La création à partir de rien

[Les Terres Bleues]

Au moins, ça, ça existe. Tu prends l'ensemble des espaces de Fock décrivant les champs quantiques. Puis tu prends les états du vide. Ce sont les vecteurs d'états annihilés par les opérateurs de destruction. Appelons les |0_1>, |0_2>, etc... L'état du vide (la fonction d'onde) est le produit tensoriel de tous ces états.

Là, ça m'intéresse.

Et j'ai besoin d'explications plus précises. Je ne dis pas "plus pointues" parce que sinon après j'arriverais pas à te suivre.

Cette fonction d'onde, si je comprends bien, exprime la superposition des états possibles, dont l'un sera effectivement établi par la mesure, non ?
Je suppose que comme toute fonction d'onde, elle-aussi est définie partout à la fois ?
Mais, je décroche au moment de concevoir la mesure qui permettra de mettre en évidence cet état.

Autrement dit, comment on fait en pratique pour le mesurer (l'état) ?

Merci d'avance et cordiales salutations.
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[Deedee81]

On touche à du délicat et je vais essayer de ne pas dire de grosse bêtise.

Tout le monde risque aussi de ne pas être d'accord car je touche aussi à l'interprétation de la théorie quantique des champs. C'est déjà la foire d'empoigne avec l'interprétation de la MQ, alors, là, avec la QFT, gasp !

Donc, à prendre avec des pincettes et je ne défendrai pas ce point de vue bec et ongle.

Cette fonction d'onde, si je comprends bien, exprime la superposition des états possibles, dont l'un sera effectivement établi par la mesure, non ?
[...]

Oui, mais ça dépend des états de base (correspondant à la mesure).

Si ton appareil mesure les particules (par exemple un compteur Geiger), ces états de base sont les mêmes que ceux utilisés habituellement pour définir l'espace de Fock. Et donc l'état du vide n'est pas un état superposé. L'état du vide est équivalent à "0 particules" (l'interprétation du vide en termes de particules apparaissant et disparaissant sans cesse est extrêmement trompeuse, voir http://xxx.lanl.gov/abs/0809.2904 "Quantum discreteness is an illusion"). Le vide quantique n'est pas un état avec pleins de particules. Ton détecteur Geiger, par exemple, dans un vide parfait, ne se déclenchera jamais (à condition qu'il ne se déclenche pas tout seul à cause de ses propres fluctuations ).

Ce n'est donc pas si simple.

Le vide "fluctuations" vient de la représentation à travers les diagrammes de Feynman. Le vide y est représenté comme l'apparition de particules puis leur disparition presque immédiate. Mais cela signifie (par exemple, en traçant tous les diagrammes de Feynman possibles et en utilisant le fait que le vide est invariant de Lorentz) qu'il y a création de toutes les particules possibles, avec toutes les énergies possibles, en tout point de l'espace et à tout instant (c'est d'ailleurs lié au fait que le calcul de l'énergie du vide donne l'infini ).

Drole de truc (on doit même avoir des particules plus massives que des trous noirs, ce qui est à relier aux problèmes pour quantifier la gravité !!!!). Ce n'est manifestement pas du tout la même chose que de voir une "vraie" particule apparaitre.

D'ailleurs, dans tous les processus d'interaction (par exemple dans les collisions), les fluctuations du vide (appelés aussi "diagrammes vide-vide") se factorisent et sont éliminées des calculs !!!!

Le seul cas différent que je connais est celui du calcul de la force de Casimir, mais c'est un calcul de type "bilan d'énergie", c'est assez différent. Tous les autres cas concernent éventuellement des fluctuations mais pas du vides : ce sont des particules virtuelles en interaction avec les particules réelles. Ou ce qu'on appelle aussi "l'habillage" des particules. Et attention sur le terme "particule virtuelle", ce ne sont jamais que des particules comme les autres mais qui ne sont pas directement observées et qui ont une durée d'existence habituellement courte, sans plus. Mais ce ne sont pas des fluctuations du vide : elles sont en interaction avec les particules. Un exemple typique, pour un électron qui se balade, est l'émission d'un photon par cet électron, photon immédiatement réabsorbé par le dit photon.


Il ne faut pas oublier que cette représentation par les diagrammes de Feynman est avant tout un outil mathématique. Ce n'est que la représentation graphique du théorème de Wick appliqué aux amplitudes de transition.

Ces diagrammes, ces "fluctuations", sont extrêmement féconds et intuitifs mais, gaffe, gaffe, gaffe. Le docteur Zeh est très critique à cet égard et il a raison.

En cas de doute, la seule chose qui peut vraiment aider, c'est le calcul

[Les Terres Bleues]

.
Avant toute autre chose, merci.

C'est effectivement l'aspect "fluctuations" qui me semble le plus approprié pour une réponse constructive à la question d'une structuration de quelque chose à partir du vide.
Dans le même temps, je comprends la prudence dont tu fais preuve puisqu'il s'agit sur cette question principalement d'interprétation, et que pour le moment il n'y a peut-être pas consensus.

