Energie de l'Univers
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Energie de l'Univers



  1. #1
    ilelogique

    Energie de l'Univers


    ------

    Bonjour,
    On dit que l'énergie ne fait que se transformer, qu'elle se conserve, qu'il y en a toujours autant avant qu'apres.
    J'en déduis donc que la quantité d'énergie contenue dans l'Univers est la même depuis le Big bang.
    Alors sait-on combien il y a de joules dans l'Univers svp ?
    Merci.

    -----
    S'il n'y avait pas de vérité absolue, "toute vérité est relative" en serait une

  2. #2
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : énergie de l'Univers

    Citation Envoyé par ilelogique Voir le message
    Bonjour,
    On dit que l'énergie ne fait que se transformer, qu'elle se conserve, qu'il y en a toujours autant avant qu'apres.
    J'en déduis donc que la quantité d'énergie contenue dans l'Univers est la même depuis le Big bang.
    Alors sait-on combien il y a de joules dans l'Univers svp ?
    Merci.
    On ne peut pas appliquer le Premier Principe à un espace temps en expansion comme l'Univers, car il n'y a pas de référentiel univoque pour mesurer cette énergie.

    Normalement un système (au sens thermodynamique) en expansion travaille mécaniquement, un piston de gaz dont le volume augmente, par exemple. Cette énergie mécanique est donnée "à l'extérieur" du système. En le système lui, se refroidit en conséquence. Mais l'expansion n'est pas l'effet d'une force qui travaille. Le système se refroidi mais sans qu'on puisse dire quelle est la contrepartie dans un système adjacent. Clairement on fait une physique cohérente sans faire appel à un extérieur.

    L'Univers se refroidit donc, sans que ça se paye ailleurs.

    Mais tu peux par contre comptabiliser l'énergie localement disponible, sous force de masse gravitationnellement liées et d'énergie de masse mc2.

    a+
    Parcours Etranges

  3. #3
    ilelogique

    Re : Energie de l'Univers

    Je ne comprends pas tout là. Dis-tu que, l'Univers se refroidissant, la quantité d'énergie diminue ?
    Ou bien qu'il faudrait être à l'exterieur de l'Univers pour connaître cette quantité d'énergie ?
    Sait-on, au moins, si la quantité d'énergie contenue dans l'Univers est constante ou non ?
    Merci.
    S'il n'y avait pas de vérité absolue, "toute vérité est relative" en serait une

  4. #4
    Pio2001

    Re : Energie de l'Univers

    Je sais juste une chose : dans le cas d'un modèle de big bang à constante cosmologique telle que l'énergie noire, qui accélère l'expansion, la "masse volumique" de l'énergie noire est constante, tandis que l'espace se dilate.

    C'est un cas de violation de la conservation de l'énergie.
    Dans un espace vectoriel discret, les boules fermées sont ouvertes.

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    ilelogique

    Re : Energie de l'Univers

    Donc la quantité d'énergie augmente ???
    Ma compréhension de la réponse à ma question est strictement décroissante...
    S'il n'y avait pas de vérité absolue, "toute vérité est relative" en serait une

  7. #6
    Pio2001

    Re : Energie de l'Univers

    Ben... déjà ça dépend si l'univers est infini ou pas. S'il est infini, ça fait combien, plus que l'infini ? C'est comme plus blanc que blanc...
    Dans un espace vectoriel discret, les boules fermées sont ouvertes.

  8. #7
    ilelogique

    Re : Energie de l'Univers

    Oui, j'en conviens bien.
    Ainsi dois-je en conclure que la réponse à ma question est qu'on ne sait pas.
    C'est important déjà de savoir si on sait ou non.
    On fait le tri, comme ça.
    S'il n'y avait pas de vérité absolue, "toute vérité est relative" en serait une

  9. #8
    Pio2001

    Re : Energie de l'Univers

    On peut se donner un minimum.

    Je te donne quelques données prises dans un bouquin :

    Nombre de galaxies observables : 75 milliards (d'après les deux Hubble Deep Fields)
    Masse volumique de la matière visible aujourd'hui : 0.05 mp/m3
    Masse volumique de la matière ordinaire (visible + noire ordinaire) : 0.3 mp/m3
    Masse volumique de la matière (ordinaire + exotique) : 1.5 mp/m3
    Masse volumique du vide (déduite des observations des lentilles gravitationnelles ainsi que des supernovae lointaines) : 3 mp/m3 (ne se dilue pas avec l'expansion).

    1 mp = masse d'un proton.

