D'où vient l'immense énergie qui a engendré le big bang ?

[obi76]

D'ailleurs si le bigbang avait un avant cela ne serait + le bigbang, et s'il n'avait pas d'avant s'est contraire a toute rationnalité et aux principes physiques, « tout effet doit avoir une cause antérieure » et « pas de création ex nihilo »

Autre possibilité : le terme "avant" n'a pas de sens dans ce cas précis...
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[bernarddo]

Bonjour, et merci pour le résumé du MIT

Tout ce développement sur le « déniaisement » du Big Bang par l’inflation est certes très intéressant et astucieux, et honnête, puisqu’il comprend le passage qui le ramène à son statut de spéculation :

(suite et fin)

Ou pour le dire à l'inverse : notre vide apparaît extraordinairement peu énergétique par rapport à ce qu'il devrait être, si on se fie à la théorie quantique des champs. C'est le problème dit de la constante cosmologique. Sans doute le problème ouvert le plus brûlant de la physique actuelle.

Mais bon...

Si on passe ça sous le tapis, l'idée est que "naturellement" on a …

Est-ce pour ça que Guth a conservé le h de son nom ?

Revenons au BB « classique » présenté et réfuté au début

Or la physique classique ne connait que des champs de pesanteur positifs. Si on en reste dans ce cadre, lorsque l'univers est plus petit, il est plus dense. Donc la décroissance de H est plus rapide dans le jeune univers que maintenant. Donc il faut que sa valeur initiale soit très grande, et tout le monde connait le résultat : quand on annule la taille de l'univers, la fonction fort logiquement diverge et il faut donner à H une valeur initiale infinie pour obtenir la valeur actuelle. Or, le contenu énergétique classique, matière et rayonnement est incapable de faire autre chose que de freiner l'univers, c'est à dire de diminuer H. C'est donc sans espoir de ce côté pour trouver un mécanisme qui serait susceptible de donner à H une valeur infinie, ou au moins très élevée.

Voyons les présupposés que suppose un tel argumentaire

quand on annule la taille de l'univers, la fonction fort logiquement diverge

La réflexion est ici purement mathématique
On est, quand même, en physique avant tout, et cela nous ramène alors à une question qui tracassait déjà Leucippe, Démocrite et Epicure, la question de la limite de la régression, (des « atomes »), vers l'infiniment petit, que tous ces penseurs admettaient.

Plus près de nous, il semble que les échelles dimensionnelles connues de la physique de la matière, soient liées à la possibilité de loger les atomes (pour la matière ordinaire), ou les noyaux (pour les astres à neutrons) ; il semblerait donc raisonnable de penser
- qu’il pourrait exister un (ou des) équivalents pour les composants subnoyeutiques, mais, que tôt ou tard, une limite apparaîtrait,
- plutôt que de penser qu’on pourrait annuler la taille de l’univers, dans un Big Bang approximatif qui serait raisonnablement mis en doute.

D’autant qu’il est aussi logique de se poser la question de savoir si l’on dispose des instruments adéquats pour ces mesures, à partir du moment où les constantes physiques peuvent être constatées dépendantes des facteurs d’échelle de l’espace-temps (la distance et le temps), sans que cela perturbe les lois physiques qui les incluent. Nous serions des Gulliver qui grandiraient et vieilliraient en même temps que les mondes qu'ils exploreraient.

Or la physique classique ne connait que des champs de pesanteur positifs.

C’est vrai mais rien ne dit qu’ils n’existent pas, et toute l’histoire des sciences est faite de la découverte de choses inconnues. En faire un argument, c’est se placer dans un a-priori qui restraindrait le domaine de l’intuition scientifique, à la condition qu’elle repose sur des concepts mathématiques démontrés.

Or justement la mathématique nous dit que les lois physiques actuelles restent inchangées lorsqu’on les utilise dans le cadre de concepts comme la masse négative et la flèche du temps inversée.

Si les 2 développements mathématiques sont exacts, (jauge des constantes et m négative), ne disposerait-on pas d’outils permettant de traiter la cosmologie sans avoir besoin de tapis ou de mariage (morganatique ?) avec la théorie quantique ?

[Gilgamesh]

Bonjour, et merci pour le résumé du MIT

Tout ce développement sur le « déniaisement » du Big Bang par l’inflation est certes très intéressant et astucieux, et honnête, puisqu’il comprend le passage qui le ramène à son statut de spéculation :



Est-ce pour ça que Guth a conservé le h de son nom ?

Revenons au BB « classique » présenté et réfuté au début



Voyons les présupposés que suppose un tel argumentaire



La réflexion est ici purement mathématique
On est, quand même, en physique avant tout, et cela nous ramène alors à une question qui tracassait déjà Leucippe, Démocrite et Epicure, la question de la limite de la régression, (des « atomes »), vers l'infiniment petit, que tous ces penseurs admettaient.

