L'univers en mouvement

[jojo17]

Merci d'avoir pris le temps de traduire !
Mais alors là, du coup, il va me falloir un petit moment et plusieurs lectures pour comprendre, c'est ardu.
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[jojo17]

Franchement, ça me dépasse.
Pourrais-tu m'aider, avec la compréhensions que tu as de ce paradoxe, et tes mots de pédagogue, à comprendre ses conséquences et ses implications ?

[Gilgamesh]

Franchement, ça me dépasse.
Pourrais-tu m'aider, avec la compréhensions que tu as de ce paradoxe, et tes mots de pédagogue, à comprendre ses conséquences et ses implications ?

Oh, pour l'instant c'est une simple curiosité. Non, je ne pense pas que ce soit une vraie bonne explication au paradoxe de Fermi, et je ne pense pas qu'il faille en conclure qu'on est la seule civilisation technologique de l'Univers observable. Guth lui même en conclut que ça illustre essentiellement la difficulté à raisonner logiquement avec des ensembles infinis.

[jojo17]

Ah ok!
C'est vrai que c'est troublant que le multivers soit infini
Mais je n'ai surtout pas compris le rapport, comme réponse à ma question, Je vais la reposé autrement....le multivers a t-il l'âge de notre univers?

[jojo17]

Il est très étonnant de penser que dans l'infinitude d'univers nous soyons l'un des premiers, c'est une situation plutôt"remarquable"

[jojo17]

Ah ok!
C'est vrai que c'est troublant que l'inflation soit infini

Rectification, mais tu avais sûrement compris...

[jojo17]

Cela ne plaide-t-il pas pour un multivers de niveau 1

[Gilgamesh]

Ah ok!
C'est vrai que c'est troublant que le multivers soit infini
Mais je n'ai surtout pas compris le rapport, comme réponse à ma question, Je vais la reposé autrement....le multivers a t-il l'âge de notre univers?

Le multivers est forcément plus vieux, mais on n'a aucune idée de combien.

Qu'est ce que tu ne comprend pas dans le paradoxe ? Tu peux reprendre l'explication que j'ai traduite et me dire où ça bloque.

[jojo17]

Je ne saurais te dire précisément où je bloque... partout. Il y a beaucoup de choses à prendre en considération en même temps pour comprendre.
Mais en relisant, de nombreuses fois, pour tout intégrer, je devrais réussir à comprendre
Si je n'y arrive toujours pas j'aurais quand même avancé dans la compréhension et je pourrais te dire ce qui m'empêche de comprendre, pour l'instant après une dizaine de relecture ça m'embrouille toujours

[jojo17]

Comme le nombre d'univers qui satisfont à la condition T est 10³⁷[/I] [NdM : e^{10^37} !] [I]fois supérieur au nombre d'univers qui satisfont à la condition T + 1s, et comme nous savons seulement que nous vivons dans un univers qui satisfait à la condition T, il est extrêmement improbable que notre univers satisfasse également à la condition T+1s.

Je n'arrive pas à comprendre la voie de conséquence qui aboutit au fait qu'il soit extrêmement improbable que notre univers satisfasse également à la condition T+1s

[jojo17]

Une autre question ..
Ne penses-tu pas que c'est parce que nous soyons à l'origine de la théorie (les architectes) que nous nous y placions à l'origine (notre univers l'un des plus anciens)? N'est-ce-pas une difficulté de la singularité originelle ?

[Gilgamesh]

Je n'arrive pas à comprendre la voie de conséquence qui aboutit au fait qu'il soit extrêmement improbable que notre univers satisfasse également à la condition T+1s

Pour 1 univers d'âge T + 1s, il y en a N d'âge T (plus jeune d'1 seconde) avec N très grand ~ e^{10^37}. La probabilité a priori que nous vivions dans l'univers T + 1s est 1/(N+1). Comme N est très (très) grand, cette probabilité est infime. Les univers les plus jeunes étant de très (très) loin les plus nombreux, la probabilité est maximale que nous vivions dans le plus jeune univers possible.

