Energie noire constante selon WiggleZ Dark Energy Survey

[invite9f80122c]

Bonjour,

Voici le lien dont j'aimerais avoir plus de détails : énergie noire constante

Donc si je comprends bien, l'expansion est constante et due à cette énergie noire ?

En ce qui concerne la matière noire, ses fluctuations au début de l'Univers auraient impliqué des ondes sonores qui auraient laissé des traces que l'on appelle rayonnement fossile.

Les fluctuations de densité de la matière noire génèrent alors des ondes sonores sphériques s’éloignant à presque la moitié de la vitesse de la lumière des zones de surdensités de la matière noire. Au moment de la recombinaison, lorsque les premiers atomes neutres apparaissent, la lumière se découple de la matière baryonique et le front de ces ondes sonores poussé par le flux de photon se fige temporairement.

Quelqu'un peut m'expliquer plus en détail ?
Jamais entendu parler de matière noire dans ce cas de figure avant

De plus j'ai lu que la matière noire avait une densité critique négative, donc provoquerait une courbure négative de l'Univers alors que selon l'article la courbure est bien nulle. Y'a-t-il une théorie qui implique une métrique à courbure négative provoquée par des particules ou autre chose ?

PS : je poste ici car ma question est axée physique et métrique

Merci d'avoir lu ma question et d'avance pour vos réponses
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[invite80fcb52e]

Donc si je comprends bien, l'expansion est constante et due à cette énergie noire ?

Non l'expansion accélère mais la cause est l'énergie noire qui se comporte comme une constante cosmologique. C'est à dire avec une densité d'énergie constante au cours du temps (contrairement à la matière qui voit sa densité diminuer avec l'expansion).

Quelqu'un peut m'expliquer plus en détail ?

Avant la recombinaison, quand l'univers était opaque, les photons et le gaz (les baryons) étaient couplés et formaient un plasma. A coté de ça la matière noire n'était pas couplé aux photons et vivait sa vie tranquille.
L'univers était très homogène mais avait quelques fluctuations de densité. Considérons une fluctuation de densité dans cette soupe, par exemple une zone plus dense (qu'on appelle surdensité), avec un peu plus de gaz/photons et un peu plus de matière noire. La forte pression dans le plasma à cause du rayonnement va avoir tendance à évacuer cette surdensité de gaz qui va se propager à la vitesse du son dans le plasma (un peu plus de la moitié de la vitesse de la lumière). Par contre la matière noire, n'interagissant pas avec les photons, ne va pas bouger.
On a donc une surdensité de gaz qui se propage de façon sphérique autour de la surdensité de matière noire.

Puis quand arrive la recombinaison, les photons se découplent du gaz et donc la perturbation cesse de se propager.
On a donc autour de chaque fluctuation de densité des chances de trouver une autre fluctuation sphérique autour de celle-ci, qu'on verra comme un cercle si on projette sur le ciel. Et le rayon du cercle est la distance parcourue par la vitesse du son jusqu'au moment de la recombinaison, on l'appelle l'horizon sonore.

Cette longueur est facile à calculer et sert de longueur caractéristique (une échelle standard). On la repère facilement dans le spectre du fond diffus cosmologique, c'est le premier pic des oscillations, à environ 1° sur le ciel.

On peut la repérer aussi dans les relevées de galaxies aujourd'hui. Comme les galaxies se forment à partir des fluctuations primordiales, on s'attend à trouver plus de galaxies à cette distance autour d'une autre galaxie. L'étude statistique permet de mettre en évidence ce surplus, c'est qu'on appelle les BAO.

De plus j'ai lu que la matière noire avait une densité critique négative, donc provoquerait une courbure négative de l'Univers

La matière noire se comporte exactement comme la matière au niveau gravitationnel et courbe l'espace de la même façon.

[invite9e0be6e7]

C'est à dire avec une densité d'énergie constante au cours du temps (contrairement à la matière qui voit sa densité diminuer avec l'expansion).

si la densité reste constante l’énergie totale augmente au cours du temps alors? Comment ça peut être possible??

