Energie sombre et expansion de l'univers

[Sluggy]

Bonjour, je suis nouvelle sur le forum et je ne suis pas sûre de l'emplacement de mon sujet... (désolée si il est au mauvais endroit).

Voilà je viens de lire un article sur l'énergie sombre et j'ai compris que c'est une énergie dotée d'une pression négative qui la ferait se comporter comme l'inverse de la force gravitationnelle. En revanche ce que je n'ai pas totalement compris c'est le fait qu'elle eut été mise en évidence par l'accélération de l'expansion de l'Univers (entre autre), parce que si elle se comporte comporte comme une force gravitationnelle répulsive elle repousse tout ce qui a une masse (d'où son nom) donc je ne comprends pas trop pourquoi elle ferait s'étendre l'Univers, parce que les objets (ou plutôt les galaxies) restent dans un même ensemble qui ne pourrait que s'étendre pour toujours les contenir ?

Par avance merci.
Sluggy
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[Deedee81]

Salut,

Bienvenue sur le forum.

je ne comprends pas trop pourquoi elle ferait s'étendre l'Univers, parce que les objets (ou plutôt les galaxies) restent dans un même ensemble qui ne pourrait que s'étendre pour toujours les contenir ?

Deux choses.
- Attention, cette énergie sombre ne provoque pas l'expansion. Elle ne fait que la rendre plus rapide que prévue. Ta question est donc plus générale.
- L'expansion de l'univers ne se fait pas "dans" quelque chose. L'univers est tout, y compris le contenant et ce contenant est identifié par son contenu !!!! Il y a deux possibilités (on ne sait pas laquelle est la bonne) : l'univers est infini ou fini.

- S'il est infini, alors, pas de problème : la distance entre les objets peux doubler sans rien changer : l'infini fois deux ça fait toujours l'infini.
- S'il est fini, alors c'est une "variété sans bord". Un exemple à deux dimensions est la surface d'une sphère (deux dimensions : latitude et longitude, et sans bord : si tu va tout droit en restant sur la sphère, tu fais simplement le tour). Et lorsque la distance entre point augmente, on a simplement un gonflement de la sphère.

Cette image de la sphère ou du ballon a deux gros défauts (mais difficile de visualiser ça autrement, même l'image de "pacman" que j'utilise parfois n'est pas parfaite pour expliquer l'expansion) :
- La surface a deux dimensions, alors que l'univers en a trois (plus le temps). S'il a une structure de "sphère 3d" comme on dit en math, c'est singulièrement difficile à visualiser (c'est équivalent à la "surface" à trois dimensions d'une boule à quatre dimensions). Mais ça, c'est incontournable : l'espace-temps a quatre dimensions, il est courbe et c'est forcément épouvantable à visualiser.
- Une sphère a peut être une surface a deux dimensions mais il y a une troisième dimension. il se fait qu'on n'est pas obliger de penser à la surface de la sphère comme ça. On peut représenter (mathématiquement) la surface de la sphère pour elle-même, sans faire référence à un espace dans laquelle elle serait plongée et représentée comme une boule. Ca aussi c'est sacrément difficile à visualiser (pour cause d'abstraction cette fois).

L'univers de pacman est moins problématique de ce point de vue. Le monde de pacman est fini : mais il n'a pas de bord. Quand il va tout droit il se retrouve a son point de départ. Les bords de son monde = les bords de l'écran du jeu pacman sont arbitraires et ne servent qu'à ça : l'afficher pour le joueur. Et son monde peut être vu comme une réalité en soit et en plus sa taille (la distance à parcourir pour revenir au même endroit) peut très bien grandir.

[Sluggy]

Merci beaucoup pour cette réponse,
et lorsque la distance entre deux point de l'univers augmente (qu'il soit fini ou infini) qu'est-ce qui sépare ces points ? Du vide ?

[tycon]

De la matiere ; noire ,visible ou invisible ,bien sur si le volume de l univers contenant les particules de matiere est multiplie par 2 , alors la densite de la matiere contenue dans l univers est divise par 2. Cependant la densite de l energie sombre reste toujours la meme, c est une constante.
Ce que l ont appelle le vide en physique s'illustre a une taille infiniment petit et correspond a lespace entre les particules du noyaux qui sont les protons(compose de quarks) et les neutrons, cest a dire qu il n'y aucune particules.

