Question bête sur "principe de conservation de l'énérgie" et vie courante et terrestre.

[Troupal]

Bonjour tout le monde !

Je me pose une question qui pourrait paraître stupide, ou simpliste pour certains, mais je me lance quand même (je préviens, ça peut être long…)

Tout démarre d'une vidéo postée sur Youtube par  DIMENSION  sur l'antimatière. Il conclu cette vidéo en émettant une hypothèse qui pourrait se résumer par une non annihilation totale de la matière et de l'antimatière mais par une division en îlots de matière et 'antimatière à un niveau supra-cosmique.

Je lui laisse donc le commentaire suivant :

J'aimerais tellement que ton hypothèse soit vrai, que la majorité de la matière et de l'antimatière ne se soit pas annihilée mais qu'elle soit juste divisée dans l'univers... Je trouve ça tellement badant et triste de se dire qu'il y a 99,5% de la matière primordiale qui aurait disparu, comme ça, sans rien, juste de l'énergie dans le vide (je ne pense pas que ça ait eu quelque influence que ce soit sur la suite de la création de l'univers, à moins que ce soit cela qui ai divisé les cinq forces primordiale, où qui ai permis à l'univers son expention, dans ce cas, se serait quand même moins badant...), juste de la matière disparue à tout jamais... La pauvre...
Non sérieusement, il vaut vachement mieux que rien n'ai disparu et que tout soir encore présent, juste dispersé et rangé proprement dans l'univers, qui n'est qu'une singularité parmi tant d'autres. Ça, c'est mieux !

Sinon, encore une fois une super vidéo ! Merci pour ton boulot !!!

Auquel on me répond cela :

A partir du moment où on considère que l'énergie ne peut pas être détruite (d'ailleurs, ça pose des problèmes niveaux trou noirs...) et que l'annihilation est un processus réversible, l'univers n'a rien perdu, il aurait juste changé de forme.

En pratique, comme on sait à peu près rien sur 96% de l'univers, on a encore le temps de découvrir des trucs toujours plus intéressant

enfin, faudrait juste se bouger un peu.....

D'où ma question. Que devient, concrètement cette énergie ?

Plus précisément, en quoi se transforme cette énergie pour les cas suivant ?

Pour le cas des photons, leurs niveaux d'énergie baisse au court du temps, non?

Mais, surtout, et c'est là que ça peut paraître simple (ou idiot), pour un cas concret, que nous vivons tout les jours, par exemple, une voiture qui roule, en quoi se transforme l'extraordinaire énergie développée par un moteur sur une roue, puis sur le sol? Où passe cette énergie? Je n'arrive pas à imaginer quelque conservation que ce soit dans ce cas pourtant si simple… Je suppose que cette énergie, cette force, ce travail, a été transmise au sol, à la Terre, mais sous quelle forme, et en quelle quantité…

Et prenons un cas fictionnel. Imaginons que nous puisons avec une très grande efficacité l'énergie du sous-sol terrestre, pourquoi pas du noyau. Imaginons que nous en consommons une si grande quantité qu'au bout d'un certain temps, notre planète se soit vidée de son énergie, où serait passée cette énergie? En quoi aurait-elle été transformée au final, à quoi aurait-elle été transmise ?

Merci d'avance pour vos réponses !!!
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[silberic]

Bonjour,

Dans le cas de la voiture qui roule, l'énergie cinétique du moteur permet d'une part aux roues de tourner, le reste se transformant en énergie interne (énergie thermique - ton moteur chauffe, tes pneus aussi).

Après, il ne faut pas confondre matière et énergie (même si la masse et l'énergie peuvent être équivalentes, mais ce n'est pas le propos ici...)
La matière qui s'annihile émet effectivement de l'énergie (sous forme de photons par exemple, ou neutrinos, etc), mais ce n'est pas de l'énergie qui disparaît en soit.

[antek]

Mais, surtout, et c'est là que ça peut paraître simple (ou idiot), pour un cas concret, que nous vivons tout les jours, par exemple, une voiture qui roule, en quoi se transforme l'extraordinaire énergie développée par un moteur sur une roue, puis sur le sol? Où passe cette énergie? Je n'arrive pas à imaginer quelque conservation que ce soit dans ce cas pourtant si simple… Je suppose que cette énergie, cette force, ce travail, a été transmise au sol, à la Terre, mais sous quelle forme, et en quelle quantité…

Si on considère l'énergie fournie en sortie d'arbre moteur :
- transmission mécanique (chaleur, déformation, arrachement de matière, . . .)
- contact roue/sol (idem)
- puis déplacement de masses d'air

[Amanuensis]

Plus précisément, en quoi se transforme cette énergie pour les cas suivant ?