Juste deux petites choses :

(c'est d'ailleurs lié au fait que le calcul de l'énergie du vide donne l'infini )

Comment cela s'écrit-il de manière mathématique ?

Il ne faut pas oublier que cette représentation par les diagrammes de Feynman est avant tout un outil mathématique. Ce n'est que la représentation graphique du théorème de Wick appliqué aux amplitudes de transition.

Est-ce à comprendre comme une confirmation que cet "état" se calcule uniquement, mais ne peut pas se mesurer ?

En cas de doute, la seule chose qui peut vraiment aider, c'est le calcul

C'est bien ça, du calcul mais pas de mesure, ou mesure impossible.

Dans ce cas-là, que devient l'effondrement de la fonction d'onde ?
Zeh avance-t-il une réponse ou une proposition ?

Cordiales salutations.

[invite3cb2ea45]

Bonjour,
La théorie du big bang ne dit pas que l'on a été créer à partir de rien : simplement qu'il y a environ 13.7 milliards d'années, l'univers était beaucoup plus dense et chaud qu'aujourd'hui, puis il a subit des phases d'expansion plus ou moins importantes (aujourd'hui l'expansion s'accélère). De plus on ne sait pas remonter jusqu'à l'origine : il y a le mur de Planck, situé à 10^-43 seconde après l'hypothétique singularité initiale. On ne peut franchir cette barrière car à ce niveau la gravitation joue un rôle dominant et, étant donné la taille infime de l'univers, on doit pour pouvoir remonter plus loin associé à la gravitation les phénomènes quantiques, chose que nous ne pouvons faire actuellement. Ainsi, il nous est impossible de "voir" de l'autre côté du mur, certains scientifiques ont essayés et ont décrit un flou quantique presque incompréhensible. Et ceux qui ont trouvé une singularité initiale grâce à la relativité, ont simplement utilisé cette théorie hors de son champs de prédiction : voilà pourquoi on trouve parfois que l'univers, à l'instant 0, était condensé dans un volume nul, d'où l'interprétation qu'on est "sorti" de rien. Mais je le répète, aujourd'hui, nous n'avons pas en notre possession la théorie qui nous permettrait de voir par delà le mur de Planck, et donc nous ne savons rien de ce qu'il avait avant!

[invite6754323456711]

Naturellement en ce qui me concerne, j'aurais tendance à qualifier ma propre approche "d'interprétation" plutôt que de croyance .

C'était une boutade sur cette vision du rien comme un état de la nature qui m'est difficile de concevoir.

Concernant les probabilités, ce que j'ai compris, c'est qu'il existe un formalisme basé sur une axiomatique, mais plusieurs interprétations selon les situations auxquelles on les applique. Elles peuvent être objectives (apparemment MQ) ou subjectives (Bayésienne ou la seule contrainte de rationalité est que les degrés de croyance doivent respecter les lois du calcul des probabilités).

Croyance dans le sens par exemple ou le degré auquel je crois que demain, à 10 heures, "il pleuvra ou ne pleuvra pas" doit être égal à la somme du degré auquel je crois qu'il pleuvra, et de celui auquel je crois qu'il ne pleuvra pas. Mon degrés de croyance dans la proposition "il pleuvra ou ne pleuvra pas" doit être égal à 1.

Patrick

[ClaudeH]

Bonjour.
Et la théorie des supercordes, tient-elle la route.?
Une réalité à 10 dimensions, 4 spaciaux temporelles, et 6 autres.?
Cordialement.

[Deedee81]

Salut,

Est-ce à comprendre comme une confirmation que cet "état" se calcule uniquement, mais ne peut pas se mesurer ?
C'est bien ça, du calcul mais pas de mesure, ou mesure impossible.

En tout cas, tout ce qu'on trouve dans le calcul n'est pas mesurable. Ca c'est un fait. Donc méfiance.

L'exemple typique est la particule "nue" (sans son habillage de particules virtuelles) qui est une abstrataction mathématique (avant renormalisation).

Ce qu'on mesure est toujours la particule habillée puisque ce "nuage de particules virtuelles" ne saurait être enlevé. La particule nue avec une masse infinie et une charge infinie, c'est quelque chose de difficilement physique. Pourtant, quand on trace des diagrammes de Feynman, les lignes sont des particules nues. Le résultat observable, c'est la fin des calculs, après renormalisation.

C'est presque à se dire que ça marche par miracle ! en tout cas c'est assez difficile à comprendre. Même si la renormalisation et le groupe de renormalisation lèvent une partie du voile, j'ai encore du mal à "visualiser" tout ça.

Comment cela s'écrit-il de manière mathématique ?

Quand on calcule la moyenne des champs dans le vide, on obtient une contribution pour chaque fréquence : 1/2 h.nu. Mais comme on doit intégrer sur toutes les fréquences => boum, ça donne l'infini.

