Energie totale de l'univers

[calculair]

Bonjour,

Je ne sais pas si ma question à même un sens...

Un des principes fondamentaux de la physique est la conservation de l'energie pour un systeme fermé et complet.

Alors peut on evaluer l'energie totale de l'univers ?

Cette energie est elle une constante de notre univers ?

Si c'est une constante, la valeur a elle un sens dans la mesure ou ne peut la relativiser à une autre du même type.?

Que devient celle qui semble disparaitre dans les trous noirs ?

Je ne sais pas si ces questions ont une reponse ou un debut de reponse......
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[doul11]

salut,

Que devient celle qui semble disparaitre dans les trous noirs ?

il ne me semble pas que l'énergie soit perdue dans le trou noir, ce qui est perdu c'est une information car passé l'horizon on ne peut plus y avoir accès, si un trou noir "avale" de l'énergie ça masse augmente et son énergie potentielle de gravité aussi, non ? j'attends l'avis des spécialistes.

[Deedee81]

Salut,

Un des principes fondamentaux de la physique est la conservation de l'energie pour un systeme fermé et complet.

Alors peut on evaluer l'energie totale de l'univers ?

Ce principe reste valable en RG.... localement !

L'énergie totale de l'univers est une quantité mal définie (voire impossible à définir). Pour deux raisons :
- car cela nécessite la définition de "mesure de l'énergie en tout point de l'univers à un instant donné". Et ce "à un instant donné" est sacrément problématique dans un espace-temps courbe qui peut même contenir des endroits causalement déconnectés (intérieur des trous noirs).
- car l'énergie du champ gravitationnel ne peut se définir sans ambiguité qu'à "l'extérieur" (par exemple par analyse des trajectoires kepleriennes) ce qui pour l'univers pose évidemment problème.

Que devient celle qui semble disparaitre dans les trous noirs ?

Ben, elle y reste (enfin presque : pour un trou noir en rotation on peut en extraire une partie au détriment de sa rotation, et RG + MQ disent qu'un trou noir s'évapore).

[Deedee81]

On s'est croisé.

il ne me semble pas que l'énergie soit perdue dans le trou noir, ce qui est perdu c'est une information car passé l'horizon on ne peut plus y avoir accès, si un trou noir "avale" de l'énergie ça masse augmente et son énergie potentielle de gravité aussi, non ? j'attends l'avis des spécialistes.

Rien à redire.

Il y a le paradoxe de l'information mais pas de l'énergie.

En fait, ce terme (paradoxe de l'information) est sacrément mal choisi. Je préfère "paradoxe de l'évolution non unitaire" (c'est là qu'est le problème).

[A voir en vidéo sur Futura]

[calculair]

Bonjour

Si je résume simplement

L'energie totale de l'univers est constante

Soit E cette valeur

La valeur de E est difficile à evaluer. Ne peut on en donner une valeur approchée? à 30 % , ou 50% ? On doit pouvoir evaluer la masse totale de l'univers et donc donner une valeur à E par defaut?

[stefjm]

La valeur de E est difficile à evaluer. Ne peut on en donner une valeur approchée? à 30 % , ou 50% ? On doit pouvoir evaluer la masse totale de l'univers et donc donner une valeur à E par defaut?

Bonjour,
Pour la masse de l'univers observable, c'est de l'ordre de 10^53 kg.
@+

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Bonjour,

Je ne sais pas si ma question à même un sens...

Un des principes fondamentaux de la physique est la conservation de l'energie pour un systeme fermé et complet.

Alors peut on evaluer l'energie totale de l'univers ?

Bonjour calculair

oui je l'ai fait ici (post 14 et 15 pour le détail des calculs) avec une assez bonne présicion (quelques %)

attention cependant , il faut ensuite convertir cette masse en énergie et la répartir avec les % de matière baryonique, matière noire, énergie de radiation et énergie noire.

Cette energie est elle une constante de notre univers ?

normalement oui. c'est la densité de matière qui diminue avec l'expansion de l'univers. il serait osé de remettre en cause le principe de conservation de l'énergie, cependant certains se posent tout de même la question.

