Bonjour
Suivant la maxime rien ne se perd, rien ne se créé, tout se transforme, peut-on en déduire que l’énergie et la matière sont indestructibles et indissociables ? Qu’il est impossible de créer de la matière ou de l’énergie. Ce que nous observons n’étant rien d’autre que de la transformation.
La matière peut se transformer en énergie (sous certaines conditions), et réciproquement.
Rien ne sert de penser, il faut réfléchir avant - Pierre Dac
Cela change de forme.
Admettons que je place dans une enceinte fermée dont rien ne peut s'échapper, de la matière qui se transforme en énergie, puis se transforme ensuite à nouveau de façon autonome en matière. Au final je retrouve exactement la même quantité de matière ou la même énergie ?
Selon la maxime exposée en premier message et le premier principe de la thermodynamique, bien que je suppose qu'expérimentalement cela soit impossible. Il ya forcement échange, même infime avec l'extérieur (chaleur, etc...).
Je me pose en fait une question relative à la mécanique quantique, à savoir la matière et l'énergie sont tous deux issues d'un même phénomène sous jacent issues des particules quantiques.
Si ça évolue dans le sens matière => énergie (par exemple la radioactivité ou mieux encore une bombe atomique), n’espère pas que cela évolue spontanément dans l'autre sens : on n'a jamais vu les constituants d'une explosion nucléaire se regrouper pour reconstituer la bombe !Envoyé par Senide
Ceci étant dit en thermodynamique on peut parfaitement raisonner sur une enceinte qui n'échange ni matière ni énergie avec l'extérieur. C'est ce qu'on appelle un système isolé. Bien sûr aucun système n'est parfaitement isolé mais on peut s'en approcher d'assez près : c'est le cas du calorimètre.
Un autre cas plus classique envisagé en thermo est celui des systèmes fermés : ils n'échangent que de l'énergie (et pas de matière) avec l'extérieur.
Enfin un système peut échanger à la fois de la matière et de l'énergie avec son environnement, et là on entre dans le domaine très complexe de la thermodynamique des systèmes ouverts.
Quant à savoir si les lois classiques de la thermo s'appliquent à l'univers entier, c'est à ma connaissance une question totalement ouverte.
Rien ne sert de penser, il faut réfléchir avant - Pierre Dac
salut , je pense que d'apres les geodesiques , l'energie ne peut pas sortir de l'univers , donc l'univers est fermé .
Salut,
Pas besoin des géodésiques. Par définition de univers, celui-ci est fermé. Mais ça ne répond pas à la question de JPL. Ca ne dit pas si on peut appliquer la thermodynamique à tout l'univers.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Pour donner un élément de réponse à la première question, il n'y a pas de particule élémentaire d'énergie nulle. Et il n'y a pas de transformation de particules élémentaires en "rien" (pas d'annihilation au sens commun du terme), uniquement en d'autres particules (et donc en un résultat d'énergie non nulle). Cela indique quelque chose "d'indestructible" dans les modèles physiques actuels, et on peut dire que c'est l'énergie (1).
Mais de l'énergie peut "se perdre" quantitativement. L'énergie d'une particule peut diminuer, mais pas s'annuler.
Le statut de la masse (au sens relativiste) est bien plus compliqué, parce que ce n'est pas une quantité additive (ou extensive).
(1) Selon une vue influencée par la méca classique. Selon une vue relativiste, c'est l'énergie-quantité de mouvement, dont l'énergie n'est qu'une composante.
Dernière modification par Amanuensis ; 02/03/2012 à 11h58.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
En RG, il n'y a pas moyen de conceptualiser une notion de "conservation de l'énergie" à grande échelle. Donc la première loi de la thermo ne peut pas s'appliquer telle quelle. Et donc on ne peut pas appliquer les lois de la thermodynamique dans leur énoncé classique à l'Univers modélisé par la RG.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Quand l’énergie d’une particule diminue, cette énergie est absorbée non ? On ne peut pas dire que de l’énergie disparaît, elle est utilisée ailleurs ?
Je me posais la question d’un photon au fin fond de nôtre univers qui trace sa route dans le vide. On va observer que sa longueur d’onde diminue (décalage vers le rouge) nous laissant penser qu’il perd de l’énergie. Sous forme de vitesse dans le temps ? C étant une constante, cela remettrait en cause la vitesse de la lumière comme étant une constante.