    Et bien sûr, E = mc2
    Dans un espace vectoriel discret, les boules fermées sont ouvertes.

  10. #9
    vaincent

    Re : Energie de l'Univers

    salut,

    le modèle standart de la cosmologie donne une estimation de la masse contenue dans l'univers observable, qui serait de l'ordre de 10^54 kg (énergie noire et matière noire comprise). Le web précise plus ou moins d'où vient cette valeur, mais un "petit" coup d'oeil dans un livre de cosmologie correcte est bien entendu plus instructif.

  11. #10
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Energie de l'Univers

    Citation Envoyé par ilelogique Voir le message
    Je ne comprends pas tout là. Dis-tu que, l'Univers se refroidissant, la quantité d'énergie diminue ?
    C'est notamment le cas pour la densité d'énergie du rayonnement, qui diminue en a-4, a étant le facteur d'échelle de l'univers. Le volume augmente en a3, donc si tu multiplies cette densité par ce volume, l'énergie diminue en a-1. Pour autant, cette énergie n'est allé nulle part "ailleurs".

    Ou bien qu'il faudrait être à l'exterieur de l'Univers pour connaître cette quantité d'énergie ?
    Si c'est extérieur (à l'horizon cosmologique) alors c'est déconnecté causalement, c'est à dire qu'on ne peut rien mesurer depuis cet extérieur. Et dans le formalisme de la Relativité Général, on ne peut pas statuer sur ce qui n'est pas mesurable avec règle et horloge.


    Sait-on, au moins, si la quantité d'énergie contenue dans l'Univers est constante ou non ?
    Merci.
    Je dirais qu'on ne sait pas comment le mesurer (au plan théorique, pas juste pratique).

    a+
    Parcours Etranges

  12. #11
    stefjm

    Re : Energie de l'Univers

    Citation Envoyé par vaincent Voir le message
    salut,
    le modèle standart de la cosmologie donne une estimation de la masse contenue dans l'univers observable, qui serait de l'ordre de 10^54 kg (énergie noire et matière noire comprise). Le web précise plus ou moins d'où vient cette valeur, mais un "petit" coup d'oeil dans un livre de cosmologie correcte est bien entendu plus instructif.
    Bonjour,
    C'est facile comme tout d'estimer par analyse dimensionnelle la masse de l'univers observable :

    c et G les constantes fondamentales de la RG.
    Ru : le rayon observable de l'univers :

    En masse de Planck :
    En masse de l'hydrogène (Coïncidence de Dirac, Eddington) :

    Cordialement.
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  13. #12
    invité576543
    Invité

    Re : Energie de l'Univers

    Citation Envoyé par stefjm Voir le message
    Bonjour,
    C'est facile comme tout d'estimer par analyse dimensionnelle la masse de l'univers observable :

    c et G les constantes fondamentales de la RG.
    Il n'y a pas un problème dimensionnel? GM a pour dimension L3T-2, et pas LT-2.

    Me trompe-je?

    Cordialement,

  14. #13
    invité576543
    Invité

    Re : Energie de l'Univers

    Ceci dit...

    2GM/c² est une longueur. C'est le rayon de Schwarzschild pour la masse M.

    J'imagine que la relation évoquée par stefjm consiste à considérer le rayon de l'Univers observable comme égal au rayon de Schwarzschild pour la masse de l'Univers observable?

    C'est ça?

    Cordialement,

  15. #14
    stefjm

    Re : Energie de l'Univers

    Citation Envoyé par Michel (mmy) Voir le message
    Il n'y a pas un problème dimensionnel?
    Arghh...! Si!
    Je ne maîtrise plus les fractions de grand matin. (ou Tex)

    Je l'a refais :

    Les applications numériques étaient correctes.

    Citation Envoyé par Michel (mmy) Voir le message
    Ceci dit...
    2GM/c² est une longueur. C'est le rayon de Schwarzschild pour la masse M.
    J'imagine que la relation évoquée par stefjm consiste à considérer le rayon de l'Univers observable comme égal au rayon de Schwarzschild pour la masse de l'Univers observable?
    C'est ça?
    Oui, presque.
    Je l'ai fait par AD et je ne peux donc pas trouver le coeff 2 tant qu'on ne considerera pas la dimension physique des nombres.
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  16. #15
    ilelogique

    Re : Energie de l'Univers

    donc, peut-on conclure que l'énergie de l'Univers visible serait :
    E=mc², soit E=1,8.10 53 x (3.10 8)² = 5,4.10 puiss 69 Joules ?