Si c'est une constante, la valeur a elle un sens dans la mesure ou ne peut la relativiser à une autre du même type.?

En fait il semble que l'on puisse la partager en deux parties égales: d'un coté l'énergie noire, de l'autre le reste, l'une compensant exactement l'autre pour faire zéro. A faire confirmer

Que devient celle qui semble disparaitre dans les trous noirs ?

elle est rayonnée dans l'univers par effet Hawking et tend à faire disparaitre le trou noir au terme d'un très long processus.

Je ne sais pas si ces questions ont une reponse ou un debut de reponse......

quand il y a des réponses c'est que la question fait sens


Cordialement

[Deedee81]

Salut,

Dites les gars. Dans vos bilans n'oubliez pas :
- l'énergie du rayonnement (même si elle ne domine pas) qui diminue au cours du temps (redshift cosmologique, au profit de "l'énergie potentielle de gravitation")
- l'énergie de gravitation

Si vous ne tenez pas pas compte de toutes les formes d'énergie, votre bilan n'a plus aucun sens. Et l'énergie gravitationnelle n'est pas négligeable.

C'est cette dernière qui est mal définie en relativité générale. Pas les autres.

En outre "total" est un concept mal défini en relativité générale. Mais, bon, le principe cosmologique nous aide en permettant l'existence d'un temps cosmologique et donc en permettant le concept "d'énergie totale à un instant T"

On peut bien sûr décréter que l'énergie totale est constante et attribuer au champ gravitatinnel l'énergie Etot - Etoutlereste. Mais c'est un chipotage purement formel, sans intérêt physique autre que le plaisir d'avoir Etot constant.

Je peux dire aussi que le nombre de Didier présent chez moi est une constante. Car le nombre de Didier total est "Didier c'est moi" et "le Didier qu'est absent". Mais quel intérêt de compter comme ça ?

[GillesH38a]

On peut bien sûr décréter que l'énergie totale est constante et attribuer au champ gravitatinnel l'énergie Etot - Etoutlereste. Mais c'est un chipotage purement formel, sans intérêt physique autre que le plaisir d'avoir Etot constant.

c'est surtout qu'il n'y a aucune manière de calculer ce Etot supposé etre constant !!! c'est à dire qu'aucune équation globale de la RG ne peut être mise sous la forme d/dt ( A+B+C) = 0 où A, B et C ont la dimension d'une énergie, ça n'existe simplement pas.



à part un seul cas (qui se trouve être très proche de celui observé), celui d'un univers spatialement plat avec une densité critique. Dans ce cas on peut construire quelque chose ayant la dimension d'une énergie totale (plus exactement d'une énergie par covolume) qui se trouve etre ... zéro (l'énergie potentielle gravitationnelle négative compensant exactement l'énergie associée au tenseur d'énergie impulsion). On pourrait arguer que c'est une bonne raison de croire que l'Univers est effectivement EXACTEMENT dans ce cas : à part zéro, il n'y a aucune valeur canonique de son énergie totale.


Il est intéressant de comprendre pourquoi ça ne marche pas dans les autres cas. Les équations d'Einstein fournissent bien une quantité conservée, mais elle est sans dimension : c'est la constante de courbure k. Si k n'est pas nulle, on peut la multiplier par une densité d'énergie (la densité d'énergie de masse par covolume), mais alors la quantité n'est plus conservée. Et ce qui est conservé (la valeur +1 ou - 1), n'est pas une énergie dimensionnellement. Il n'y a que pour k = 0 qu'on peut la multilplier par une énergie pour avoir une énergie conservée ... mais nulle !

[xxxxxxxx]

salut Deedee,

j'ai du mal à comprendre où tu veux en venir

je me réfère à cette répartition de l'énergie de l'univers :

http://wmap.gsfc.nasa.gov/universe/uni_matter.html

l'énergie de l'univers ne serait pas une constante ? pour quelles raisons ?

cordialement

[calculair]

Bonjour

Si je me refère a la masse estimée de l'univers M = 10⁵³kg, l'enertie totale serait poisine de

E = 10⁵³ * 9 *10¹⁶= 10⁷⁰joules

Maintenant, je ne sais comment ajouter l'energie dite de gravitation, puis je ne n'ai pas saisi, comment faut il prendre en compte l'energie dute baryonique et de la matière noire.

