Energie du vide et Expansion de l’univers une donnée m’intrigue.

[Daniel1958]

Bonjour

J'ai lu que l’énergie du vide est normalement à zéro. Mais cette valeur représente une valeur moyenne. Elle peut atteindre des valeurs colossales d’énergie positive dans des temps très brefs mais aussi de l’énergie négative dans les mêmes proportions donc tout s’égalise.

Ma question est très simple. On valorise la constante Lambda comme de l’énergie positive du vide donc répulsive vis-à-vis de la matière. (Je passe sur les problèmes de calculs qui me dépassent).

Mais quid de l’énergie négative attractive ???

Pourquoi n’y fait-on (pour les non-initiés) pas référence dans ce cas ??????

Avez-vous une réponse ou je me trompe complétement ?

Cordialement
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[physeb2]

Bonjour Daniel,

tu parts du principe qu'il y a une énergie négative car la moyenne est 0? Ce n'est pas la raison de la valeur moyenne nulle.
Le fait est que les fluctuations quantiques du vide sont permisent durant un temps court (voir les relations d'incertitude d'Heisenberg). En terme de paerticules, tu peux le voir comme l'appartition de particules/anti-paerticules qui vont disparaitrent rapidement.Il n'y a pas d'énergie positive et négative qui se compensent, seulement une existence spontannée.

Donc pas d;énergie négative et surtout les propriétés d'une énergie sur l'expansion de l'Univers est en relation avec les relations entre la pression et la densité d'énergie, pas le signe d'une énergie.

J'espère que ça répond a la question de pourquoi on n'y fait pas référence

[Daniel1958]

Bon mes propos sont à prendre avec precautions

Voici je que j'ai lu cf Guido Tonelli "Genèse" (de l'univers pas religieuse)

Nous obtenons Zéro comme valeur moyenne des résultats. Les mesures individuelles donnent des valeurs fluctuantes positives ou négatives. Après il rappelle que plus le temps est court plus les fluctuations d'énergie sont importantes. Le vide peut être considéré comme un réservoir de matière et antimatière.

Donc c'est uniquement la pression engendrée par les fluctuations d'énergie (qu'elles soient positives ou négatives). C'est bien ça ?


Merci

[physeb2]

Je comprends d'où vient la confusion. Pour être honnête, j'avais pensé que ça pourrait venir de là.

C'est un abus de language historique (que j'apprécie guère voir en vulgarisation) que d'associer l'antimatière a une énergie négative.
Dans l'equation de Dirac, la solution est symétrique avec une solution positive et une solution négative (qui correspondent a des énergies dans l'équation). Il s'avère que les soltuions négatives sont l'anitmatière. Mais ça ne veut pas dire que son énergie est négative au sens stricte. Si tu prend un proton et un antiproton et les fait se rencontrer, ils vont s'anihiler en photons....qui ont bien une énergie positive. Si les deux particules étaient basiquement au repos (approximativement) l'énergie des photons émis sera égale a la somme des deux énergies de masse des particules, pas 0. Donc c'est pas vraiment une énergie négative, dans ce cas tu produirait rien si la somme des énergies vallait 0.

Le fait que dans les fluctuations du vide tu produise des paires de particules antiparticules permet de conserver tout les nombres quantiques, car son exactement opposés entra matière et antimatière. Mais la fluctuation a bien une énergie.

Au sens de la gravité on n;attend aucune différence entre les effets de la matière et de l'antimatière. Je peux produire la même phsique avec les deux types, donc les propriétées doivent être les mêmes et donc agir exactement de la même manière dans les équations d'Einstein.

J'espère que cela clarifie un peu.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Daniel1958]

Oui c'est clair


Et pourtant cette definition est proposée par un professeur à Pise (pas mal) et chercheur au Cern qui aurait été associé à la découverte du boson de Higgs. D'ailleurs c'est le seul (pour moi) qui a vraiment expliqué clairement rôle du boson de Higgs dans les particules de masses disons imposantes.


Cordialement


Mais c'est difficile aussi la vulgarisation. Quand je lis Sean Caroll son livre sur le temps, il parle des boucles temporelles il y a tout un tas de demonstrations pour dire qu'elles n'existent probablement pas.

[physeb2]

Et pourtant cette définition est proposée par un professeur à Pise (pas mal) et chercheur au Cern qui aurait été associé à la découverte du boson de Higgs. D'ailleurs c'est le seul (pour moi) qui a vraiment expliqué clairement rôle du boson de Higgs dans les particules de masses disons imposantes.

Je suis désolé mais ce genre de phrase contient une chose je n'aime pas: L'argument d'authorité n'est jamais un bon argument, surtout en sciences. De plus cette définition date de l'époque de Dirac, bien avant que Guido Tonelli naisse.