Ce terme est dû au commutateur des champs libres. Pour éviter cela dans les calculs, on utilise l'odre normal (on ordonne les opérateurs de création à gauche et ceux de destruction à droite, de façon à supprimer la contribution du vide). Bien que d'autres infinis surgissent après (divergences des intégrales nécessitant la renormalisation et divergence asymptotique).

-----

Plus exactement un champ peut habituellement être décrit comme des produits d'opérateurs de création (de particules) et de destruction. Leur action sur l'état du vide correspond à la création d'états avec plusieurs particules. Ca prend la forme de produits comme ( est l'opérateur de création et a celui de destruction, il y en a pour chaque fréquence et les expressions impliquent des intégrales sur toutes les fréquences). Quand on calcule la moyenne du champ dans le vide (par exemple dans un calcul d'énergie de l'état), on trouve des expressions comme :



Après utilisation du commutateur (ou de l'anticommutateur pour les fermions) on obtient un truc comme



(j'abuse un peu car le commutateur de ces opérateurs c'est 1, le 1/2 h.nu se trouve dans l'expression des opérateurs définissant les champs libres, mais bon, ça donne l'esprit).

Le dernier terme étant nul (l'opérateur destruction de particules sur le vide donne 0, c'est d'ailleurs comme ça qu'on définit l'état du vide) on retrouve le 1/2 h.nu dont je parlais.

Pour les détails je renvoie à par exemple Quantum Field Theory de Claude Itzykson et Jean-Bernard Zuber.

Dans ce cas-là, que devient l'effondrement de la fonction d'onde ?
Zeh avance-t-il une réponse ou une proposition ?

Zeh je ne sais pas.

Là on touche à l'interprétation de la MQ en soit. Je ne "crois" pas en l'effondrement de la fonction d'onde (ou plutôt je le vois comme un phénomène purement subjectif).

Je suis un adepte des "états relatifs" de Everett :
http://plato.stanford.edu/entries/qm-everett/
du moins la "théorie nue" (jusqu'au point 4 dans cette référence).
Je n'aime pas l'ontologie des "mondes multiples".
L'analyse de ce genre de situation je le fais par la mécanique relationnelle. Mais pour comprendre inutile d'aller aussi loin.

Supposons que j'aie un état d'une particule dans un état superposé de deux états définis (par exemple correspondant à la position d'une aiguille sur un instriment après mesure) :

|1>+|2>

Et l'état de l'observateur plus ses instruments avant mesure.

|S>

Après mesure, l'ensemble se retrouve dans l'état (si le système mesuré n'est pas altéré, en général la forme réaliste est un peu plus complexe) :
|1>|S1>+|2>|S2>

On dit que S et le système mesuré sont corrélés.

S1 = j'ai mesuré 1
S2 = j'ai mesuré 2

Après il y a réduction, par exemple en |2>|S2>

C'est le schéma traditionnel de la mesure de Von Neumann.

Mais on n'a pas besoin de la dernière étape. Les deux composantes évoluent sous l'équation de Schrödinguer, unitairement et linéairement donc sans jamais interférer (*). Les composantes évoluent indépendamment. On a superposition de deux états :

S1 = j'ai mesuré 1 et rien que 1, il y a eut réduction dans cet état.
S2 = j'ai mesuré 2 et rien que 2, il y a eut réduction dans cet état.

On dit que le système ne peut pas "s'auto-connaitre". il ne peut avoir une connaissance complète de la totalité de son propre état quantique. Il n'y a pas d'état : "j'ai mesuré 1 et 2 en même temps, l'aiguille est floue sur le cadran"

(*) on peut voir si un état est superposé si un système extérieur peut effectuer des expériences d'interférences sur plusieurs systèmes de ce type. Mais pour des systèmes macroscopiques c'est impossible en pratique car les interactions avec l'environnement mettent en corrélation rapidement la totalité du système macroscopique, d'un éventuel observateur exctérieur, etc.... Elles sélectionnent en même temps les bases privilégiées (le fait qu'on mesure certains états de base comme résultats définis, stables dans le temps, et pas d'autres que l'on considère alors comme des états superposés de ces états définis).

J'admet que c'est un point de vue assez étrange. Tout le monde n'est certainement pas d'accord avec moi. Loin de là

[Rincevent]

salut,

quelques commentaires rapides en passant...

En tout cas, tout ce qu'on trouve dans le calcul n'est pas mesurable.

formulation très ambigüe... un calcul qui mène à quelque chose de non-mesurable n'est pas un calcul physique... il serait plus précis de dire que certains termes intermédiaires apparaissant dans le calcul ne sont pas mesurables... là tu donnes l'impression que les gens s'amusent à calculer des trucs que de toutes façons on peut pas mesurer par définition...

L'exemple typique est la particule "nue" (sans son habillage de particules virtuelles) qui est une abstrataction mathématique (avant renormalisation).

tout n'est qu'abstraction mathématique. La particule habillée tout autant que la particule nue.

La particule nue avec une masse infinie et une charge infinie, c'est quelque chose de difficilement physique.

pas beaucoup moins qu'une particule "normale"...

