La notion de temps et l'expansion de l'univers

[invite29a482b9]

comme tu dois le sentir venir, bin, ya pas de réponse...

le temps de Planck, c'est le domaine de la Relativité Quantique, alors...
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[jojo17]

On avouera que ce n'est pas trivial que (je me lance ) d'une métrique "dynamique" c'est à dire décrivant un univers en expansion on aboutisse à une "contraction" de cette dernière jusqu'à atteindre les longueur et temps de planck, en inversant la "chronologie".
Mais en même temps, une métrique décrivant un univers en expansion peut-elle se comporter autrement qu'en se "contractant" si on lui applique cette inversion?

Une autre question, le taux d'expansion concerne-t-il uniquement les distances (ie. la taille de l'univers)?

Merci et bon après-midi.

[invite29a482b9]

hou là, c'est pas la peine d'aller parler de métrique... c'est un mot qui fait joli mais là il n'apporte pas grand chose

tout le problème est là : ce sont des modèles. on voit que l'Univers est en expansion, alors on imagine que ça a été le cas depuis le début. après, il peut s'être passé n'importe quoi. pour savoir "un peu", il faut que les modèles fassent des prévisions, qu'on puisse vérifier : les modèles de big bang prévoient un certain nombre de choses (comme le rayonnement à 3K : des photons qui parcourent l'Univers, qui ont été produit dans les premiers instants de l'Univers).

Après, libre à toi de proposer un autre modèle avec un comportement tout à fait bizarre mais il faudra qu'il rende aussi bien voire mieux compte des observations actuelles, et qu'il fasse des prévisions vérifiables : c'est le problème de certains théoriciens, qui font des modèles invérifiables...

[jojo17]

hou là, c'est pas la peine d'aller parler de métrique... c'est un mot qui fait joli mais là il n'apporte pas grand chose

, je me doutais bien que j'allais me ramasser. effectivement ça n'apporte pas grand chose...mais ça fait joli.

Sinon, j'ai plus de question.

@+ et merci.

[inviteca4b3353]

(comme le rayonnement à 3K : des photons qui parcourent l'Univers, qui ont été produit dans les premiers instants de l'Univers).

le fond diffus cosmologique correspond à la première lumière libre de voyager dans l'univers. Ca correspond au moment ou les premiers états liés (atomes) se forment, et c'était lorsque l'univers avait 300 000 ans à peu près, donc c'est tres tres tardif.

Une autre question, le taux d'expansion concerne-t-il uniquement les distances (ie. la taille de l'univers)?

oui c'est l'espace uniquement qui se dilate, et le taux d'expansion dépend du temps.

On avouera que ce n'est pas trivial que (je me lance ) d'une métrique "dynamique" c'est à dire décrivant un univers en expansion on aboutisse à une "contraction" de cette dernière jusqu'à atteindre les longueur et temps de planck, en inversant la "chronologie".

Ca me parait pourtant trivial. Si je prends un train qui part A pour aller à B, alors inverser la chronologie correspond à un train qui part de B pour aller vers A. Je ne vois pas ou est la difficulté

[invite29a482b9]

le fond diffus cosmologique correspond à la première lumière libre de voyager dans l'univers. Ca correspond au moment ou les premiers états liés (atomes) se forment, et c'était lorsque l'univers avait 300 000 ans à peu près, donc c'est tres tres tardif.

et alors ? ça reste une prévision des modèles de big bang...

Ca me parait pourtant trivial. Si je prends un train qui part A pour aller à B, alors inverser la chronologie correspond à un train qui part de B pour aller vers A. Je ne vois pas ou est la difficulté

y'a pourtant rien de trivial. comme les périodes d'expansion accélérée... qui te dit que ton train est allé à vitesse constante ? il a pu s'arrêter, faire demi tour parce qu'il avait oublier de s'arrêter la gare d'avant, et repartir à fond pour rattraper son retard...