Comme j'ai essayé de te l'expliquer, pour quelqu'un qui a étudier la physique des particules, sa phrase est facilement interprétable car connaitra le pourquoi du comment de l'appellation d'énergie négative. Dans le cas de la vulgarisation, je n'aime pas cette dénomination car mène a des incompréhensions. Ce fut ton cas et tu n'es certaienemtn pas le seul a mal interpréter cette phrase.

[Deedee81]

Salut,

Evitons l'énergie négative, on ne la rencontre que :

- Dans la définition des états liés, on fixe le 0 n'importe où dans l'échelle d'énergie (en général pour la situation non liée et cela donne une énergie négative pour l'état lié) car la seule chose physique sont les échanges d'énergie
- Dans les systèmes accélérés et avec gravitation, mais c'est hummmm trèèèèès compliqué. Ce sont de toute façon des états éphémères (Ted Jacobson a même une conjecture là-dessus) est trop faibles pour influencer la cosmologie
- EDIT j'oubliais le cas de la MQ relativiste avec ses doubles solutions dû à E², je renvoie à la discussion en physique en cours sur ce sujet (attention si on veut y participer, ne pas faire du HS, j'ai déjà dû trop intervenir dedans, ça fait monter ma tension )
- Dans l'énergie du vide, c'est là-dessus que je vais revenir ci-dessous
- Dans la vulgarisation. C'est d'ailleurs pour cela qu'il ne faut pas utiliser d'argument d'autorité. Parfois quand je lis un message "machin a dit que" j'ai juste envie de faire "delete" du message (même si le truc est juste). Pourquoi ?
1) Parce que le "a dit que" est : sorti de son contexte (y a rien de pire que les citations, cela a autant de valeur qu'un caleçon porté deux semaines )
2) est vulgarisé. Hors les meilleurs scientifiques ne sont presque jamais les même pédagogues (il y a quelques exceptions), sans doute parce que les compétences nécessaires sont très différentes (et aussi un" contamination" due à l'enthousiasme, je l'ai très souvent vu, très bon signe pour les motivations de la personne, très mauvais pour le message vulgarisé). La seule chose valide (en particulier de ces pointures) sont les travaux techniques non vulgarisés : question piège, si si, devinez qui dans cette discussions ne les lit jamais
3) C'est pas "machin " qui s'exprime ici, c'est l'auteur du message. C'est horripilant de voir Trucmuche dire "c'est pas moi qui le dit c'est machin", le message ici, c'est Trucmuche qui l'a écrit. Que Trucmuche assume

Pour l'énergie du vide, elle vient des fluctuations quantiques du champ appelées fluctuations vide-vide (qui normalement se factorisent et se simplifient en théorie quantique des champs mais avec la gravité.... faut se méfier, surtout que personne ne sait vraiment comment les champs quantiques doivent se coupler à la gravité). On calcule facilement le résultat qui est donné par :
< 0 | a a+ |0> (a et a+ sont les opérateurs de destruction et création de particules du champ) =
Somme (sur tout les fréquences nu) de 1/2 h.nu²
(ce terme est la fameuse énergie de point 0 de l'oscillateur harmonique)

Résultat archi connu en physique des particules et qu'on évite avec ce qu'on appelle l'ordre normal. On trouve ça dans tout bouquin sur la théorie quantique des champs, sans exception. Dans wikipedia aussi évidemment.

Mais l'important ici est que ces termes sont tous positifs => non, non, pas d'énergie négative.

Dis-donc Daniel, je sais que les maths c'est pas ton truc mais dis moi : tu sais quand même que le carré d'un nombre réel est toujours positif, non ?

EDIT bref, l'énergie est très simple (c'est la grandeur conservée associée aux symétries par translations dans le temps) et très compliquées : ce qui se voit ci-dessus. Je n'ai jamais trouvé une vulgarisation complète et claire sur le sujet. J'ai une série sur youtube sur l'énergie mais elle mériterait aussi d'être fortement complétée.

[Daniel1958]

Bonjour

Une question naive de ma part pourquoi un argument d'autorité ne serait pas ....recevable. C'est une question pour moi. Quand je cite certaines personnes. Elles sont supposées compétentes ou avoir de la notoriété dans leur spécialité. Elles sont supposées être rigoureuses vis à vis des observations et des faits.

Quand j'en parle c'est simplement pour dire que ce n'est pas moi qui le dis mais une personne censée être qualifiée. Cela déplait et j'ai un peu de mal à le comprendre. Je considère que le niveau du forum (qui plus est collectif) est au même niveau qualitatif que ces personnes. Il est encore beaucoup plus pointu sur ces sujets car les domaines sont connus et le "forum" n'est pas de la vulgarisation.


