l'énergie du vide

[invite696dcbb1]

est ce que le vide et son énergie incompréhensible pourront ils etre un jour la solution pour l'unification des forces.
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[Seirios]

Son énergie n'est pas du tout incompréhensible, si les physiciens affirment que le vide a une énergie, c'est qu'ils ont des arguments pour ça.
Sinon je ne pense pas que l'énergie soit une solution pour l'unification des forces. Et puis il n'y a pas grand rapport entre des particules virtuelles qui se crées et s'annullent dans le vide (si on peut appeller ça le vide) et les quatre forces fondamentales de l'univers.

[_Goel_]

Tentative d'explication de l'énergie du vide :

la lumière du soleil chauffe, permet de produire de l'électricité, bref, elle transporte de l'énergie.
la lumière met 8 min pour nous atteindre.
entre la terre et le soleil, il y a du vide.

Immaginons que le soleil "clignote" : il envoie une impulsion lumineuse, disons toutes les 10 min. entre le moment où l'impulsion est créée et le moment où elle est reçue s'écoulent 8 min.
Durant ces 8 min, c'est le noir total sur terre. et le soleil est éteint. Cependant il y a l'impulsion lumineuse qui est en train de transiter entre les deux. Cette impulsion est en plein vide. Et elle transporte de l'énergie. donc il y a de l'énergie dans ce vide.
=> les étoiles éclairent en permanence, donc tout le vide interstellaire contient de l'énergie (luminseuse).

=> il faut ajouter tous les autres rayonnements électromagnétique s dont certains datent du Big-Bang (rayonnement cosmologique de fond)

voilà, si j'ai pas été clair, au moins j'aurais essayé !

[invite8c514936]

Tu es en train de dire "non l'espace n'est pas vide, il y a de la lumière". C'est vrai, et c'est bien connu depuis longtemps. Quand on parle de l'énergie du vide, on se place justement dans une situation où il n'y a pas cette lumière...

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitef2ea68d7]

Quand on parle d'énergie du vide en physique quantique, il s'agit bien de l'énergie existante en dehors de tout autre chose matérielle ou immatérielle (rayonnement en particulier).
Mais il difficile d'appréhender ce qu'est ce "vide", ce "rien".
Pour simplifier à l'extrême, l'énergie du vide, c'est la capacité à créer de la matière à partir des fluctuations du vide, du néant. A vrai dire, on en est au stade de l'imagination et des modèles assez ésotériques mais tout à fait fondés sur les connaissances actuelles de la MQ. Il est théoriquement possible de faire surgir une paire de particules depuis le néant quantique. En théorie.... Mais je parie qu'il y a bien qq qui montra une manip pour tenter de le démonter. c'est peut être déjà en cours?

[invite8c514936]

Il est théoriquement possible de faire surgir une paire de particules depuis le néant quantique.

En fait non, il faut apporter de l'énergie pour matérialiser une telle paire, ça ne se fait pas dans le vide complet.

[invite8ef897e4]

Je veux rebondir sur ce questionnement et me faire l'avocat du diable

Il me semble que, pour arriver à la conclusion "il nous manque 70% de l'énergie totale de l'Univers", il faut supposer que la relativité générale est correcte à toutes les échelles d'énergie concernées par les observations. A quel point sommes-nous sûr que cette supposition est valide ?

[invite8c514936]

Je dirais qu'on n'a pas de preuve directe et que peut-être en effet on se plante complètement. Il est quand même troublant que l'application de la RG à la cosmologie permette d'expliquer les propriétés observées de l'expansion de l'Univers (l'existence même du redshift et sa relation avec la distance), en injectant dedans des densités d'énergie qui sont du même ordre de grandeur que ce qu'on observe. Il est troublant aussi que la RG permette d'expliquer les propriétés du CMB dans un degré de détail assez époustouflant...

[invite8ef897e4]

A ben alors juste une petite question en plus et j'arrete le hors-sujet : les calculs d'abondance relatives ont-ils besoin de la RG ?

[invite8c514936]

Ils ont besoin de savoir comment l'Univers s'expand au moment de la nucléosynthèse, mais je n'ai pas l'impression que la description relativiste joue un grand rôle. Si on adoptait une métrique en expansion tombée du ciel et des abondances initiales elles aussi tombées du ciel, ça suffirait pour calculer les abondances je pense. Ceci dit, la RG permet de ne pas faire appel au ciel : une fois fixée la quantité de baryons dans l'Univers, tout le reste est calculable sans autre hypothèse.

[invitefc60305c]

"En fait non, il faut apporter de l'énergie pour matérialiser une telle paire, ça ne se fait pas dans le vide complet."

Tu peux développer stp ?

[invite8c514936]

Ben si on ne fait rien, une paire de particules ne va apparaître toute seule. La paire apparaît si de l'énergie électromagnétique est présente et transporte de l'énergie, ou bien un champ gravitationnel (évaporation de Hawking des trous noirs).

[invitefc60305c]

Un champ gravitationnel apporte donc de l'énergie ?

[Seirios]

Tout champ, quel qu'il soit, apporte de l'énergie.

