mur de Planck, densité de l'univers, trou noir

[cosmoff]

Bonjour à tous,

Voila à ce que j'ai pu lire, le mur de Planck représente le moment ou les 4 forces fondamentales de l'univers fonctionnent. Et au temps de Planck, la taille de l'univers est extrêmement petite. La densité est donc énorme, et ca devrait donner naissance à un trou noir. Etant donné que rien ne peut s'échapper d'un trou noir, l'univers n'aurait pas pu arriver la ou elle en est, avec des galaxies... ou est l'erreur ?

J'espere que je me suis fait comprendre.

Merci d'avance pour votre aide
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[Deedee81]

Salut,

Voila à ce que j'ai pu lire, le mur de Planck représente le moment ou les 4 forces fondamentales de l'univers fonctionnent.

Plus exactement, c'est le niveau où toutes nos théories validées actuelles perdent leur sens (en fait, elles deviennent invalides bien avant d'atteindre ce stade).
Seule les théories candidates à la gravitation quantique s'appliquent : théorie des cordes, gravitation quantique à boucles, etc... Mais ces théories ne sont pas encore validées (ou réfutées).
Au niveau du mur de Planck, la plupart des concepts perdent leur sens : particule, onde, espace, temps, matière,.... Et il est difficile de savoir à quoi ça peut "ressembler".
Tout ce qui tourne autour de ça est spéculatif voire proche de la science fiction.

Et au temps de Planck, la taille de l'univers est extrêmement petite. La densité est donc énorme, et ca devrait donner naissance à un trou noir.

Non, ça ne suffit pas. Il faut que la matière soit concentrée dans une zone avec du vide autour (ou du moins une densité plus faible).
Or l'univers étant a priori homogène et sans bord (même s'il est fini, en continuant tout droit tu te retrouves.... au même point) il n'y a pas la condition pour avoir formation d'un trou noir.
Un exemple https://fr.wikipedia.org/wiki/Univer...bidimensionnel un peu artificiel, mais assez parlant.

Des trous noirs primordiaux pourraient toutefois naître de fluctuations de densité.
https://fr.wikipedia.org/wiki/Trou_noir_primordial
https://www.futura-sciences.com/scie...e-noire-61929/

Etant donné que rien ne peut s'échapper d'un trou noir, l'univers n'aurait pas pu arriver la ou elle en est, avec des galaxies... ou est l'erreur ?

Même dans le cas où l'univers serait un trou noir, nous serions DANS le trou noir, tout, galaxie, gaz, nous.... plus besoin de sortir du trou noir.
Ce sujet a déjà été beaucoup débattu :
http://forums.futura-sciences.com/as...trou-noir.html
http://forums.futura-sciences.com/as...r-univers.html
http://forums.futura-sciences.com/as...trou-noir.html
http://forums.futura-sciences.com/as...trou-noir.html
http://forums.futura-sciences.com/as...trou-noir.html

Ce n'est pas exhaustif, loin de là.

[cosmoff]

merci beaucoup pour tes explications, j'avais pas pensé a tout ca^^

[papy-alain]

Non, ça ne suffit pas. Il faut que la matière soit concentrée dans une zone avec du vide autour (ou du moins une densité plus faible).
Or l'univers étant a priori homogène et sans bord (même s'il est fini, en continuant tout droit tu te retrouves.... au même point) il n'y a pas la condition pour avoir formation d'un trou noir.
Un exemple https://fr.wikipedia.org/wiki/Univer...bidimensionnel un peu artificiel, mais assez parlant.

Ca fait des années que je lis que s'il est fini, l'Univers est non borné. Mais quelles observations prouvent cela ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Ca fait des années que je lis que s'il est fini, l'Univers est non borné. Mais quelles observations prouvent cela ?

Aucune

Disons que la notion de "bord" est sacrément problématique (qu'y a-t-il de l'autre coté ? En principe rien, sinon ce n'est plus l'univers, alors quel statut physique donner à la notion de bord ? Que se passe-il quand une particule arrive au bord : elle est réfléchie ? Dans ce dernier cas c'est équivalent à un univers.... sans bord, mais avec une géométrie/topologie assez singulière où le "demi-tour" se fait sur une surface singulière).

