Cosmogénèse à partir d'un monopôle magnétique

[Deedee81]

C'est ça que j'ai du mal à cerner avec les équations mathématiques. Il existe des théories qui fonctionnent sur le plan mathématique mais qui n'existent pas dans l'univers (de ce que l'on en sait). Or si une théorie est valable mathématiquement mais que l'on en voit pas dans l'univers, est-ce que cela veut dire qu'on peut tout du moins la créer ?

Ben non, on peut tout imaginer, tout mettre en équation, même les trucs les plus farfelus.
Dans la méthode scientifique (en gros :
1 données
2 mise en équation etc.... prédictions
3 vérifications
)
Les maths ce n'est que le 2 (enfin le "que" avec des guillemets, car ça n'a rien de facile).
Si le 1 est mauvais (ou totalement spéculé) le 3 aussi et n'a aucune chance d'être vrai.

Exemple, je pourrais imaginer que les électrons n'ont pas de charge électrique (ou un truc encore plus bizarre). Et hop, théorie et tout le bataclan. Mais j'aurai beau faire toutes les expériences que je veux, les électrons sont ce qu'ils sont et ils auront toujours une charge électrique.
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[flo8585]

Le point numéro 1, c'est donc l'établissement d'une théorie à partir des faits que l'on connaît déjà ? Or ce qu'on a dit à propos de la création d'un univers à l'intérieur du notre en quelque sorte, ne viole à priori aucune loi physique déjà établie. Après il faudrait que des experts se penchent la dessus et établissent des équations mathématiques cohérentes sur le sujet. Et même, à part tenter l'expérience par la suite, je ne vois pas d'autre façon de vérifier l'étape 2. L'étape 3 peut ne pas être résoluble par l'observation mais uniquement par l'expérimentation. Dans ce cas-ci, il est difficile d'imaginer que la création d'un univers à partir du nôtre se soit fait naturellement dans l'univers, et le seul moyen de vérifier la faisabilité du projet serait pour une civilisation intelligente de tenter l'expérience.

Mais bon avec tout cela, je crois que je suis pas né dans le bon millénaire ...

[Deedee81]

Voir :
https://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9thode_scientifique

(je peux te communiquer aussi par MP ma série youtube "science or not science" si ça t'intéresse, c'est de l'épistémologie, pas de la physique en soi)

En gros il y a deux grandes manières de faire (correctement) :
1) On part de données (faits) issus de l'expérience ou de l'observation.
Un exemple : les données sur les supraconducteurs haute température (ce qui contredit l'actuelle théorie BCS)
2) On pose des postulats sur la théorie pour expliquer ces faits, postulats basés sur (1)
3) On élabore la théorie (mathématique)
4) on fait des prédictions théoriques
5) on vérifie ces prédictions par l'expérience/observation, ce qui va valider/réfuter la théorie ou fixer son domaine de validité

L'autre manière de faire beaucoup plus théorique est
1) Partir de théories validées par l'expérience mais ayant des domaines de validité différents (incompatibilités)
Exemple : la relativité générale (théorie classique de la gravité) et la théorie quantique des champs (théorie quantique, incompatible avec la gravité), c'est dans ce domaine là qu'on a aussi ce qui touche au début du big bang (donc juste avant que ne débute le "Modèle Standard de la cosmologie", qui ne traite que de ce qui est observé ou théoriquement validé)
2) On essaie d'unifier (en modifiant, ajoutant des postulats de manière plausible, justifiée... enfin, tant que faire se peut)
Et là on rejoint le cas précédent.
Il y a de nombreux exemples dans le passé :
- unification électricité et magnétisme (Maxwell, sur base des travaux de Faraday et de tous ceux qui ont précédé)
- unification électromagnétisme et mécanique, au moins pour la partie cinématique (relativité restreinte d'Einstein)
- unification gravité et relativité restreinte : la relativité générale
- unification électrodynamique quantique et interaction faible : la théorie électrofaible de Glashow, Salam et Weinberg)

La principale difficulté qu'on rencontre à notre époque est que certains domaines physiques deviennent très difficilement d'accès à l'expérience (les trucs dans l'univers : trous noirs, énergie noire, matière noire, big bang.... comme tu viens de le noter, les trucs en laboratoire : théorie de "grande unification", incluant l'interaction forte, gravité quantique,....)
On a donc tendance à chercher tout azimut avec la deuxième grande méthode ci-dessus, en attendant de pouvoir vérifier.
Et forcément, à force, on finit par pondre tout et n'importe quoi. On n'a jamais de tout temps autant publié de trucs et machins parfois totalement invérifiable.

EDIT intéressant :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Liste_...de_la_physique

Beaucoup plus complet en anglais.