[jojo17]

oui c'est l'espace uniquement qui se dilate, et le taux d'expansion dépend du temps.

Merci, et donc par exemple la période inflationnaire correspond à un taux très élevé dans un temps (ie. le temps de la période) très court, c'est ça?

Ca me parait pourtant trivial. Si je prends un train qui part A pour aller à B, alors inverser la chronologie correspond à un train qui part de B pour aller vers A. Je ne vois pas ou est la difficulté

, d'accord, mais ce que je voulais dire c'est qu'il est étonnant (pour moi) qu'en inversant la chronologie on aboutisse à cette échelle de planck. On aurait pu imaginer un seuil plancher qui reste dans le macro par exemple, comme une borne inférieure, mais moins réduite que l'échelle de planck. Comme si l'univers (observables) avait eu une taille minimale finie (macro). J'ai peur de ne pas être très clair!

[invite29a482b9]

inflation > oui, très grosse dilatation en pas longtemps

pas clair > en effet... tu peux reformuler ?

[jojo17]

inflation > oui, très grosse dilatation en pas longtemps

d'accord! Merci

pas clair > en effet... tu peux reformuler ?

j'essaie. Pourquoi ne pouvons-nous pas obtenir un univers qui "au départ" (A) soit de taille macroscopique? Pourquoi la limite minimale de l'univers va jusqu'à l'ère de planck (et après), et ne s'arrête pas avant (lorque l'on inverse la chronologie)?
Pourquoi peut-on remonter dans le temps jusqu'à un "début" (ie. une valeur de temps qui tende vers 0)?
Pourquoi l'univers se contracte-t-il jusqu'au bout et ne stabilise pas à un moment comme une contraction maximale, ce qui donnerait un univers qui ne pourrait pas se contracté au delà-d'une certaine limite (et avant l'ère de planck, si l'on inverse la chronologie)?

Ceci dit, je me demande si ces questions à une sens.
Donc n'user pas trop vos claviers pour me répondre.

Bonne soirée.

[invite29a482b9]

bin parce que les gars qui bossent dessus ne voient pas de raisons...

il y a avait apparemment une densité très grande d'énergie, la réponse de l'Univers est, d'après les modèles, de s'étendre quand c'est le cas...

si un jour, une découverte montre qu'il peut se passer quelque chose qui s'y oppose...

enfin, c'est la limite de la connaissance actuelle, ça laisse le droit d'imaginer plein de choses, à condition d'aller essayer de le prouver

[inviteca4b3353]

mais ce que je voulais dire c'est qu'il est étonnant (pour moi) qu'en inversant la chronologie on aboutisse à cette échelle de planck. On aurait pu imaginer un seuil plancher qui reste dans le macro

En fait on sait vraiment peu de chose sur l'histoire de l'univers avant t=400s, ce qui correspond à l'époque ou l'univers était suffisamment froid pour permettre à des états liés de se former, comme l'hydrogène, l'hélium, le lithium... On est donc loin d'avoir tester la chronologie de l'univers jusqu'à savoir si sa densité d'énergie (c'est la meme chose que son age, sauf que ca ne présuppose pas le concept de naissance) a été un moment donnée de l'ordre de l'énergie de Planck. Dans cette perspective les ondes gravitationnelles apporterait un regard inedit sur le passé de l'univers avant 400s.

Pourquoi ne pouvons-nous pas obtenir un univers qui "au départ" (A) soit de taille macroscopique? Pourquoi la limite minimale de l'univers va jusqu'à l'ère de planck (et après), et ne s'arrête pas avant (lorque l'on inverse la chronologie)?

Parce que ce qui controle l'évolution de l'univers sont les lois de la gravitation, cad la relativité générale. Cette théorie n'est valable que jusqu'à des densités d'énergie de l'ordre de la masse de Planck, ce qui correspond à un age du temps de Planck. Bref si la relativité générale est bien correcte alors on sait qu'il ne se passera rien de bizarre avant d'atteindre le temps de Planck.

