masse de l'univers

[Vladzol]

Sur un plan conceptuel (avec ça j'essaye de dire: on exclu tout problème quantitatif) , cela pose t'il un problème quelconque de parler de masse de l'univers?

Désolé pour l'aspect vague de ma question.
-----

[invite88ef51f0]

Salut,
Ca dépend : tu parles de l'Univers observable ou de l'Univers dans sa globalité ?

[inviteea23c262]

Salut,
Ca dépend : tu parles de l'Univers observable ou de l'Univers dans sa globalité ?

C'est pas le problème, non ? C'est pas parce qu'on sait pas exactement, on en parle quand même toujours rapport aux histoires de Big crunch et tout ça, non ? Je pense que non, ça pose pas problème...

[alain_r]

On ne connait pas l'extension de l'univers dans son ensemble. Ce que l'on peut esperer faire c'est estimer la masse de l'univers observable. En pratique, on mesure surtout sa densite, et sa taille, donc son volume, et le produit de la densite par le volume de l'univers observable donne la masse de l'univers observable (on s'en serait pas doute, hein). En pratique, cela n'est pas tres interessant car si ce a quoi on s'interesse est le devenir de l'expansion, il faut connaitre la densite et la pression des differentes formes de matiere qui existent dans l'univers. Pour cela, la densite totale ne suffit pas (contrairement a ce que l'on entend souvent dire), il faut aussi connaitre la pression, et donc les proprietes exacet de la mysterieuse "energie noire" dont l'existence ne fait plus vraiment de doute depuis une petite dizaine d'annees.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Vladzol]

Merci à tous.

Ben coincoin tu peux pas le traiter les deux cas?

[inviteba0a4d6e]

Salut

Et qu'en est-il de la production énergétique globale (pas à la virgule près ) de l'Univers observable ?
Une estimation ?

[inviteba0a4d6e]

Salut

Et qu'en est-il de la production énergétique globale (pas à la virgule près ) de l'Univers observable ?
Une estimation ?

Bah vous séchez ou c'est une question stupide ?

[invite8c514936]

Qu'appelles-tu "production d'énergie globale" ? L'énergie ne se produit pas dans l'Univers, elle ne peut que se transformer en passant d'une forme à une autre.

[DonPanic]

Qu'appelles-tu "production d'énergie globale" ? L'énergie ne se produit pas dans l'Univers, elle ne peut que se transformer en passant d'une forme à une autre.

Ok, mais s'il te demande combien ça fait, à la louche, en gigagigaeV l'énergie "de départ" ?

[invite09c180f9]

Ok, mais s'il te demande combien ça fait, à la louche, en gigagigaeV l'énergie "de départ" ?

Il me semble que ça tournerait autour de 10 000 YeV ...

[DonPanic]

Il me semble que ça tournerait autour de 10 000 YeV ...

L'énergie "de départ", c'est équivalent à sa masse ?

[inviteba0a4d6e]

Qu'appelles-tu "production d'énergie globale" ? L'énergie ne se produit pas dans l'Univers, elle ne peut que se transformer en passant d'une forme à une autre.

On parvient à quantifier le nombre de particules dans l'Univers observable, de la même manière peut-on quantifier la production énergétique de l'ensemble des objets connus ?

Mais maintenant que j'y pense, comme il n'y a ni perte ni gain d'énergie depuis le Big Bang, j'imagine que la valeur est identique à celle correspondant au Temps de Planck (?) ou à n'importe quelle époque d'ailleurs...

Donc ce serait 10 000 YeV ? "YeV" c'est quel ordre de grandeur ?

[invite09c180f9]

On parvient à quantifier le nombre de particules dans l'Univers observable, de la même manière peut-on quantifier la production énergétique de l'ensemble des objets connus ?

Mais maintenant que j'y pense, comme il n'y a ni perte ni gain d'énergie depuis le Big Bang, j'imagine que la valeur est identique à celle correspondant au Temps de Planck (?) ou à n'importe quelle époque d'ailleurs...

Effectivement, même à ce temps là. En fait, nos appréciations physiques peuvent ne remonter qu'à l'ère dite de Planck (10^-43 s), où l'énergie était la même qu'actuellement ; cependant, beaucoup de nos jours est devenue de la matière (cf équivalence masse/énergie)...