[Gilgamesh]

Merci beaucoup pour ta réponse très détaillée Gilgamesh.

Le vide dont tu parles, il s'agit d'un faux vide ou bien le vide total (théorique, le néant) ? Car si c'est le bien le vide absolu (difficile à concevoir comme tu l'as dis), cela veut dire qu'une théorie le placerait à l'origine de l'inflation cosmique et donc à l'origine de notre univers ? En gros, qu'y avait-il avant l'univers = rien, le néant total ?

Si oui, je me demande si le vide absolu est reproductible en laboratoire pour mieux comprendre ses propriétés. Et dans l'hypothèse où on y arriverait, est-ce que le moindre infime néant créé risquerait de produire une seconde inflation cosmique ? Un univers qui naîtrait dans un univers déjà existant en quelque sorte.

PS : Quand tu dis que le taux d'expansion de l'espace est maintenant freiné par son contenu, tu fais référence à la gravité qui ralentirait l'expansion ? Car il me semble que l'expansion de l'univers s'accélère au contraire (d'où l'hypothèse de la matière noire)

Oui, je parle bien de "faux vide" (mais je n'aime pas du tout ce terme). Et donc à l'origine de l'univers, dans la théorie de l'inflation, il y a un vide "survitaminé", et pas "rien du tout". Le côté assez révolutionnaire de l'affaire, c'est que ce vide énergétique peut s'auto-engendrer à bilan d'énergie nulle (le potentielle de gravité prenant une valeur négative qui compense exactement le création incessante de nouveaux volumes de vide).

C'est bien la gravité qui ralentit l'expansion, qui diminue la valeur H. Et elle continue de le faire. L'accélération de l'univers ne signifie pas que H augmente, mais qu'il va tendre asymptotiquement vers une valeur constante, au lieu de s'annuler à terme.

Si H = cte alors le facteur d'échelle croit de façon exponentielle a ~ exp(Ht). C'est ce qu'on appelle un univers de de Sitter. Et ce qui donne cette valeur à H, c'est la cte cosmo aka énergie sombre (et non matière noire. La matière noire gravite positivement exactement comme la matière ordinaire, dite baryonique).

C'est à cause de cette croissance exponentielle du facteur d'échelle qu'on parle d'accélération de l'expansion.

En fait l'univers tend vers un état qui mime l'inflation, juste avec un H extrêmement plus petit.

[Deedee81]

(mais je n'aime pas du tout ce terme).

Moi non plus je dois dire, mais bon, faut faire avec

[flo8585]

Merci pour toutes vos explications.
Cela m'a rappelé une vidéo bien connue qui spéculait sur la mort de l'univers : https://www.youtube.com/watch?v=uD4izuDMUQA où à un moment, il évoque la possibilité de recréer en quelque sorte le big bang avec un accélérateur de particules. Ils évoquent des études sur le sujet qui auraient abouties sur des équations qui permettraient ce projet mais il n'y a pas de références. Je voudrais donc savoir si vous avez connaissance de l'existence de ces équations, voir dans l'idéal le lien des études en question car la vidéo ne les fournit pas.

[Deedee81]

Salut,

Je ne sais pas voir la vidéo (quota d'accès aux vidéos avec mon fai professionnel, je garde donc ça précieusement , en plus j'ai pas le son ). Mais non, je ne connais pas.
Si c'est concernant les craintes du LHC à l'époque de son démarrage, tu trouveras pas mal de discussions anciennes sur le sujet (surtout dans le forum des débats scientifiques).

[flo8585]

Bonjour,

C'est vrai que c'est lié aux craintes d'il y a quelques années à propos du LHC. Sauf qu'à l'époque (et même aujourd'hui), il était inconcevable que le LHC puisse recréer la puissance du big bang car il y a pleins de choses qui nous échappe et les technologies ne sont pas au point. Il y avait des articles qui émettaient même la possibilité que le LHC engendre un trou noir; à mon avis c'était surtout un truc de journaliste pour attirer l'attention. Mais dans un futur hypothétique avec une meilleure compréhension de la naissance de l'univers, et des moyens largement plus conséquents, il paraît que certains ont émis des hypothèses avec des équations mathématiques qui rendrait théoriquement possible la création d'un second big bang "artificiel" (on en revient à la création d'un nouvel univers). Je vais essayer de chercher dans les discussions et articles parus à l'époque des craintes du LHC, dans l'espoir de tomber sur un travail de recherche appuyé.