    Sait-on ou non si le premier principe est vrai dans l'Univers entier ?
    Merci.
    S'il n'y avait pas de vérité absolue, "toute vérité est relative" en serait une

  17. #16
    invité576543
    Invité

    Re : Energie de l'Univers

    Citation Envoyé par ilelogique Voir le message
    Sait-on ou non si le premier principe est vrai dans l'Univers entier ?
    Merci.
    A ce que je comprends :

    En RG c'est non, le principe ne s'applique pas. On ne sait pas définir l'énergie potentielle de gravitation, contrairement à la méca de Newton.

    Autre argument pour la non application : l'énergie n'est définie que pour un système identique à lui-même dans le temps. L'Univers en expansion n'est pas un système ayant cette propriété. (En particulier l'application du principe de Noether n'est plus possible, les propriétés de l'Univers dépendant explicitement du temps.)

    Cordialement,

  18. #17
    stefjm

    Re : Energie de l'Univers

    Citation Envoyé par stefjm Voir le message
    Je l'ai fait par AD et je ne peux donc pas trouver le coeff 2 tant qu'on ne considerera pas la dimension physique des nombres.
    A propos de ce fichu 2 qui échappe à l'analyse dimensionnelle et à la mécanique newtoniène.

    En RG, le rayon de Schwarzschild s'écrit :



    Qu'on peut écrire par analogie avec ce qu'on écrit en méca newtoniènne :



    Ecrit sous cette forme, c'est vachement tentant d'introduire des pi dans la relation!



    Cela fait apparaitre le cercle parcouru à c, de longueur et le disque de surface .

    Le fameux 2 qui manque à la méca Newton serait un rapport du genre , rapport entre le périmètre du cercle et l'aire du disque de rayon unité?

    Il y a d'ailleurs le même rapport 2 entre la surface de la sphère et le périmètre du disque unité.

    Introduire un d'angle solide est aussi assez tentant!
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  19. #18
    invité576543
    Invité

    Re : Energie de l'Univers

    Citation Envoyé par stefjm Voir le message

    Qu'on peut écrire par analogie avec ce qu'on écrit en méca newtoniènne :

    Je cherche à comprendre. Tu cherches à t'approcher de l'égalité en module des accélérations gravitationnelles et d'entraînement centrifuge si la vitesse relative est c?

    Cordialement,

  20. #19
    stefjm

    Re : Energie de l'Univers

    Citation Envoyé par Michel (mmy) Voir le message
    Je cherche à comprendre. Tu cherches à t'approcher de l'égalité en module des accélérations gravitationnelles et d'entraînement centrifuge si la vitesse relative est c?

    Cordialement,
    C'est ça.
    En méca Newton, il n'y a pas le 2.
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  21. #20
    invité576543
    Invité

    Re : Energie de l'Univers

    Citation Envoyé par stefjm Voir le message
    C'est ça.
    En méca Newton, il n'y a pas le 2.
    D'où on peut déduire que la limite correspondant au rayon de Schwarzschild n'est pas due à une raison aussi simple que la limite sur la vitesse orbitale appliquée à la méca classique

    Cordialement,

  22. #21
    stefjm

    Re : Energie de l'Univers

    Citation Envoyé par Michel (mmy) Voir le message
    D'où on peut déduire que la limite correspondant au rayon de Schwarzschild n'est pas due à une raison aussi simple que la limite sur la vitesse orbitale appliquée à la méca classique
    Ou qu'il faut rectifier d'un facteur 2?
    Quand on a le bon résultat à un facteur 2 près, si on trouve pourquoi on se trompe à deux près, c'est gagné.
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  23. #22
    obi76

    Re : Energie de l'Univers

    Citation Envoyé par Michel (mmy) Voir le message
    D'où on peut déduire que la limite correspondant au rayon de Schwarzschild n'est pas due à une raison aussi simple que la limite sur la vitesse orbitale appliquée à la méca classique

    Cordialement,
    Justement, je ne suis pas d'accord.
    J'avais ouvert une discussion à ce sujet et je dois admettre que je n'ai toujours pas eu de réponse satisfaisante.
    Comment peut-on trouver le rayon de Scharswild avec une méca Newtonienne... sachant que la théorie de Newton ne s'accorde pas du tout avec celle d'Einstein dans ce cas ?

    http://forums.futura-sciences.com/ph...izarre-ca.html

  24. #23
    invité576543
    Invité

    Re : Energie de l'Univers

    Citation Envoyé par obi76 Voir le message
    Justement, je ne suis pas d'accord.
    Pourtant...

