Fusion Cosmologie - Hautes Energies

[Galuel]

Bonjour à tous,

Georges Smoot dit :

"Pour un cosmologiste, une des grandes choses est que la cosmologie et la physique des hautes énergies sont en train de fusionner – ces domaines commencent à se chevaucher et ne peuvent plus se développer indépendamment "

Est-ce que quelqu'un saurait résumer les grands traits relatifs aux liens entre les deux domaines ? Merci.

[invité576543]

Résumer, non. Mais il y a un point qui vient tout de suite à l'esprit :

La "forme" de l'Univers est très liée à son histoire, et la partie initiale de son histoire est directement liée à la physique des hautes énergies de par la thèse d'un Univers de plus en plus chaud et dense quand on remonte dans le temps.

Par exemple la nucléosynthèse primordiale est à la fois de la physique des hautes énergies et un aspect important de la cosmologie.

Cordialement,

[inviteca4b3353]

Dans un modèle de big bang (soutenu par de nombreuses observations indépendantes), l'univers était plus chaud et plus dense par le passé, par conséquent les énergies des particules s'y baignant sont de plus en plus grande pour des temps de plus en plus ancien. L'univers primordial se comporte comme une sorte d'accélérateur de particule dont l'énergie moyenne est donnée par la température.

Ainsi, c'est la physique des particules et la description de leurs interactions à hautes énergies qui permet de comprendre les évènements qui ont eu lieu dans la matière habitant l'univers à des ages tres tres jeunes. Ces évènements ont laissé des traces dernieres eux, qui sont encore visibles aujourd'hui, CMB et/ou ondes gravitationnelles. Alors, détecter et observer ces traces permet de mieux comprendre la physique des hautes énergies, en supposant un modèle cosmologique donnée. De meme, les informations extraites de ces informations, dans le cas ou la physique des particules pertinentes pour celles-ci est bien connue, permet à son tour de tester les modeles cosmologiques. Ceci démontre en gros tout l'intéret que l'on a aujourd'hui à mélanger ces deux domaines.

[Galuel]

Des supernovaes ou autres phénomènes cosmiques plus proches de nous sont aussi dans le jeu ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteca4b3353]

Des supernovaes ou autres phénomènes cosmiques plus proches de nous sont aussi dans le jeu ?

En effet, en règle générale l'extraction des données physiques à partir des observations repose sur une bonne connaissance astrophysique des objets observés. C'est ce qui rend le problème assez délicat en pratique. Les supernovae (pas de "s" car "ae" est déjà un pluriel en latin) en sont un exemple.

[Galuel]

Il y a quelque chose qui me turlupine rapport au Big Bang et aux hautes énergies.

Si on imagine que parmis les restes du Big Bang, particules à haute énergie ou à très grande vitesse, il est un observateur. Si il va très très vite donc cet observateur, il y est toujours au Big Bang !? Il est genre 10 secondes après le Big Bang ?

[invité576543]

Si on imagine que parmis les restes du Big Bang, particules à haute énergie ou à très grande vitesse, il est un observateur. Si il va très très vite donc cet observateur, il y est toujours au Big Bang !? Il est genre 10 secondes après le Big Bang ?

Il n'est pas "toujours au Big Bang". Si je l'observe près de moi, il est maintenant pour moi. Et si, près de moi, il m'observe tel que je suis maintenant pour moi, ce sera un maintenant pour lui.

Simplement, dans son calendrier, il ne se sera écoulé que 10 secondes depuis, non pas le Big Bang, mais disons depuis sa "création" en tant qu'observateur⁽¹⁾. Mais en observant le reste de l'Univers, il saura que dans le référentiel comobile (un autre calendrier) le temps écoulé sera mesuré comme bien plus grand.

Ce n'est que de la comptabilité des durées, juste le choix d'un calendrier. Pour chacun il existe un calendrier tel que dans ce calendrier les expériences locales et courtes donnent des résultats universels (par exemple la fréquence de l'horloge au césium). Mais ces calendriers ne concordent pas à grande échelle, c'est tout. On ne peut pas avoir à la fois concordance à petite échelle (expériences locales et courtes décrites de la même manière) et concordance à grande échelle (un calendrier commun). Suffit de se faire à cette idée...

Cordialement,

(1) C'est une manière d'éviter le piège de la singularité initiale, qui n'est a priori et jusqu'à preuve du contraire, qu'un artefact du modèle: on impose que tout observateur actuel n'existe que depuis un événement strictement postérieur à la singularité. Ou, autre manière de présenter les choses, on refuse de considérer que parler d'autres observateurs ait un sens, soit une base pour une discussion sensée, soit quelque chose dont on peut parler en s'appuyant sur les modèles physiques en usage.

[Galuel]

Je me risque alors à une autre interprétation. Je me permets d'envisager que d'autres observateurs puissent exister. Et je vais jusqu'au bout des conséquences théoriques.

J'en déduis que les résultats locaux ne sont pas universels, mais que l'Univers a la même forme selon le référentiel, et qu'on peut caler les calendrier pour avoir une concordance et pouvoir "communiquer".

Il me semble, (mais alors il faut le considérer comme une hypothèse dans ce cadre), que cet observateur qui va très vite par rapport à nous, il doive observer, que ça n'existe pas pour lui. Globalement les objets de notre Univers n'apparaissent pas pour lui de la même façon.

Ce qui est immobile pour nous, est considéré par lui sans doute comme un trou noir, et son Univers observable "matériel" se résume aux éléments qui pour nous vont globalement dans la même vitesse vectorielle que lui, alors que les éléments qui vont dans la vitesse opposée sont perçus comme particules très énergétique, et que ceux dont la vitesse relative est perpendiculaire (à alpha près), relèvent d'un flou indécis en fonction de leur nature dans notre référentiel, et de la valeur positive ou négative d'alpha.