[Deedee81]

L'idée d'un TN avec le LHC est venu de certains spécialistes de la théorie des cordes. Mais il s'agissait de "TN nanoscopiques", s'évaporant presque immédiatement.
Et malheureusement, ça été lu par certains ne comprenant pas que :
- c'était très spéculatif (lié aux enroulements particuliers des dimensions supplémentaires et infirmé par l'expérience)
- ne comprenant pas cette histoire d'évaporation
- ne sachant pas que les rayons cosmiques provoquent des collisions bien plus violentes, depuis des milliards d'années (et on n'a pas été trou noirdisé)

Tu devrais sûrement trouver des référence là-dessus dans les discussions (mais pas sur cette histoire de big bang, en tout cas je n'ai rien vu)

Un détail sur les "craintes". Quand on a mis en place aux USA le collisionneur d'ions lourd au Brookhaven, des gens avaient manifesté devant avec des pancartes de "fin du monde". Pourtant on était loin des énergies de collision du LHC et même du LEP (simplement c'était des ions lourds, pour étudier l'état de plasma quark-gluon.... au début de l'univers, le big bang : suffit de dire ça pour que des gens paniquent). Faut dire que les journalistes sont crétins, parfois ils s'expriment très mal. Ainsi quand on a eut les premières images du fond cosmologique avec le satellite Planck, sur RTL ils ont dit : "on a obtenu une image du big bang", non, mais, y a des fessées qui se perdent.

[flo8585]

En ce qui concerne les accélérateurs de particules, j'ai vu qu'il y avait un projet d'en construire un nouveau qui ferait 100 kilomètres de circonférence (contre 27 pour le LHC). Par contre je crois que le projet n'est qu'en discussion à cause de son coût élevé (>9 milliards d'euros). Mais en théorie, il aurait pour but de vérifier les hypothèses de matières noires et de découvrir peut-être d'autres particules pour mieux comprendre les origines de l'univers. Ce serait peut-être une étape dans notre projet de recréer un big bang avec un accélérateur de particules.
En tout cas, il est sûr que si la recherche scientifique était une priorité pour l'Etat au niveau budgétaire, elle avancerait beaucoup plus vite ...

[Deedee81]

En ce qui concerne les accélérateurs de particules, j'ai vu qu'il y avait un projet d'en construire un nouveau qui ferait 100 kilomètres de circonférence (contre 27 pour le LHC). Par contre je crois que le projet n'est qu'en discussion à cause de son coût élevé (>9 milliards d'euros).

Je confirme :
https://trustmyscience.com/cern-devo...icules-enorme/

Ce serait peut-être une étape dans notre projet de recréer un big bang avec un accélérateur de particules.

Reste plus que 999999900 km.

En tout cas, il est sûr que si la recherche scientifique était une priorité pour l'Etat au niveau budgétaire, elle avancerait beaucoup plus vite ...

Ca ne peut pas se faire au détriment de tout le reste (la santé par exemple).

[flo8585]

Reste plus que 999999900 km.

Bien sûr ça reste hypothétique. Mais la question est : si un tel accélérateur existait et qu'on reproduisait le phénomène du big bang, que se passerait-il pour ce second univers. Remplaçerait-il notre univers actuel en le détruisant ou bien évoluerait-il séparément ? S'il évolue à part et poursuit son expansion indépendamment du notre, nous resterait-il visible ? Ou bien peut-être qu'il serait représenté par un trou noir. J'avais vu une théorie qui circulait pas mal ces derniers temps pour expliquer l'origine de l'univers : il serait lui-même né d'un trou noir quadridimensionnel, qui aurait donner notre univers tridimensionnel. Après je ne sais pas si cette hypothèse a été étayée.

Ca ne peut pas se faire au détriment de tout le reste (la santé par exemple).

Bien sûr je ne parle de sacrifier tous les domaines, mais je pense que certaines dépenses en ce qui concerne l'armement par exemple sont un peu exagérées quand on regarde ce qu'on en fait, et que le budget militaire pourrait être réduit pour investir plus dans la recherche. Mais bon c'est un autre débat.

[Deedee81]

Bien sûr ça reste hypothétique. Mais la question est : si un tel accélérateur existait et qu'on reproduisait le phénomène du big bang, que se passerait-il pour ce second univers. Remplaçerait-il notre univers actuel en le détruisant ou bien évoluerait-il séparément ? S'il évolue à part et poursuit son expansion indépendamment du notre, nous resterait-il visible ?

Comme je l'avais déjà dit, on ne sait pas, tout est possible.

Ou bien peut-être qu'il serait représenté par un trou noir. J'avais vu une théorie qui circulait pas mal ces derniers temps pour expliquer l'origine de l'univers : il serait lui-même né d'un trou noir quadridimensionnel, qui aurait donner notre univers tridimensionnel. Après je ne sais pas si cette hypothèse a été étayée.