C'est presque à se dire que ça marche par miracle !

euh, non, non, on comprend parfaitement pourquoi ça marche... tout repose sur le fait qu'il s'agit de théories effectives et pas de théories fondamentales...

ps: et un truc que tu sembles zapper c'est que l'état du vide n'est pas nécessairement unique...

[stefjm]

Cela ressemble comme deux gouttes d'eau à l'hypothèse de Fred Hoyle à laquelle plus personne ne croit, sauf peut-être encore un ou deux de ses élèves.

Il n'y a de croyance qu'en religion, pas en physique.
M'enfin...

[stefjm]

je sais bien JPL, et cela ne m'étonne pas que personne n'y croient.
toutefois se serait un brin plus logique qu'un big-bang, parceque le coté "génération spontané" ça n'a jamais été mon truc. et cela semble si étrange et surtout incompréhensible tel quel...

D'autant que le BB viole le principe de Lavoisier.
D'autant qu'il est construit sur la conservation de l'énergie et sur la RG et qu'en RG, la conservation de l'énergie n'est plus un principe.
Bref, quand je cherche à comprendre, je ne comprend plus rien...

[Deedee81]

Salut,

formulation très ambigüe...

Oui, en effet, tu as raison. Désolé.

Merci de la précision (c'est exactement ce que je voulais dire).

tout n'est qu'abstraction mathématique. La particule habillée tout autant que la particule nue.
[...]
pas beaucoup moins qu'une particule "normale"...

Mais certaines abstractions (modélisation mathématique,...) sont plus "proches" (dans le sens représentation/modélisation) de l'objet physique que l'on décrit.

Tu ne peux quand même pas nier que la particule habillée (= modélisée comme particule nue + nuage de particules virtuelles = superposition d'une tonne d'états décrits par une tonne de diagrammes) est plus représentatif, une meilleure description, de LA particule physique que la particule nue.

Pour reprendre ta précision plus haut, la particule nue n'est qu'un intermédiaire de calcul.

(hum..., voilà bien la preuve malgré tout que je me suis mal exprimé. J'ai bien fait de donner un avertissement gros comme une maison )

euh, non, non, on comprend parfaitement pourquoi ça marche... tout repose sur le fait qu'il s'agit de théories effectives et pas de théories fondamentales...

Oui je sais. Mais ça fait quand même très bizarre (mais ça ne simplifie pas la compréhension) (j'adore aussi l'approche par les phénomènes critiques et le groupe de renormalisation, ça apporte un fameux éclairage conceptuel)

Je ne parle évidemment pas de "comprendre comment ça marche" (on a quand même progressé depuis l'élimination intuitive des termes divergents ) mais "pourquoi il en est ainsi" (question assez peu scientifique, je l'admet). De l'étonnement quand on voit la renormalisation pour la première fois de sa vie. Je parlais d'une incompréhension purement "sensible" (dans le sens "sentiment").

Je m'expliquais décidémment bien mal hier fin de journée. La fatigue sans doute.

ps: et un truc que tu sembles zapper c'est que l'état du vide n'est pas nécessairement unique...

Vi. J'ai volontairement zapé ça (faux vide, rupture de symétrie, et tout ça).

Et j'ai eut tort vu le fil de discussion (création à partir de rien ou du moins de "pas grand chose", par exemple d'un faux vide).

[JPL]

Il n'y a de croyance qu'en religion, pas en physique.
M'enfin...

Là tu pinailles sur un mot dans une phrase écrite rapidement. Ce n'est pas du tout la même chose que s'il avait été écrit dans un argumentaire de 4 pages. Et si je remplace par "à laquelle plus personne n'adhère" ?

D'autant que le BB viole le principe de Lavoisier.

Et la théorie de Fred Hoyle encore plus. De toutes façons tu commets une erreur conceptuelle grave : appliquer à une échelle un principe (qui a beaucoup évolué depuis Lavoisier) qui a été énoncé pour une tout autre échelle.

[stefjm]

Là tu pinailles sur un mot dans une phrase écrite rapidement. Ce n'est pas du tout la même chose que s'il avait été écrit dans un argumentaire de 4 pages. Et si je remplace par "à laquelle plus personne n'adhère" ?

C'est mieux.
Ne pas oublier les irréductibles quand même...

Et la théorie de Fred Hoyle encore plus. De toutes façons tu commets une erreur conceptuelle grave : appliquer à une échelle un principe (qui a beaucoup évolué depuis Lavoisier) qui a été énoncé pour une tout autre échelle.

Les deux modèles violent le principe de Lavoisier:
Le BB beaucoup en une seule fois au début.
Le QS régulièrement un petit peu tout le temps..

Dans les deux modèles, il y a création de temps, d'espace et de matière, mais pas de la même façon.

[Deedee81]

Grmmbbbbl, j'avais fait une réponse qui s'est perdue.

C'est mieux.
Les deux modèles violent le principe de Lavoisier:
Le BB beaucoup en une seule fois au début.

Non, je ne suis pas d'accord (dans le cas du BB). En tout cas dans les modèles basés sur la RG.