[Deedee81]

Salut,

j'ai du mal à comprendre où tu veux en venir

Que tu ne comptes que l'énergie de la matière (et la matière noire et l'énergie noire, comme dans le lien de la nasa).

L'énergie de l'univers ce n'est pas que l'énergie de la matière. Il y a autre chose que la matière dans la vie, euh, dans l'univers

Tu oublies le rayonnement et la gravitation.

Quand tu jettes une pierre en l'air, par exemple, tu dois tenir compte de l'énergie potentielle de gravitation. Sinon tu trouves des résultats absurdes.

La gravitation n'est pas négligeable !

Suffit de regarder les étoiles : lors de leur formation, elles brillent longtemps avant même les premières réactions nucléaires, l'énergie vient de la gravitation. Et l'explosion d'une supernovae est en grande partie une libération de cette énergie et une supernovae brille comme une galaxie entière pendant plusieurs heures voire plusieurs jours.

Comment osez-vous même parler d'énergie totale de l'univers et de son éventuelle conservation si vous oubliez une bonne partie de cette énergie ?

l'énergie de l'univers ne serait pas une constante ? pour quelles raisons ?

L'énergie du rayonnement n'est pas constante, elle diminue (redshift).

Et l'énergie gravitationnelle de l'univers n'est ni constante ni variable : elle est mal définie, même avec ce brave principe cosmologique. Pour les raisons données plus haut.

Sauf cas idéaux (par exemple les ondes gravitationnelles en relativité générale linéarisée, ou dans l'approximation newtonienne) parler de l'énergie du champ gravitationnel n'a pas de sens.

Ce qui est conservé en relativité générale n'est PAS l'énergie totale de l'univers mais l'énergie locale (divergence nulle du tenseur énergie impulsion). Les principes de la physique classique ne s'appliquent pas toujours ou pas aussi facilement en R. Et la RG est totalement incontournable quand on parle de l'univers.

[calculair]

Bonjour

L'energie de gravitation, comment l'evaluer ?

Par contre je sens mal pourquoi l'energie de rayonnement puisse disparaitre.

Elle s'etale de plus en plus mais ne disparait pas, et si elle disparait, le principe de la conservation de l'energie n'est plus vrai.

Tu as l'air de dire que l'energie de l'univers ne serait pas constante. Alors qu"elle en serait sa derivée dE /dt !!!!!!?????

[invite296c5c2e]

bonjour c'est ce que vous êtes entrain de dire est vrai car le trou noir augmente en avalant l'énergie et autres mais il contient une forte gravité selon Einstein et aussi il avale que des masses et outre qu'on il avale une masse cette dernière est dans un autre dimension que personne ne le sait sauf le dieu ( peux être en 2D ou 3D selon ) merci de me corrigé si ma réponse contient une erreur OK merci!!!!!

[invite296c5c2e]

bonjour En cosmologie, l'énergie sombre, ou énergie noire (dark energy en anglais) est une forme d'énergie inconnue en laboratoire emplissant tout l'Univers et dotée d'une pression négative, qui la fait se comporter comme une force gravitationnelle répulsive. L'énergie sombre est indirectement mise en évidence par diverses observations astrophysiques, notamment l'accélération de l'expansion de l'univers.

L'énergie sombre est, en termes de densité d'énergie, la composante majeure de l'univers. Elle représente 65% à 80% de la densité d'énergie totale de l'univers (72 % d'après le site de la NASA[1]). En 2011, sa nature reste un mystère. Le terme d'énergie sombre est un terme générique qui englobe tout phénomène physique imitant une forme d'énergie à pression suffisamment négative.

[stefjm]

Tu as l'air de dire que l'energie de l'univers ne serait pas constante. Alors qu"elle en serait sa derivée dE /dt !!!!!!?????

C'est une puissance.
La puissance de l'univers?

[Deedee81]

Salut,

L'energie de gravitation, comment l'evaluer ?

