10^92 J/m3 ! Est-ce que ce monde est sérieux ?

[Christian Arnaud]

Bonjour,

Trouvé par hasard sur le net (fluctuations quantiques/énergie du vide):

"Pour peu que cette notion ait un sens, certains auteurs ont essayé de chiffrer la densité (l'énergie) volumique de ces champs. Tenant compte des contraintes imposées par la théorie (invariances de Lorentz, prise en compte de toutes les fréquences ainsi que de leur courbe de valeur en kf3, fréquence de coupure, etc..), ils arrivent à des densités proprement astronomiques: l'équivalent d'une densité de l'ordre de 10 puissance 92 Joules/m3!

Suite à de nombreuses découvertes aussi bien théoriques qu' expérimentales, les physiciens affirment qu'il faut désormais considérer le couple Matière + Vide comme formant un tout indissociable. Ceci semble valable également en ce qui concerne les lois de conservation d’énergie et celle de la quantité de mouvement.

Quel crédit accorder à ce texte ?

Merci
-----

[invite786a6ab6]

Quel crédit accorder à ce texte ?

10 puissance 92 $/page

[invite2313209787891133]

Bonjour

Il faudrait avant tout donner l'origine du texte; il n'y a pas intérêt d'en débattre si ce texte vient d'une source extravagante.

[Christian Arnaud]

Oui, bien sur :

http://www.conspirovniscience.com/qu...nergieVIDE.php

Le site est un peu "marginal", mais les textes de physique quantique ont l'air sérieux.

Par ailleurs, j'ai trouvé de nombreuses fois des sites mentionnant "une énergie colossale", mais sans la chiffrer (d'où ma question).

Enfin, y-a-t-il d'autres répercussions que l'effet Casimir ?

Merci

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitedbd9bdc3]

D'un autre coté, on sait deja depuis quelque temps qu'on a un desacord de l'ordre de 10^150 (ou peut etre 10^50, je sais plus, pour ce que ça change en terme de "prediction") entre l'energie du vide quantique (avec un cut-off, sinon c'est juste infini) et l'energie du vide "cosmologique" mesuré en regardant l'acceleration de l'expension de l'univers.

Par contre, pour l'effet casimir, pas de soucis, car on soustrait des energies du vide differente, dont l'infini se compense. C'est le fameux calcul :

[skeptikos]

Encore si cela représentait la totalité de l'énergie contenue dans l'univers, masse comprise, c'est à dire l'énergie au moment du big bang, cela serait peut-être vraisemblable.
Bonsoir.

[Christian Arnaud]

Bonjour Thwarn,

Oui, j'avais vu cet énorme rapport, et j'aurais du préciser que ma question ne portait que sur les fluctuations quantiques, et non sur l'énergie du vide cosmologique (il semble que les deux soient confondus quelquefois)
Par ailleurs, merci pour l'indication sur l'effet Casimir.

[invitedbd9bdc3]

Sinon, en survolant la page web, c'est que des c*onneries... Le gars ne sait vraiment pas de quoi il parle et ça se voit.
Et le nom du site est assez clair

Si un modo pouvait dé-linké le site, ça eviterai d'augmenter son ranking google...

[Christian Arnaud]

Enfin, y-a-t-il d'autres répercussions que l'effet Casimir ?

Merci

Bonjour,

Je relance un peu le sujet :

1) Emission spontanée : un atome excité dans le vide (en dehors de toute matière et rayonnement) ne retomberait pas dans son état fondamental si il n'y avait pas les fluctuations quantiques ?

2) Intégrales de Feynman : quand on "imagine" des chemins additionnels pour un photon virtuel comprenant des boucles de création/annihilation électron/positon, ou même paire de muons, n'est-ce pas pour intégrer les fluctuations quantiques ?

Merci

[obi76]

Ne serai ce que l'adresse du site permet d'avoir un point de vue sur le crédit à accorder à son auteur...

[Christian Arnaud]

Ne serai ce que l'adresse du site permet d'avoir un point de vue sur le crédit à accorder à son auteur...

Bonjour,

Je regrette d'avoir pris l'information sur ce site, mais, comme dit précédemment, c'est le premier qui offrait une quantification, alors que de nombreux autres le mentionnent, mais restent dans le qualitatif

D'ailleurs, ce n'est pas là le débat. Les questions sont plutôt :
- ces fluctuations sont-elles reconnues dans le modèle standard ?
- si oui, quelles en sont les conséquences (par exemple, les 2 citées dans mon post précédent) ?