Et si cette énergie perdue était en fait absorbée par l’expansion de l’univers ?
Ce que nous observons, c’est que le photon a son onde qui s'étire à cause de l'expansion de l'univers.
Si la théorie de l’expansion de l’univers est correcte, qu’elle en est sa cause ?
J'évoquais effectivement, j'aurais dû le préciser, la perte d'énergie due à l'expansion de l'Univers. Un photon du CMB a été émis à quelque chose comme 3000 K et on le reçoit à 3K. À un certain sens, il a perdu 99,9 % de son énergie, sans qu'elle ait été absorbée par quoi que ce soit de matériel.
Faudrait donner un sens précis à une telle phrase. Ce qui est clair, c'est que cette énergie n'est pas conservée sous une forme usuelle, comme cinétique ou de potentiel électro-magnétique. Et la notion d'énergie gravitationnelle "ne marche pas" en relativité générale.Et si cette énergie perdue était en fait absorbée par l’expansion de l’univers ?
Pas une question à laquelle on devrait s'attendre que la physique réponde.Si la théorie de l’expansion de l’univers est correcte, qu’elle en est sa cause ?
Et la théorie est la relativité générale, qui offre un cadre dans lequel une notion d'Univers en expansion métrique peut se formaliser. Le fait qu'on considère qu'il y a expansion métrique vient de multiples faits observés.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Bonne question !
Il faudrait tout d'abord donner définition au vide qui répond à la question "Qu'es ce que le vide" et non pas "Qu'es ce qu'il n'est pas", car celle qu'on admet actuellement est celle qui dit simplement que le vide équivaut à l'absence de matière/énergie.
Une chose reste sûre, "Tout se transforme rien ne se crée" s'accompagne de inexistante d'un créateur.
L'inverse est vrai.
Merci pour ces éclaircissements.
@Malar
Le vide ou plutôt le néant existe-t-il ? Voir l'effet casimir, le vide total n'existerait pas.
Je ne comprends pas votre déduction.
Voici un des domaines que la science n'aborde pas, car actuellement elle n'a pas de réponse.
Même si la science peut démontrer demain que le vide total n'existe pas, que l'énergie et la matière sont indestructibles, il va falloir encore expliquer pourquoi quelque chose.
Scientifiquement chaque chose a une cause. Mais nous voila bien embêté, parce que si l'on pouvait remonter à l'origine de ce quelque chose quel en serait la cause ?
Ce n'est pas du domaine de la science, car rien ne se créé à partir de rien, mais le rien n'existant pas (encore faut-il démontrer que le vide total ne peut exister, et que de tout temps il existe quelque chose). Ce quelque chose c'est l'état primitif de quelque chose qui s'est transformé d'autre chose, on tourne en rond mais on a une hypothèse, en admettant que ce soit le vide total qui soit une aberration scientifique.
Il n'existe pas car, justement, on ne peut le définir !
Par destruction, je comprend, le passage de la matière en l'état de matière à un état de vide.
Selon mon imagination (donc subjectivement), je peux le concevoir.
La transformation suppose que le "circuit" est fermé. Il y'a une certaine masse "immobile" dans l'univers.
L'inverse, qui me parait peu probable, suppose l’existence d'une variable qui régit l'univers, que les lois ne soit pas vraiment des lois.
Non, je ne suis pas d'accord.
Ne peut-on pas simplement supposer qu'il n'y a pas de point de départ, aucune origine ?
L'obligation d'allier une origine à ce qu'on voit provient d'un effet psychologique qui nous est intrinsèque.
Justement, pour cette raison que j'ai trouvé votre question intéressante, car indirectement, celle ci est lié à la notion d'origine, de création. (La destruction suppose la création !)
En tout cas, je vois que vous avez saisi ou es ce que je voulais en venir !
Je reviens sur le sujet après avoir eu quelques idées.
On va prendre pour exemple le soleil. Son énergie s’amenuise, une partie est absorbée par la terre. Cette énergie se transforme en passant d’un état que j’appellerai supérieur, en un état qui progressivement sera utilisé, transformé, en un état inferieur. Etat dans lequel on ne peut revenir à un état supérieur. C’est je crois ce que l’on appelle l’entropie.