Donc ce serait 10 000 YeV ? "YeV" c'est quel ordre de grandeur ?

Le YeV c'est pour Yotta-électron-volt, soit 10^24 eV.

[alain_r]

Mais maintenant que j'y pense, comme il n'y a ni perte ni gain d'énergie depuis le Big Bang, j'imagine que la valeur est identique à celle correspondant au Temps de Planck (?) ou à n'importe quelle époque d'ailleurs...

Donc ce serait 10 000 YeV ? "YeV" c'est quel ordre de grandeur ?

Hum, hum, hum...
Pour ceux qui ne le sauraient pas il n'y a en général pas conservation de l'énergie en relativité générale. Pour des particules relativistes, l'énergie (ou la température) décroissent de façon inverse à l'allongement des distances dû à l'expansion. Il n'y a que pour des particules non relativistes que l'énergie reste à peu près constante, égale à l'énergie de masse.

[invite8915d466]

absolument, et je l'ai deja signalé sur d'autres posts que j'ai la flemme de rechecher, il n'y a pas de définition de l'énergie totale de l'Univers en RG, sauf dans un cas bien particulier : celui d'un système matériel confiné dans une région finie de l'espace, qui serait asymptotiquement euclidien. Ce qui n'est pas le cas des solutions cosmologiques !

le problème vient de ce que le champ gravitationnel lui même n'est pas décrit par un vrai tenseur d'énergie impulsion, on ne peut donc pas construire un "tenseur d'énergie impulsion total" = matière +champs de toute sorte+champ gravitationnel

[invite786a6ab6]

On parvient à quantifier le nombre de particules dans l'Univers observable, de la même manière peut-on quantifier la production énergétique de l'ensemble des objets connus ?
...
Donc ce serait 10 000 YeV ? "YeV" c'est quel ordre de grandeur ?

Heuu ! je n'ai sans doute pas tout suivi mais l'ordre de grandeur n'y est pas : on estime à 10^80 le nombre d'atome de l'univers (peut-être 10^84 !) Sachant que l'énergie d'un proton est 1Gev, ça fait jusqu'a 10^93 ev, c'est à dire des yotta de yotta de yotta, ... ev !

[inviteba0a4d6e]

Heuu ! je n'ai sans doute pas tout suivi mais l'ordre de grandeur n'y est pas : on estime à 10^80 le nombre d'atome de l'univers (peut-être 10^84 !) Sachant que l'énergie d'un proton est 1Gev, ça fait jusqu'a 10^93 ev, c'est à dire des yotta de yotta de yotta, ... ev !

Alors c'est quoi ces 10 000 YeV indiqués par physastro ?

Quelque chose m'échappe... J'ai lu plusieurs fois sur le forum que l'énergie globale de l'Univers est invariable, car il n'y a ni perte ni gain mais "recyclage", quels que soient les objets et particules étudiés...

Si l'on connaît l'énergie à un instant précis, pendant les débuts de l'ère inflationnaire par exemple, elle devrait être identique de nos jours, expansion ou pas (?)

[invite7f5e7850]

salut.
la science ne donne aucune reponse jusqu'a presnt.

[alain_r]

Quelque chose m'échappe... J'ai lu plusieurs fois sur le forum que l'énergie globale de l'Univers est invariable, car il n'y a ni perte ni gain mais "recyclage", quels que soient les objets et particules étudiés...

Si l'on connaît l'énergie à un instant précis, pendant les débuts de l'ère inflationnaire par exemple, elle devrait être identique de nos jours, expansion ou pas (?)

Non. Il n'y a pas de conservation de l'énergie dans un espace en expansion. Connaître l'énergie dans un volume donné n'est pas suffisant pour connaître l'énergie dans le même volume dilaté par l'expansion à un état ultérieur. Pour cela il faut aussi connaître la pression de la matière. En fait, on est exactement dans la situation du premier principe de la thermodynamique : la variation de l'énergie U dans un volume donné varie selon

dU = - P dV

Si P = 0, U est constant, sinon ce n;est pas le cas. En pratique on raisonne plutot en terme de densité d'énergie rho = U/V. Il vient alors

rho dV + V drho = - P dV,

soi

drho = - (P + rho) dV / V.