A l'inverse, existe-t-il une dénégation argumentée de ces fluctuations ?

@+

[invite88ef51f0]

Il y a deux choses à séparer : la valeur moyenne de l'énergie du vide, et ses fluctuations quantiques. Les fluctuations autour de la moyenne sont responsables de l'émission spontanée et ne posent pas de problème. Pour ce qui est de la valeur moyenne, elle est infinie si on ne fait pas attention. Elle est 10^120 fois plus grande que ce que veulent les cosmologistes si on rajoute des limites raisonnables (énergie de Planck). Donc il y a quelque chose qui nous échappe. Pour la physique non-gravitationnelle, ce n'est pas important : seules les différences d'énergie comptent et on se fiche de la valeur absolue. Le problème est quand on prend en compte la gravité (typiquement, en cosmologie) : la relativité générale demande la vraie valeur, pas des différences. Mais de toute façon, on sait par ailleurs que la gravité quantique pose de gros problèmes et n'est pas comprise. Le problème n'est donc qu'une facette de la recherche d'une théorie de la gravité quantique.

Mais de toute façon, ce n'est pas parce qu'il y a une énergie qu'on peut l'utiliser. On ne peut pas retirer de l'énergie du vide, même s'il en a.

[Christian Arnaud]

Il y a deux choses à séparer : la valeur moyenne de l'énergie du vide, et ses fluctuations quantiques. Les fluctuations autour de la moyenne sont responsables de l'émission spontanée et ne posent pas de problème. .......

Mais de toute façon, ce n'est pas parce qu'il y a une énergie qu'on peut l'utiliser. On ne peut pas retirer de l'énergie du vide, même s'il en a.

Bonjour,

Je ne suis pas véritablement intéressé par l'extraction de cette énergie (quoique,... l'effet Casimir existe), mais plutôt par les conséquences de l'existence des fluctuations quantiques.
Tu précises qu'elles sont bien à l'origine des émissions spontanées (sans doute d'un atome "isolé", car sinon il y a suffisamment de perturbations electromagnétiques pour les déclencher), mais est-ce aussi pour cela qu'on intègre ces boucles très improbables dans les intégrales de Feynman ?

@+

[obi76]

Je ne suis pas véritablement intéressé par l'extraction de cette énergie (quoique,... l'effet Casimir existe)

La question a déjà été posée : extraire de l'énergie par l'effet Casimir est similaire à vouloir récupérer de l'énergie de la gravitation : ce n'est pas possible (du moins pas de manière continue, et de moyenne nulle).

Cdlt,

[Christian Arnaud]

Bonjour Obi,

As-tu aussi une idée sur cette partie de la question ?

... les conséquences de l'existence des fluctuations quantiques.
.....mais est-ce aussi pour cela qu'on intègre ces boucles très improbables dans les intégrales de Feynman ?

Merci

[Christian Arnaud]

En tous cas, il semble bien que l'effet (ou décalage) Lamb soit à rapprocher de ces fluctuations :

"This particular difference is a one-loop effect of quantum electrodynamics, and can be interpreted as the influence of virtual photons that have been emitted and re-absorbed by the atom. In quantum electrodynamics (QED) the electromagnetic field is quantized and, like the harmonic oscillator in quantum mechanics, its lowest state is not zero. Thus, there exist small zero-point oscillations that cause the electron to execute rapid oscillatory motions. The electron is "smeared out" and the radius is changed from r to r + δr.

The Coulomb potential is therefore perturbed by a small amount and the degeneracy of the two energy levels is removed. The new potential can be approximated (using Atomic units) as follows: ...."

tiré de :
http://en.wikipedia.org/wiki/Lamb_shift

@+

[invitea774bcd7]

C'est le fameux calcul :

Je ne connais pas ce calcul…

[invitedbd9bdc3]

Je ne connais pas ce calcul…

C'est le prolongement analytique de la fonction zeta de riemann en -1
Voir la

[invitea774bcd7]

Bah oui mais nan, hein… Y a des définitions bien précises pour

[invitedbd9bdc3]

Oui oui, la définition précise c'est ...
Et sont prolongement analytique en -1 vaut 1/12. C'est pas de ma faute, mais en plus, l'effet casimir le confirme

Il y a un autre moyen de le montrer en mettant un cut-off du genre :
.