C’est un peu la même chose avec l’exemple de JPL :
Ce qui m’aiguille vers une considération que l’énergie se dégrade, s’épuise, et que la question d’un univers fini ou infini tendrait plus alors vers un univers fini. Lorsque l’énergie supérieure ce sera totalement dégradée.
c'est un peu l'idée. Quand, dans la vie courante, on parle de "consommer" de l'énergie, on parle en fait d'énergie de basse entropie et plus précisément du travail que l'on peut extraire de cette énergie de basse entropie, travail qui devient ensuite de l'énergie d'entropie élevée, inutilisable à moins de trouver une source froide encore plus froide que celle utilisé pour extraire le premier travail...On va prendre pour exemple le soleil. Son énergie s’amenuise, une partie est absorbée par la terre. Cette énergie se transforme en passant d’un état que j’appellerai supérieur, en un état qui progressivement sera utilisé, transformé, en un état inferieur. Etat dans lequel on ne peut revenir à un état supérieur. C’est je crois ce que l’on appelle l’entropie.
on parle de mort thermique de l'univers.Ce qui m’aiguille vers une considération que l’énergie se dégrade, s’épuise, et que la question d’un univers fini ou infini tendrait plus alors vers un univers fini. Lorsque l’énergie supérieure ce sera totalement dégradée.
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
Sur ce principe nous pouvons concevoir un univers fini qui aboutira vers un état stable. Si l'univers est fini, il aura donc une fin. Cela implique dans cette conception de l'univers, qu'il a un début, un commencement.
"Un état" étant par définition transitoire, la stabilité dont vous parlez serait toute relative. La fin de l'univers devrait plutôt tendre vers l'absence totale d'états : une indifférenciation compléte. Ou le temps et l'espace n'auraient, eux ausi, plus d'autre choix que de se résorber dans cette indifférentiation sans "état".
Et pour revenir au thread, la matière et l'énergie perdraient toutes leur déterminations connues et se résorberaient dans cette indifférentiation sans "état".
Je n'ai rien compris !
Rien ne sert de penser, il faut réfléchir avant - Pierre Dac
L'énergie se conserve au sens donné par Einstein et sa célèbre formule E=mc2. Mais la matière peut se désintégrer en toutes sortes particules exotiques, surtout des photons sans masse.
L'augmentation d'entropie est un autre problème. Elle limite les échanges thermodynamiques qui effectuent un travail, comme un moteur thermique ou un réacteur nucléaire. Il s'en suit que tout finit par s'arrêter un jour bien que l'énergie abonde dans l'Univers.
On s'en rend compte à notre échelle avec l’épuisement des ressources fossiles. C'est l'une des rares sources d'énergie exploitable. Sinon, il nous reste le Soleil, la fusion nucléaire et l'antimatière.
Toute la difficulté est d'extraire la fantastique énergie contenue dans la matière (1 gramme = une bombe atomique).
Dernière modification par exciton ; 28/05/2012 à 20h45.
Juste pour ma compréhension.Comment est-il possible que tout s'arrête un jour bien que l'énergie abonde dans notre univers?
au sens de la science physique, l'énergie est une mesure de la capacité d'un système à modifier un état, à produire un travail entraînant un mouvement, un rayonnement électromagnétique ou de la chaleur.
Ta proposition semble induire qu'à terme; l'univers tendrait vers l'absence totale de changement d'état: l'indifférentiation totale ?
C'est bien ça?
Ce qui est important c'est, pour faire simple, la différence de niveaux d'énergie. Si celle-ci finit par se répartir de façon homogène il n'y a plus de différences de niveau et l'énergie ne peut plus circuler.
Rien ne sert de penser, il faut réfléchir avant - Pierre Dac
Déjà, la matière et l'énergie sont confondues en relativité générale. Un simple morceau de sucre contient une énergie colossale que l'on peut libérer en l'annihilant avec un bloc d'antimatière. Il va se transformer en rayonnement intense.
Sauf que l'antimatière est une denrée rare dans l'Univers, voir presque inexistante. Reste donc les transferts d'énergie mécanique et thermique définis par la thermodynamique. Elle stipule que la chaleur circule toujours d'un corps chaud vers un corps froid, d'où un phénomène de dissipation thermique. Par exemple, un glaçon laissé à l'air libre finit par fondre.
