Question sur les frontières de l'Univers
Bonjour,
Est t'il possible qu'au dela des frontières de note univers, que notre univers comportant un nombre presque infinie de galaxies / étoiles ,
soit loger (l'univers) dans un monde ?
Par exemple loger dans une salle ?
Si oui la salle géante mesure des milliard de milliard d'années lumiéres.
Ou l'univers loger dans un univers ?
Si non au 3 questions
Peux t'il avoir d'autres univers ?
Merci
d'près certaines théories il serait possible qu'il existe plusieurs univers
Maaaagnifiiiiique ! tout ça n'a aucune importance..
Si c'est ce genre de "vision" là, à la Men in Black, impliquant l'emboîtement fractal de diverses échelles, la réponse de la Physique est clairement : non. Pour au moins deux raisons fondamentale : l'effet d'échelle et l'existence de constantes fondamentales.Envoyé par Egbert24
L'effet d'échelle c'est le fait que de nombreux phénomènes dépendent de rapports de puissances d'une dimension. Par exemple : un dirigeable de dimension L a une masse qui augmente avec la masse de l'enveloppe (en L2) et un pouvoir ascensionnel qui augmente avec son volume (en L3). L'efficacité du dispositif (sa propension à supporter sa propre charge) dépend du ratio des deux, elle est en L3/L2 donc en L : il ne peut y avoir de dirigeable de dimension arbitrairement petite, il faut une "certaine taille" pour que ça marche. Un insecte supporte son poids grâce à un squelette externe, donc surfacique (en L2) et une masse proportionnelle à son volume (L3) : il ne peut y avoir d'insecte de dimension arbitrairement grande, ce qui se constate dans la Nature. Avec un peu d'imagination, on comprend que ces ratios dimensionnés sont impliqués dans à peu près tous les phénomènes physiques. On ne peut donc généralement pas changer les dimensions d'un objet sans changer la physique des phénomènes qui s'y déroulent.
L'existence de constante fondamentale de valeur déterminée, dont la constante de Planck, fait que certains effets, indexés sur la valeur de cette constante et qui ont une réalité à petite échelle sont totalement insignifiants à une échelle simplement millimétrique, a fortiori à l'échelle d'une galaxie. Une galaxie par exemple ne peut pas être comprise comme un "atome" dont les "électrons" seraient les étoiles et le bulbe le "noyau", car l'atome est tout entier dominé par des effets quantiques qui sont absents à grande échelle.
Le concept de Multivers existe bien en Physique (et en cosmologie tout particulièrement) mais c'est un concept protéiforme et il faut l'aborder de manière ordonnée, sans se mélanger les pinceaux. Il faut déjà préciser de quel multivers on parle.
On va prendre la classification de Max Tegmark (The Multiverse Hierarchy)
• Le Multivers de niveau I:
Je cite Tegmark : Une prédiction générique de l’inflation cosmologique, c'est un espace « ergodique » infini, qui contient des volumes Hubble réalisant toutes les conditions initiales - y compris une copie identique de vous même à environ ~1010^29 m de vous.
Ce NI désigne donc le simple prolongement de l'univers observable (délimité par l'horizon des particules, ce qu'on va désigner pour simplifier comme un volume de Hubble, c'est à dire comme le volume d'une sphère centré sur nous et de rayon c/H), de nature toute à fait semblable à celle de l'univers observable, tant au niveau des lois (constante physique, masse des particules élémentaires...) que de la densité d'énergie (poussière, rayonnement, densité d'énergie du vide), de la courbure, de la structure (amas de galaxie, galaxie, système stellaire...) et de la composition chimique (même histoire thermique depuis la nucléosynthèse primordiale jusqu'aux nucléosynthèses stellaires). L'existence de ce multivers tombe sous le sens et ne peut guère être mis en doute. Seule la validation de l'hypothèse d'une géométrie multiplement connexe avec une maille élémentaire plus petite que l'univers observable (l'univers chiffonné de Luminet & al.) invaliderait l'existence du niveau 1, mais ça semble peu probable.
• Le Multivers de niveau II :
Tegmark : Compte tenu des lois fondamentales de la physique que les physiciens espèrent un jour capturer avec des équations sur un T-shirt, différentes régions de l'espace peuvent présentent différentes lois physiques efficaces (constantes physiques, dimensionnalité, contenu en particules, etc.) correspondant à différents minima locaux dans un paysage de possibles.
Le NII désigne l'ensemble des multivers de niveau I ou pocket universes, dans lequel il est possible d'envisager une grande diversité de lois physiques :
nombre de dimensions spatiales étendues
constante de couplage des forces
masse des particules
valeur de la constante cosmologique
...
Ensuite Tegmark envisage encore deux niveaux que je ne détaillerai pas [un article Futura à ce sujet][Une page de lien sur les niveaux III et IV] :
• le Multivers Quantique (niveau III), celui de l'interprétation des monde multiples d'Everett.
