wait (a long time) and see...
Rien ne sert de penser, il faut réfléchir avant - Pierre Dac
La question est que si une partie de l'énergie passe ou s'évacue sous forme de rayonnement, où va cette énergie rayonnée ? Elle se retrouve ailleurs, dans de la matière réchauffée par ce rayonnement par exemple ?
J'ai du mal à comprendre qu'il puisse y avoir déperdition "pure" d'énergie car normalement la première loi de la thermo s'applique ou devrait s'appliquer tout le temps, sauf dans les premiers instants de l'Univers.
Et encore je sais pas...
“L'eau ferrugineuse, NON !”
Quand elle est sous forme de rayonnement, tu as simplement un gaz de photon à une certaine température qui remplit l'univers. Si ce rayonnement est absorbé, il est ensuite réémis et l'énergie se conserve. Le seul hic, comme je l'ai mentionné c'est que la longueur d'onde de ce rayonnement grandit avec l'univers, ce qui diminue son énergie. Et effectivement c'est un peu perturbant, mais au stade où j'en suis de la compréhension du phénomène, il n'y a pas compensation. Ça ne concerne pas juste le phénomène d'expansion : comme mentionné par DD c'est le creuset théorique que constitue la relativité générale qui n'offre pas un cadre "légal" où l'énergie globale de l'univers serait conservée (ou plus exactement : où l'expression de cette énergie globale sous la forme d'un tenseur impulsion-énergie ait un sens univoque, qui puisse donner lieu à une mesure). Et pourtant, tout ça est basé sur la conservation locale de l'énergie. Le loup se cache dans la courbure temporelle. Car il y a une logique à ce phénomène.
Aux tréfonds de la physique tu as un truc qui s'appelle le premier théorème de Noether et qui relie l'existence de variables dites conjuguées d'un système avec des lois de conservation.
Pour ce qui concerne l'espace-temps cela donne :
- l'invariance par translation dans le temps entraîne la conservation de l'énergie ;
- l'invariance par translation dans l'espace selon une direction entraîne la conservation de la quantité de mouvement dans la même direction ;
- l'invariance par rotation dans l'espace entraîne la conservation du moment angulaire.
Le temps et l'énergie sont deux variables conjuguée. Si deux observateurs sont d'accord sur le tic-tac de leur horloge alors ils sont d'accord sur l'énergie et celle ci se conserve entre le tic et le tac.
Or nous observons l'univers ancien selon un temps ralentis : le redshift cosmologique, ce qui rougit le rayonnement et est responsable du facteur d'échelle dans la mesure de sa longueur d'onde, c'est ça. Un rayonnement ce n'est rien d'autre qu'un oscillateur, un champ électrique et un champ magnétique qui changent de sens à une certaine fréquence. Dire qu'on l'observe selon un temps ralenti, c'est dire qu'on l'observe à une fréquence ν plus basse. Or, E = hν. L'énergie de ce rayonnement diminue en conséquence. Puisque suivant Noether, énergie et temps sont des variables conjuguées, le fait que l'on ne puisse voir l'univers dans sa globalité qu'en suivant des sections de décalages temporels croissants fait qu'on ne dispose pas d'un processus d'intégration légal qui assurerait la conservation de l'énergie. Elle se perd dans le ralentissement temporel propre à ce qui résulte de l'observation d'un phénomène éloigné dans un univers en expansion.
A un moment l'univers était rempli de photons très énergétiques. Ils ont voyagé et les observateurs à chaque époque observent ces photons venus de plus en plus loin avec un décalage de fréquence croissant et donc les observent de moins en moins énergétiques. Et au final (maintenant), tout l'univers est rempli de ces mêmes photons (ils n'ont jamais été absorbés depuis leur émission, et leur démographie n'a pas varié) mais à 3K au lieu de 3000K.
Parcours Etranges
si j'ai bien compris (ce qui est loin d'être sûr comme d'habitude haha!) en fait le paradoxe lié à la diminution de la longueur d'onde du photon lié à l'expansion et qui verrait du coup son énergie "propre" diminuer et contredire la loi de conservation de l'énergie (une déperdition pure d'énergie sans compensation comme sous forme de création de matière p.ex.), se voit résolu d'une certaine façon par la dilatation du temps. On mesure l'énergie (perte ou accroissement) entre 2 intervalles de temps mais comme notre temps à nous, notre temps propre n'est pas le même celui que nous observons dans la cas du photon soumis à l'expansion et qui se déplace à la vitesse c, grosso modo on peut dire que l'énergie se conserve. Et que donc le premier principe de la thermo est respecté ou continue de l'être . Quelque chose comme ça?
De + en plus compliqué à comprendre toutes ces questions en physique mais bon, c'est la vie!
“L'eau ferrugineuse, NON !”
A l'augmentation de la longueur d'onde (lapsus calami j'imagine)
Pas exactement, au sens où, non, il n'existe pas de référentiel dans lequel l'énergie est conservée.lié à l'expansion et qui verrait du coup son énergie "propre" diminuer et contredire la loi de conservation de l'énergie (une déperdition pure d'énergie sans compensation comme sous forme de création de matière p.ex.), se voit résolu d'une certaine façon par la dilatation du temps. On mesure l'énergie (perte ou accroissement) entre 2 intervalles de temps mais comme notre temps à nous, notre temps propre n'est pas le même celui que nous observons dans la cas du photon soumis à l'expansion et qui se déplace à la vitesse c, grosso modo on peut dire que l'énergie se conserve. Et que donc le premier principe de la thermo est respecté ou continue de l'être . Quelque chose comme ça?