Pourquoi peut-on remonter dans le temps jusqu'à un "début" (ie. une valeur de temps qui tende vers 0)?

Parce qu'en cosmologie on fait des hypothèses raisonnables (et testées!!) qui nous permettent de connaitre la géométrie de l'univers en fonction du temps, donc son évolution. Si on regarde comment se comporte cette géométrie, on voit qu'elle se contracte si on regarde vers le passé. En revanche les équations qui déterminent cette géométrie sont celles encore une fois de la RG, et on sait qu'elles ne sont plus valables pour des temps plus courts que celui de Planck. Donc en principe on ne peut remonter jusqu'à zero strictement.

Pourquoi l'univers se contracte-t-il jusqu'au bout et ne stabilise pas à un moment comme une contraction maximale, ce qui donnerait un univers qui ne pourrait pas se contracté au delà-d'une certaine limite (et avant l'ère de planck, si l'on inverse la chronologie)?

Parce qu'il n'existe pas de telle limite.

[inviteca4b3353]

et alors ? ça reste une prévision des modèles de big bang...

Bien sur. Je n'ai jamais dit le contraire. Je voulais simplement rappeler que ce n'était pas un événement ayant eu lieu dans ce qu'on appelle communément les premiers instants de l'univers, mais 300 000 ans plus tard.

comme les périodes d'expansion accélérée... qui te dit que ton train est allé à vitesse constante ? il a pu s'arrêter, faire demi tour parce qu'il avait oublier de s'arrêter la gare d'avant, et repartir à fond pour rattraper son retard...

Je ne vois pas le rapport avec ce que je disais. Ce que j'ai voulu dire ce que si tu connais la chronologie dans un sens, tu la connais forcément dans l'autre. En cosmologie on déduit du contenu en matière la géométrie de l'univers à chaque instant postérieur au temps de planck. En faisant évoluer cette géométrie vers le passé on fait défiler les évènments (quelque soit ces évènements) qui se sont produit dans l'univers en ordre inverse. C'est tout ce j'ai voulu dire, et ca ca me parait trivial.

[obi76]

Je ne vois pas le rapport avec ce que je disais. Ce que j'ai voulu dire ce que si tu connais la chronologie dans un sens, tu la connais forcément dans l'autre. En cosmologie on déduit du contenu en matière la géométrie de l'univers à chaque instant postérieur au temps de planck. En faisant évoluer cette géométrie vers le passé on fait défiler les évènments (quelque soit ces évènements) qui se sont produit dans l'univers en ordre inverse. C'est tout ce j'ai voulu dire, et ca ca me parait trivial.

Et on arrive à faire ça ?? Refaire toute l'évolution inverse ? (je présume que ça n'a jamais été simulé )

[invite29a482b9]

et je dis que ça ne l'est pas, parce que les modèles ne rendent compte que de ce qu'on met dedans.

la chronologie que l'on trouve un peu partout, vient de ce que prédisent les modèles. or, si un ingrédient a été oublié (ou simplement n'est pas encore connu), cette chronologie peut oublier certaines parties de l'histoire. comme c'est le cas pour l'inflation : elle n'est pas dans tous les modèles de cosmologie, et ceci a des conséquences par exemple sur la taille de l'Univers visible.

donc, parler du fait de remonter vers les premiers instants de l'Univers n'est pas trivial, contrairement à ce que la vulgarisation pourrait faire croire. faut rester prudent, surtout avec les modèles...

obi > simuler, là j'en sais rien, mais si tu veux faire un beau voyage dans le temps, faut lire les dernières nouvelles du cosmos et celui d'après (la première seconde ou les trois premières minutes, je sais plus le titre) d'H. Reeves. c'est très bien écrit, accessible quand on n'y connait pas grand chose, et avec des chapitres "rouges" en plus quand il s'attaque à quelques équations, pour ceux qui veulent se faire peur.