On a donc drho / dt = -(dV / V dt) (P + rho)

Avec une expansion isotrope, la variation de volume est liée à l'allongement des distances pas

V = a^3,

d'où

dV / V dt = 3 da / a dt

En appelant da / a dt la "constante" de Hubble, notée H, on a

d rho / d t = - 3 H (P + rho) ,

qui est effectivement l'équation obtenue en relativité générale.

Maintenant, il y a en général une quantité qui se conserve (approximativement) lors de l'expansion. Ce n'est pas l'énergie, mais l'entropie.

[inviteba0a4d6e]

S'il n'y a pas conservation de l'énergie dans un univers/espace en expansion, que devient la différence ?

Il me semblait que l'énergie, quelles que soient ses propriétés, formes et "incarnations", se transformait inexorablement, indéfiniment, via les interactions qu'elle subit/engendre...

[alain_r]

S'il n'y a pas conservation de l'énergie dans un univers/espace en expansion, que devient la différence ?

Il me semblait que l'énergie, quelles que soient ses propriétés, formes et "incarnations", se transformait inexorablement, indéfiniment, via les interactions qu'elle subit/engendre...

Non. Savez-vous comment on démontre la conservation de l'énergie ? La conservation de l'énergie est intimement liée au fait que les propriétés de l'espace sont constantes au cours du temps. Dans un univers en expansion, ce n'est précisément pas le cas. Quand on vous parle de conservation de l'énergie, c'est parce qu'implicitement on suppose un espace minkowskien tout gentillet, ou au pire, une concentration de matière localisée dans l'espace (on parle alors d'espace asymptotiquement plat). C'est dans ce cas et dans ce cas uniquement que l'on peut démontrer mathématiquement la conservation de l'énergie.

[inviteba0a4d6e]

Alors que devient la différence énergétique au cours de l'expansion ?

[DonPanic]

Alors que devient la différence énergétique au cours de l'expansion ?

Ca devient de l'expansion ?

[invitea7fcfc37]

Poussé à l'extrême, ça entraîne la perte totale d'énergie non ?

[invitefaf7cb72]

une petite enoncée pour vous... j'ai precedament vu dans la conversation qu'il y avait environn 1x10^80 atome dans l'univer

maintenat imagner le nombre d'electron de proton et de neutron et meme les quarts un coup parti!

[invitefaf7cb72]

oh desole je me suis tromper d'onglet sur ma fenetre donc ne faite qu'imaginer se que j'ai dit

[invitea7fcfc37]

une petite enoncée pour vous... j'ai precedament vu dans la conversation qu'il y avait environn 1x10^80 atome dans l'univer

maintenat imagner le nombre d'electron de proton et de neutron et meme les quarts un coup parti!

C'est essentiellement de l'hydrogène non ?

[inviteba0a4d6e]

Ne serait-ce pas plutôt ~10⁸⁰ particules ? J'imagine donc que cela prend déjà en compte toutes les particules connues, quarks, électrons, etc... (?)

[inviteba0a4d6e]

Je souhaiterais obtenir une réponse à cette question siouplaît...

Alors que devient la différence énergétique au cours de l'expansion ?

[alain_r]

Vu que le gros des atomes sont des atomes d'hydrogène, 10^80 atomes ou 10^80 nucléons ou 10^80 électron c'est (quasi) pareil : l'ordre de grandeur est le même. Par contre, pour ce qui est des photons et des neutrinos, le nombre est considérablement plus élevé, de l'ordre de 10^89 ou 10^90 dans l'univers observable.

Pour ce qui est de savoir ou va l'énergie qui n'est pas conservée lors de l'expansion, eh bien elle ne va nulle part. Elle varie, c'est tout. Il est toujours surprenant de voir à quel point les gens sont conditinnés (vous n'êtes pas le seul !) par ces histoires de conservation d'énergie. En même temps, on ne va pas se plaindre qu'au moins un concept (pas toujours vrai) de physique arrive à entrer dans le crane des gens.