De + en plus compliqué à comprendre toutes ces questions en physique mais bon, c'est la vie!
Imaginons des balles de laine plutôt que des photons, et une succession de jeux de massacre situés à des distances cosmologiques croissantes. Je lance une balle sur chaque jeu de massacre, toutes avec la même énergie cinétique au lancé, et le nombre de boites de conserve qui dégringolent va servir de mesure à l'énergie de la balle au moment de l'impact. Comme l'impulsion de la balle est vulnérable à l'expansion, je peux constater, d'où je suis, que le nombre de boîtes qui dégringolent diminue avec la distance. Je ne peux pas dire "pour moi (le lanceur) l'énergie est conservée". Et vu que le nombre de boîtes de conserve qui dégringole est une mesure exempt d’ambiguïté, il me semble clair que cette énergie n'est conservée pour personne.
Dernière modification par Gilgamesh ; 22/01/2018 à 10h23.
Parcours Etranges
Oui, sorry
Pourtant pour vous le lanceur, vous lancez les balles avec la même énergie: bon vous ne dites pas cela mais on peut le supposer dans votre exemple.
Ça introduit l'idée d'un relativisme en énergie et c'est dur à comprendre même si je vois ce que vous voulez dire avec votre exemple. Maintenant je vois un peu mieux avec cet exemple. Bon je n'ai pas les formules en tête de la Relativité comme le tenseur énergie-impulsion mais on doit s'y retrouver avec les équations: de façon plus évidente car mathématique j'imagine.
Je pense qu'avec les bonnes formules d'Einstein (et une formation de physicien, indispensable!) tout cela est cohérent et on doit pouvoir traduire ce fait, la perte d'énergie du photon avec l'expansion inflationniste, en équations. Merci.
“L'eau ferrugineuse, NON !”
A moins de considérer que l'énergie est partie dans l'expansion.
Oui, j'ai corrigé. Toutes les balles de laine sont lancée avec la même énergie.
Ce que dis la théorie c'est que considérant un tenseur énergie-impulsion quelconque, on n'est pas assuré de sa conservation par translation dans l'espace temps. En espace temps plat (Minkowski) la conservation est assurée mais autrement non.Ça introduit l'idée d'un relativisme en énergie et c'est dur à comprendre même si je vois ce que vous voulez dire avec votre exemple. Maintenant je vois un peu mieux avec cet exemple. Bon je n'ai pas les formules en tête de la Relativité comme le tenseur énergie-impulsion mais on doit s'y retrouver avec les équations: de façon plus évidente car mathématique j'imagine.
Je pense qu'avec les bonnes formules d'Einstein (et une formation de physicien, indispensable!) tout cela est cohérent et on doit pouvoir traduire ce fait, la perte d'énergie du photon avec l'expansion inflationniste, en équations. Merci.
Parcours Etranges
On serrait effectivement tenter de répondre ça intuitivement, mais l'expansion n'est pas une composante du tenseur énergie-impulsion. Ça serait plutôt à caser dans la partie gauche de l'équation d'Einstein c-à-d "du côté de l'espace". Mais il n'y a pas de façon propre (=identique pour tous les observateurs, c'est la propriété essentielle qu'on attend d'un tenseur) de faire cela.
Parcours Etranges
Salut,
Je ne vois pas pourquoi. Les balles sont lancées avec une vitesse V (par rapport a l’espace). On neglige toute gravité qui ralentirait la balle, celle ci conserve sa vitesse dans le vide. Au moment de l’impact, la balle a toujours une vitesse V et fait tomber le meme nombre de boites.
Un photon va etre «retardé» du fait de l´expansion mais conservera toujours une vitesse c par rapport a l’espace, il en est de meme pour la balle. Ou alors on fait une analogie entre un photon qui perd de l’energie en remontant un puits gravitationnel (dejà faux car il est question de relation entre observateurs, le photon n’a rien a voir là dedans) et un objet qui perd de la vitesse avant de retomber. Si c’est le cas ca merite une explication... quel rapport entre un photon «transposé» dans un univers d’echelle differente (facteur a) modifiant sa longueur d’onde mais pas sa vitesse et une balle en mouvement uniforme dans un espace grandissant ?
Merci
Mailou
Trollus vulgaris
Au moment de l'impact, les boites se sont éloignées, elles ont une vitesse relative non nulle par rapport à la balle. Donc la vitesse de la balle par rapport aux boites a diminué.
Un photon va avoir vitesse constante mais perdre de l'énergie par redshift.
La balle va perdre de l'énergie par perte de vitesse.
C'est la différence entre photon et objet matériel et en général, leur comportement est assez différent.
J'avoue humblement avec mon bagage en math malheureusement non excédentaire (donc pas de surplus de frais de douane lorsque je prends l'avion haha!) que j'ai du mal à comprendre cette dernière métaphore des balles de laine pour savoir si l'énergie globale de l'univers se conserve, bien que le photon perde de l'énergie car sa longueur d'onde diminue à cause de l'expansion. Ce dernier point, indéniable, me paraît le point de départ à une discussion sur la conservation de l'énergie dans l'univers, première loi de la thermo. Pour ou contre cette première loi ? Il me semble évident que la réponse est 'pour'.
Je pense que cette histoire s'éclaircit ou s'éclaircirait bien mieux avec des équations non ? Allez on s'accroche...
“L'eau ferrugineuse, NON !”
Non, si les boites sont comobiles leur vitesse par rapport a l’espace est nulle. Et la vitesse de la balle reste V dans le vide (par rapport a l’espace). Le truc c’est que l’observateur voit la scene au ralenti, je te laisse deviner sa conclusion...
Trollus vulgaris