Tu as l'air de dire que l'energie de l'univers ne serait pas constante. Alors qu"elle en serait sa derivée dE /dt !!!!!!?????

Non, je l'ai dit deux fois : pas constante ni variable, simplement mal définie. Et j'ai même expliqué pourquoi.

Par contre je sens mal pourquoi l'energie de rayonnement puisse disparaitre.

Le resdshift. Au fur et à mesure que le rayonnement voyage dans l'univers, il se décale vers le rouge. Il perd donc de l'énergie.

Elle s'etale de plus en plus mais ne disparait pas, et si elle disparait, le principe de la conservation de l'energie n'est plus vrai.

Quand tu jettes une pierre en l'air, elle ralentit de plus en plus, son énergie cinétique diminue.

C'est exactement la même chose (sauf qu'avec le rayonnement c'est l'univers qui est à l'origine de la gravitation et pas seulement la Terre). Et je suppose que tu ne vas pas dire que l'énergie n'est pas conservée quand on jette une pierre en l'air !

C'est une puissance.
La puissance de l'univers?

Excellent

Si, je sais, Il y a un être gigantesque qui a mis l'univers dans une boite. Et avec le dE/dt il puise l'énergie de l'univers pour faire fonctionner ses machines. C'est lui le reponsable de l'expansion

[calculair]

Bonjour

En mecanique relativiste, j'ai un peu de mal et ce n'est pas du tout intuitif pour moi.

Pour revenir au decalage vers le rouge du rayonnement et à ta comparaison de la pierre lancée en l'air, ne peut on pas dire qu'il y a echange entre l'energie du rayonnement et une sorte d'energie potentielle liée à l'expansion.

Pour revenir à l'energie de l'univers tu dis

attention , je ne dis pas qu'elle varie, je dis qu'elle est mal definie.

Alors on peut sans doute l'encadrer entre 2 valeurs, l'une max et l'autre min!
et cette valeur serait stable, si on admet qu'elle est constante.

[Gloubiscrapule]

C'est exactement la même chose (sauf qu'avec le rayonnement c'est l'univers qui est à l'origine de la gravitation et pas seulement la Terre).

Ca marche bien pour le rayonnement, mais s'il n'y avait que de la matière ça marcherait pas!!

Ou imaginons que tous les photons fassent une création de paire, l'énergie est conservée lors de la transformation, mais l'énergie n'est plus conservée (au sens redshift/expansion) puisqu'il n'y a plus de photons et toujours l'expansion!!

[Deedee81]

Ca marche bien pour le rayonnement, mais s'il n'y avait que de la matière ça marcherait pas!!

Ou imaginons que tous les photons fassent une création de paire, l'énergie est conservée lors de la transformation, mais l'énergie n'est plus conservée (au sens redshift/expansion) puisqu'il n'y a plus de photons et toujours l'expansion!!

Salut,

Ca marche aussi avec de la matière, pour autant qu'elle se propage (ce qui est le cas de paires créées par un photon). L'énergie cinétique d'une particule diminue en principe avec l'expansion.

Je dis en principe car c'est plutôt difficile à vérifier. Il faudrait des particules qui se propagent longtemps. Par exemple on pourrait vérifier sur des neutrinos émis par des supernovae très lointaines ou sur le fond de rayonnement neutrino cosmologique. Mais tous ces neutrinos sont actuellement indétectables (énergie trop faible).

Ceci dit, la variation de l'énergie rayonnement versus matière n'a aucune raison d'être la même. Déjà la variation de température est différente (la température moyenne de l'univers varie ainsi de manière assez différente pendant l'ère radiative et pendant l'ère actuelle de matière).

Cela à forcément un impact sur l'énergie gravitationnelle (tout comme envoyer un gravier ou un énorme rocher en l'air ne donne pas la même énergie potentielle de gravitation) mais comme cette énergie est globalement mal définie, ce n'est guère important.

[dragounet]

Si l'univers se refroidit, c’est bien la preuve que depuis sa création il perds de l’énergie par dilatation, non ?

[calculair]

Bonjour

Ce n'est pas sur....

La densité volumique d'energie d(W) diminue, mais si le volume augmente V alors d(W) x V = constante .....