L'énergie de la totalité de l'univers est elle positive ?

[hessam]

Bonjour !
Tout est dans le titre
Merci pour vos réponses.
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[Deedee81]

Bonjour,

Bienvenue sur Futura.

Il y a déjà eut des discussions sur le sujet (mais pour les retrouver, c'est pas évident).

Je résumerai comme ceci :
- L'énergie n'est pas définie dans l'absolu, ce qui importe ce sont les variations d'énergie. On peut toujours choisir un zéro de manière arbitraire (un peu comme le zéro degrés dans les températures Celsius ou Fahrenheit). Par conséquent, il est difficile de répondre à ce genre de question.
- On ne sait pas si l'univers est fini. S'il est infini et bien l'énergie totale est peut-être infinie !
- La notion d'énergie totale de l'univers est une notion assez mal définie, à cause de la relativité générale d'Einstein (pour plusieurs raisons).
- l'énergie noire est encore de nature inconnue. Elle domine toutes les autres formes et à vrai dire on ne sait même pas si c'est vraiment une énergie !!!!!
- On peut se limiter à la matière visible : étoiles, gaz, rayonnements, etc.... Et choisir comme zéro la base relativiste (E=mc², qui fixe une échelle naturelle). Dans ce cas c'est évidemment positif.

[noureddine2]

, gaz, rayonnements, etc.... Et choisir comme zéro la base relativiste (E=mc², qui fixe une échelle naturelle). Dans ce cas c'est évidemment positif.

salut , la question qui se pose est :
est qu'il existe une énergie négative ?

[invite10421055]

Je suppose que le principe de conservation de l'énergie s'applique aussi à l'univers,
au sens où il s'agit d'une symétrie.
Ou alors il n'y a plus de physique.

Cordialement,

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Salut,

salut , la question qui se pose est :
est qu'il existe une énergie négative ?

L'énergie de liaison

Mais je chipote (voir ma remarque sur le zéro qu'on fixe arbitrairement, c'est facile d'avoir une énergie négative). Si l'on prend comme base E=mc², la question est alors "peut-on avoir une particule avec une énergie propre négative".

- En théorie quantique des champs en espace temps courbe la réponse est oui.
- Ce n'est pas vérifié expérimentalement (bien qu'on le retrouve dans l'effet Casimir dynamique, mais je ne crois pas qu'on puisse le considérer comme une vérification expérimentale. A vérifier, je me replongerai dans le livre de Fullings).
- On conjecture (vérifié dans de nombreux cas mais pas démontré) que cette énergie négative n'est pas exploitable en pratique (on ne peut pas produire de flux continu d'énergie négative utilisable)
- si l'énergie noire est bien une énergie, alors elle est négative

Je suppose que le principe de conservation de l'énergie s'applique aussi à l'univers,

Il s'applique localement en relativité générale, mais pas globalement à tout l'univers. Pour deux raisons :
- la variété pour un découpage spatial quelconque n'est pas invariante par translation dans le temps
- on ne peut définir clairement l'énergie gravitationnelle que vu de "l'extérieur" (par exemple en utilisant les lois de Kepler dans un espace asymptotiquement de Minkowski). C'est évidemment difficile avec l'univers.

au sens où il s'agit d'une symétrie.

Justement, voir le premier point ci-dessus.

Ou alors il n'y a plus de physique.

Mais si, mais si

[invite10421055]

Salut,

Il s'applique localement en relativité générale, mais pas globalement à tout l'univers. Pour deux raisons :
- la variété pour un découpage spatial quelconque n'est pas invariante par translation dans le temps
- on ne peut définir clairement l'énergie gravitationnelle que vu de "l'extérieur" (par exemple en utilisant les lois de Kepler dans un espace asymptotiquement de Minkowski). C'est évidemment difficile avec l'univers.