Tegmark : En mécanique quantique unitaire, les autres branches de la fonction d'onde n'ajoutent rien de nouveau qualitativement, ce qui est ironique étant donné que ce niveau a été historiquement le plus controversé.
• le Multivers Mathématique (niveau IV) constitué par l'ensemble des monde possibles engendrés par les mathématiques (hypothèse platonicienne).
Tegmark : D'autres structures mathématiques donnent différentes équations fondamentales de la physique pour ce T-shirt.
Si on en reste au deux premiers niveaux, qui sont du registre de la cosmologie, on a donc une vision d'ensemble assez simple, un Multivers global (niveau II) au sein duquel prolifèrent les pockets universes (niveau I) contenant un grand nombre de volume de Hubble, c-à-d comme des univers observables, qu'on pourrait appeler le niveau 0.
La théorie la plus consensuelle aujourd'hui pour décrire le processus d'engendrement est celle de l'inflation chaotique perpétuelle. L'idée est la suivante : on part d'un vide de densité d'énergie élevée, et de ce fait en inflation. Ce vide possède un état d'énergie plus bas, et il va décroître spontanément dans ce nouvel état, à la manière d'un atome ou d'un noyau qui se désexcite pour rejoindre son état fondamental. Au cours de sa descente de potentiel le champs fluctue de place en place (d'où le terme d'inflation chaotique) et il suffit que la probabilité qu'un des volumes de Hubble (de taille subatomique, car H est très grand) se retrouve avec un potentiel plus élevé que le potentiel de départ soit dépasse un certain seuil pour péréniser le phénomène. Une fois lancé, l'inflation ne s'arrête jamais, comme un feu de forêt qui trouverait éternellement du combustible, et produit perpetuellement de nouveaux univers.
Plus de détails :
Dossier Futura : L'inflation chaotique
Eternal inflation and its implications (Alan Guth)
Dernière modification par Gilgamesh ; 08/05/2024 à 19h46.
Parcours Etranges
Sur la question sempiternelle "en dehors de l'univers" ou au-delà ou ce qu'on veut, la réponse est qu'avec le big Bang, l'Univers a exporté les 3 dimensions plus de temps.
donc cette sémantique -ainsi que le langage qui va avec en incluant sa complexité et son raffinement- est locale et purement locale à l'univers que nous habitons.
Ce qu'il y avait avant on n'en sait rien mais même cette question n'a pas vraiment de sens car l'Univers a exporté le temps avec sa création.
Avant le temps, il y avait quoi ? La réponse ne peut être que métaphysique à la limite car le temps de Planck nous rappelle que l'infiniment petit n'existe pas plus en physique que l'infiniment grand.
Donc la question "en dehors de l'Univers y'a koi?" n'a vraiment pas de sens car sémantiquement 'en dehors de...' et 'au-delà de...' suppose l'idée d'au moins deux dimensions.
Par contre les hypothèses de multivers sont intéressantes et non dénuées de sens, même si on ne peut rien prouver empiriquement pour le moment.
Dernière modification par oualos ; 09/05/2024 à 17h53.
"Avant le temps" n'appelle pas une réponse métaphysique : c'est une phrase qui n'a simplement pas de sens parce que pour avoir un "avant" il faut le temps.
Et l'univers n'a rien "exporté".
Bref du blabla sans aucun sens.
Que signifie, parlant d'un univers, l'idée d'exporter des dimensions ?
A priori ça n'a aucun sens Physique, et je suis à un doigt d'écrire en vert. Merci de clarifier, ou d'arrêter complètement l'usage de concept pseudo-scientifique.
Dernière modification par Gilgamesh ; 09/05/2024 à 20h04.
Parcours Etranges
Bonjour, à propos des frontières de l'univers, j'avais un jour posé une question qui posait un problème de résolution concernant le fait que l'expansion de l'univers ne s'appliquait pas à une certaine échelle : (sinon on se dissiperait): peut-on parler de frontière à ce niveau ? (je précise que mes connaissances dans ce domaine sont quasi inexistantes)
Sans questions il n'y a que des problèmes sans réponses.
L'expansion de l'univers est inopérante dès lors qu'on a un système suffisamment lié, c'est à dire lorsque la vitesse de chute libre vers le centre de masse d'une zone de rayon R et de masse M, v = √(GM/R) est supérieure à la vitesse de récession donnée par la loi de Hubble-Lemaître v' = HR.
Parcours Etranges
C'est difficilement compréhensible pour moi (je n'y connais rien de chez rien en physique) cependant il y a dans cela une situation d'égalité ambiguë que je perçois (sans en comprendre les termes): √(GM/R)=HR: est ce possible sachant que localement tout est aussi en mouvement ?
Sans questions il n'y a que des problèmes sans réponses.
Quand tu tombes dans un champ de pesanteur, la vitesse atteinte est par définition la vitesse de libération √(GM/R). Par exemple si un objet immobile à l'infini tombe sur Terre, la vitesse à l'impact sera 11 km/s.