C'est la dissipation qui entraine l'arrêt de tout mouvement au bout d'un certains temps. On s'en rend compte quand un véhicule freine sous l'effet du frottement mécanique. Il subit une forte décélération car son énergie cinétique se dissipe sous forme de chaleur. Puis cette chaleur est absorbée par les corps froids de l’environnement.
Au final, tous les objets en mouvement s'arrêtent et il ne reste aucune source chaude pour réenclencher la vapeur.
Pour répondre à ta question, l'état final de l'Univers est inconnu à cause d'un conflit entre relativité générale et physique quantique. Il parait plausible que la matière se désagrège en une soupe de photons, soit par inflation cosmologique soit par l'évaporation des trous noirs. Et vu que les photons n’interagissent pas entre eux, il n'y aura plus d'autres changements.
Exemple pour clarifier mon propos:
Un chateau d'eau A avec de l'eau qui se vide totalement dans un bassin B
Toi tu me parles de la différence d'énergie entre le poin A et le point B. Ce qui implique que quand le chateau d'eau A est vide il n'y a ,effectivement, plus de différence d'énergie dans le bassin B.
Moi je te parle de l'énergie "potentiellement" contenue dans l'eau "elle même"du bassin B
Parlons nous vraiment de la même chose?
Connais tu dans l'univers un milieu qui soit "totalement" homogéne? Si oui, merci de m'indiquer lequel?
Je te remercie pour l'honnêteté de ta réponse.
Pour pousser un peu plus loin le bouchon et toujours pour rester honnête.
Ne serait-il pas plus raisonnable de dire qu' au regard de l'état de la science, nous n'arrivons pas à voir plus loin que "le photon" et qu' à l'heure actuelle nous n'arrivons pas à comprendre les changements qui s'opérent réellement en lui?
PS: Cette question part du principe qu'à partir du moment ou nous arrivons à déterminer quelque chose en science; ce quelque chose ne peut être "sans interaction ou sans changement".
L'énergie de la hauteur d'eau s'appelle énergie potentielle de gravitation, donc oui, vous parlez bien de la même chose.
N'importe quelle partie de l'univers dans 1000... beaucoup de 0 ...000
(j'avais vu un calcul une fois, le chiffre est.... astronomique, sans jeu de mots, à la fin il ne reste plus qu'un gaz de photons et de neutrinos de très très très grande longueur d'onde = énergie infime, homogène, et un peu de poussière de fer voire que les photons si le proton est instable).
L'approche de l'entropie maximale peut être asymptotique mais il n'empêche que quand il ne reste plus qu'un pouillème d'entropie, il ne se passe plus vraiment grand chose d'interessant.
L'important est qu'à chaque fois on perd un peu de négentropie. La Terre reste et la vie restent à un niveau acceptable non seulement grâce à l'énergie du soleil mais aussi en perdant de l'entropie à ses dépends. Sans lui, ce serait vite la fin (je suppose qu'on pourrait ternir un peu avec la géothermie).
Par exemple, tu disais :
"au sens de la science physique, l'énergie est une mesure de la capacité d'un système à modifier un état,"
Et bien, je serais curieux d'avoir une référence où on dit ça. Ce serait plutôt l'entropie qui serait ça (avec un changement de signe).
Les affirmations c'est bien, mais quand elles vont à contre courant de ce que l'on sait, une référence c'est mieux
Pour le calcul dont je parlais, c'était dans un PLS ou un La Recherche d'il y a quelque mois (un an ?). On doit pouvoir trouver.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Nous nous somes vraiement mal compris, dans l'exemple pré-cité je parles de l'énergie "potentielle" de l'eau en repos dans le bassin B. En aucun cas de " l'énergie potentielle de gravitation"
Là aussi nous ne parlons pas de la même chose, toi tu parles d'un mileu qui n'est pas "totalement" homogéne :"il ne reste plus qu'un gaz de photons et de neutrinos de très très très grande longueur d'onde = énergie infime, homogène, et un peu de poussière de fer voire que les photons si le proton est instable)"
Je réitère donc ma question suite à tes précédentes affirmations :Connais tu dans l'univers un milieu qui soit "totalement" homogéne? Si oui, merci de m'indiquer lequel?