Moi j'ai lu une autre explication de l'énergie du vide :
Dans le vide, il n'y a rien : pas de particule, pas de champs, rien. Mais alors, nous connaissons la valeur des champs, elle vaut zéro. Mais le principe d'incertitude stipule que plus on connaît la valeur d'un champ avec précision, moins nous connaîtrons les variations de ce champ. Donc dans le vide, les champs possèdent une variation irrégulière, et donc une variation de l'énergie est observé dans le vide. Cette énergie est modélisée par des paires de particules/antiparticules.

[invite8ef897e4]

Moi j'ai lu une autre explication de l'énergie du vide :
Dans le vide, il n'y a rien : pas de particule, pas de champs, rien. Mais alors, nous connaissons la valeur des champs, elle vaut zéro.

Bien que cela ne remette pas en cause la suite de ton argument, il faut prendre garde a l'affirmation que tu formules ici : dans l'état du vide les champs ne sont pas forcément nuls (même en moyenne) ! Suppose justement que tu mettes tous les champs à zéro. L'énergie vaut ce qu'elle vaut, pour moi ce qui compte ce sont les différences d'énergie. Calcule alors la variation d'énergie causée par une fluctuation de la partie chromomagnétique du champ de gluon : l'énergie diminue !

Cela semble indiquer que en moyenne locale dans le vide. Attention, cela ne veut pas dire "en moyenne" tout court ! Comme dans un métal non-aimenté, on s'attend à ce que des orientations se forment localement, mais en moyennant entre différent groupes ayant des orientations distinctes (en des points distants) on retrouve une moyenne nulle (autrement dit, il n'existe pas de direction privilégiée globale dans le vide). Toujours comme en matière condensée, on s'attend aussi à ce que ce ne fût pas le cas si l'univers avait été refroidie lentement ("adiabatiquement").

Evidemment le problème avec cette méthode perturbative, c'est qu'il faudrait varier tous les champs simultanément pour trouver un vrai minimum. Notamment, je ne sais pas comment justifier que la partie chromoéletrique du champ de gluon a été choisie fixe dans ce calcul. De plus, il semble nécessaire de permettre également des fluctuations du champ de quarks. Il va sans dire que de tels prouesses n'ont pas été réalisées à l'heure actuelle !

[invite65d14129]

Ceci dit, la RG permet de ne pas faire appel au ciel : une fois fixée la quantité de baryons dans l'Univers, tout le reste est calculable sans autre hypothèse.

Je continue le hors-sujet : comment se fait-il qu'on ne puisse pas calculer la quantitée de baryons? C'est peut être naif de ma part, mais d'une façon ou d'une autre ces baryons proviennent d'une soupe TeV-esque à un age assez reculé de l'Univers, soupe dont on doit pouvoir connaître la densité dans un modèle cosmologique. De cette soupe, de sa densité, et de l'évolution de l'Univers, on doit pouvoir calculer les produits formés (notamment les baryons) et leurs abondances relatives après brisure de symétrie du Higgs!?
Quelque chose m'échappe

[invite8c514936]

Si on connaissait parfaitement toutes les lois de la physique et si on comprenait parfaitement comment les baryons se forment à partir du plasma quark-gluons, tu aurais raison. Ce n'est pas le cas pour le moment !

[invite93279690]

Bien que cela ne remette pas en cause la suite de ton argument, il faut prendre garde a l'affirmation que tu formules ici : dans l'état du vide les champs ne sont pas forcément nuls (même en moyenne) ! Suppose justement que tu mettes tous les champs à zéro. L'énergie vaut ce qu'elle vaut, pour moi ce qui compte ce sont les différences d'énergie. Calcule alors la variation d'énergie causée par une fluctuation de la partie chromomagnétique du champ de gluon : l'énergie diminue !

Euh humanino, même si Phys2 est fort pour son age il n'a que 14 ans je ne suis pas sur qu'il ai tout compris là
D'ailleurs moi non plus j'ai pas tout compris

[invitef2ea68d7]

pas d'accord, à moins que tu nous expliques ce que tu entends par "vide complet"....

[invite696dcbb1]

le vide est le mm vide qu'on le traite en méc relativiste ou en méc quantique. sauf qu'en quantique d'après le fameux principe d'incertitude de Heisenberg, la position et la vitesse d'une particule ne peuvent etre déterminer en mm temps, il est donc interdit d'annuler totalement le champs électromagnétique . d'ou les fluctuations

[invite65d14129]

Si on connaissait parfaitement toutes les lois de la physique et si on comprenait parfaitement comment les baryons se forment à partir du plasma quark-gluons, tu aurais raison. Ce n'est pas le cas pour le moment !

Fin du hors sujet (désolé). Bon ta réponse confirme ce que je pensais. Je ne dis pas que ces calculs sont faciles... On va en laisser le soin à humanino

[invite93279690]

Pour ceux que ça interresse les histoires de fluctuations quantiques du vide pour le champ électromagnétique sont partiellement traitées page 607 du tome 1 du Cohen. Dans ce complément les auteurs précisent qu'on parle de "vide" lorsqu'il n'y a pas de photon mais que l'absence de photon n'implique pas l'annulation du champ à tout instant en raison d'un écart quadratique moyen ( de l'amplitude du champ) non nul.