Un tel bord est aussi incompatible avec le principe cosmologique (mais comme on ne peut le déduire que de l'univers observable, c'est moins problématique que le point précédent).

[papy-alain]

Aucune

Oui, donc ce n'est qu'une hypothèse.

Disons que la notion de "bord" est sacrément problématique (qu'y a-t-il de l'autre coté ? En principe rien, sinon ce n'est plus l'univers, alors quel statut physique donner à la notion de bord ?

Le même statut que celui de l'horizon des trous noirs (pas de surface matérielle, juste une limite conventionnelle).

Que se passe-il quand une particule arrive au bord : elle est réfléchie ? Dans ce dernier cas c'est équivalent à un univers.... sans bord, mais avec une géométrie/topologie assez singulière où le "demi-tour" se fait sur une surface singulière).

Par définition, aucune particule ne peut dépasser ce bord, vu le taux d'expansion.

[invite06459106]

Le même statut que celui de l'horizon des trous noirs (pas de surface matérielle, juste une limite conventionnelle).

Il y a une grosse différence, non?

Par définition, aucune particule ne peut dépasser ce bord, vu le taux d'expansion.

Bah non, si une étoile est "située au bord de l'univers (quasiment sur le bord)" le rayonnement E-M devient quoi ( et pour l'expansion, c'est relatif à l'observateur, notre partie de l'univers avec son ensemble de galaxie, est en expansion par rapport à un supposé observateur qui se trouverait à 13 milliards a-l de nous).

[Deedee81]

Oui, donc ce n'est qu'une hypothèse.

Tout à fait d'accord.

Le même statut que celui de l'horizon des trous noirs (pas de surface matérielle, juste une limite conventionnelle).

Pas d'accord pour deux choses :
- Oui, l'horizon n'est pas matériel mais NON ce n'est pas une limite conventionnelle !!!!!
- Non, le statut ne peut pas être le même. Réfléchit : l'horizon d'un TN a un extérieur et un intérieur. Mais l'univers étant tout, le bord ne peut pas avoir d'extérieur (attention, je parle du bord de la variété ici, pas de l'horizon cosmologique, ça n'a rien à voir. Nous on voit jusqu'à cet horizon, mais ce bord, pour peu qu'il existe, il est clair qu'on ne le voit pas, il serait trop loin).

Par définition, aucune particule ne peut dépasser ce bord, vu le taux d'expansion.

Pris de vitesse par didier. Mais pour une particule arrivée (par exemple) à un mètre du bord, la vitesse d'expansion entre cette particule et le bord, c'est rahuète cacahuète. Donc ta réponse est fausse. De plus je ne parlais pas de dépasser, mais juste d'atteindre (auquel cas plusieurs comportements sont possibles, le seul ne conduisant pas à un comportement identique à un univers sans bord et celui où la particule serait absorbée par ce bord. Ca reste une hypothèse possible, bizarre, mais possible).

[papy-alain]

Oui, de fait, l'analogie avec l'horizon du TN était plutôt mal choisie. Mais l'idée est qu'il n'existe pas à proprement parler de limite physique. L'univers est, de toute manière, tout ce qui le caractérise, tel que nous le connaissons : matière, énergie, etc.
Hors de cet univers qui grandit à chaque seconde de par son expansion, il n'y a rien, juste un vide infini, avec peut-être les mêmes caractéristiques que le vide tel que nous le connaissons, avec ses particules virtuelles.
Bref, l'idée d'une boule qui gonfle dans un espace infini.
Je ne vois pas ce qui pourrait rendre impossible cette vision des choses, dans la mesure où toutes les autres solutions évoquées ne sont également que des hypothèses non vérifiées.

[invite06459106]

Annulé...En fait, pas envie de répondre...

[pascelus]

...il n'y a rien, juste un vide infini, avec peut-être les mêmes caractéristiques que le vide tel que nous le connaissons, avec ses particules virtuelles...

Entre le vide et la matière il n'y a pas de différence fondamentale, juste un niveau d'excitation différent. Donc si l'univers a un bord au delà il ne peut y avoir du vide, mais du néant... Plutot difficile à concevoir ....