En RG on part d'un état initial qui est une singularité. Elle n'est pas créée. La création implique l'évolution : on n'a rien puis quelque chose et ce "puis" implique un changement, un temps. Or parler de l'avant la singularité n'a pas de sens en RG puisque le temps fait partie intégrante de l'univers lui-même. Du moins si tu restes dans le strict cadre de la RG. L'expression "création de l'univers" est logiquement un non sens total, c'est même un non sens dans les termes.

En RG l'univers n'est pas créé, il est, tout simplement.

Attention. Je n'ai pas dit que cela expliquait tout. La RG n'explique pas pourquoi il y a un état initial. Elle n'explique pas pourquoi c'est comme ça. Tout ce que je dis c'est qu'il n'y a aucune violation d'une loi de conservation de ce type.

Attention. Je sais que l'énergie totale de l'univers n'est pas conservée en RG. Mais ça n'a rien à voir avec la problématique soulevée. C'est seulement dû à la difficulté de définir l'énergie du champ gravitationnelle.

Bien sur, la RG ne s'applique pas à l'instant initial puisque l'on sort de son domaine de validité. Il faut utiliser une théorie de gravitation quantique pour laquelle on n'a que des candidates. Mais dans toutes ces théories la singularité disparait. On a ce qu'on appelle un "pre big-bang". Ce que l'on nomme "état initial" n'est en réalité qu'une étape de transition.

Enfin. Stef. Tu n'as pas bien lu le message de Lpf Sais-tu que le principe de Lavoisier est violé dans mon salon tous les jours ?

[doul11]

bonjour,

Sais-tu que le principe de Lavoisier est violé dans mon salon tous les jours ?

je suis curieux de connaître l'explication de cette histoire ! d'avance merci.

[Ellis]

Deedee81 veut peut être parler de la transformation nucléaire qui infirme le principe de Lavoisier.

[curieuxdenature]

Deedee81 veut peut être parler de la transformation nucléaire qui infirme le principe de Lavoisier.

Bonjour

je ne pense pas que ce soit le cas, les bilans des transformations nucléaires ordinaires respectent ce principe, rien ne se perd tout se transforme, Lavoisier a raison là aussi.

[Ellis]

La quantité de matière reste la même oui (en nombre de proton/neutron), mais la masse varie !

[invite499b16d5]

Or parler de l'avant la singularité n'a pas de sens en RG puisque le temps fait partie intégrante de l'univers lui-même. Du moins si tu restes dans le strict cadre de la RG. L'expression "création de l'univers" est logiquement un non sens total, c'est même un non sens dans les termes.
En RG l'univers n'est pas créé, il est, tout simplement.

Je souscris absolument à ce point de vue. Le BB est à l'univers ce que le pôle est à une sphère, donc pas grand chose, en vérité.
Mais la vraie question s'en trouve déplacée: que fait là cette sphère, et selon quel "axe" tourne-t-elle pour se payer le luxe d'avoir un pôle...

[Les Terres Bleues]

un calcul qui mène à quelque chose de non-mesurable n'est pas un calcul physique... il serait plus précis de dire que certains termes intermédiaires apparaissant dans le calcul ne sont pas mesurables... là tu donnes l'impression que les gens s'amusent à calculer des trucs que de toutes façons on peut pas mesurer par définition...

Ce n'est en tout cas pas le sentiment que j'ai eu en lisant l'intervention de DeeDee, mais la remarque que tu fais n'est sans doute pas superflue, parce qu'effectivement il peut être facile de déraper dans l'interprétation de la théorie quantique.

Je profite de ton passage sur le fil pour demander poliment si tu voudrais pas donner une écriture mathématique du résultat du calcul (intermédiaire) de l'énergie du vide, parce que la réponse proposée paraît très claire mais, comme dirait un certain, elle est posée "dans le langage vernaculaire qui n'est pas le langage de la physique".

Quand on calcule la moyenne des champs dans le vide, on obtient une contribution pour chaque fréquence : 1/2 h.nu. Mais comme on doit intégrer sur toutes les fréquences => boum, ça donne l'infini.

Je suis persuadé que la même chose aurait bien plus d'éclat dite dans une formule.

Merci d'avance et cordiales salutations.

[Deedee81]

Salut,

je suis curieux de connaître l'explication de cette histoire !

"Rien ne se perd, rien ne se crée".

Chaque fois que j'alume la lampe de mon salon, je crée un flux de photons

Et si on veut être pointilleux on peut parler de la création de particules de matière telles que des électrons et positrons... (pas dans mon salon cette fois )

Remettons Lavoisier à sa place. Il ne parlait même pas de conservation de l'énergie mais simplement de conservation de la matière. Une des premières expériences qu'il fit dans ce sens fut la décomposition de l'eau en gaz puis sa "récréation". Il imagina même des techniques pour peser la quantité de gaz.

Lavoisier c'est ce qu'on nous enseigne dans les premiers cours de chimie quand on nous donne une équation chimique et qu'on nous demande de vérifier que la masse est la même a gauche et à droite de la réaction (j'ai eut 99.5/100 à cet examen ).