[obi76]

je note, merci

[inviteca4b3353]

Et on arrive à faire ça ?? Refaire toute l'évolution inverse ? (je présume que ça n'a jamais été simulé

et je dis que ça ne l'est pas, parce que les modèles ne rendent compte que de ce qu'on met dedans

Il me semble qu'il y a un énorme malentendu, on a pas l'air de parler de la meme chose. Tout ce que je dis c'est que pour un modèle donné, changer t en -t change simplement l'ordre des événements (je sais ca parait bete, mais je pensais que c'était ca le probleme qu'avait de jojo17).

En revanche je répète ce que j'ai dit, une fois le contenu en matière connu (le champ responsable de l'inflation fait aussi parti du contenu en matière), la géométrie de l'univers (en supposant le supposant homogene et isotrope) est déterminée à chaque instant. Et c'est tres simple à simuler, il suffit simplement de tracer le facteur d'échelle en fonction du temps. Evidemment la ou la modélisation entre en compte (en plus des hypothèses sur l'homogénéité et l'isotropie) c'est uniquement dans le contenu en matière. On sait plus ou moins quel type de matière à dominer l'évolution de l'univers jusqu'à la nucléosynthèse primordiale (t=400s). Avant ca on a aucune observation, donc évidemment ce ne sont que des prédictions de modèles théoriques. Mais pour un modele donné, le résultat est connu et ne demande qu'à être testé.

donc, parler du fait de remonter vers les premiers instants de l'Univers n'est pas trivial, contrairement à ce que la vulgarisation pourrait faire croire. faut rester prudent, surtout avec les modèles...

Encore une fois, je n'ai jamais dit le contraire, et suis meme bien d'accord avec ca. Ce qui sait passer avant t=400s n'a jamais été testé observationnellement, donc en toute rigueur ca reste des hypothèses théoriques. En revanche, la physique des particules (qui régit l'évolution des types de matière qui domine l'univers) apporte un crédit assez solide à certaines d'entre-elles, sans bien sur en prouver une seule avec certitude.

[jojo17]

bonjour,
Après une lecture attentive de vos interventions nocturnes, je vois mon problème sous un autre éclairage.
Ce qui me choque en fait c'est que l'univers ait un âge fini.
Qu'on ait une échelle de temps qui parte de 0 à +l'infini et pas de -l'infini à +l'infini. En même temps, si je reste logique, si on va de -l'infini à +l'infini,ou l'inverse, il faut bien passer un moment par 0.
Je pense que c'est ce qu'on appelle une singularité, et c'est cela qui n'est pas trivial pour moi, qu'on aboutisse à une singularité en inversant la chronologie.
Je sais pas si vous comprenez mes histoires?

NB : je me demande comment faisait les mecs (ou les nanas) avant que l'on invente le 0.

[obi76]

Déjà qu'on arrive pas à 0 en partant de maintenant, alors savoir ce qu'il y avait "avant" (si "avant" il y avait) me parait un peu rapide...

[invite29a482b9]

karibou > bon bin on est d'accord

[jojo17]

Déjà qu'on arrive pas à 0 en partant de maintenant, alors savoir ce qu'il y avait "avant" (si "avant" il y avait) me parait un peu rapide...

Ok! Je comprend.
Mais on pourrait s'attendre à ce que le temps devienne infini en deçà du temps de planck, puisqu'on arrive pas à 0, et qu'on ne puisse plus établir une chronologie?

Bon, d'accord on en sait rien. ça m'apprendra à poser de questions idiotes.

[jojo17]

Bon, je continu sur mon idée d'associer le temps avec l'expansion, vous ne m'en voudrez pas, hein!
Bien que je n'y comprenne strictement rien, dans l'hypothèse du temps thermique de Rovelli, apparement le temps émergence dans un contexte thermodynamique ou statistique.
Lorsque l'on parle d'expansion, s'agit-il d'un contexte thermodynamique?
Si oui, le temps ne pourrait-il pas être en rapport avec l'expansion, justement en admettant l'hypothèse du "temps thermique"?