[jojo17]

Merci Gilgamesh, c'est nettement plus clair maintenant, et désolé pour l'ésotérisme dû à ma mécompréhension.
Je n'ai plus de question pour le moment mais le sujet est passionnant et suscite la réflexion, je reviendrai sûrement dessus.
Bonne soirée

[jojo17]

Bonjour,
La théorie de la percolation nous permet de déterminer en fonction du paramètre P la "distribution" dans le multivers des univers poche.
Sait-on déterminer leur évolution dans le temps en fonction de leur "stabilité"?
Je suppose que chacun n'évolue pas de la même manière en fonction de leur "contenu"?

[jojo17]

Pour être un peu plus précis,
Sait-on déterminer l'évolution dans le temps de leur"densité" pour une valeur de P donnée, en fonction de leur"stabilité"?

[jojo17]

J'aurais dû commencer par là...
Tous les univers poche se "maintiennent"-ils?

[Gilgamesh]

Bonjour,
La théorie de la percolation nous permet de déterminer en fonction du paramètre P la "distribution" dans le multivers des univers poche.
Sait-on déterminer leur évolution dans le temps en fonction de leur "stabilité"?
Je suppose que chacun n'évolue pas de la même manière en fonction de leur "contenu"?

Pour ce qu'on en infère (je vais éviter le verbe "savoir" car le sujet est forcément spéculatif, par essence) l'évolution repose sur Λ, la cte cosmologique.


Λ peut être positive ou négative.
Λ peut être petite ou grande.
Λ peut être constante ou évolutive.

Dans le multivers inflationnaire (zone blanche) Λ est positive et très élevée, par construction.

En plein d'endroit, localement, on a des changement de phase où Λ s'effondre, l'inflation cesse en ces endroits et ça donne autant de Big Bang chauds.

Si Λ reste positive (et constante) : H partant d'une valeur élevée décroit pour atteindre asymptotiquement une valeur constante H = √(Λ/3). La poche d'univers ne cesse de croitre exponentiellement a(t) = exp(Ht). C'est le scénario du Big Chill, le destin pressenti pour notre univers.

Si Λ devient négative (et constante) : H partant d'une valeur élevée décroit jusqu'à devenir négatif, le rayon de l'univers après avoir atteint un maximum décroit et s'annule. La poche d'univers disparait. On a une variante de Big Crunch.

On peut aussi envisager des scénarios avec Λ variable en fonction du temps (ou du facteur d'échelle, enfin de qq chose d'évolutif). En particulier dans le scénario dit du Big Rip, Λ est une fonction croissante de a (on parle alors d'"énergie fantôme"). Dans ce cas, le facteur d'échelle atteint une valeur infinie en un temps fini. Ce que je trouve assez non-physique, mais bon... on a une poche d'univers qui en qq sorte redevient "blanche" et tout ce qu'elle contient de matériel se volatilise.

[jojo17]

Merci Gilgamesh !
Quelques autres questions... Qu'est-ce qui détermine P ? Est-ce propre aux fluctuations quantiques ? Est-ce fonction du champ ( inflaton) ? Les propriétés des fluctuations quantiques sont-elles les mêmes pour un "vide de haute énergie" que pour un "vide de basse énergie" comme elles sont invariantes d'échelle ?

[jojo17]

Correction

Qu'est ce qui détermine P?

De quoi est fonction P?

[Gilgamesh]

Merci Gilgamesh !
Quelques autres questions... Qu'est-ce qui détermine P ? Est-ce propre aux fluctuations quantiques ? Est-ce fonction du champ ( inflaton) ? Les propriétés des fluctuations quantiques sont-elles les mêmes pour un "vide de haute énergie" que pour un "vide de basse énergie" comme elles sont invariantes d'échelle ?

C'était en gros l'objet du message #109, basé sur l'article de (Guth, 2007) : Eternal inflation and its implications

L'idée est que l'évolution est le produit d'une pente "classique" allant du haut vers le bas et d'une fluctuation quantique. "Classique" parce qu'il s'agit d'un résultat de physique classique : le système évolue vers son état de moindre énergie, de "blanc" à "noir".