Il est totalement abusif de parler de principe de Lavoisier quand on parle de la conservation de l'énergie totale.

Bon, d'accord, c'est sûr que les "grands hommes" aiment les citations (parfois apocryphe). Du style avec Einstein : rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme

Mais restons les pieds sur terre, remettons l'église au milieu du village et en particulier remettons les choses dans leur contexte et respectons les conventions (je ne me rappelle pas avoir vu dans un bouquin expliquant la conservation de l'énergie mécanique, relativiste,... le terme "principe de Lavoisier", par contre il est cité dans beaucoup de bouquin de chimie).

Je souscris absolument à ce point de vue. Le BB est à l'univers ce que le pôle est à une sphère, donc pas grand chose, en vérité.
Mais la vraie question s'en trouve déplacée: que fait là cette sphère, et selon quel "axe" tourne-t-elle pour se payer le luxe d'avoir un pôle...

Attention : "sphère" est sans doute un peu abusif. La métrique de Friedmann décrit une variété rieamnienne qui n'est pas vraiment une sphère, en particulier à cause de la signature (+++-) qui donne un axe privilégié (le temps cosmologique). par contre sa topologie est (à confirmer) bien une sphère 4D.

Mais il reste quand même un mystère : le sens. C'est-à-dire la flèche du temps.

Bon, on peut aussi se demander "pourquoi l'espace-temps a-t-il cette signature ?" (c'est évidemment lié à la vitesse invariante de la lumière, à la localité, etc... Mais la question reste : "pourquoi est-ce ainsi ?"). Là je serais bien incapable de donner le moindre indice. Encore moins que pour la flèche du temps.

Des pourquoi on peut toujours en poser (tant mieux d'ailleurs, c'est pour ça que la science peut toujours avancer : il y a toujours quelque chose à découvrir).

Ce n'est en tout cas pas le sentiment que j'ai eu en lisant l'intervention de DeeDee, mais la remarque que tu fais n'est sans doute pas superflue, parce qu'effectivement il peut être facile de déraper dans l'interprétation de la théorie quantique.

Je confirme que je m'étais exprimé comme un cochon, c'est bien le sens soulevé par Rincevent que je mettais en avant. Désolé, et je remercie encore Rincevent pour son intervention.

[Rincevent]

salut,

Mais certaines abstractions (modélisation mathématique,...) sont plus "proches" (dans le sens représentation/modélisation) de l'objet physique que l'on décrit.

je dirais à la rigueur moins éloignées... mais pas plus proches

Tu ne peux quand même pas nier que la particule habillée (= modélisée comme particule nue + nuage de particules virtuelles = superposition d'une tonne d'états décrits par une tonne de diagrammes) est plus représentatif, une meilleure description, de LA particule physique que la particule nue.

ce que je nie c'est qu'elle ait "plus de réalité" ou "moins de mathématicité"

l'effet Unruh est une illustration parmi d'autres... dans le cadre de celui-ci, ce qui est pour un observateur un ensemble de fluctuations quantiques (et donc des particules virtuelles) est pour un autre observateur des fluctuations thermiques (et donc des particules réelles).

réfléchis aussi à ce qu'est vraiment un neutrino (par exemple) si tu prends en compte les phénomènes connus : oscillation, matrice de mélange, etc... idem avec les quarks et la matrice CKM ou encore avec l'électron droit qui a un comportement totalement différent de l'électron gauche tout en étant considéré comme étant "la même particule"...

la théorie quantique des champs a un message clair : la notion de particule n'est rien d'autre qu'une formalisation mathématique qui décrit quelque chose qui est trèèèèès éloigné de ce que l'on entend usuellement par ce terme...

Pour reprendre ta précision plus haut, la particule nue n'est qu'un intermédiaire de calcul.

tout comme la particule réelle...

En RG on part d'un état initial qui est une singularité

il est plus correct de dire que l'on modélise la variété 4d associée à l'univers comme une variété ayant un bord singulier... la notion d'état initial fait référence à un système de coordonnées privilégié ce qui est en contre-sens vis-à-vis de la notion de covariance

Je profite de ton passage sur le fil pour demander poliment si tu voudrais pas donner une écriture mathématique du résultat du calcul (intermédiaire) de l'énergie du vide, parce que la réponse proposée paraît très claire mais, comme dirait un certain, elle est posée "dans le langage vernaculaire qui n'est pas le langage de la physique".Je suis persuadé que la même chose aurait bien plus d'éclat dite dans une formule.

probablement, mais que la demande soit faite poliment ou pas, je suis désolé car je n'ai ni le temps ni le courage de taper tout ça sous latex sur le forum

si tu regardes l'entrée sur l'effet Casimir sur le wiki anglais (ici) tu verras la formule la donnant sous la forme d'une intégrale de sommes... (juste derrière la phrase "The vacuum energy is then the sum over all possible excitation modes"). Cette formule est une version simplifiée/modifiée qui prend en compte la présence de plaques délimitant le volume mais également qui néglige la présence d'autres champs que le champ électromagnétique...