Justement, voir le premier point ci-dessus.
Mais si, mais si

Bonsoir,

Je ne suis pas sûr de comprendre la phrase :

- la variété pour un découpage spatial quelconque n'est pas invariante par translation dans le temps

S'agit-il d'une référence à l'expansion de l'univers ? Je suppose que oui.
Cela signifie si j'ai bien compris que l'on ne peut pas appliquer le principe de conservation de l'énergie, à un volume d'espace-temps donné, vue que l'univers apparent est en expansion et que son
contenu intrinsèque varie pour une portion d'univers donné. Cette portion d'univers doit donc être appréhendée comme un système thermodynamiquement ouvert.

- on ne peut définir clairement l'énergie gravitationnelle que vu de "l'extérieur" (par exemple en utilisant les lois de Kepler dans un espace asymptotiquement de Minkowski). C'est évidemment difficile avec l'univers.

En effet il faudrait je suppose une théorie unifiant les 4 interactions fondamentales, pour que le principe de conservation de l'énergie puisse être exprimé de manière correcte à la génèse d'un univers.
Mais à mon avis cela ne remet pas en cause le principe de conservation de l'énergie appliqué à l'univers. Nos connaissance actuelles sont insuffisantes pour comprendre la manière dont le principe s'applique, en relation avec
la gravité et les autres interactions fondamentales , non ?

Cordialement,

[skeptikos]

Bonsoir,
Si on considère que le big bang est issu de rien donc énergie = 0, il existerait fatalement une énergie négative afin que le bilan total reste nul pour la conservation d'énergie.
mais tout ceci reste des hypothèses et on a le droit d'être sceptique. Ut potius reor (Virgile).
@+

[invite6754323456711]

Mais à mon avis cela ne remet pas en cause le principe de conservation de l'énergie appliqué à l'univers.,

L'énergie est ce qui est conservé s'il y a invariance dans l'évolution temporelle. Message #7

Patrick

[skeptikos]

Alors l'énergie négative est dans le temps?
@+

[invite10421055]

Bonsoir,
Si on considère que le big bang est issu de rien donc énergie = 0, il existerait fatalement une énergie négative afin que le bilan total reste nul pour la conservation d'énergie.
mais tout ceci reste des hypothèses et on a le droit d'être sceptique. Ut potius reor (Virgile).
@+

Oui c'est à cela que je pense,

Il y a peut-être un anti-univers quelque-part...Peut-être aussi que le déséquilibre apparent de notre univers entre matière et anti-matière, n'est que provisoire. Un moment particulier d'une dynamique instable en perpétuelle évolution.


Cordialement,

[invite10421055]

Alors l'énergie négative est dans le temps?
@+

Peut-être en effet ! Ce serait cette énergie qui derterminerait l'évolution de notre univers à trés trés long terme.

[QuarkTop]

Bonjour,

- L'énergie n'est pas définie dans l'absolu, ce qui importe ce sont les variations d'énergie. On peut toujours choisir un zéro de manière arbitraire (un peu comme le zéro degrés dans les températures Celsius ou Fahrenheit). Par conséquent, il est difficile de répondre à ce genre de question.

En relativité générale ce n'est plus vrai, non ? Une énergie constante est une source gravitationnelle donc est détectable. Mieux, la densité d'énergie ("non gravitationnelle") de l'univers aux échelles cosmologiques est liée à la constante de Hubble par les équations de Friedmann.

- si l'énergie noire est bien une énergie, alors elle est négative

Est-ce qu'il ne s'agit pas plutôt d'une densité d'énergie positive associée à une pression négative ?

Il y a peut-être un anti-univers quelque-part...Peut-être aussi que le déséquilibre apparent de notre univers entre matière et anti-matière, n'est que provisoire.
Cordialement,

L'antimatière a une énergie positive.

[Deedee81]

Salut,

Je ne suis pas sûr de comprendre la phrase :
S'agit-il d'une référence à l'expansion de l'univers ? Je suppose que oui.
Cela signifie si j'ai bien compris que l'on ne peut pas appliquer le principe de conservation de l'énergie, à un volume d'espace-temps donné, vue que l'univers apparent est en expansion et que son
contenu intrinsèque varie pour une portion d'univers donné.