L'évolution classique du champ Φ (l'inflaton) dépend de l'équation qu'on donne à son potentiel V(Φ).

Dans l'article il est suggéré de partir d'un potentiel du type V(Φ) = 1/4 λΦ⁴.

On va se baser là-dessus, mais il faut bien garder en tête qu'il s'agit de la principale inconnu du modèle. Les modèles de potentiel d'inflaton ça a proliféré comme du chiendent ces dernières années, notamment en vue de la mission Planck (*), je pense que ça c'est un peu calmé depuis. La réponse en terme d'évolution dépend évidemment du modèle choisi.

Un univers vide, sans matière, mais avec une constante cosmologique, est ce qu'on appelle un univers de De Sitter.

Si on munit un univers de De Sitter d'un vide qui obéit à l'équation ci dessus on obtient une relation entre l'évolution temporelle du champ, la dérivée dΦ/dt (Φ avec un point au dessus à la page 9 de l'article) et le taux d'expansion H du type (inféré de l'équation [7] en négligeant la dérivée seconde) :

dΦ/dt = −λΦ³/(3H)

H, le taux d'expansion, étant lui même relié à la valeur du potentiel par l'équation de Friedmann :

H² = 8π/3 Gρ

avec G la cte de gravité et ρ la densité d'énergie. Qui est ici donné par la valeur du potentiel V(Φ), seule forme d'énergie de cet univers.

Du coup on a si je ne m'abuse une dépendance de la dérivée de la forme dΦ/dt ~ Φ. Un champ élevé devrait évoluer plus rapidement. Mais y'a ici le facteur λ qui peut moduler ça.

Donc j'ai pas de réponse quantitative à te donner, mais oui, l'évolution temporelle du champs est bien un aspect des modèles physiques.


---
(*) Juste pour le fun, la liste des modèles d'inflation "challengés" par les résultats de la mission Planck

https://arxiv.org/pdf/1312.3529.pdf
Higgs Inflation (HI)
Radiatively Corrected Higgs Inflation (RCHI)
Large Field Inflation (LFI)
Mixed Large Field Inflation (MLFI)
Radiatively Corrected Massive Inflation (RCMI)
Radiatively Corrected Quartic Inflation (RCQI)
Natural Inflation (NI)
Exponential SUSY Inflation (ESI)
Power Law Inflation (PLI)
Kähler Moduli Inflation (KMII)
Horizon Flow Inflation at first order (HF1I)
Coleman Weinberg Inflation (CWI)
Loop Inflation (LI)
R + R2p
ation (RpI)
Double Well Inflation (DWI)
Mutated Hilltop Inflation (MHI)
Radion Gauge Inflation (RGI)
MSSM Inflation (MSSMI)
Renormalisable Inflection Point Inflation (RIPI)
Arctan Inflation (AI)
Constant ns A Inflation (CNAI)
Constant ns B Inflation (CNBI)
Open String Tachyonic Inflation (OSTI)
Witten-O’Raifeartaigh Inflation (WRI)
Small Field Inflation (SFI)
Intermediate Inflation (II)
Kähler Moduli Inflation II (KMIII)
Logamediate inflation (LMI)
Twisted inflation (TWI)
Generalised MSSM Inflation (GMSSMI)
Generalised Renormalisable Point Inflation (GRIPI)
Brane SUSY Breaking Inflation (BSUSYBI)
Tip Inflation (TI)
Beta Exponential Inflation (BEI)
Pseudo Natural Inflation (PSNI)
Non Canonical Kähker Inflation (NCKI)
Constant Spectrum Inflation (CSI)
Orientifold Inflation (OI)
Constant nS C Inflation (CNCI)
Supergravity Brane Inflation (SBI)
Spontaneous Symmetry Breaking Inflation (SSBI)
Inverse Monomial Inflation (IMI)
Brane Inflation (BI)
Running-mass Inflation (RMI)
Valley Hybrid Inflation (VHI)
Dynamical Supersymmetric Inflation (DSI)
Generalised Mixed Large Field Inflation (GMLFI)
Logarithmic Potential Inflation (LPI)
Constant nS D Inflation (CNDI)

[jojo17]

Merci.
Je vais poser une question peut-être un peu bizarre...si le multivers croît, les"distances" entre univers augmentent-elles ?

