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Univers, Matière, Energie...



  1. #1
    sandra67

    Univers, Matière, Energie...


    ------

    Bonjour à tous...
    J'ai de nouveau une question qui me turlupine....
    En considérant l'Univers dans sa globalité, est-ce que , dans son sein, l'energie totale est globalement constante (se conserve...)?? Par ailleurs est-ce que le nombre total de particules élémentaires de matière (electrons, quarks, neutrinos) contenu dans l'univers est également constant?? N'en crée-t-on pas? Leur nombre n'a-t-il donc pas changé depuis le big bang?
    Merci d'avance pour votre aide...

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  4. #2
    Baygon_Jaune

    Re : Univers, Matière, Energie...

    Citation Envoyé par sandra67
    Bonjour à tous...
    J'ai de nouveau une question qui me turlupine....
    En considérant l'Univers dans sa globalité, est-ce que , dans son sein, l'energie totale est globalement constante (se conserve...)??
    On le suppose, oui.

    Par ailleurs est-ce que le nombre total de particules élémentaires de matière (electrons, quarks, neutrinos) contenu dans l'univers est également constant?? N'en crée-t-on pas? Leur nombre n'a-t-il donc pas changé depuis le big bang?
    Leur nombre varie, par exemple à l'évidence une réaction de type :
    { neutron -> proton + électron + (anti)neutrino } ne conserve bien évidemment pas le nombre d'électrons.
    « L'ennemi est bête : il croit que c'est nous l'ennemi alors que c'est lui ! » Desproges

  5. #3
    KarmaStuff

    Re : Univers, Matière, Energie...

    Citation Envoyé par Baygon_Jaune
    On le suppose, oui.
    Tout dépend... Lorsque je prends un objet sur une table et que je le déplace de quelques cms, j'ai utilisé de l'énergie (calories) qui sera convertie en force sur l'objet... Mais le déplacement de l'objet n'a pas produit d'énergie à son tour, donc j'ai obtenu une pure perte d'énergie qui n'a pu se recycler en... fin de cycle.
    Connais-toi toi-même et l'Univers n'aura plus aucun secret pour toi...

  6. #4
    sangoul

    Re : Univers, Matière, Energie...

    Citation Envoyé par KarmaStuff
    Tout dépend... Lorsque je prends un objet sur une table et que je le déplace de quelques cms, j'ai utilisé de l'énergie (calories) qui sera convertie en force sur l'objet... Mais le déplacement de l'objet n'a pas produit d'énergie à son tour, donc j'ai obtenu une pure perte d'énergie qui n'a pu se recycler en... fin de cycle.
    Bah pas tout a fait je crois,
    Si tu applique une force sur un objet, par exemple tu donne une pichenette
    sur un un stylo pose sur une table:

    *Dans le cas ou il n y a pas de frottements:

    L'energie que tu as utilisee met l'objet en mouvement et est transformee en energie cinetique pour l'objet, qui continue sa route,,, Donc l'energie est conservee

    * Si il y a des frottements,

    L'objet bouge au debut puis les frottements l'arretent.
    En fait l'energie cinetique de l'objet est transformee en chaleur due au frottements, chaleur qui est une forme d'energie. Donc si tu tiens compte de la chaleur degagee, il y a conservation de l'energie aussi.

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  8. #5
    sandra67

    Re : Univers, Matière, Energie...

    Merci et d'accord pour l'énergie...

    En d'autres termes, si j'ai bien compris, à l'origine de l'univers (lors du big bang) il y avait une certaine quantité Q d'énergie disponible et depuis elle n' a fait que se transformer sous diverses formes mais encore aujourd'hui si l'on additionne toutes les energies dans l'univers on en retrouve Q...est-ce que je fais fausse route??

    Concernant les particules de matière, je suis d'accord aussi avec la création possible d'électrons ou de neutrinos...Mais depuis l'instant du big bang s'est-il crée de nouveaux quarks par exemple ? Leur nombre a-t-il évolué depuis le big bang?

  9. #6
    Azen

    Re : Univers, Matière, Energie...

    si Q est constant,qu'en est -t-il de l'energie necessaire a l'univers pour s'expandre?cette energie peut elle etre definie?
    La Vie a le pouvoir d'organiser la matiere...L'Homme d'organiser sa vie...