Mais j'avoue que j'ai beaucoup de mal avec ce genre de calcul

[invitea774bcd7]

Non non…
La définition est valable pour Re(s)>1. Donc déjà, cette définition ne s'applique pas à s=-1. Point.
Ensuite, il est vrai que car il y a une autre définition « exprès » pour les entiers négatifs qui est mais c'est tout.
On a pas le droit d'exprimer le résultat de en fonction d'une définition valable seulement pour Re(s)>1…

[invitedbd9bdc3]

Non non…
La définition est valable pour Re(s)>1. Donc déjà, cette définition ne s'applique pas à s=-1. Point.
Ensuite, il est vrai que car il y a une autre définition « exprès » pour les entiers négatifs qui est mais c'est tout.
On a pas le droit d'exprimer le résultat de en fonction d'une définition valable seulement pour Re(s)>1…

C'est pourtant ce que les gens font pour traiter l'effet casimir... et ça marche!
C'est la joie des math fait à l'arrache par les physiciens

[invitea774bcd7]

Ça m'étonnerait que dans un papier on voie écrit noir sur blanc Faut pas exagérer quand même…

[invitea774bcd7]

Alors… Autant pour moi : j'ai déniché un article de 1991 dans Phys. Rev. D où c'est marqué noir sur blanc
La vache… Comprends pas que cet article ait été accepté tel quel…

[kalish]

Bonjour, c'est possible d'avoir le lien entre les fluctuations du vide et la fonction zeta de riemann?

[invitea774bcd7]

C'est tout simple

Tu prends un champ scalaire sans masse dans une boîte de largeur L. Avec les conditions aux limites sur les parois de la boîte, les fréquences propres sont

L'énergie de point zéro est
qui diverge méchamment
Des petits malins écrivent le dernier terme comme
et comme ils trouvent une valeur finie

J'ai approfondi la question et j'ai trouvé une bonne explication dans J. Phys. A, vol. 13, pp. 761 (1980). C'est un méchant raccourci et ce qu'on ne dit pas forcément, c'est qu'on a séparé la somme en une partie finie et une partie divergente et qu'on « néglige » la partie divergente
C'est du bricolage quand même

[kalish]

Ok merci, effectivement c'est louche, j'ai un prof qui m'a lancé un soir désabusé, "oui mais tu sais c'est un peu un truc magique"...je ne sais pas si c'était la déception de toute une vie ou mes questions enthousiastes et naïves, je suppose qu'on ne peut pas s'attaquer à tout justifier rigoureusement, on bricole forcément en physique, et puis il y a des trop gros morceaux aussi.

[invitea774bcd7]

La raison est simple en fait mais rarement (jamais ?) mentionné…
Il ne faut pas comprendre la somme comme une sommation habituelle à laquelle on est habitué. C'est en fait une sommation de Ramanujan.
À partir de là, pourquoi pas Moi aussi je peux inventer une sommation bizarre qui me donnera un nombre fini
C'est une technique à rapprocher de la partie principale ou la partie finie de Hadamard d'une intégrale

[invite88ef51f0]

La valeur de -1/12 sert vraiment après ou bien ils auraient pu donner un nom quelconque à la somme et passer sous le tapis que ça représente quelque chose d'infini ?

[invitedbd9bdc3]

Alors… Autant pour moi : j'ai déniché un article de 1991 dans Phys. Rev. D où c'est marqué noir sur blanc
La vache…

J'ai approfondi la question et j'ai trouvé une bonne explication dans J. Phys. A, vol. 13, pp. 761 (1980). C'est un méchant raccourci et ce qu'on ne dit pas forcément, c'est qu'on a séparé la somme en une partie finie et une partie divergente et qu'on « néglige » la partie divergente

Il y a une justification au fait de négliger la partie divergente. En fait, dans le cas de la force de Casimir, ce qui nous interesse, c'est la difference d'energie entre les niveaux d'energie quantifié entre tes plaques, et les niveaux d'energie non quantifié (dans la limite d'un volume infinie) à l'exterieur des plaques, ce qui revient à calculer notre somme moins sa divergence.

La valeur de -1/12 sert vraiment après ou bien ils auraient pu donner un nom quelconque à la somme et passer sous le tapis que ça représente quelque chose d'infini ?

Le -1/12 est tres important, car il permet de trouver les bons coefficients pour la force de Casimir, elle est directement proportionelle à ce nombre.