Plus près de nous, il semble que les échelles dimensionnelles connues de la physique de la matière, soient liées à la possibilité de loger les atomes (pour la matière ordinaire), ou les noyaux (pour les astres à neutrons) ; il semblerait donc raisonnable de penser
- qu’il pourrait exister un (ou des) équivalents pour les composants subnoyeutiques, mais, que tôt ou tard, une limite apparaîtrait,
- plutôt que de penser qu’on pourrait annuler la taille de l’univers, dans un Big Bang approximatif qui serait raisonnablement mis en doute.

D’autant qu’il est aussi logique de se poser la question de savoir si l’on dispose des instruments adéquats pour ces mesures, à partir du moment où les constantes physiques peuvent être constatées dépendantes des facteurs d’échelle de l’espace-temps (la distance et le temps), sans que cela perturbe les lois physiques qui les incluent. Nous serions des Gulliver qui grandiraient et vieilliraient en même temps que les mondes qu'ils exploreraient.

Subnuclaire plutôt que subnoyeutiques

Globalement tout le monde s'attend à de la nouvelle physique quand la température de l'univers s'approche de l'échelle de grande unification, et comme je l'ai dis, pour cette raison "l'instant zéro" ne fait pas partie stricto sensus de la théorie du Big Bang, mais de ses conditions initiales.

La question qui se pose depuis l'origine (depuis l'atome primitif de Lemaître, disons) c'est comment penser cette condition initiale.

C’est vrai mais rien ne dit qu’ils n’existent pas, et toute l’histoire des sciences est faite de la découverte de choses inconnues. En faire un argument, c’est se placer dans un a-priori qui restraindrait le domaine de l’intuition scientifique, à la condition qu’elle repose sur des concepts mathématiques démontrés.

Or justement la mathématique nous dit que les lois physiques actuelles restent inchangées lorsqu’on les utilise dans le cadre de concepts comme la masse négative et la flèche du temps inversée.

Si les 2 développements mathématiques sont exacts, (jauge des constantes et m négative), ne disposerait-on pas d’outils permettant de traiter la cosmologie sans avoir besoin de tapis ou de mariage (morganatique ?) avec la théorie quantique ?

Si tu as suivi le raisonnement jusqu'au bout, l'idée d'inflation consiste justement à introduire une gravité répulsive. Ce qui est spéculatif c'est la valeur élevée de la densité d'énergie initiale du vide. Mais que le vide possède une gravité répulsive dès lors que sa densité d'énergie n'est pas strictement nulle, c'est très parcimonieux et ça fait partie du consensus.

Introduire une masse négative et une flèche du temps inversée, en revanche, c'est fort peu parcimonieux en l'état actuel de nos connaissances.

[Curieux01]

Bonjour,

Je suis ébahi par l’étendue des connaissances scientifiques des participants à cette discussion ; j’avoue ne pas avoir, et de loin, ce niveau.
Pourtant, je relève aussi pas mal de divergences dans les propos échangés.
Afin de répondre à la question première de cette discussion, il a été écrit, entre autres, que le néant n’as pas de sens ( ou quelque chose comme ça !).
Existe-t-il un énoncé scientifique faisant référence affirmant et démontrant cela ? Si non, il semblerait que l’existence du néant soit admissible en préliminaire pour expliquer un commencement ?

[JPL]

Existe-t-il un énoncé scientifique faisant référence affirmant et démontrant cela ? Si non, il semblerait que l’existence du néant soit admissible en préliminaire pour expliquer un commencement ?

Tu veux dire prouver scientifiquement que quelque chose qui n’existe pas... n’existe pas ?

[bernarddo]

Admettons que ce dont on a besoin, c'est d'une énergie négative.

Et là, pas besoin de se faire des noeuds au cerveau: E= mc^2

Le signe de l'énergie, c'est automatiquement celui de m (écoutons donc Einstein )

Le MIT introduit donc les masses négatives, probablement à son corps défendant.

Si c'est trop difficile à avaler, appelons la masse "charge gravifique", ou quelque chose comme ça, tout le monde trouvera naturel qu'elle puisse avoir un signe.

[AnotherBrick]

Bonjour,

Le signe de l'énergie, c'est automatiquement celui de m (écoutons donc Einstein )

faux... avant de remettre en cause la relativité, étudiez-la un peu...

Si c'est trop difficile à avaler, appelons la masse "charge gravifique", ou quelque chose comme ça, tout le monde trouvera naturel qu'elle puisse avoir un signe.

à part que la charge gravifique n'est pas la masse...

[Gilgamesh]

Admettons que ce dont on a besoin, c'est d'une énergie négative.

Et là, pas besoin de se faire des noeuds au cerveau: E= mc^2

Le signe de l'énergie, c'est automatiquement celui de m (écoutons donc Einstein )

Le MIT introduit donc les masses négatives, probablement à son corps défendant.

Si c'est trop difficile à avaler, appelons la masse "charge gravifique", ou quelque chose comme ça, tout le monde trouvera naturel qu'elle puisse avoir un signe.