[invite54165721]

Or l'univers étant a priori homogène et sans bord (même s'il est fini, en continuant tout droit tu te retrouves.... au même point) il n'y a pas la condition pour avoir formation d'un trou noir.

j'ai du mal avec la notion de bord. il est évident qu'il n'y a pas dans l'univers un bord comme celui d'une assiette! mais a part ca si notre univers n'est pas immergé dans un truc avec des dimensions plus grandes je ne vois pas ce que serait un bord. et pourtant on parle des bords d'un résesau de spins. mais personne n'a pu m'en dire plus ici.

[invite54165721]

En y repensant il y a pourtant un exemple qui revient ici tous les jours. c'est la variété lisse privée d'un point
ou l'espace temps privé d'une courbe. au lieu de se plaindre de la mauvaise définition de fonctions qui deviendrait infinies en certains points, on pourrait considerer qu'on vit dans un gruyere.

[Deedee81]

Salut,

Bref, l'idée d'une boule qui gonfle dans un espace infini.
Je ne vois pas ce qui pourrait rendre impossible cette vision des choses .....

Ce qui le rend impossible est justement ce que tu as dit : "l'univers c'est tout". Donc forcément aussi cet espace infini. L'univers ne peut pas être une boule DANS quelque chose
(si on exclut ici le gros abus de langage de multivers, essayons de rester cohérent )

Maintenant on pourrait dire : l'univers est infini et contient une boule de matière (beaucoup plus grande que l'univers observable) qui gonfle. Why not ? Voir pleins de boules. C'est non réfutable.

Je suis d'accord avec toi sur les hypothèses. Il y en a pas mal. Et souvent on choisi les plus simples collant à l'univers observable (pourquoi se compliquer la vie ?) OU celles collant aux modèles théoriques dont on dispose (que ce soit en RG ou en gravitation quantique). Tout en sachant qu'on devra peut-être un jour changer son fusil d'épaule (en science on est des amoureux de Jacques Dutronc : on aime bien retourner sa veste ).

La seule chose peut-être regrettable en vulgarisation (y compris ici, et y compris dans mes propres messages, et pas seulement en vulga en fait) est qu'on n'insiste peut-être pas toujours assez sur ces hypothèses. Sans doute parce que le Modèle Standard de la Cosmologie est un modèle (et pas une théorie basée sur un nombre restreint et bien identifié d'axiomes/postulats/principes/hypothèses) qu'on construit pour "coller" et qu'on ne passe pas son temps à étudier l'infinité des modèles possibles (ou du moins à les classer à travers les hypothèses).

Sur ArXiv il y a une excellente introduction à la cosmologie (j'ai oublié la référence, on doit pouvoir retrouver) dont la première partie consiste à citer ces hypothèses et les choix basés sur la simplicité et le consensus : c'est très rare et c'est agréable de lire au moins une fois un tel article.

[papy-alain]

Bien d'accord avec tout ce que tu dis.
Le problème est qu'on ne pourra jamais trancher, on n'ira jamais voir au-delà de l'univers observable.
La seule indication qu'on pourrait avoir, c'est la courbure de l'univers, mais s'il est plat, là non plus, on ne pourra jamais l'affirmer car la précision de nos instruments ne sera jamais infinie.
On est donc condamnés, pour la topologie de l'univers, à émettre des hypothèses à jamais invérifiables.

[Deedee81]

Salut,

Le problème est qu'on ne pourra jamais trancher, on n'ira jamais voir au-delà de l'univers observable.

Si, en attendant longtemps (si l'accélération s'arrête)

Sans rire, il n'est pas totalement exclut que l'approfondissement des lois physiques issues de la partie observable induise des contraintes sur le tout
(j'ai un exemple (*))
Mais c'est un vœux pieu. J'ai peur que certaines questions restent sans réponse. Ce qui est un peu dommage, mais si on peut décrire ce qu'on voit, c'est déjà pas si mal Après tout le but de la science n'est pas d'expliquer ce qu'on ne pourrait même pas vérifier.

(*) Etant donné la chiralité des neutrinos, en suivant pas à pas une géodésique (même spatiale) on constate que cela doit exclure les topologies de type Möbius car après "un tour" cela donnerait de proche en proche des neutrinos d'hélicité inversée.
On doit amha encore confirmer que les neutrinos ne sont pas de type Majorana.
Mais ça reste à ma connaissance la seule contrainte. C'est trèèèèèès peu.