Pour le cas des photons, leurs niveaux d'énergie baisse au court du temps, non?

Si cela réfère à l'effet de l'expansion cosmologique (par exemple le refroidissement du rayonnement de fond cosmique), il n'y a pas de réponse claire: cela est modélisé par la relativité générale, théorie qui n'implique pas la conservation de l'énergie ; donc , n'amène pas la question de la nature d'une "énergie manquante".

Mais, surtout, et c'est là que ça peut paraître simple (ou idiot), pour un cas concret, que nous vivons tout les jours, par exemple, une voiture qui roule, en quoi se transforme l'extraordinaire énergie développée par un moteur sur une roue, puis sur le sol? Où passe cette énergie? Je n'arrive pas à imaginer quelque conservation que ce soit dans ce cas pourtant si simple… Je suppose que cette énergie, cette force, ce travail, a été transmise au sol, à la Terre, mais sous quelle forme, et en quelle quantité…

Cette énergie finit par être diffusée vers l'immensité de l'espace sous forme de rayonnement infrarouge, rayonné par le sol et par l'atmosphère.

Une toute petite partie sera interceptée par des planètes (par exemple) mais sera ré-émise ; une bien plus petite partie encore sera capturée par des "trous noirs" et peut-être jamais ré-émise. Pour le plus gros cela fera partie indéfiniment du rayonnement cosmique.

Et prenons un cas fictionnel. Imaginons que nous puisons avec une très grande efficacité l'énergie du sous-sol terrestre, pourquoi pas du noyau. Imaginons que nous en consommons une si grande quantité qu'au bout d'un certain temps, notre planète se soit vidée de son énergie, où serait passée cette énergie? En quoi aurait-elle été transformée au final, à quoi aurait-elle été transmise ?

Pareil, cette énergie finira tôt ou tard par chauffer le sol ou l'atmosphère, et puis à être rayonnée en infra-rouge vers l'immensité de l'espace.

[A voir en vidéo sur Futura]

[le_STI]

Salut.

Si on considère l'énergie fournie en sortie d'arbre moteur :
- transmission mécanique (chaleur, déformation, arrachement de matière, . . .)
- contact roue/sol (idem)
- puis déplacement de masses d'air

... et l'énergie cinétique acquise par la voiture et ses occupants sera dissipée sous forme de chaleur au prochain freinage (à moins qu'elle soit convertie en énergie potentielle à l'occasion d'une montée).

[antek]

... et l'énergie cinétique acquise par la voiture et ses occupants sera dissipée sous forme de chaleur au prochain freinage (à moins qu'elle soit convertie en énergie potentielle à l'occasion d'une montée).

Oui pour le freinage, pour s'arrêter (un jour) et dans les descentes.
D'où double perte : accélérer/monter puis freiner.

[Troupal]

Bonjour,

Dans le cas de la voiture qui roule, l'énergie cinétique du moteur permet d'une part aux roues de tourner, le reste se transformant en énergie interne (énergie thermique - ton moteur chauffe, tes pneus aussi).

Ça, j'avais bien compris, mais ça ne dis pas en quoi se transforme, finalement, ce que tu nommes "l'énergie interne" (énergie thermique, déplacement de masses d'air, énergie potentielle, etc.). Cette énergie se dissipe bien, mais en quoi?

Je crois que @Amanuensis m'a donné la réponse, mais j'ai bien du mal à imaginer cela… Si toutes ces énergies se transforment en rayonnement infra-rouge, et se diffusent dans l'espace, en étant capté par des planètes, des trous-noirs et autres objets célestes, ou simplement rejoindre le rayonnement cosmique, on imagine bien que se rayonnement perd en intensité, en puissance (je ne sais pas du tout si ces termes sont justes), et tendront, dans un temps infini, vers une énergie nul (c'est bien l'hypothèse du big freeze ?), en entropie maximum.
Ce qui signifie que le premier principe de la thermodynamique s’avérerait être faux, et que l'énergie transmise par le moteur au sol finira par disparaître, du moins, en partie…

Et du coup, si on reprend notre exemple de la voiture, en considérant un système clos, qui se limite à la voiture, ces occupant, le sol, et l'espace qu'occupent tout cela. Comme il y a disparition d'une certaine quantité d'énergie, lors de l'émission de rayonnement infra-rouge, à quoi pourrait-on incomber la faute?
Je m'explique. Cette diminution, certes, très légère, de la quantité totale d'énergie dans notre système clos, c'est-à-dire, de la température (i je ne dis pas de conneries) est-elle dût à, je ne sais pas, un changement d'orbite, à une influence des particules sur l'espace temps, à la modification d'un champ, d'un spin, à l'interférence avec d'autres particules, antiparticules, matière ou matière noir, ou à un phénomène inconnu ?