En effet, c'est ça. A un petit bémol : le "à un volume d'espace-temps donné" s'applique à l'univers entier. Si tu en prends un "petit", rien ne t'empêche de considérer la même expérience plus tard (dans les mêmes circonstances et tout et tout). C'est évidemment problématique avec l'univers.

Cette portion d'univers doit donc être appréhendée comme un système thermodynamiquement ouvert.

Bonne remarque mais là je dois dire que je ne sais pas.

En effet il faudrait je suppose une théorie unifiant les 4 interactions fondamentales, pour que le principe de conservation de l'énergie puisse être exprimé de manière correcte à la génèse d'un univers.
Mais à mon avis cela ne remet pas en cause le principe de conservation de l'énergie appliqué à l'univers. Nos connaissance actuelles sont insuffisantes pour comprendre la manière dont le principe s'applique, en relation avec
la gravité et les autres interactions fondamentales , non ?

Je ne sais pas. Tout ce que je sais c'est qu'en relativité générale, l'énergie du champ gravitationnel est une quantité mal définie car non locale (il n'existe pas de tenseur énergie-impulsion du champ gravitationnel qui soit local : une densité d'énergie en chaque point, et conservé). Tout au plus a-t-on un pseudo-tenseur énergie-impulsion pour les ondes gravitationnelles qui marche plutôt bien pour des ondes gravitationnelles se propageant dans un espace-temps d'arrière-plan quasi plat.

Mais je serais bien incapable de dire si c'est une difficulté/lacune qui pourrait être résolue par une théorie unifiée ou si cela cache quelque chose de plus profond.

En relativité générale ce n'est plus vrai, non ? Une énergie constante est une source gravitationnelle donc est détectable. Mieux, la densité d'énergie ("non gravitationnelle") de l'univers aux échelles cosmologiques est liée à la constante de Hubble par les équations de Friedmann.

En effet. Ca n'enlève pas les autres difficultés mais c'est ce que j'appelais "échelle naturelle".

Est-ce qu'il ne s'agit pas plutôt d'une densité d'énergie positive associée à une pression négative ?

Ouuuuuups, c'était le jour des bourdes, merci d'avoir relevé

Oui, en effet, je me suis mélangé les pinceaux. Merci,

[ordage]

Je ne sais pas. Tout ce que je sais c'est qu'en relativité générale, l'énergie du champ gravitationnel est une quantité mal définie car non locale (il n'existe pas de tenseur énergie-impulsion du champ gravitationnel qui soit local : une densité d'énergie en chaque point, et conservé). Tout au plus a-t-on un pseudo-tenseur énergie-impulsion pour les ondes gravitationnelles qui marche plutôt bien pour des ondes gravitationnelles se propageant dans un espace-temps d'arrière-plan quasi plat.

Mais je serais bien incapable de dire si c'est une difficulté/lacune qui pourrait être résolue par une théorie unifiée ou si cela cache quelque chose de plus profond.

Bonjour

Effectivement c'est un problème fondamental. Le fait qu'avec les OG en mode champ faible, il faille utiliser un pseudo-tenseur pour définir quelque chose qui ressemble à l'énergie, pose des problèmes sur le caractère physique de l'énergie qu'on pourrait intrinsèquement leur associer.

Ci-dessous citation (traduite) à la fin du document http://preposterousuniverse.com/grnotes/grnotes-one.pdf

"Nous avons déjà signalé que la gravitation en Relativité Générale n’est pas une force. Corrélativement le champ gravitationnel ne doit pas avoir de tenseur énergie impulsion. En fait il est très difficile de formuler une expression locale sensée de l’énergie d’un champ gravitationnel. Beaucoup de suggestions ont été faites mais elles se heurtent toutes à des arguments rédhibitoires. Bien qu’il n’y ait pas de réponse correcte, c’est une question importante dont la réponse permettrait de donner un sens à des interrogations du type : quelle est l’énergie émise par seconde sous forme d’ondes gravitationnelles par un pulsar binaire ?"

Pour l'instant la LQG n'a pas fourni de réponse à cette question.

Cordialement

[Deedee81]

Pour l'instant la LQG n'a pas fourni de réponse à cette question.

Ah, merci, ça je ne savais pas.