Par ailleurs, si on prend 2 particules-test (qui n'exerce aucune force l'une sur l'autre) séparées par une distance R dans un univers vide, en expansion au taux H, la vitesse à laquelle elles s'éloignent l'une de l'autre est le produit de la distance par le taux d'expansion (loi de Hubble-Lemaître) : v' = HR.
Ces deux vitesses sont de signes opposées : l'une rassemble les masses, l'autre éloigne toute masse de toutes les autres.
Localement si la gravité générée par la présence de masse excède l'expansion, HR < √(GM/R) les masses se rapprochent donc R diminue, donc √(GM/R) augmente et HR diminue : une fois que la gravité l'emporte, elle l'emporte de plus en plus, l'effondrement gravitationnel est une phénomène catastrophique et tu obtiens un corps gravitationnellement lié (amas, une galaxie, étoile, etc).
A l'inverse si HR > √(GM/R) au départ, les masses s'éloignent, R augmente donc √(GM/R) diminue et HR augmente : une fois que l'expansion l'emporte, elle l'emporte de plus en plus et les corps s'éloignent pour toujours.
Dernière modification par Gilgamesh ; 16/05/2024 à 09h04.
Parcours Etranges
Bonjour à tous,
L'univers sans frontière qui contient les milliards de milliards .....à l'infini de galaxie, il a toujours été là comme pour tout il n'a pas était créé ni vouer à disparaître, mais à se transformer (rien ne se crée, rien ne se perd, tout se transforme "Antoine de Lavoisier 1789" ) ?
Est-ce applicable à notre univers ?
https://fr.wikipedia.org/wiki/Rien_n..._se_transforme
Faire tout pour la paix afin que demain soit meilleur pour tous
Petite correction (qui ne change rien à la suite de l'explication) : vL=√(2GM/R)
D'autre part, dans notre univers observable, si Λ est constante(*), H tend vers une valeur constante ~58 km/s/Mpc, pas très inférieure à sa valeur actuelle Ho~70 km/s/Mpc. Donc il n'y a pas de raison que les structures gravitationnellement liées, comme les galaxies ou les amas de galaxies, finissent par ne plus l'être. Les amas de galaxies ou les galaxies isolées continueront simplement de s'éloigner les uns des autres, au point que, pour un observateur vivant dans une de ces structures, les autres ne seront plus observables (elle se situeront au-delà de son horizon); ça sera certes dommage pour les astronomes, mais ça ne changera pas grand-chose à la vie de nos lointains descendants (s'ils ont pu échapper aux conséquence de la transformation inéluctable du Soleil en géante rouge, par exemple en migrant ailleurs dans la Voie Lactée...).
(*) Mais si Λ représente la densité d'énergie d'un champ de nature encore inconnue aujourd'hui (la fameuse énergie sombre), pour que Λ soit constante il faudrait que le paramètre w de l'équation d'état de ce champ (rapport entre sa pression et sa densité d'énergie) vaille exactement -1, ce qui serait une sacrée coïncidence à moins que Λ représente simplement la densité d'énergie du vide prédite par la physique quantique (ce que son ordre de grandeur semble exclure).
Si la valeur de w est supérieure à -1 (autrement dit sa valeur absolue est inférieure à 1), hypothèse privilégiée par les observations récentes de DESI, l'accélération de l'expansion diminue.
C'est seulement si w était inférieur à -1 (supérieur à 1 en valeur absolue) qu'on pourrait spéculer sur un éventuel scénario de type "big rip".
Dernière modification par yves95210 ; 16/05/2024 à 10h28.
Dans son cours sur l'inflation, Alan Guth (un des fondateurs de la théorie) a nommé "miracles de la Physique" les deux mécanismes qui rendent possible la création d'un univers en expansion à bilan d'énergie nulle.
D'une part, le fait qu'un vide d'énergie de point zéro non nulle (comme prédit par la théorie quantique des champs) engendre une tension (une pression de signe négatif) qui gravite répulsivement en relativité générale, ce qui donne l'origine de l'expansion de l'Univers, autrement inexpliquée (premier miracle).
D'autre part, le fait que l'énergie qui semble apparaitre ex-nihilo avec ce vide énergétique, qui remplit les espaces nouvellement créés par l'expansion, est compensée exactement par le potentiel gravitationnel de signe négatif qui remplit l'espace (second miracle). Ensuite ce vide décroit spontanément pour rejoindre un état de basse énergie et par un mécanisme complexe (reheating), il transfert son énergie aux champs de matière du Modèle standard, remplissant l'espace d'une plasma chaud et dense (Big Bang).
En quelque sorte, notre Univers emprunte ainsi son existence à la gravité, qui est un banquier à la capacité de crédit illimitée (et jamais remboursé).
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edit: merci à yves pour le correctif
Dernière modification par Gilgamesh ; Hier à 07h35.
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