    Dans le fil que tu cites, ton calcul est sur la vitesse de libération, pas sur la vitesse orbitale. Et comme par hasard, ça donne un facteur 2.

    Le rayon de Schwarzschild correspond à la distance à laquelle la vitesse de libération (calculée en newtonnien) est égale à c. (Maintenant, que ce soit un coïncidence heureuse, ou quelque chose à laquelle on pouvait s'attendre en analysant la théorie de Newton comme une approximation de la RG, je ne sais pas.)

    Cordialement,

  25. #24
    stefjm

    Re : Energie de l'Univers

    Citation Envoyé par Michel (mmy) Voir le message
    Pourtant...
    Dans le fil que tu cites, ton calcul est sur la vitesse de libération, pas sur la vitesse orbitale. Et comme par hasard, ça donne un facteur 2.
    Bonjour à tous,
    Il va sans dire que tout ce qui suit est spéculatif, peu mis en forme et très probablement discutable.

    Ce fameux facteur 2 : La suite
    D'un point de vue math de base, ce n'est pas trop dur de voir qu'il sort de l'intégration de .

    Quand on regarde la vitesse orbitale, le problème est plan, avec description d'un cercle par la particule () et définition d'un disque par l'intéraction (). Je rapprocherais volontier cette expression du fameux théorème de Stokes, Green-Riemann. (Circulation=flux du rotationnel)

    Quand on regarde la vitesse de libération, le problème est dans l'espace, avec description d'une sphere par la particule () et définition d'un volume par l'intéraction (). A rapprocher du fameux théorème de Green-Ostrogradsky. (flux=somme sur le volume de la divergence)

    Après un 2, il sortirait un 3!
    Cela rappelle-t-il quelque chose à quelqu'un?

    Il resterait à définir les champs en question, ce qui devrait pouvoir se faire, par analogie avec l'électromagnétisme. (Champ de vitesse?, d'accélération?)

    A propos d'énergie et de changement de vitesse, c'est facile de montrer que quoi qu'il arrive, on récupère la moitié de l'énergie potentielle sous forme cinétique et qu'on en perd systématiquement la moitié sous forme de chaleur. (Valable pour système linéaire d'ordre 1 et 2. Valable aussi lors de la conversion inverse.)
    Il y a eu pas mal de fil sur ce sujet à propos de l'énergie des condensateurs et/ou inductances. (C'est le même modèle.)

    Cordialement.
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  26. #25
    invité576543
    Invité

    Re : Energie de l'Univers

    Citation Envoyé par stefjm Voir le message
    Il resterait à définir les champs en question, ce qui devrait pouvoir se faire, par analogie avec l'électromagnétisme. (Champ de vitesse?, d'accélération?)
    De tenseur de courbure?

    A propos d'énergie et de changement de vitesse, c'est facile de montrer que quoi qu'il arrive, on récupère la moitié de l'énergie potentielle sous forme cinétique et qu'on en perd systématiquement la moitié sous forme de chaleur.
    Ca ce serait intéressant. Surtout le terme de chaleur (qui est de l'énergie cinétique, non?).

    Cordialement,

  27. #26
    stefjm

    Re : Energie de l'Univers

    Citation Envoyé par Michel (mmy) Voir le message
    De tenseur de courbure?
    Pourquoi pas. En RG, je suis une kiche comme disent les djeuns.
    Citation Envoyé par Michel (mmy) Voir le message
    Ca ce serait intéressant. Surtout le terme de chaleur (qui est de l'énergie cinétique, non?).
    J'ai dit chaleur car je ne savais pas trop comment appellé ce terme.
    Je pensais au terme en phase avec la vitesse, le terme d'amortissement des systèmes du second ordre.
    Celui qu'on cherche à regler quand on fait un asservissement et qui dépend fortement de "l'extérieur" de ce qu'on asservit.