m'enfin, le principe général est celui que Deedee a dit [quelle rime ]: on somme/intègre sur un nombre infini de trucs et plouf ça explose... simplement c'est "normal" car en intégrant jusqu'a une distance nulle, on fait comme si la théorie qu'on regarde était valable jusqu'aux énergies infinies... ce qui est évidemment faux... ce qui se passe "dans la vraie vie", c'est que les théories que nous utilisons à nos échelles ne sont que des approximations (on parle de théories effectives) de choses "plus fondamentales"... et on peut montrer que si la "recette" de la renormalisation marche, c'est grâce à cela....

autrement dit, on peut garder la théorie effective, mais en faisant les calculs jusqu'à une échelle donnée (de distance ou d'énergie). En pratique cela veut dire couper les intégrales à un certain point (on parle de "cut-off" ou de "régularisation") pour rendre les calculs finis, et une fois qu'on a obtenu un résultat fini en tronquant/modifiant les intégrales, si la théorie est effectivement effective (attention, rime discrètement dissimulée ), alors le résultat doit être indépendant de la façon dont on a coupé/tronqué l'intégrale initiale. Quand c'est le cas on dit que la théorie est renormalisable et c'est ce qu'on attend d'une théorie qui n'est qu'une approximation à basse énergie d'un truc plus fondamental

Attention : "sphère" est sans doute un peu abusif. La métrique de Friedmann décrit une variété rieamnienne qui n'est pas vraiment une sphère, en particulier à cause de la signature (+++-) qui donne un axe privilégié (le temps cosmologique).

cela n'a rien à voir avec la signature... une variété totalement anisotrope et inhomogène peut avoir la même signature

par contre sa topologie est (à confirmer) bien une sphère 4D.

non, non, pas nécessairement... déjà sans constante cosmologique tu peux avoir des 3-espaces qui sont euclidiens ou hyperboliques... sans parler de topologie non-simplement connexe (cf. le genre de modèles développés par Luminet et ses amis)

Bon, on peut aussi se demander "pourquoi l'espace-temps a-t-il cette signature ?" (c'est évidemment lié à la vitesse invariante de la lumière, à la localité, etc... Mais la question reste : "pourquoi est-ce ainsi ?").

essaie de définir un avant et un après avec une signature euclidienne ou avec deux temps

ça répond pas à la question, mais...

[Deedee81]

Hej,

la théorie quantique des champs a un message clair : la notion de particule n'est rien d'autre qu'une formalisation mathématique qui décrit quelque chose qui est trèèèèès éloigné de ce que l'on entend usuellement par ce terme...

Là, on ne peut qu'être d'accord. J'avais d'ailleurs donné un lien sur un article de Zeh qui dit exactement la même chose.

Je comprend mieux ta critique de mes propos. Hummm.... Faudra que je trouve un meilleur moyen d'exprimer/vulgariser tout ça. Ca ne va manifestement pas. J'avais bien dit que c'était encore plus délicat pour la théorie quantique des champs que pour la MQ.

Mais pas maintenant, j'y réfléchirai plus tard

non, non, pas nécessairement... déjà sans constante cosmologique tu peux avoir des 3-espaces qui sont euclidiens ou hyperboliques... sans parler de topologie non-simplement connexe (cf. le genre de modèles développés par Luminet et ses amis)

Oui, oui, je sais. Mais je parlais evidemment des solutions isotropes et homogènes et dont une "tranche" spatiale est une sphère 3D. La bonne vieille solution de Lemaitre avec densité < densité critique, sans constante cosmologique et sans topologie à la Liminet

Est-ce que la topologie de la variété spatio-temporelle est une sphère 4D ou suis-je complètement a coté de la plaque (amha oui vu qu'il y a une singularité ! J'avais parlé trop vite il me semble) ?

[Les Terres Bleues]

probablement, mais que la demande soit faite poliment ou pas, je suis désolé car je n'ai ni le temps ni le courage de taper tout ça sous latex sur le forum

Eh oui, du coup, c'est moi qui ai dû faire l'effort . Mais comme j'ai du mal avec LaTex, j'ai préféré faire une image.
Merci pour le lien Wiki :



« Cette formule est une version simplifiée/modifiée qui prend en compte la présence de plaques délimitant le volume mais également qui néglige la présence d'autres champs que le champ électromagnétique... »

en intégrant jusqu'a une distance nulle, on fait comme si la théorie qu'on regarde était valable jusqu'aux énergies infinies... ce qui est évidemment faux...

Ça paraît peut-être faux parce qu'on se refuse à voir une énergie infinie combinée avec une absence de gradient (distance nulle) comme une singularité quantique, non ?

Dans le langage vernaculaire, on dirait : la fonction d'onde du vide est la mère de toutes les fonctions d'onde. D'ailleurs, le Wiki français écrit : "L’énergie du vide est la somme de tous les oscillateurs possibles."

Cordiales salutations.