Merci à toi de regarder le lien suivant concernant "mes sources":http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89nergiePar exemple, tu disais :
"au sens de la science physique, l'énergie est une mesure de la capacité d'un système à modifier un état,"
Et bien, je serais curieux d'avoir une référence où on dit ça. Ce serait plutôt l'entropie qui serait ça (avec un changement de signe).
Les affirmations c'est bien, mais quand elles vont à contre courant de ce que l'on sait, une référence c'est mieux
Salut,
L'énergie potentielle de repos. Je devrais bien connaitre puisque je suis fonctionnaireMais je crois avoir compris à quoi tu fais référence.
On peut penser à E=mc² (c'est ça que tu voulais dire ?). Mais l'énergie est toujours une grandeur arbitraire (c'est un peu comme la température, on peut fixer le 0° comme on veut). Et si cette énergie n'est pas exploitable, alors on peut poser E=0 sans difficulté.
Pour être honnête, ce n'est pas totalement inexploitablePar exemple, on peut utiliser la fusion. C'est d'ailleurs ce qui se passe(ra) (probablement) dans un très très très vieux univers. La fusion peut se produire spontanément (sur des durées incommensurables) pour aboutir au fer. L'atome le plus inerte qui soit du point de vue nucléaire.
Tu n'as probablement pas lu un de mes plus anciens messages. Je disais bien que des notions absolue comme totalement homogène (le sujet parlait de vide, mais c'est le même principe) ce n'est pas scientifique. C'est homogène jusqu'à un certain point défini de manière opérationnelle (par les effets mesurables, enfin, bon, si quelqu'un pouvait le mesurer pour un univers aussi vieux
J'ai dit aussi dans le message précédent que c'était une homogénéisation asymptotique. Perso, je ne cherche pas à dire qu'arriver à une date précise ce sera totalement et définitivement homogène (je ne vois pas l'intérêt, même dans cette discussion).
Enfin, on a parlé plus haut d'état de base (dans le fil sur le vide aussi). Lorsque les photons ont atteint une longueur d'onde suffisamment grande, plus aucune interaction ne peut avoir lieu ni entre ces photons ni avec la (le peu de) matière qui reste. Ca ne peut plus évoluer du tout. L'entropie est devenue maximale. Il faut aussi tenir compte des autres trucs (neutrinos et fer ou neutrinos tout seul selon l'hypothèse sur la stabilité des protons).
C'est ça qui compte, je l'ai dit et je le répète : l'entropie. Que ça correspond à une homogénéité totale ou pas, ça on s'en fout. Ce qui compte c'est que ça ne peut plus évoluer. Je ne sais pas trop pourquoi tu fais cette fixation sur le caractère "totalement" homogène.
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Comme quoi.... Wikipedia peut contenir des descriptions fort trompeuses (trompeur puisque l'énergie est une grandeur conservée ce n'est pas l'énergie qui sert au changement d'état mais l'échange d'énergie, se traduisant par une éventuelle variation d'entropie. Je dis éventuelle car il peut y avoir des transformations réversibles). Etonnant sur un article aussi générique.
Merci pour la référence,
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Zut, modification après cinq minutes. Grrrrr.....
Je voulais dire que l'important était surtout le caractère irréversible et la quantité finie d'entropie qui peut être créée. Pas tant l'énergie (qui est conservée) ni l'homogénéité (l'entropie maximale peut ne pas être état "totalement homogène", ça dépend des lois physiques dictant la structure de la matière).
J'avais lu un article fort sympathique il y a longtemps. L'auteur discutait de la question suivante. Une civilisation pourrait-elle continuer à vivre et évoluer indéfiniment malgré l'augmentation d'entropie vers un maximum ?
La réponse était hyper spéculative mais oui, sous quelques conditions (dont une expansion relativement modérée de l'univers et si je me souviens bien il fallait un univers infini).
Mais, bon, je préfère m'attaquer à des problèmes plus abordables (expérimentalement ou par la théorie) plutôt que de spéculer (enfin, j'aime bien spéculer un peu, mais c'est comme un bon apéritif : ça se boit à petite dose).
Mais ça reste sympa à discuter.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Bjr à toi,
Ton eau n'a aucune énergie potentielle SANS la gravitation.C'est bien la gravitation qui lui "donne" son énergie.
Ta meme QUANTITE d'eau n'aura PAS la meme "énergie potentielle" sur Terre et sur la Lune. La gravitation y étant...différente.
A+
