Hello
Dans tout modèle, la découverte d'une contradiction signifie sa fin. Les petits bouts qui résultent de son explosion doivent alors être recollés en partie dans l'objectif de résoudre cette contradiction. Exerçons-nous sur le modèle d'expansion, fissurés de partout, donnons lui le coup de grâce!
Dans un tel modèle, les galaxies sont censées être de plus en plus redshiftées avec le temps, idée tirée du fait que les galaxies, vues dans leur passé, sont d'autant plus redshiftées qu'elles sont éloignées. Cette idée, que l'on colle à l'observation du redshift by Doppler, nous fait 'donc' dire que les galaxies s'éloignent de nous toujours plus vite, c'est à dire avec accélération, ou plutôt que le vide entre deux densités (locales) est censé se dilater toujours plus, avec accélération, et on dit que l'espace se dilate non localement. Une équation est alors pondue, l'équation de Friedmann, pour décrire cette expansion, fonction de la densité. Cette équation est dite inspirée de la théorie d'Einstein, la relativité générale, mais en est-on bien sûr? Que nous dit-elle?
Premier point: sans matière, pas d'espace, pas de temps, rien, en somme la masse est un moteur et le vide suit, via les déformations d'espace-temps imposées par la dite masse. On définit l'espace (-temps) plat avec un champs gravitationnel nul, sans masses, mais cet espace est dégénéré, c'est le royaume des photons dans lequel le temps s'écoule infiniment vite, une construction mathématique dans laquelle le modèle place localement les masses. Rien ne dit donc que le Big-Bang, de densité infinie et ponctuel, a pu s'y produire, et on dit plutôt que le modèle actuel atteint ses limites en s'écrasant sur le 'mur de Planck'
Deuxième: plus une masse est importante, plus l'espace autour d'elle est contractée, à l'inverse d'être dilaté
3ième: plus une masse est importante, plus un même signal émis par cette masse est redshifté
On comprend alors que si l'espace doit toujours plus se dilater avec le temps, dixit la RG, il est équivalent de dire que les masses diminuent, que l'intensité de la gravité diminue dans le temps (on parlera de 'détente'), les signaux étant alors de moins en moins redshiftés avec le temps, ce qui ne les empêchent pas d'être de plus en plus redshiftées avec la distance vues que les observations sont faites dans le passé (les évènements observés, pas l'observation en elle-même hein, on assimile un peu rapidement que le passé des objets lointains est aussi notre passé. Dans un modèle de détente, il fut un temps où nous évoluions alors que ces objets n'étaient même pas dans notre univers observable. C'est juste que, lorsque ces derniers apparaissent, leur jeunesse nous sera perçue en vitesse accélérée. Dans le modèle d'expansion, nous devrions voir, au contraire, des débits de photons d'autant plus faibles que leur source est éloignée ou, plutôt, qu'elle s'éloigne vite, comme pour tout objet séparé de nos observatoires par des vides en expansion. Jamais entendu parlé d'un éventuel décompte des photons pour mesurer l'expansion. Déduit-on l'énergie noire d'un déficit de photons? La tension de Hubble est-elle étudiée via une corrélation entre un débit des photons et leur fréquence? Ce problème peut-il être résolu avec une vitesse variable de c? Mon coeur balance, cette variabilité peut à priori être obtenue en tenant en compte du 'temps moyen' d'un univers en croissance, à comparer avec le temps terrestre, après tout, dans le modèle de détente, on observe des différentiels non négligeables lorsqu'un temps local (celui d'une galaxie) affronte celui de l'univers observable, via un effet appelé actuellement 'matière noire')
Si nous restons dans le cadre de la RG, il y a donc une contradiction, car le modèle d'expansion retient un drift des redshifts de signe opposé à ce que préconiserait une application stricte de la RG
Pour résoudre cette contradiction, le modèle d'expansion suppose donc qu'il existe une énergie inconnue qui permet d'écarter les densités avec accélération. Ne pas confondre cette accélération avec celle attribuée à l'énergie noire: pour rappel, l'expansion ne cherche pas à mimer une explosion classique (cinétique) dans laquelle les vitesses diminuent mais une 'explosion géométrique' accompagnée d'une accélération pouvant varier et qui, sans énergie noire, est censée diminuer car supposée à la lutte avec la gravitation (en somme l'expansion est conceptualisée pour obtenir une sorte d'équilibre entre l'accélération de l'expansion et l'accélération de la gravitation). Mais quand bien même elle diminuerait, cette accélération demande de l'énergie en continue (contrairement à une explosion cinétique ou l'apport énergétique se produit à t=0), cet apport continuel servant alors à créer de l'espace vide entre les masses, les galaxies, ou plutôt les amas de galaxies, en fait les super-amas de galaxies, en fait on sait pas, les mesures n'ont jamais rien donné, même à l'échelle des super-amas (~1Gal, soit une proportion non négligeable de l'univers). Donc peut-être faut-il parler d'une échelle aussi vaste que les super-super amas (?), du coup de l'univers observable, ce qui n'a aucun sens. Vu le dilemme sur l'énergie du vide qui peut opposer la théorie sur la gravitation et le modèle standard des particules, on n'est, de toute façon, plus à ça près
Ce qui nous amène donc à considérer deux voies possibles: soit il faut considérer qu'il y a un apport continuel d'énergie et c'est une énorme épine dans le modèle car cette énergie est inconnue, tout comme peut l'être l'énergie dite noire. Soit on considère que la gravité diminue dans le temps. Modèle d'expansion VS modèle de détente, de relaxation