J'ai essayé d'expliquer ça pourtant...

L'idée qui change tout en relativité générale c'est que l'intensité du champ de gravité n'est pas donné que par la densité de masse ρ, donc la densité d'énergie ρc², c'est à dire la composante temporelle T₀₀ du tenseur-énergie impulsion. Elle dépend de la trace du tenseur qui additionne ses termes diagonaux T₀₀, T₁₁, T₂₂, T₃₃.

Note : je me place dans l'hypothèse cosmologique d'un univers homogène et isotrope => le tenseur énergie-impulsion n'a que des termes diagonaux.

Et les termes d'espace T₁₁, T₂₂, T₃₃ sont des termes de pression. Autrement dit, et c'est une grande innovation par rapport à la gravité newtonienne, désormais la pression gravite, et pas uniquement la masse.

Or dans le cas du vide, le terme de pression est négatif et de même valeur absolue que la densité d'énergie. La trace du tenseur est négative est c'est ce qui conduit à prédire une gravité répulsive, sans pour autant nécessiter d'introduire un concept de masse négative. C'est ça que Guth appelle "premier miracle de la Physique" (il utilise le mot "miracle" humoristiquement : les trucs qu'on n'a jamais vu étant étudiant mais qui sont pourtant bien dans la théorie et qui changent complètement la résolution du problème).

[Gilgamesh]

Bonjour,

Je suis ébahi par l’étendue des connaissances scientifiques des participants à cette discussion ; j’avoue ne pas avoir, et de loin, ce niveau.
Pourtant, je relève aussi pas mal de divergences dans les propos échangés.
Afin de répondre à la question première de cette discussion, il a été écrit, entre autres, que le néant n’as pas de sens ( ou quelque chose comme ça !).
Existe-t-il un énoncé scientifique faisant référence affirmant et démontrant cela ? Si non, il semblerait que l’existence du néant soit admissible en préliminaire pour expliquer un commencement ?

Cette question du néant est récurrente, je reposte ça ;

Dans ce genre de débat il y a trois notions distinctes qu'il ne faut pas confondre :

1 Le néant qui est un concept métaphysique, c'est à dire qu'il réside dans sa simple définition : ce n'est rien. Il implique non seulement l'absence de matière mais également d'espace, de temps et plus généralement de tout ce qui pourrait représenter quoique ce soit d'intelligible. Par définition le néant ne peut donc rien désigner de réel, ni même d'imaginaire. Se demander pourquoi l'Être ne viendrait pas du Néant, ça revient à nommer quelqu'un Pierre et se demander pourquoi il ne s'appelle pas Jacques. Du fait que par définition le néant ne désigne pas le réel (ce qui existe), ce n'est pas un concept physique (vu que l'objet de la Physique est de décrire ce qui existe).

Note : le nombre zéro en mathématique n'est pas rien. C'est un nombre pourvu de nombreuses propriétés. S'il a des propriétés, c'est donc quelque chose. Ce n'est donc pas une bonne image pour représenter le néant, même étant abstrait et non physique. Pour bien se représenter le néant, il faut simplement se dire qu'il n'est pas représentable.


2 Le vide, qui n'est pas rien. Le vide se définit comme l'état d'énergie minimal des champs. Il n'est donc pas absolu dans le sens de "pas absolument vide", même fondamentalement. Une particule est ou n'est pas. Alors qu'un champs existe même à l'état d'énergie nulle et élucider ses lois occupent les jours et les nuits des théoriciens. Le vide héberge "en potentiel" absolument tout le bestiaire des particules. Il suffit d'agiter le tapis, de lui injecter de l'énergie, pour provoquer une profusion des particules, comme une pluie tombant du pommier que l'on secoue. La notion de vide devient relative : il y a "quelque chose" formant ce vide manifestement, muni de lois précises et non triviales. Formé de champs couplés qui se répartissent l'énergie de manière très inégales. Le nombre et le couplage possibles des champs sont absolument inépuisables.


3 L'espace-temps, le contenant géométrique du vide, que l'on pourrait supposer coïncider avec un "vide absolu" (un vide sans les champs qui composent le vide réel). Cet espace-temps est décrit par la Relativité générale et même si on le "vide de son vide" il conserve des propriété qui n'ont rien de naïves :
- l'espace fait bloc avec le temps, au sens que toute mesure des distances entre deux évènements doit faire intervenir la coordonnées temporelle pour être invariante d'un référentiel à un autre;
- en présence d'énergie-impulsion il adopte une courbure ;
- envisagé dans son ensemble il ne possède pas de solution statique stable : il ne peut être qu'en expansion ou en contraction ;
- il possède possiblement une topologie complexe (espace non simplement connexes) ;
- il est possible d'envisager un nombre plus grand que 3+1 dimensions (dimensions compactifiées requise par la théorie des cordes...) ;
- il est possiblement quantifié (dans le cadre d'une gravité quantique en boucle) ou composés de points "flous" (dans le cadre d'une géométrie non commutative)

L'espace n'a donc rien d'un objet simple et sa complexité structurale pourrait être mise à l'origine de la fécondité du vide.