Cela dit ta phrase sur Dirac m'a amené à réfléchir. Je fonctionne aussi de manière déductive. Je ne comprenais pas vraiment pourquoi matière/antimatière donnait un ou deux photons (donc une énergie double une par particule) quand on parlait énergie positive/négative. Là j'ai une réponse claire
L'antimatière est pesante et subi l'inertie. Dans le même ordre d'idée j'avais interrogé Mr Mansolier sur l'expérience Gbar si il pensait que l'antimatiére subissant le petit g. il ma répondu bien sur mais on veut en être certain. il disait que c'était lié à la relativité
Donc on a bien E=mc² loi non modifiée malgré la théorie de Dirac >>>Masse => matiere ou antimatiére.

Merci pour le bon dans la compréhension

[Deedee81]

Une question naive de ma part pourquoi un argument d'autorité ne serait pas ....recevable. [B][U]

J'ai expliqué pourquoi (ci-dessus).

Je fonctionne aussi de manière déductive.

Excuse-moi, mais là, tu as VRAIMENT réussi à me faire rire.

Pour l'antimatière (vu qu'on n'est pas sûr du couplage à la gravité il reste un doute) c'est toujours en cours de vérification (ça devrait être fini mais.... retard covid !!!!).
EDIT ah non, je vois ici https://home.cern/fr/science/experiments/gbar que c'est fait (l'antihydrogène chute). Curieux qu'on n'en parle pas plus.

EDIT en plus j'ai donné des explications précises sur le "pas d'énergie du vide négative" et tu n'as pas répondu. Ton but ici est d'imposer tes idées sans discuter sur le fond. Tu te fous TOTALEMENT des explications qu'on donne, ton but est juste de dire "machin a dit que". Ton attitude est vraiment insultante. Je sens le vert arriver.

[Daniel1958]

Au fait tu as répondu à ma réponse sur l'argument d'autorité. Il y a quand même (je m'avance intuitivement) des personnes qui sont appréciées m. Luminet même dans la vulgarisation.

Résultat archi connu en physique des particules et qu'on évite avec ce qu'on appelle l'ordre normal. On trouve ça dans tout bouquin sur la théorie quantique des champs, sans exception. Dans wikipedia aussi évidemment.

Archi connu des spécialistes. Je ne suis pas sûr que les relativistes connaissent ça

question piège, si , devinez qui dans cette discussion ne les lit jamais

toi

(ce terme est la fameuse énergie de point 0 de l'oscillateur harmonique)

les maths sont complexes. Ton point zéro est instable car le ressort va obligatoirement se détendre. Idéalement c'est un système sans fin. Il n'y a rien de négatif au niveau énergie (si ce n'est la force de rappel du ressort)

il me semble que tu parles d'une onde sinusoïdale et ou de la création d'une particule et de sa destruction

Dis-donc Daniel, je sais que les maths c'est pas ton truc mais dis moi : tu sais quand même que le carré d'un nombre réel est toujours positif, non ?

Non j'ai des notions de géométrie (simples), de calculs différentiels, d'équations linéaires, des logarithmes. Là où je suis archi nul c'est la connaissance de symboles et notation surtout sur les dérivées normales et vectorielles. Et je n'aime pas le petit i (bien qu'il soit parfois indispensable pour une onde)

[Deedee81]

Au fait tu as répondu à ma réponse sur l'argument d'autorité. Il y a quand même (je m'avance intuitivement) des personnes qui sont appréciées m. Luminet même dans la vulgarisation.

Tu confonds "apprécié" et "autorité".

Archi connu des spécialistes. Je ne suis pas sûr que les relativistes connaissent ça

Archi connu de ceux ayant fait ne fut-ce qu'un peu de théorie quantique des champs et donc de tous les physiciens (ça fait partie du cursus même si après on fait autre chose).

toi

Donc, tu affirmes que tu lis les articles avec les développements mathématiques ?

nawak

[Deedee81]

Bon, quand Daniel1958 commence à raconter du pur nawak en violation du point 6 de la charte c'est qu'il est temps de fermer.

(je parle de la partie commençant avec "ton point zéro est instable", celle-là elle devrait aller dans les perles des plus grosses énormités, l'état de base est le plus stable de tous en physique, même pas que quantique d'ailleurs)

Tu retombes dans tes travers.

Là je laisse passer. Mais je préviens : je vois UN message avec une affirmation gratuite, fautive (pour rester gentil) non étayée par une référence valide (donc pas "machin à dit", pas un bouquin, pas une vidéo, pas un actualité) et c'est sanction.
Immédiate. Ce qaui vaudra une (assez longue) exclusion (très proche de la limite de l'exclusion définitive).
Car tu exagères à tout le temps piétiner la charte, et je me fous de savoir pourquoi. A un moment donné le couperet tombe.