Ps : ne me "bouler" pas trop fort quand même.

[obi76]

Ps : ne me "bouler" pas trop fort quand même.

On te boulera pas, au contraire, la curiosité est l'ennemie de l'ignorance

Il me semble qu'il y a un énorme malentendu, on a pas l'air de parler de la meme chose. Tout ce que je dis c'est que pour un modèle donné, changer t en -t change simplement l'ordre des événements (je sais ca parait bete, mais je pensais que c'était ca le probleme qu'avait de jojo17).

il me semblait que la base de la thermodynamique et que le principe de l'entropie justement était basé (enfin tout du moins ont montré) sur la non réversibilité du temps. Comment peut-on simplement dire "on passe de t à -t pour savoir comment c'était avant" puisque justement il y a une incertitude liée à ce principe fondamental ?

[Deedee81]

Salut,

il me semblait que la base de la thermodynamique et que le principe de l'entropie justement était basé (enfin tout du moins ont montré) sur la non réversibilité du temps. Comment peut-on simplement dire "on passe de t à -t pour savoir comment c'était avant" puisque justement il y a une incertitude liée à ce principe fondamental ?

Réversible ou pas, quand tu as une équation d'évolution, qu'est-ce qui t'empêche de poser t -> -t ? Ou quand tu as un film, tu monte le film à l'envers. Tu vois les plongeurs "sauter" hors de la piscine et les verres se reconstituer, c'est commique et irréaliste, mais il n'empêche qu'il n'est pas interdit de monter de fil à l'envers pour "remonter" vers le début de l'histoire. Il ne faut pas confondre entropie et sensibilité aux conditions initiales (qui rend incertain les prédictions de l'avenir.... ou du passé !).

Karibou confirmera mais je suis sûr que c'est ce qu'il voulait dire.

[inviteca4b3353]

Réversible ou pas, quand tu as une équation d'évolution, qu'est-ce qui t'empêche de poser t -> -t

Karibou confirmera mais je suis sûr que c'est ce qu'il voulait dire.

Oui

Ce qui me choque en fait c'est que l'univers ait un âge fini.
Qu'on ait une échelle de temps qui parte de 0 à +l'infini et pas de -l'infini à +l'infini.

Disons qu'on ne sait vraiment si l'univers à un age fini, en d'autres termes, s'il a eu une naissance, ou s'il existe un t=0, et "rien" avant. Ce qu'on sait s'appuie sur l'observation que l'univers est en expansion. La conséquence est que, d'apres la RG, l'univers était plus chaud et plus dense dans le passé, Si on suppose (parce qu'on n'a rien "observé" de plus vieux que t=400s) que la densité augmente encore et encore (et c'est ce qui se passe à moins qu'un événement bizarre et inattendu ne se soit produit), on arrive à une densité tellement grande (celle de Planck, correspond à t=10^(-43)s) que la RG (utilisée jusqu'à maintenant pour remonter la chronologie) n'est plus valable. Donc on ne sait pas ce qui s'est passé avant cet instant, théoriquement on a vraiment aucun de le prédire. Peut etre que l'univers naquit à t=0 simplement depuis le néant, peut etre qu'il a rebondi et réalise en fait des cycles d'expansion/compression un peu comme un pendule qui oscillerait indéfiniment. Pour le moment on en sait rien, et je pense qu'on ait loin d'avoir des nouvelles de ce coté la, mais qui sait !

[jojo17]

Et bien merci Karibou, et les autres bien sûr, mon problème à dix sous est dissous.

En ce qui concerne l'hypothèse du "temps thermique", chaverondier passera peut-être par là. Je pense à lui parce qu'il à l'air au fait de cette hypothèse. Hypothèse que j'ai d'ailleurs "découverte" en le lisant, mais bien sûr (vous vous en serez douter) sans comprendre ce dont il était question.

Bonne fin de journée.