Ces deux dernières notions de vide quantique et d'espace-temps représentent quelque chose de physique, et elles font l'objet de spéculations de haut niveau, car elle sont testables, pour une part du moins.

[6Freddy]

[superflu]

[Curieux01]

Bonjour,
Merci pour toutes ces explications très théoriques données par les participants à cette discussion. J’avoue que ça me donne un peu le tournis !
Il semble que ces réponses peuvent de diviser en deux catégories :
- celles qui sont très académiques et rigoureuses, soutenues mortibus principalement par des mathématiciens ;
- et celles, tout aussi rigoureuses, qui font la part des choses en se référant aussi à des théories plus anciennes évincées, parfois inexplicablement , par des théories plus modernes.
Pour ma part, je suis attentif à tous les propos énoncés, retenant en particulier ceux de bernarddo et de spark1 concernant l’éther et le big bang, et de Gilgamesh résumant le néant, le vide et l’espace temps. Ces propos rejoignent en bien des points l’explication que je m’étais faite plus naïvement du commencement du monde ; mais bon ! il est inconcevable dans cette discussion libre de débattre de choses non académiques…

[bernarddo]

J'ai essayé d'expliquer ça pourtant...
"




Or dans le cas du vide, le terme de pression est négatif et de même valeur absolue que la densité d'énergie.

Je n'ai aucun commentaire à faire sur le développement mathématique.
Ce qui m'importe c'est la phrase que je cite qui fait appel à la physique.

Et là je reste ferme sur mes convictions, que l'on pourra certes considérer comme élémentaires et triviales.

Si une densité d'énergie qui est donnée par une certaine pression est positive (ce qui est la situation habituelle), la même pression, changée de signe, donnera un terme de densité d'énergie changé de signe, donc négatif.

Si nous respectons le cadre de la relativité générale, le signe de l'énergie (qui est aussi celui de la densité d'énergie) est celui de la masse (en vertu de la célèbre formule d'équivalence, que je n'ai pas besoin de répéter).

J'admets que ce n'est pas d'un haut niveau, mais si c'est faux, il devrait être aisé de me le démontrer; ou s'il existe une physique où l'analyse dimensionnelle est différente (en physique quantique ?), j'accepte d'avance d'être déniaisé.

[AnotherBrick]

Bonjour,

Et là je reste ferme sur mes convictions, que l'on pourra certes considérer comme élémentaires et triviales.

et surtout complètement fausses...

Si une densité d'énergie qui est donnée par une certaine pression est positive (ce qui est la situation habituelle), la même pression, changée de signe, donnera un terme de densité d'énergie changé de signe, donc négatif.

alors, en fait, je vais vous expliquer un truc de math élémentaire qui va révolutionner votre vision du monde : quand deux grandeurs sont en relation, et que l'une est fonction de l'autre, cette fonction n'est pas nécessairement linéaire... il y a plein de fonctions différentes :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Foncti...C3%A9matiques)

Si nous respectons le cadre de la relativité générale,

ce que vous ne faites absolument pas...

le signe de l'énergie (qui est aussi celui de la densité d'énergie) est celui de la masse (en vertu de la célèbre formule d'équivalence, que je n'ai pas besoin de répéter).

formule que vous n'avez absolument pas comprise... ce n'est pas en répétant 20 fois un truc faux qu'il devient correct.

J'admets que ce n'est pas d'un haut niveau, mais si c'est faux, il devrait être aisé de me le démontrer; ou s'il existe une physique où l'analyse dimensionnelle est différente (en physique quantique ?), j'accepte d'avance d'être déniaisé.

une fois que vous aurez découvert la notion de "fonction" mathématique, je vous invite à vous inscrire au lycée pour suivre des cours de physique dans lesquels vous découvrirez la notion d'équation d'état (par exemple via le gaz parfait en classe de seconde). Et si tout se passe bien, dans 5 ou 6 ans vous serez en bac +3/4 et vous pourrez étudier la physique statistique qui vous permettra de comprendre comment on peut déduire une équation d'état macroscopique à partir de grandeurs microscopiques. Et dans ce contexte, vous retrouverez vos amies les "fonctions non-linéaires". Puis après vous pourrez peut-être vous consacrer un peu à l'étude de la relativité générale (où là encore vous attendront vos amies les fonctions non-linéaires). Et alors, et seulement alors, je pense que, dans le meilleur des mondes, vous aurez enfin le niveau pour éventuellement dire des choses pertinentes sur tous les sujets que vous prétendez révolutionner dès à présent.