Et globalement il voit la même chose que nous, des planètes, des étoiles, des galaxies, des trous noirs, des particules.

Vous voyez l'image ?

[invité576543]

Et globalement il voit la même chose que nous, des planètes, des étoiles, des galaxies, des trous noirs, des particules.

Il voit pas mal de différences aussi. En particulier le fond cosmologique n'est pas isotrope du tout.

S'il est à la même place que nous dans l'Univers, et qu'il va (par exemple) vers le centre de la Galaxie, il voit la plupart des étoiles derrière lui (sauf erreur de ma part, je ne suis jamais sûr dans quel sens ça marche). Les spectres de étoiles ou des galaxies sont très anisotropes, toujours selon le même axe que l'anisotropie du fond cosmologique.

Pour appeler "étoiles", du même nom, ce qu'il voit "très devant" et "très derrière", il faut qu'il fasse une correspondance, une traduction, qui va revenir plus ou moins à corriger sa vision des effets de sa vitesse.

Cordialement,

[Galuel]

Il voit pas mal de différences aussi. En particulier le fond cosmologique n'est pas isotrope du tout.

S'il est à la même place que nous dans l'Univers, et qu'il va (par exemple) vers le centre de la Galaxie, il voit la plupart des étoiles derrière lui (sauf erreur de ma part, je ne suis jamais sûr dans quel sens ça marche). Les spectres de étoiles ou des galaxies sont très anisotropes, toujours selon le même axe que l'anisotropie du fond cosmologique.

Pour appeler "étoiles", du même nom, ce qu'il voit "très devant" et "très derrière", il faut qu'il fasse une correspondance, une traduction, qui va revenir plus ou moins à corriger sa vision des effets de sa vitesse.

Justement ! Je pense qu'il ne voit pas du tout les mêmes objets que nous. Une étoile pour nous, n'est pas du tout une étoile pour lui et inversement.

Le fond cosmologique existe sans doute pour lui aussi, mais ce n'est certainement pas le notre. C'est un ensemble étéroclite pour nous qui devient pour lui un fond cosmologique.

Oui cela suppose que si les calendrier sont en phase entre lui et nous pour discuter, (si 10 secondes pour lui valent 13 milliards d'années pour nous), il nous dirait probablement que "son" Big Bang à lui n'est pas du tout le même...

[Galuel]

il voit la plupart des étoiles derrière lui

A noter qu'il reçoit les photons qui viennent de derrière comme "plus rouges", et il reçoit les photons qui lui viennent de l'avant comme "plus violets" (décalage vers le violet ! )

Quant à ceux qui viennent des côtés, ils lui paraissent équivalent, sauf que justement les "objets" qui pour nous émettent continuellement des photons qui les font apparaître "pseudo immobiles", pour lui, s'éloignent tellement vite, qu'il reçoit de ces objets non pas un rayonnement stable, mais un rayonnement qui par exemple croît vers un max, puis décroit très vite vers le rouge, comme une supernovae en quelque sorte...

Mais comme l'objet va aussi très vite, dans son espace ce sont des sources différentes.

[Galuel]

En fait pour résumer, il me semble, (mais je dis peut-être des conneries ?), qu'on ne pose jamais la question de notre propre vitesse relative par rapport aux objets que l'on analyse dans le cosmos, on se pose toujours la question de la vitesse relative de l'objet par rapport à nous.

Or. Si on analysait le cosmos en tenant compte de notre propre vitesse relative aux objets d'analyse, nous aurions de quoi réinterpréter la nature même des objets observés.

Peut-être que ce que nous voyons séparé dans l'espace n'est en fait qu'un seul et même objet vu à des temps différents d'observation. Que ce qui nous apparait comme faisant partie de temps différents d'observation n'est en fait qu'un seul et même objet.

Comment trancher ?

[invité576543]

Que ce qui nous apparait comme faisant partie de temps différents d'observation n'est en fait qu'un seul et même objet.

Déjà faudrait s'interroger en profondeur sur la notion de "même" objet.

Je vois deux notions très distinctes: la continuité, et l'unicité vraisemblable d'une collection d'attributs.

Continuité : en suivant un objet dans sa trajectoire, on va dire "c'est le même" et ce même s'il y a des tas d'autres objets semblables évoluant à proximité. C'est à ce sens, il me semble, que l'on parle d'un "même" électron.

Unicité d'attributs: les objets suffisamment complexes, ou suffisamment isolés, peuvent avoir des attributs qui les identifient de manière univoque. Un être humain par exemple. Un autre exemple est un astéroïde dont les attributs sont les paramètres de l'orbite, qui se déduisent de sa position et sa vitesse courante: on dira c'est "le même" même si ce qu'on en voit est juste un point lumineux sans particularité autre qu'une petite portion de sa trajectoire, par l'hypothèse que les trajectoires d'astéroïdes sont isolées les unes de autres.

Sur ces bases là, quels cas verrais-tu de phénomènes classés a priori comme distincts, mais correspondant en fait au "même objet", et ce à cause de la vitesse relative?

Cordialement,

[invitea29d1598]

salut,

juste deux remarques en passant :

En fait pour résumer, il me semble, (mais je dis peut-être des conneries ?), qu'on ne pose jamais la question de notre propre vitesse relative par rapport aux objets que l'on analyse dans le cosmos, on se pose toujours la question de la vitesse relative de l'objet par rapport à nous.

par définition il y a symétrie dans la notion de "vitesse relative"

quant aux objets qui vont à très grande vitesse, ils ne peuvent pas devenir des trous noirs malgré ce que l'on peut parfois lire dans la mauvaise vulgarisation. Un trou noir est un trou noir pour tout observateur.