[jojo17]

Bonjour,
Pour mieux comprendre ton message précédent, j'ai peur de passer à côté...
Quand tu dis" évolution temporelle du champ", faut-il comprendre son "passage" de blanc à noir ?
Je me mélange un peu...

[Gilgamesh]

Merci.
Je vais poser une question peut-être un peu bizarre...si le multivers croît, les"distances" entre univers augmentent-elles ?

Oui, dans ce paradigme, à part dans le cas particulier des univers à cte cosmo négative qui "big crunchent", toutes les distances sont croissantes.

Et pour la question suivante, oui, l'évolution temporelle du champ c'est bien ce qui amène de place en place à son extinction.

[jojo17]

Merci, c'est ce que j'avais cru comprendre pour l'évolution temporelle du champ, mais je n'étais pas sûr.
Y a-t-il une "frontière physique" entre l'univers poche et le multivers ?

[jojo17]

.Y a-t-il une "frontière physique" entre l'univers poche et le multivers ?

Bonjour,
Pour être un peu plus clair, qu'y a-t-il à la limite entre un univers poche une fois formé, et le multivers?

[Deedee81]

Salut,

Pour être un peu plus clair, qu'y a-t-il à la limite entre un univers poche une fois formé, et le multivers?

Je ne suis pas sûr que cela ait un sens car chaque univers poche est décrit par un espace compact (à temps cosmologique donné) donc une variété sans bord (si on va tout droit on n'en sort jamais où on se retrouve à son point de départ). La distance entre deux poches n'est pas définie.

[jojo17]

Salut,
Je suppose qu'il doit bien y avoir une"transition" entre l'univers poche et le multivers, vu que l'un "baigne" dans l'autre ?
Mais tu as sans doute raison, je n'aurai pas du parlais de "limite".

[Deedee81]

Je suppose qu'il doit bien y avoir une"transition" entre l'univers poche et le multivers, vu que l'un "baigne" dans l'autre ?
Mais tu as sans doute raison, je n'aurai pas du parlais de "limite".

La transition se fait au début, quand se forment les poches, puis il y a déconnexion causale, plus aucun lien causal n'étant possible entre poche. La structure globale doit quand même être fort compliquée.

Imaginons une surface en caoutchouc avec deux turlutes, deux manches, orientées vers le haut. Le temps étant la direction verticale. La connexion entre les deux manches se fait dans la zone du bas. Mais une fois déconnectés il n'y a plus aucun lien entre les deux manches ni aucune relation possible et aucune distance entre les deux. Evidemment pour une surface en caoutchouc "plongée" dans l'espace ordinaire il y a toujours une distance mais ici il faut imaginer que la surface en caoutchouc et ces deux manches sont tout, tout l'univers, tout l'espace et le temps et "entre les deux" n'existe pas, ce n'est qu'une facilité de représentation graphique. Ca nécessite un effort d'abstraction qui n'est pas simple.

[Gilgamesh]

Salut,



Je ne suis pas sûr que cela ait un sens car chaque univers poche est décrit par un espace compact (à temps cosmologique donné) donc une variété sans bord (si on va tout droit on n'en sort jamais où on se retrouve à son point de départ). La distance entre deux poches n'est pas définie.

Là dessus j'ai cherché de la littérature mais on peut pas dire qu'on en trouve des charrette qui traite des frontières. Toutefois on trouve quand même abordé la question des collisions d'univers (c'est notamment cette question qui a contribué à l'abandon du modèle "old inflation" de Guth). Ce qui implique des variétés avec bords. Je pense que pas mal d'option sont sur la table encore.

[Deedee81]

Je pense que pas mal d'option sont sur la table encore.

Ne connaissant pas assez le sujet je n'avais pas osé parler de telles possibilités. Mais c'est vrai qu'il y a beaucoup de théories différentes. Merci Gilga