[A voir en vidéo sur Futura]

[PlaneteF]

Le monde de pacman est fini : mais il n'a pas de bord. Quand il va tout droit il se retrouve a son point de départ.

L'avantage d'un monde "à la Pacman", c'est qu'en prenant un bâton suffisamment long que tu tends droit devant toi, cela te permet de te gratter le dos tout seul autrement !

[Sluggy]

Merci Tycon, c'est ce que je voulais dire par "vide", c'est a dire qu'il n'y a pas apport de matiere pour combler l'espace entre les deux points, ça s'élargit. Je me trompe ?

[tycon]

Non il ne devrai pas y avoir pas dapport de matiere en tout cas dans le modele standart...

[Deedee81]

Salut,

Cette idée de création de matière continue avait déjà été envisagé par les opposants au bigbang comme Fred Hoyle. C'est la théorie de l'univers stationnaire. Mais ce genre de modèle pose plus de difficulté qu'il n'en résout.

[Sluggy]

Merci beaucoup pour vos réponses !

[neo62950]

. Cependant la densite de l energie sombre reste toujours la meme, c est une constante.

si j'ai bien suivi, l'energie sombre a une densité constante pour rivaliser a l'ensemble des autres densité de l'univers, c'est sur le principe de la constantes cosmologique si je dit pas de betise.

Pourtant j'ai vu dans un documentaire qui parler du big rip, ainsi que sur wikipedia sur le meme sujet, que si la pression de l'energie sombre et assez negative, sa densité augmenterais avec l'expansion de l'univers, l'energie sombre serait donc l'energie fantome. Mais si la densite de l'energie sombre est constante, cette theorie n'as pas lieu d'etre? J'ai du rater quelque chose quelque pars non?

[tycon]

3 modeles de l evolution de notre univers sont admis et on ete developpe. Le premier modele est le big crunch , le deuxieme est celui de la constante cosmologique et le 3 eme celui du big rip. Cependant le premier modele du big crunch a ete refute par lenergie noire positive et repulsive qui represente 73 prct de notre univers et qui a pris le dessus sur la densite de matiere. Ainsi l univers est rentre dans une phase d expension eternelle. Pour ceux qui est des 2autres theories, les chercheurs tendent a expliquer l evolution de l univers par la constante cosmologique, ils ont remarque que si l ont prend une constante cosmologique superieure a celle que einstein avait supprime de ses equations, on arrive a expliquer les observations actuelles. Dans cette theorie, la constante cosmologique est un facteur de l energie du vide. Pour ce qui est du big rip, la constante cosmologique est presente mais moindre que celle du deuxieme modele, ce qui pose un probleme au vu des observations et de la recession des galaxies. Le deuxieme modele estdonc celui qui se rapproche le plus des resultats attendus

[neo62950]

ok tres bien, merci pour ces explication, c'est deja plus clair

[Sluggy]

Bonjour, d'ailleurs est ce que quelqu'un pourrais expliquer le rôle de cette énergie sombre dans les différentes théories d'avenir de l'univers, c'est-à-dire "big rip", "constante cosmologique", et "big crunch" ? (en gros comment elle agit, si c'est le cas, dans ces différents scénarios ?).

Par avance merci.

[neo62950]

bonjour,

si j'ai bien compris, le big crunch serait la contraction de l'univers, pour atteindre une chaleur et une densité extreme. un big bang a l'encvers.

Comme ecrit plus haut l'arrivé de l'energie sombre tend a réfuté cette theorie. Dans le cas d'une constante cosmologique, la densité de l'energie sombre et constante dans l'univers, sa pression est negative et sa force d'attraction est repulsive ce qui accelere l'expansion de l'univers.

dans le cas du big rip, l'energie noire se comporterais comme l'energie fantome et sa densité augmenterais avec le temps malgres l'expansion de l'univers. ce qui créerais un effondrement gravitatoinnel et une grande dechirure (big rip)

voila j'espere vous avoir aidé

[Sluggy]

Merci beaucoup neo62950 pour ces explications.