Il y a eut pas mal de discussions là-dessus, il faut aller voir dans le forum "archives" de l'astrophysique.

Bien sûr je ne parle de sacrifier tous les domaines, mais je pense que certaines dépenses en ce qui concerne l'armement par exemple sont un peu exagérées quand on regarde ce qu'on en fait, et que le budget militaire pourrait être réduit pour investir plus dans la recherche. Mais bon c'est un autre débat.

C'est surtout un débat hors charte (mais il est évident que là je suis d'accord avec toi)

[JPL]

Je pense que maintenant c’est mieux ici.

[flo8585]

Je viens d'ailleurs de réfléchir à un autre point. Dans les tout premiers instants du big bang, la chaleur était immensément élevé car toute la matière et l'énergie que comporte l'univers était rassemblée en un point tout petit et donc très dense. Or n'est-ce qu'une affaire de chaleur dans notre hypothèse de cosmogénèse ? Si on arrivait avec un accélérateur de particules à reproduire une telle chaleur, est-ce que cela suffirait pour engendrer un second univers ? En gros est-ce que la chaleur extrêmement élevée suffirait à créer de l'énergie et donc de la masse ?

Peut-être que ça vient du fait que je comprends mal la chaleur obtenue avec un accélérateur de particules. J'avais vu récemment qu'avec un accélérateur de particules, des chercheurs avaient réussis à reproduire une chaleur de 4 000 milliards de degrés, soit des milliers de fois plus que le noyau du soleil. Or, si le noyau du soleil est aussi chaud, c'est parce que le soleil est immense et que donc la pression et la densité de la matière est immense à cet endroit ? Ou bien c'est une autre raison qui m'échappe ? Car dans l'expérience avec l'accélérateur, je ne sais pas comment ils ont fait sachant qu'il n'ont pas pu reproduire la masse et l'énergie du soleil en laboratoire si ?

[Gilgamesh]

Je viens d'ailleurs de réfléchir à un autre point. Dans les tout premiers instants du big bang, la chaleur était immensément élevé car toute la matière et l'énergie que comporte l'univers était rassemblée en un point tout petit et donc très dense. Or n'est-ce qu'une affaire de chaleur dans notre hypothèse de cosmogénèse ? Si on arrivait avec un accélérateur de particules à reproduire une telle chaleur, est-ce que cela suffirait pour engendrer un second univers ? En gros est-ce que la chaleur extrêmement élevée suffirait à créer de l'énergie et donc de la masse ?

Peut-être que ça vient du fait que je comprends mal la chaleur obtenue avec un accélérateur de particules. J'avais vu récemment qu'avec un accélérateur de particules, des chercheurs avaient réussis à reproduire une chaleur de 4 000 milliards de degrés, soit des milliers de fois plus que le noyau du soleil. Or, si le noyau du soleil est aussi chaud, c'est parce que le soleil est immense et que donc la pression et la densité de la matière est immense à cet endroit ? Ou bien c'est une autre raison qui m'échappe ? Car dans l'expérience avec l'accélérateur, je ne sais pas comment ils ont fait sachant qu'il n'ont pas pu reproduire la masse et l'énergie du soleil en laboratoire si ?

Il faut déjà distinguer plusieurs concepts :

* énergie interne : c'est la quantité d'énergie contenue par le système
* énergie thermique : c'est la quantité d'énergie contenue par le système sous forme d'agitation désordonnée
* chaleur : c'est la quantité d'énergie échangée sous forme d'énergie thermique par le système.
* température : c'est l'énergie cinétique moyenne d'agitation thermique des particules du système

Un système peut contenir beaucoup d'énergie thermique (= peut échanger beaucoup de chaleur) en ayant une température assez basse. Pensez à l'océan. Et un système peut être très chaud (être à une température très élevée) et contenir très peu de chaleur, pensez à un tapis de braise sur lequel vous pouvez marcher pied nu sans vous brûler. De la même façon on peut crée un milieu à 4000 milliards de degré au LHC sans que ça contienne beaucoup d'énergie (sans doute moins que l'énergie d'une flamme de briquet).

Bon, en première approximation, on peut considérer que l'énergie interne de l'univers est constante. Ce qui a varié c'est la température.

Et pour répondre à la question : pour reproduire l'univers jeune il faut être à la fois très chaud (avoir une température élevée, ça on sait faire) et contenir beaucoup d'énergie (ça évidemment on sait pas faire). Lénergie totale c'est en gros la température x le nombre de particules. Au LHC on va créer disons 10⁴ particules avec cette température. L'univers observable, c'est 10⁹⁰ particules.