Merci pour vos réponses si rapides, clair et précises !

[Amanuensis]

Ce qui signifie que le premier principe de la thermodynamique s’avérerait être faux, et que l'énergie transmise par le moteur au sol finira par disparaître, du moins, en partie…

Oui. Dans l'état actuel des théories, le premier principe n'est applicable que localement. Pas à grande échelle temporelle ou spatiale, car la RG permet des solutions sans conservation de l'énergie.

Et du coup (...) ou à un phénomène inconnu ?

Pourquoi faudrait-il que ce soit dû à quelque chose? Chercher une cause n'a de sens qui si on présuppose la conservation de l'énergie. Mais il n'y a pas de raison a priori de faire une telle hypothèse.

[Troupal]

Oui. Dans l'état actuel des théories, le premier principe n'est applicable que localement. Pas à grande échelle temporelle ou spatiale, car la RG permet des solutions sans conservation de l'énergie.

Ok, parfait, du coup la réponse à mon commentaire sur Youtube s'avère être fausse, c'est ça ?

A partir du moment où on considère que l'énergie ne peut pas être détruite (d'ailleurs, ça pose des problèmes niveaux trou noirs...) et que l'annihilation est un processus réversible, l'univers n'a rien perdu, il aurait juste changé de forme..

Ce qui signifierait bien que si annihilation il y a eu, à la naissance de l'Univers, entre matière et antimatière, 99,5% de la matière a pût disparaître ?

D'où le fait que la proposition du vidéaste sur le fait qu'il n'y aurait pas eu d'annihilation mais un simple division en îlots de matière et 'antimatière à un niveau supra-cosmique soit si intéressant et, entre nous, vachement moins triste que l'idée de la disparition totale de 99,5% de la matière totale de l'Univers. XD

Mais après ça doit soulever énormément de question sur le comment, pourquoi, le passé et l'avenir de tout le bousin ^^ !

Pourquoi faudrait-il que ce soit dû à quelque chose? Chercher une cause n'a de sens qui si on présuppose la conservation de l'énergie. Mais il n'y a pas de raison a priori de faire une telle hypothèse.

Effectivement, je n'avais pas vu ça comme ça, mais c'est vrai que ça paraît totalement logique.
Sauf dans le cas où une théorie ou une explication importante, sur laquelle repose une quelconque théorie, implique ou repose sur la conservation de l'énergie. Je n'ai aucune idée d'une telle situation, mais je suppose que cela doit exister non?
N'y a-t'il pas de théorie qui repose sur la conservation de l'énergie, ou la présuppose? La thermodynamique elle-même ne crée pas de théorie, ou n'est pas d'une importance capitale pour notre conception du monde, de la physique ou de la chime?

[Amanuensis]

N'y a-t'il pas de théorie qui repose sur la conservation de l'énergie, ou la présuppose?

C'était le cas de la mécanique classique, et du coup de la thermodynamique dans le contexte de la mécanique classique. C'est aussi le cas de la "relativité restreinte", c'est à dire hors gravitation.

La thermodynamique elle-même ne crée pas de théorie, ou n'est pas d'une importance capitale pour notre conception du monde, de la physique ou de la chime?[/B]

Cela reste important, car la conservation de l'énergie (ou plus précisément de l'énergie-quantité de mouvement dans le cadre relativiste) est une excellente approximation à "petite" échelle, qui est la nôtre.

Pour les questions d'origine, c'est déjà important de comprendre comment l'énergie reçue du Soleil, ou l'énergie géothermique ne fait "que passer" à la surface de la Terre, et continue sous forme de rayonnement infra-rouge, et ce dans un cadre où la conservation de l'énergie s'applique en excellente approximation. Le sort dans le grand futur de ce rayonnement est à une autre échelle de temps et d'espace.