[ansset]

Si nous respectons le cadre de la relativité générale, le signe de l'énergie (qui est aussi celui de la densité d'énergie) est celui de la masse (en vertu de la célèbre formule d'équivalence, que je n'ai pas besoin de répéter).

c'est effectivement inutile car d'ailleurs, telle que présentée de manière vulgarisée, elle est incomplète ( donc fausse ).
par ailleurs, il semble que tu n'ais pas lu le post #38 de Gilgamesh, qui n'est pas un "développement mathématique" mais une analyse "physique".

ceci dit tout cela ne t’empêche pas de rester ferme dans tes "convictions".
d'ailleurs, on sait tous que les "convictions personnelles" permettent d'écarter toute autre hypothèse et analyse...

[pm42]

Pour ma part, je suis attentif à tous les propos énoncés, retenant en particulier ceux de bernarddo et de spark1 concernant l’éther et le big bang, et de Gilgamesh résumant le néant, le vide et l’espace temps.

Tu ne devrais pas mélanger la science expliquée de façon très claire par quelqu'un qui la maitrise, en l'occurence Gilgamesh avec le n'importe quoi de gens qui n'ont pas vraiment idée de ce dont ils parlent.

[Deedee81]

Bonjour,

Je sens que la moutarde commence à monter au nez de certains. S'il vous plaît :

- On est dans "discussion libre", ce qui ne signifie pas raconter tout et n'importe quoi. Sourcez, éventuellement justifiez mathématiquement s'il y a lieu ou simplement posez des questions. Et pas d'idées personnelles. Et s'il vous plait pas de "montrez-moi que j'ai tort". C'est une demande légitime mais pas sur Futura (point 6 de la charte) et d'ailleurs en science (renversement de la charge de preuve). Essayons de rester sur les rails.
- A ceux que le n'importe quoi énerve, gardez votre sang froid. Les attaques, les piques, ça ne peut que provoquer des réactions désagréables, et ça ne mènera à rien sauf éventuellement à des suppressions de message. Donnez des explications factuelles, etc...

Ce message est un avertissement et se veut préventif car, là, en l'état, ça peut encore aller. Mais ça peut TRES vite déraper. J'espère qu'on l'évitera.

Merci de faire un effort.

[spark1]

obi76 :
Tu pense donc que l'immense énergie qui a engendré le big bang d'apres la theorie, n'as pas de causes et est apparue spontanément ?
C'est pourtant contraire a toute rationalité et aux principes physiques

[Deedee81]

formule que vous n'avez absolument pas comprise...

Pour suivre mon propre conseil et pour apporter une précision, voir par exemple :
https://en.wikipedia.org/wiki/Stress...in_equilibrium

(en RG ou plus généralement avec le tenseur énergie impulsion, ça va plus loin que l'habituel E²=m²c4+p²c²)

Dans un fluide au repos (voir le vide si on fait enter la MQ par la petite porte), la densité d'énergie c'est E = 3P - r
(c = 1, r = densité de masse)
La relation est donc loin d'être aussi simple que E négatif, donc P négatif ou l'inverse.
Ainsi certaines théories (spéculatives) du type quintescence on P<0 mais E>0.
Et de même E négatif ne veut pas dire m négatif (faut penser aux carrés dans la formule ci-desss ! E=mc² est non seulement valable au repos mais aussi dans l'hypothèse ou la masse est positive !!!! Ainsi les états d'énergie négative en théorie quantique des champs, qu'on rencontre dans les approches avec référentiels accélérés, gravité,... correspondent à des particules de masse positive ! Voir tout ce qui concerne les transformations de Bogoliubov qui n'affectent pas la masse (c'est évident puisque c'est une simple transformation dans l'espace de Fock).
https://en.wikipedia.org/wiki/Bogoliubov_transformation

Cela n'empêche pas certaines spéculations sur les masses négatives (rarement irréprochables, on trouve bizarrement beaucoup de con.... là-dessus, alors que beaucoup de recherches spéculatives sont.... spéculatives, mais théoriquement irréprochable. Mais il y a des sujets où il y a hélas parfois beaucoup de déchets. Soyez prudent sur vos sources). Mais il ne faut surtout pas faire de soupe au lait et au bacon, bref, faut pas tout mélanger n'importe comment.

[Deedee81]

obi76 :
Tu pense donc que l'immense énergie qui a engendré le big bang d'apres la theorie, n'as pas de causes et est apparue spontanément ?
C'est pourtant contraire a toute rationalité et aux principes physiques

Que l'on considère l'univers comme ayant un point d'origine ou pas (modèles avec pré-big bang) pour moi la réponse est non (**) (on verra ce qu'obi a à en dire) :

Dans celle avec origine, il n'y a pas de création (qui implique un avant) donc pas d'apparition spontanée, l'univers "est" et c'est tout (*).
Et ceux sans origine, avec pré-big bang, évidemment ça existe de tout temps (même si dans certains modèles là aussi la notion de temps perd son sens) et donc il n'y a pas d'apparition spontanée.