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  11. #7
    sangoul

    Re : Univers, Matière, Energie...

    Citation Envoyé par sandra67

    Concernant les particules de matière, je suis d'accord aussi avec la création possible d'électrons ou de neutrinos...Mais depuis l'instant du big bang s'est-il crée de nouveaux quarks par exemple ? Leur nombre a-t-il évolué depuis le big bang?
    Pour les quarks, c'est pareil que pour les electrons et neutrinos, tu peux en creer.

    Par exemple tu prends un electron et un positron qui s'annihilent, cela
    donne un photon qui se desintegre en un quark et un antiquark. Ce type
    de reaction arrivent tous les jours dans les gros accelerateurs de particules

    Ce qu'il faut savoir, c'est que quand tu ecris de telles reactions, l'important est que certaines quantites se conservent. Par exemple l'energie mais aussi la charge par exemple dans ce cas.

    De maniere generale, quand tu veux savoir si tu peux a partir d'une ou plusieurs particules en creer d'autres, il suffit tout simplement
    que la reaction que tu souhaite ecrire conserve certaines nombres, comme par exemple la charge electrique mais aussi plein d'autres types de charges
    qui ne sont plus rattachees a l'electromagnetisme mais qui apparaissent
    dans l'interaction faible et forte.

    A part ca, l'energie de l'univers est belle et bien constante, meme si les lois de la mecanique quantique te permettent de creer un peu d'energie mais a
    condition de la rendre dans un temps assez court. C'est une des fameuses
    inegalite d'Heisenberg.

  12. #8
    KarmaStuff

    Re : Univers, Matière, Energie...

    Citation Envoyé par sangoul
    Bah pas tout a fait je crois,
    Si tu applique une force sur un objet, par exemple tu donne une pichenette
    sur un un stylo pose sur une table:

    *Dans le cas ou il n y a pas de frottements:

    L'energie que tu as utilisee met l'objet en mouvement et est transformee en energie cinetique pour l'objet, qui continue sa route,,, Donc l'energie est conservee

    * Si il y a des frottements,

    L'objet bouge au debut puis les frottements l'arretent.
    En fait l'energie cinetique de l'objet est transformee en chaleur due au frottements, chaleur qui est une forme d'energie. Donc si tu tiens compte de la chaleur degagee, il y a conservation de l'energie aussi.
    Mais si je soulève délicatement une tasse à café (vide) à 20 cms au-dessus de la table, je reste dans cette position 5 minutes, puis je la repose délicatement...

    J'ai utilisé de l'énergie, admettons que je n'aie pas transpiré, on néglige les micro-frottements avec l'air, l'énergie "procurée" à la tasse durant 5 minutes, après l'avoir posée, est "perdue" (pas de "recyclage" comme dans l'exemple avec le stylo)... J'ai utilisé n calories, mais aucune force, hormis celle que j'ai engendrée sur la tasse afin de la maintenir en l'air, n'a été créée par la suite...

    Comment dans ce cas l'énergie est-elle conservée ?
    Connais-toi toi-même et l'Univers n'aura plus aucun secret pour toi...

  13. #9
    deep_turtle

    Re : Univers, Matière, Energie...

    Question intéressante... Je dirais :

    Quand tu as soulevé la tasse, tes muscles ont exercé une force qui a déplacé la tasse. L'énergie potentielle qu'a gagné la tasse, tu l'as perdu en corn-flakes, et de la chaleur a été échangée avec l'extérieur (ton muscle chauffe).

    Quand tu as reposé la tasse, ce que tu as fait c'est en fait de la laisser tomber en ralentissant sa chute. Tes muscles ont encore exercé une force, et tu as reconsommé une ration de corn-flakes et recontribué au réchauffement planétaire

    A la fin, la tasse est dans le même état qu'au début, et de la chaleur a été échangée...

  14. #10
    KarmaStuff

    Re : Univers, Matière, Energie...

    Citation Envoyé par deep_turtle
    Question intéressante... Je dirais :

    Quand tu as soulevé la tasse, tes muscles ont exercé une force qui a déplacé la tasse. L'énergie potentielle qu'a gagné la tasse, tu l'as perdu en corn-flakes, et de la chaleur a été échangée avec l'extérieur (ton muscle chauffe).