    La modification de l'énergie totale du système implique cet extérieur.
    (chaleur ou autres)

    Le fait que la chaleur soit de l'énergie cinétique pose quand même le problème de la récupération de cette énergie cinétique.
    J'intuite que c'est parce qu'il manque un ordre dans l'équations aux dérivées partielles de la chaleur (terme en dérivée temporelle du premier ordre seulement, au lieu du second pour la propagation d'une onde) pour que cela soit faisable.
    Citation Envoyé par stefjm Voir le message
    A propos d'énergie et de changement de vitesse, c'est facile de montrer que quoi qu'il arrive, on récupère la moitié de l'énergie potentielle sous forme cinétique et qu'on en perd systématiquement la moitié sous forme de chaleur. (Valable pour système linéaire d'ordre 1 et 2. Valable aussi lors de la conversion inverse.)
    Il y a eu pas mal de fil sur ce sujet à propos de l'énergie des condensateurs et/ou inductances. (C'est le même modèle.)
    Facile que je disais...
    En linéarisant autour d'un point de fonctionnement, c'est facile. (petite variation d'altitude.)
    Après, l'influence de la non linéarité 1/r^2, je ne sais pas.
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  28. #27
    invité576543
    Invité

    Re : Energie de l'Univers

    Citation Envoyé par stefjm Voir le message
    Pourquoi pas. En RG, je suis une kiche comme disent les djeuns.
    Ca se soigne. Je prends mes médecines régulièrement depuis des années (avec un succès mitigé, il est vrai).

    J'ai dit chaleur car je ne savais pas trop comment appellé ce terme.
    Selon mon intuition, il est impossible de traiter la question sans introduire l'entropie.

    Il y a une confusion profonde entre "énergie" et "-entropie" (le "mauvais" choix --historique-- de signe pour l'entropie complique la forme du discours).

    Confusion renforcée actuellement par la très forte médiatisation du mot "énergie", alors que le concept d'énergie en économie est bien plus proche du "-entropie" de la physique que de l'énergie de la physique.

    En d'autres termes, je doute fortement que la notion de "perte obligatoire" puisse être analysée uniquement à partir de la seule notion physique d'énergie (genre expressions en xxx yyy²/2). Faut y rajouter un autre concept, toujours thermodynamique (chaleur, température, entropie, ...); et dans le tas l'entropie semble centrale, de par son statut de variable d'état extensive...

    Cordialement,

  29. #28
    stefjm

    Re : Energie de l'Univers

    Citation Envoyé par Michel (mmy) Voir le message
    Selon mon intuition, il est impossible de traiter la question sans introduire l'entropie.
    Ca me parait lié à l'énergie réactive des électrotechniciens.
    En LC, on échange de l'énergie sans en perdre en jouant sur deux déphasage de +-pi/2(partie imaginaire de la puissance) . Dès qu'on introduit un terme R en phase (partie réelle) , c'est mort pour la réversibilité...

    Une énergie a-t-elle une phase en physique?
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  30. #29
    invité576543
    Invité

    Re : Energie de l'Univers

    Citation Envoyé par stefjm Voir le message
    Une énergie a-t-elle une phase en physique?
    Pas dans le peu que j'arrive à comprendre en physique.

    Mais j'ai l'impression que tu es juste en train de faire des mathématiques, précisément dire que e-zt a un module constant si la partie réelle de z est nulle, et décroissant si la partie réelle de z est strictement positive.

    J'y vois plus une analogie, appuyée sur une identité formelle pour des systèmes particuliers, qu'une identité de concept avec la physique...

    Cordialement,

  31. #30
    stefjm

    Re : Energie de l'Univers

    Citation Envoyé par Michel (mmy) Voir le message
    Pas dans le peu que j'arrive à comprendre en physique.
    Dommage.
    Dans un circuit électrique en régime sinusoïdal, il y a conservation de la puissance active et réactive séparément.
    Cela donne deux contraintes.

    Si on considère la vitesse orbitale et la force centrale de mon exemple, on a bien sûr une puissance active nulle puisque v est orthogonal à F, mais la puissance réactive Q est égale à v.F et doit se conserver indépendament de la puissance active.

    Dans le plan complexe, on a x réel (choix de la phase arbitraire) , v imaginaire pur, et F réel négatif.
    Une espèce de généralisation du à
    Quand v et F sont en phase, la puissance est active.
    Quand il sont en quadrature, la puissance est réactive avec deux cas possibles, l'inertie et la force de rappel.

    C'est bizarre qu'on ne trouve pas ces descriptions dans les livres...

    Citation Envoyé par Michel (mmy) Voir le message
    Mais j'ai l'impression que tu es juste en train de faire des mathématiques, précisément dire que e-zt a un module constant si la partie réelle de z est nulle, et décroissant si la partie réelle de z est strictement positive.
    J'y vois plus une analogie, appuyée sur une identité formelle pour des systèmes particuliers, qu'une identité de concept avec la physique...
    Quand j'ai les mêmes équations dans des domaines différents, je cherche systématiquement à utiliser les résultats d'un domaine dans l'autre domaine.
    C'est maladif de ma part et je ne cherche même pas à me soigner...
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

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