(*) je prend parfois le modèle (grossier mais on peut améliorer évidemment) de l'univers dont la variété espace-temps est une sphère (4D mais peu importe, attention ne pas confondre avec la boule !). Le point T = 0 n'est qu'un point comme un autre. Tous les points de la variété sont kif et il serait absurde de parler de "création". Les lignes de temps (depuis T=0) sur cette sphère sont aussi arbitraires que les longitudes et latitudes si ce n'est que le sens du temps est lié à la physique statistique (mais pas à la variété... enfin, à ce qu'on en sait !).

(**) Il est à noter que l'énergie totale (pas locale dans tout voisinage d'un point) n'est pas conservée en RG. Il y a des raisons à ça. On peut approfondir si nécessaire bien que ce ne soit pas essentiel pour la réponse que je viens de donner.

[Gilgamesh]

Je n'ai aucun commentaire à faire sur le développement mathématique.
Ce qui m'importe c'est la phrase que je cite qui fait appel à la physique.

Et là je reste ferme sur mes convictions, que l'on pourra certes considérer comme élémentaires et triviales.

Si une densité d'énergie qui est donnée par une certaine pression est positive (ce qui est la situation habituelle), la même pression, changée de signe, donnera un terme de densité d'énergie changé de signe, donc négatif.

Si nous respectons le cadre de la relativité générale, le signe de l'énergie (qui est aussi celui de la densité d'énergie) est celui de la masse (en vertu de la célèbre formule d'équivalence, que je n'ai pas besoin de répéter).

J'admets que ce n'est pas d'un haut niveau, mais si c'est faux, il devrait être aisé de me le démontrer; ou s'il existe une physique où l'analyse dimensionnelle est différente (en physique quantique ?), j'accepte d'avance d'être déniaisé.

Pour ce qui est en gras, non on ne peut pas sauter de la pression à la densité d'énergie, les deux termes sont distincts dans l'expression du tenseur T. Le terme de densité d'énergie s'applique à la composante temporelle (T₀₀) et le terme de pression aux composante spatiale (T_ii), et ça a son importance.

edit : même si au point de vue dimensionnel, on est d'accord que toutes les composantes du tenseur sont homogènes à une densité d'énergie (des J/m3)

Une façon à mon sens de comprendre l'importance de maintenir la distinction c'est que le terme de constante cosmologique a un effet ambivalent. Un fluide parfait de densité d'énergie positive et de pression négative :

1/ contribue positivement à la densité critique, comme la matière (sans les 70% d’énergie sombre, l'univers serait sous-critique et sa courbure serait négative)
2/ mais contribue répulsivement à la dynamique : un univers dont ce serait la seule composante serait en expansion. Si c'était de la matière (pression positive ou nulle), cette contribution serait attractive.


En effet, dans la première équation de Friedman on a une expression qui fait intervenir le taux d'expansion ȧ/a, la courbure K/a² et la densité ρ (sans la pression).

Pour ce qui suit, posons κ = 4πG/3c² >0.

Première équation de Friedman :

(ȧ/a)² = 2κρ - K/a²

La partie gauche est un carré donc forcément positive et le signe de courbure K dépend de manière univoque de la valeur de ρ.

La seconde équation de Friedman (qu'on peut récrire comme ci dessous comme un cas particulier de l'équation de Raychaudhuri) donne l'évolution temporelle du taux d'expansion ä/a et fait apparaître le terme de pression P :

ä/a = -κ(ρ + 3P)

Le signe de ä/a (accélération ou décélération) dépend de la valeur et du signe de ρ et P.

[spark1]

pm42 : Tu peux approfondir ?

[bernarddo]

Merci Gilgamesh, de faire l’effort d’expliquer simplement des choses compliquées, simplement en évacuant la problématique de la théorie quantique des champs de Guth dans une époque dont les traces restent fort ténues, en s’en tenant aux problèmes actuels du modèle ΛCDM.
Votre argumentation a le mérite de me permettre de préciser pourquoi elle ne me convainc pas

Une façon à mon sens de comprendre l'importance de maintenir la distinction c'est que le terme de constante cosmologique a un effet ambivalent. Un fluide parfait de densité d'énergie positive et de pression négative :

1/ contribue positivement à la densité critique, comme la matière (sans les 70% d’énergie sombre, l'univers serait sous-critique et sa courbure serait négative)
2/ mais contribue répulsivement à la dynamique (une univers dont se serait la seule composante serait en expansion). Si c'était de la matière (pression positive ou nulle), cette contribution serait attractive.

J’accepte volontiers l’ensemble de l’argumentaire, et mettrais simplement le verbe contribuer au conditionnel.

Ce n’est pas la constante cosmologique qui a besoin d’un effet ambivalent : c’est le modèle ΛCDM pour qui les problèmes posés par les progrès de l’astrophysique observationnelle obligent le cosmologiste à intuiter des effets de pression négative dans notre espace-temps.

Combiné au fait, plus ancien, que l’on manque manifestement de matière, le Dr Pangloss lui-même, dans son meilleur des mondes, serait d’accord pour conclure que la matière manquante est pourvue des deux attributs que l’on recherche désespérément.