[Rincevent]

Mais comme j'ai du mal avec LaTex, j'ai préféré faire une image.

chacun son truc

Ça paraît peut-être faux parce qu'on se refuse à voir une énergie infinie combinée avec une absence de gradient (distance nulle) comme une singularité quantique, non ?

c'est faux tout simplement parce qu'à plus haute énergie d'autres degrés de liberté sont excités... c'est un peu comme l'atome : quand on tape pas trop fort dessus (ou qu'on regarde pas de trop près), on peut le considérer comme une boule dure entourée d'électrons. Cette description marche bien pour décrire les phénomènes chimiques et pas mal d'autres choses. Mais dès qu'on regarde de plus près, ou qu'on tape plus fort sur l'atome, on s'aperçoit que la boule dure (souvent nommée noyau atomique ) est pas si dure que ça et qu'elle est elle-même composée de sous-parties (les nucléons). Avec assez d'énergie (ou si on regarde de très près) ces sous-parties sont pas "immobiles" et on dit que les degrés de liberté associés sont excités.

La théorie qui décrit l'atome comme un noyau insécable entouré d'électrons est une théorie effective qui marche bien si on regarde pas de trop près, c'est-à-dire si on néglige les excitations des degrés de libertés à plus haute énergie. Si on veut être précis sur ce qui se passe aux petites distances, il faut prendre en compte les nucléons et ça se fait via les interactions nucléaires.

Mais l'histoire se répète : quand on regarde de trop près ou qu'on tape trop fort, les théories basiques pour décrire ces interactions commencent à moins bien marcher. On a alors besoin de prendre en compte l'existence des quarks (dont sont composés les nucléons) et des interactions dites de couleur (entre quarks) ou électrofaibles (qui décrit à la fois l'électromagnétisme et l'interaction nucléaire faible). Ces interactions sont incluses dans le modèle standard de la physique des particules.

Cependant, on a pas mal de raisons de croire qu'il existe à plus haute énergie une description unifiée de ces deux interactions, ce qui veut dire qu'elles-mêmes ne sont qu'imparfaites/effectives. De même, on sait qu'à encore plus haute énergie la gravitation demande vraisemblablement une description quantique.

Donc dans tous les cas, considérer qu'une théorie que l'on possède actuellement (comme l'électrodynamique quantique) est valable jusqu'aux plus petites échelles est un "abus d'utilisation".

Pour conclure sur une autre image, c'est un peu comme de dire que la Terre est plate : ça marche bien si on reste dans le même coin (et c'est par exemple supposé sur pas mal de cartes sans trop de résolution), mais dès qu'on se déplace sur de grandes distance, c'est une approximation qui cesse d'être valable. C'est à tout ça qu'est relié le principe de renormalisation même si le lien est pas trivial au premier abord.

Est-ce que la topologie de la variété spatio-temporelle est une sphère 4D

si tu as un univers spatialement et temporellement fermé pour lequel tu ne supposes pas qu'il est multiplement connexe, alors oui tu as une 4-sphère.

[invite6754323456711]

chacun son truc

Il semble donc que le concept premier ne soit pas rien mais l'énergie. Si comme certain philosophe on soutient la thèse que les mathématiques sont l'ontologie l'élément premier serait et non rien

Patrick

[rik 2]

(Sur ce sujet je ne connais que en gros ce qu'on appelle le Big-Bang).
(...)
Exceptées les croyances religieuses diverses , quelles sont les autres positions vis-à-vis de la création du monde ?

La création du monde est-elle seulement un sujet religieux ?

avec la thèse du big-bang on est passé de la cosmologie à une cosmogonie.
Toutes les civilisations ont tenté une explication à la "naissance" du monde, de la plus mythique à la plus rationnelle (dans la mesure du possible).

[Chaospace]

avec la thèse du big-bang on est passé de la cosmologie à une cosmogonie.
Toutes les civilisations ont tenté une explication à la "naissance" du monde, de la plus mythique à la plus rationnelle (dans la mesure du possible).

En quoi la théorie du Big Bang serait-elle une cosmogonie ?
(je reprends quelques terme de Wikipédia) :
Le Big Bang n'est ni la création ni la naissance de l'Univers, c'est simplement l'état (ou l'époque) de l'Univers le plus ancien que l'on puisse connaître et il est décrit par des modèles cosmologiques.
Cette phase qu'a été le Big Bang marque le début de l’expansion de l’univers, et non le début de l'Univers.

[rik 2]

Cette phase qu'a été le Big Bang marque le début de l’expansion de l’univers, et non le début de l'Univers.

pourquoi dit-on que l'âge de l'univers est 13,7 milliards d'années?

[Chaospace]

pourquoi dit-on que l'âge de l'univers est 13,7 milliards d'années?

c'est un abus de langage on devrait dire : le Big Bang date de 13,7 milliards d'années, c'est tout.
Si on parle d'âge, c'est qu'il y a eu une naissance... or le Big Bang n'est pas (forcément) la naissance de l'Univers, et l'Univers a très bien pu ne jamais avoir eu de naissance.