[invite9f80122c]

Je suppose que vu que l'Univers est plus grand, il y a plus d'énergie sombre, donc une plus forte pression négative.

A densité d'énergie constante l'augmentation du volume implique l'augmentation de l'énergie totale. Contrairement au cas 'normal' où quand un volume augmente la densité diminue pour que l'énergie totale reste constante. Ca fait et c'est

Et merci à Gloubiscrapule pour l'explication

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Salut,

si la densité reste constante l’énergie totale augmente au cours du temps alors? Comment ça peut être possible??

Dans l'hypothèse où l'énergie noire serait effectivement analogue à une constante cosmologique, l'énergie totale augmente en effet au cours du temps.

Mais cela n'est pas nécessairement en contradiction avec la conservation de l'énergie car dans cette hypothèse, cette densité n'a d'énergie que le nom et les dimensions (unités). En fait, il reste(rait) à connaitre l'origine physique de ce terme. Ce qui ne peut se faire qu'à travers une théorie plus fondamentale (gravitation quantique) que l'on ne possède pas encore.

[Amanuensis]

dans cette hypothèse, cette densité n'a d'énergie que le nom et les dimensions (unités).

Et son effet sur l'espace-temps

Que reste-t-il comme différence ? (En dehors de ce qu'on ne connaît pas )

[invite80fcb52e]

La constante cosmologique on ne sait rien sur son origine physique, peut-être une propriété de l'espace? Ca a l'avantage de pouvoir justifier une densité constante. Dans chaque mètre cube d'espace on a toujours la même quantité d'énergie. C'est d'ailleurs surement pour ça qu'on a essayé d'expliquer l'énergie sombre par l'énergie du vide...

Dans le modèle cosmologique, si le volume augmente comme a³, y a que la matière qui garde son énergie constante (car la densité évolue comme 1/a³).
Pour le rayonnement, évoluant en 1/a⁴, l'énergie totale diminuerait.
Tandis que pour la courbure, évoluant en 1/a², la constante cosmologique, n'évoluant pas, ou d'autres modèles d'énergie sombre, l'énergie totale augmenterait.

Il est bien délicat de parler d'énergie totale en cosmologie... et surtout concernant l'énergie sombre car sa nature nous est totalement inconnu.

[invite9f80122c]

Dans le modèle cosmologique, si le volume augmente comme a³, y a que la matière qui garde son énergie constante (car la densité évolue comme 1/a³).

Donc l'énergie globale du vide augmente ? Vu que la densité reste constante malgré que le volume augmente ?

Pour le rayonnement, évoluant en 1/a⁴, l'énergie totale diminuerait.

Tu parles d'énergie de rayonnement ? Le terme en puissance 4 est-il du au fait qu'au court du temps le rayonnement se propage, donc se défini sur un volume plus grand, donc sa densité diminue ? L'énergie totale de rayonnement serait distribuée différemment mais toujours constante, non ? (hors interaction) Ou est-ce du à la métrique quadridimensionnelle qui implique une densité en puissance inverse de 4 alors que l'énergie se répartit en puissance de 3 ?

Tandis que pour la courbure, évoluant en 1/a², la constante cosmologique, n'évoluant pas, ou d'autres modèles d'énergie sombre, l'énergie totale augmenterait.

Quelle courbure ? Celle de la RG ou la courbure due à la 'forme' de l'Univers ? Pourquoi en puissance 2 ?

Il est bien délicat de parler d'énergie totale en cosmologie... et surtout concernant l'énergie sombre car sa nature nous est totalement inconnu.

En effet, mais si on se cantonne à parler d'énergie du vide on peut dire que globalement elle augmente étant donné que sa densité reste constante malgré l'augmentation du volume total. Et cela n'est compensé par rien, si ?

Merci de tes réponses, mais j'aimerais en savoir plus
J'en suis au stade ou quand un volume augmente, la densité d'énergie diminue, sauf pour l'énergie sombre. Si tu pouvais m'éclairer sur les dépendances en 1/a² et 1/a⁴