    Quand tu as reposé la tasse, ce que tu as fait c'est en fait de la laisser tomber en ralentissant sa chute. Tes muscles ont encore exercé une force, et tu as reconsommé une ration de corn-flakes et recontribué au réchauffement planétaire

    A la fin, la tasse est dans le même état qu'au début, et de la chaleur a été échangée...
    deep_turtle, toujours un déclic d'avance... La chaleur engendrée par l'effort des muscles, puis répartie dans l'air, je suis d'accord. Finalement, l'adage "Rien ne se crée, rien ne se perd, tout se transforme" trouve sa pleine légitimité avec l'énergie universelle... Pas de faille, X a tout de même bien fait les choses...
    Connais-toi toi-même et l'Univers n'aura plus aucun secret pour toi...

  15. #11
    DanielH

    Re : Univers, Matière, Energie...

    Bon, l"énergie totale de l'univers se conserve depuis le big bang. C'est d'ailleurs une conséquence de l'homogénéité du temps si je me souviens bien. Mais peut-on pour autant dure que le big bang conserve aussi l'énergie. Autremant dit que l'énergie totale de l'univers serait nulle, les énergies potentielles étant négative (rien avant, rien après...).

  16. #12
    KarmaStuff

    Re : Univers, Matière, Energie...

    Citation Envoyé par DanielH
    Mais peut-on pour autant dure que le big bang conserve aussi l'énergie. Autremant dit que l'énergie totale de l'univers serait nulle, les énergies potentielles étant négative (rien avant, rien après...).
    J'ai beau me creuser la cervelle, je ne comprends pas le sens de cette question... Notamment "énergie totale de l'univers nulle" ?
    Connais-toi toi-même et l'Univers n'aura plus aucun secret pour toi...

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  18. #13
    sandra67

    Re : Univers, Matière, Energie...

    Citation Envoyé par Azen
    si Q est constant,qu'en est -t-il de l'energie necessaire a l'univers pour s'expandre?cette energie peut elle etre definie?
    Hello à tous!! Comment peut-on répondre à votre avis à la question intéressante d'Azen??? Merci d'avance...

  19. #14
    sangoul

    Re : Univers, Matière, Energie...

    Citation Envoyé par sandra67
    Hello à tous!! Comment peut-on répondre à votre avis à la question intéressante d'Azen??? Merci d'avance...
    En fait, quand l'energie est constante, cela ne veut pas dire que rien ne bouge!
    Il en est de meme pour l'expansion de l'univers.
    Tu peux te faire une idee de ce qui se passe juste avec la loi de Newton de la gravitation, sans aller jusqu'a la relativite generale :

    http://l2.iap.fr/article376.html

    L'idee, c'est que bien sur la force de gravitation de l'univers a tendance
    a le faire se "contracter" ( plus exactement juste decelerer) mais ca depend justement des conditions initiales.

    Pour etre plus claire, c'est un peu comme sur terre. Si tu lance un objet en l'air:

    *Soit il retombe (ou va en orbite)

    * Soit si sa vitesse initiale est grande (de l'ordre de 10 km par seconde je crois), il ne revient jamais et fini sa course dans l'espace comme une sonde.

    Et dans les deux cas de figure, l'energie est conservee, sachant que dans le deuxieme cas, l'energie cinetique de depart est grande par rapport a son energie potentiel de gravitation.

  20. #15
    DanielH

    Re : Univers, Matière, Energie...

    KarmaStuff:
    J'ai beau me creuser la cervelle, je ne comprends pas le sens de cette question... Notamment "énergie totale de l'univers nulle" ?
    Je veux seulement dire que si l'on somme les énergies cinétique et de masse (positives) avec les énergies potentielles (négatives) ne pourait-on pas obtenir zéro !!!

    Dans ce cas le big bang serait une transiton entre un état d'énergie nulle (pas d'espace temps ni de matière) à un état d'énergie nulle et donc conserverait aussi l'énergie. Ce ne sont que des supputation, je ne sais pas ce que dit la théorie sur le sujet....