Cela ne veut pas dire que cette matière (ce fluide) miraculeux existe. Il paraît tout de même logique, au moins à mes yeux, d’exiger qu’elle puisse s’inscrire de façon cohérente dans le système actuel des lois physiques, qui ont quand même fait leurs preuves, et une physique sans unicité des lois ne permettrait plus de faire de la physique. Il faut affecter ces termes d’énergie de signe opposé à des sources physiques, leur affecter une place différente sur une matrice n’est que de la mathématique, qui doit rester au service de la physique.

edit : même si au point de vue dimensionnel, on est d'accord que toutes les composantes du tenseur sont homogènes à une densité d'énergie (des J/m3)

Nous sommes (presque) d’accord sur l’identité (je dis bien IDENTITE et pas homogénéité) dimensionnelle entre la densité d’énergie en général et (la densité) d’énergie de pression en particulier : dimensionnellement, c’est élémentaire, mais cela va un peu plus loin.

Si l’on s’en tient aux cas de la fusion, fission, on sait que la densité d’énergie est du type E = mc2 qui montre que cette énergie est du signe de la masse.
Si on s’en tient à l’énergie de pression, la théorie cinétique des gaz nous donne une relation identique avec un carré de vitesse.
Les énergies du fonds diffus cosmologique (photons, …) comptent pour très peu.

Dans le corpus des lois actuelles, l’énergie est donc toujours du signe de la masse et, accessoirement, de celui de la température.

Dans ce contexte, la cohérence des lois physiques,
- Interdit l’existence de ce fluide ambivalent
- Fait que cette pression négative impose, à côté de la matière baryonique actuelle, l’existence de masses négatives (ou se comportant comme telles).

Si c'est le seul apport de l'inflation à notre espace temps, il me semble bien insuffisant.
Et comme la QFT me semble rejeter les énergies négatives...

Visiblement le modèle ΛCDM n'est pas mûr, voir aussi la dernière discussion ouverte...

[AnotherBrick]

Visiblement le modèle ΛCDM n'est pas mûr, voir aussi la dernière discussion ouverte...

et visiblement vous, vous l'êtes trop

[JPL]

Rappel de la charte du forum :

L’un des objectifs de Futura-Sciences étant la vulgarisation scientifique de bon niveau ce n’est pas le lieu pour des questionnements ou remises en cause de théories admises dont seuls des spécialistes ont les compétences pour débattre, ni pour l’exposé de théories strictement personnelles. Une telle démarche aurait sa place uniquement dans un séminaire ou un congrès scientifique.

[Gilgamesh]

Merci Gilgamesh, de faire l’effort d’expliquer simplement des choses compliquées, simplement en évacuant la problématique de la théorie quantique des champs de Guth dans une époque dont les traces restent fort ténues, en s’en tenant aux problèmes actuels du modèle ΛCDM.
Votre argumentation a le mérite de me permettre de préciser pourquoi elle ne me convainc pas



J’accepte volontiers l’ensemble de l’argumentaire, et mettrais simplement le verbe contribuer au conditionnel.

Ce n’est pas la constante cosmologique qui a besoin d’un effet ambivalent : c’est le modèle ΛCDM pour qui les problèmes posés par les progrès de l’astrophysique observationnelle obligent le cosmologiste à intuiter des effets de pression négative dans notre espace-temps.

On n'intuite pas. Si le vide a un niveau d'énergie non nul (c'est la seule hypothèse, et c'est une propriété requise a priori par la QFT), alors il a une tension, alors il gravite répulsivement. Les alors sont des conséquences théoriques bien contraintes par la QFT et la RG.

Combiné au fait, plus ancien, que l’on manque manifestement de matière, le Dr Pangloss lui-même, dans son meilleur des mondes, serait d’accord pour conclure que la matière manquante est pourvue des deux attributs que l’on recherche désespérément. Cela ne veut pas dire que cette matière (ce fluide) miraculeux existe. Il paraît tout de même logique, au moins à mes yeux, d’exiger qu’elle puisse s’inscrire de façon cohérente dans le système actuel des lois physiques, qui ont quand même fait leurs preuves, et une physique sans unicité des lois ne permettrait plus de faire de la physique. Il faut affecter ces termes d’énergie de signe opposé à des sources physiques, leur affecter une place différente sur une matrice n’est que de la mathématique, qui doit rester au service de la physique.

Ah non ça n'a rien de panglossien (?). L'hypothèse d'une masse cachée négative ça reste très exotique. Beaucoup plus exotique que ΛCDM, en tout cas.

Nous sommes (presque) d’accord sur l’identité (je dis bien IDENTITE et pas homogénéité) dimensionnelle entre la densité d’énergie en général et (la densité) d’énergie de pression en particulier : dimensionnellement, c’est élémentaire, mais cela va un peu plus loin.