Pour savoir quel modèle colle le plus à la réalité, la mesure du redshift drift semble donc nécessaire, il faut une deuxième photo de l'univers à comparer avec celle d'aujourd'hui. Si celle-ci est compliquée (pas facile de voir l'univers, observable, observé, bouger!), ou alors on met en concurrence les deux modèles en les étudiant tous les deux. Les défenseurs de la RG auront déjà fait leur choix: non seulement il n'y a pas besoin de considérer une énergie inconnue dans le modèle de détente, mais en plus il n'y a pas besoin de mesurer une quelconque variation du taux d'expansion (ou de dilatation) en fonction de la densité le long de la ligne de visée, mesure jamais faite alors que nécessaire pour valider l'équation de Friedmann. On pourrait parler de l'effet Sachs-Wolf, mais j'ai bien peur qu'il ne nous aide pas: dans le modèle d'expansion, un photon qui traverse une densité ne subit pas de perte d'énergie, il en sort moins redshifté que sans la présence de la densité sur sa trajectoire; dans le modèle de détente, le même photon gagne du blueshift en arrivant et n'en perd qu'une partie en repartant car, entre-temps, la gravité aura diminué d'intensité. De plus, pour savoir si l'effet est fonction des densités, il faut déjà identifier ces densités, et comme les variations du taux d'expansion ou de la gravité sont importantes tôt dans le passé, ces densités sont lointaines, trop pour permettre un sondage exhaustif. Si un modèle de détente doit par exemple corréler le CMB avec cet effet sur les seules densités proches, observées, la corrélation restera faible
Pour conclure que le modèle d'expansion est cuit, il va falloir s'en convaincre, soit par des non-mesures (pas de mesure des variations du taux d'expansion, ce qui est d'avantage compatible avec le modèle de détente qui ne considère pas les densités sur la ligne de visée mais la seule distance qui nous sépare des évènements, corrigés donc de l'effet Sachs-Wolf), soit par des principes physiques (l'expansion demande à pomper une énergie inconnue), soit par des mesures intermédiaires (le modèle de détente explique naturellement l'excès radio du CMB, tandis que l'expansion demande à remanier le principe cosmologique), soit par la compréhension des évènements (dans un modèle de détente, les TNSM se forment rapidement puis s'évaporent et donnent naissance aux galaxies plates -à bulbes et avec plan de galaxies naines- par centrifuge et jets, sans nécessité de fusion), soit par leur interprétation (dans un modèle de détente, la matière noire est en fait un effet relativiste provoqué par la masse de l'univers observable, ce que ne peut considérer le modèle d'expansion puisque l'univers est plat, comme le résultat de la lutte entre l'expansion et la gravitation, hors énergie noire. Mais je me demande si les physiciens ne confondent pas 'plat' et 'tangentiellement plat' comme peut l'être le fond d'un puits gravitationnel)
En attendant de faire des mesures précises qui risquent de prendre du temps et des ressources, il faut théoriser la gravitation afin qu'elle puisse diminuer naturellement d'intensité avec le temps. Par exemple, dans un modèle de détente, l'univers observable gonfle à la vitesse de la lumière (nous voyons toujours plus loin) dans un univers (supposons-le infini) qu'il intersecte donc toujours plus, en accumulant toujours plus de matière. Il ne s'agit donc plus d'une expansion géométrique mais d'une 'simple' extension géographique
Si l'on cherche des invariants, il serait donc de bon ton de rapprocher 'plus de matière' avec 'moins de gravitation'. Si l'on s'inspire du modèle de Lorentz qui veut expliquer que la constance de la vitesse de la lumière est le fait d'un équilibre entre les variations en espace et en temps, on pourrait donc relier les variations en temps avec celles de la quantité de matière, tandis que celle en espace seraient le fait des masses, après tout si une masse est importante et déforme l'espace-temps, c'est aussi parcequ'elle contient de la matière de manière importante. Si l'on veut rester dans un modèle conceptuellement abordable, comme considérer que les masses locales n'évoluent pas, que la gravitation reste constante afin de continuer à appliquer la RG, il va falloir considérer que la vitesse de la lumière varie, enfin tout dépend de comment varie la quantité de matière avec la gravitation. En effet, si la masse de l'univers observable reste constante (alors que donc la quantité de matière qu'il contient croit avec le temps), on peut se demander comment c pourrait varier dans le cadre de la RG!
Dans un modèle plus profond, où l'on ne chercherait pas forcément à être confortable (comme le choix d'un référentiel où l'intensité de la gravité resterait constante), on considérerait que la gravitation est un phénomène émergent, en ce sens que la gravitation diminuant localement d'intensité est le fait du rapport entre la quantité constante de matière d'une densité isolée (nous, la Terre, une étoile, une galaxie) et celle de l'univers observable, en croissance. Le simple fait de ce différentiel serait à l'origine des déformations d'espace-temps, de la gravitation en somme, et que les lois observées (linéaire, quadratique, racinique) sont le fait des caractéristiques de l'univers observable (son rayon, la surface de son horizon, sa géométrie euclidienne, pythagoricienne) et de nuances qui nous échappent encore (espace ND, où sont les complexes?), que la gravitation est un écho local de (l'action de) l'univers observable sur les masses, en permanence 'mis à jour' ou 'augmenté' par l'action de son horizon qui, si on analyse sa croissance au ralenti, est incrémentale de part l'ajout de nouvelles particules dans le contenu de notre univers observable, tels de nouveaux tics d'horloge s'ajoutant aux précédents tics, ou plutôt aux échos de ceux-ci
D'où la motivation d'un modèle de détente, dont j'ai éparpillé par ci par là ses quelques descriptions et calculs. Avant que l'on se lance dans des calculs approfondis, voyez-vous une contradiction dans ce scénario de détente?
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Envoyé par glou 