  21. #16
    Rincevent

    Re : Univers, Matière, Energie...

    Citation Envoyé par DanielH
    Ce ne sont que des supputation, je ne sais pas ce que dit la théorie sur le sujet....
    les modèles les plus simples de cosmologie relativiste disent que c'est effectivement le cas pour un Univers de taille finie (une hypersphère). Fais une recherche sur le forum astro tu verras que la question a déjà été abordée

  22. #17
    physastro

    Re : Univers, Matière, Energie...

    Citation Envoyé par Baygon_Jaune
    { neutron -> proton + électron + (anti)neutrino } ne conserve bien évidemment pas le nombre d'électrons.
    Salut,
    bon, ton équation posée comme ça manque de précisions et d'éléments, tu crois pas ??

  23. #18
    deep_turtle

    Re : Univers, Matière, Energie...

    Ben pourquoi ? Un neutron donne un proton, un électron et un antineutrino quand il se désintègre... Au début, pas d'électron, à la fin un électron, donc le nombre d'électron n'est pas conservé... Qu'est-ce qui te manque ?

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  25. #19
    physastro

    Re : Univers, Matière, Energie...

    Citation Envoyé par sangoul
    Par exemple tu prends un electron et un positron qui s'annihilent, cela donne un photon qui se desintegre en un quark et un antiquark. Ce type de reaction arrivent tous les jours dans les gros accelerateurs de particules.
    Salut,
    l'annihilation d'un électron et d'un positon se présente par émission d'un photon effectivement, mais la MQ prédit qu'il doit céder son énergie pour "créer" de nouvelle particules ("transformation" en matière de l'énergie donc, avec une énergie ) et ces particules sont également un électron et un positon qu'y en découle !!

    Citation Envoyé par sangoul
    Ce qu'il faut savoir, c'est que quand tu ecris de telles reactions, l'important est que certaines quantites se conservent. Par exemple l'energie mais aussi la charge par exemple dans ce cas.

    De maniere generale, quand tu veux savoir si tu peux a partir d'une ou plusieurs particules en creer d'autres, il suffit tout simplement
    que la reaction que tu souhaite ecrire conserve certaines nombres, comme par exemple la charge electrique mais aussi plein d'autres types de charges qui ne sont plus rattachees a l'electromagnetisme mais qui apparaissent dans l'interaction faible et forte.
    Certaines conservations ne sont pas respectées lors d'intéractions, de collisions, tout dépend si elles sont élastiques, ou inélastiques...!!

  26. #20
    physastro

    Re : Univers, Matière, Energie...

    Citation Envoyé par deep_turtle
    Ben pourquoi ? Un neutron donne un proton, un électron et un antineutrino quand il se désintègre... Au début, pas d'électron, à la fin un électron, donc le nombre d'électron n'est pas conservé... Qu'est-ce qui te manque ?
    Salut,
    oui, biensûr qu'elle est correct...les "vacances" sont encore là !!! C'est effectivement l'équation d'une désintégration de type . Ce qui a due me pertubé est le fait qu'il est pas précisé que le neutron se transformait en proton (un quark d se change en quark u) et émettait un électron et un antineutrino ; mais ce qui est dit avec des mots ne peut pas toujours être explicité avec une équation!! Donc ok, son équation est parfaite !!
    Parfois le soucis de la pédagogie aboutit à un peu de zèle...!

  27. #21
    sangoul

    Re : Univers, Matière, Energie...

    Citation Envoyé par physastro
    Salut,
    l'annihilation d'un électron et d'un positon se présente par émission d'un photon effectivement, mais la MQ prédit qu'il doit céder son énergie pour "créer" de nouvelle particules ("transformation" en matière de l'énergie donc, avec une énergie ) et ces particules sont également un électron et un positon qu'y en découle !!
    Salut,
    quand je parle de de l'annihilation d'un electron avec un positron dans mon exemple, je parle de e- + e+ -> q + qbar via un photon
    ce qui est tout a fait possible ( quarks et electrons ont un charge electrique et couplent donc au photon), cela dans la mesuure ou l'energie cinetique de la paire electron positron est assez grande pour creer des quarks, de masses plus lourde certes mais d'energie totale egale a celle de ma paire e+ e-.

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