Si l’on s’en tient aux cas de la fusion, fission, on sait que la densité d’énergie est du type E = mc2 qui montre que cette énergie est du signe de la masse.
Si on s’en tient à l’énergie de pression, la théorie cinétique des gaz nous donne une relation identique avec un carré de vitesse.
Les énergies du fonds diffus cosmologique (photons, …) comptent pour très peu.

Dans le corpus des lois actuelles, l’énergie est donc toujours du signe de la masse et, accessoirement, de celui de la température.

Pour ce qui est en gras ça ne me semble pas du tout aussi simple
https://en.wikipedia.org/wiki/Negative_mass
In special relativity
One can achieve a negative mass independent of negative energy. According to mass–energy equivalence, mass m is in proportion to energy E and the coefficient of proportionality is c2. Actually, m is still equivalent to E although the coefficient is another constant such as −c2.[41] In this case, it is unnecessary to introduce a negative energy because the mass can be negative although the energy is positive.

Visiblement le modèle ΛCDM n'est pas mûr, voir aussi la dernière discussion ouverte...

JPL a relevé en vert, et je plussoie.

[spark1]

Deedee81 :
Par "apparue spontanément" je veux dire par "generation-spontanee"
(La génération spontanée est une notion aristotélicienne tombée en désuétude, faisant la supposition de l’apparition sans ascendant, d’êtres vivants à partir de la matière inanimée.)

Donc si on considère l'univers comme ayant un point d'origine, il ya donc une création ex nihilo qui est venu a partir de rien,
Ce qui est contraire a toute rationalité

[papy-alain]

Deedee81 :
Par "apparue spontanément" je veux dire par "generation-spontanee"
(La génération spontanée est une notion aristotélicienne tombée en désuétude, faisant la supposition de l’apparition sans ascendant, d’êtres vivants à partir de la matière inanimée.)

Donc si on considère l'univers comme ayant un point d'origine, il ya donc une création ex nihilo qui est venu a partir de rien,
Ce qui est contraire a toute rationalité

Qui parle de "création" à partir de rien ? Qu'y avait-il avant le bigbang ? Personne n'a la réponse.

[Deedee81]

Salut,

Donc si on considère l'univers comme ayant un point d'origine, il ya donc une création ex nihilo qui est venu a partir de rien,
Ce qui est contraire a toute rationalité

Relit ce que j'ai expliqué, j'ai dit exactement le contraire. Un point "d'origine" ne signifie pas création. Tu es le seul ici à parler de création.

En outre, tout semble indiquer qu'il n'y a pas de tel point d'origine.

On sait bien que proche de T=0 (qu'on peut voir comme une simple étiquette, pas une origine, comme le zéro degré sur le thermomètre : ça n'empêche pas T<0) il faut forcément marier relativité générale et mécanique quantique. Et on ne connait pas encore la bonne méthode.

Toutefois on sait déjà pas mal de chose.
- Tout d'abord : https://arxiv.org/abs/hep-th/0505144
on peut montrer (de manière heuristique) que gravité + MQ implique l'existence d'une longueur minimale et donc une absence de singularité
- En outre toutes les théories candidates à la gravitation quantique conduisent à un pré-big bang (un avant le T = 0). Malheureusement il y a autant de modèles que de théoriciens et ça ne nous éclaire pas sur la bonne solution. Mais toutes ces solutions sont "sans origine".

[papy-alain]

En fait, le fameux T = 0 n'est qu'un point de repère, une étape que nous définissons comme étant le moment du début de notre bigbang.
Mais, comme le dit E. Klein, si le temps n'avait pas existé avant, quel aurait pu être l'élément déclencheur du bigbang ?
Et si l'on définit la notion de temps comme l'émergence du principe de causalité, tout est clair.

[Deedee81]

En fait, le fameux T = 0 n'est qu'un point de repère, une étape que nous définissons comme étant le moment du début de notre bigbang.

Tout à fait d'accord.
Avec un temps cosmologique (T) calqué sur les modèles issus de la relativité générale (pertinente pour la partie validée/observable/mesurable).

Mais, comme le dit E. Klein, si le temps n'avait pas existé avant, quel aurait pu être l'élément déclencheur du bigbang ?
Et si l'on définit la notion de temps comme l'émergence du principe de causalité, tout est clair.

C'est correct pour l'explication de "origine != création"

Mais je trouve quand même l'explication un peu courte (sans critique, mon explication du message 49 était de ce type) car il existe des modèles avec temps émergeant. Faut être prudent. Mais je ne connais pas bien le point de vue de Klein là-dessus. Je sais qu'il y a presque une bataille rangée entre théoriciens qui disent "le temps est émergeant" et ceux qui disent "le temps est fondamental". Rovelli tête de file du premier (avec l'hypothèse très séduisante du "temps thermique" en gravité à boucles) et Smolin tenant du deuxième point de vue. Le fait est qu'il est strictement impossible de trancher en l'état actuel.