Energie du vide

[viiksu]

Bonjour il y a un fil fermé qui traite du sujet, ma question est simple je ne vais pas discuter des formulations mais des conclusions: il semblerait que l'énergie du vide soit colossale je ne comprends pas bien car en moyenne en l'absence de particules elle me semble faible voir nulle? Les paires particules-antiparticules crées par la relation d'incertitude sont très vite annihilées. On parle d'un ordre de grandeur de 120 par rapport à l'énergie du vide connue celle de la constante cosmologique.

Merci
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[coussin]

Avez-vous une question précise ?
Il s'agit là d'un désaccord théorie/expérience. La théorie prévoyant une valeur énorme et les observations une valeur quasi-nulle.

[Deedee81]

Salut,

- Le vide quantique est donné par toutes les fluctuations (énergie de point zéro des oscillateurs quantiques) à toutes les fréquences. Comme il y a une infinité de fréquences, ça donne une valeur.... infinie.
- Seule les variations (mais (*)) de l'énergie sont mesurables, lors d'échanges. On peut considérer un tel résultat comme un artefact et poser allègrement l'énergie du vide à zéro. En théorie quantique des champs, cela se fait en utilisant ce qu'on appelle "l'ordre normal".
- On peut considérer des situations où l'on a des variations de cette énergie du vide, c'est le cas du phénomène Casimir par exemple. Le calcul se fait alors en soustrayant une intégrale d'une somme infinie (les longueurs d'ondes sont quantifiées dans une cavité). Et avec une régularisation appropriée (pour éviter de faire infini moins infini), on obtient un résultat qui une fois la régularisation enlevée est .... fini (c'est assez miraculeux quand on regarde les équations : une somme infinie continue moins une somme infinie discrète et hop, le résultat est fini... ça alors !).
- (*) Il y a un cas où cette énergie doit être considérer en soi : en relativité générale, à cause des effets gravitationnels. On sait qu'il existe (en mariant gravité et effets quantiques) une grandeur minimale, ce qui permet un calcul donnant un résultat fini mais 10^120 fois plus grand que la constante cosmologique observée. Cela semble indiquer assez clairement que cette énergie du vide est et reste un artefact (pour ce qui est de sa valeur absolue, pas de ses variations) sans effet gravitationnel, l'accélération de l'expansion étant à rechercher ailleurs. Il reste une possibilité (mais là je connais moins bien) : des réglages fins des paramètres de la physique des particules peuvent "presque" annuler cette somme..... mais les physiciens n'aiment pas trop ces trucs adhoc qui marchent miraculeusement.

[invite577a1421]

Sur votre question initiale, pouvez-vous indiquer tous les concepts consensuels et ceux uniquement partisans ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Sur votre question initiale, pouvez-vous indiquer tous les concepts consensuels et ceux uniquement partisans ?

Si je ne me trompe, ils sont tous consensuels (sauf pour l'explication de l'accélération de l'expansion où il serait difficile d'avoir un consensus).
EDIT ah pardon, tu parlais de "question initiale", tu t'adressais à viiiksu ? Si oui, ce sont des questions et une question n'est ni consensuelle, ni partisane. Et la partie concernant le fait que le calcul donne un résultat aberrant (*) est connu et consensuel.
REEDIT : dans un article sur la gravité commutative, Alain Connes l'illustrait en disant "il devrait y avoir création de trous noirs de toute taille, en tout point, et à chaque instant". Ca fait beaucoup de trous noirs

[Rachilou]

Bonjour,

https://www.futura-sciences.com/scie...ee-main-53076/

Ça tombe bien, j'ai reçu ce matin cette actualité...

[invite577a1421]

Je pense qu'il y a beaucoup de sous-entendus dans le sujet initial, pour un public probablement "en phase" et qui a lu le précédent sujet fermé, d'où mon incompréhension.

[Deedee81]

Ça tombe bien, j'ai reçu ce matin cette actualité...

Je ne m'en rappelais pas. Mais ceci dit, je ne suis pas sûr que c'est que Viiksu cherche. Enfin, on va bien voir sa réponse.

[Zefram Cochrane]

J'avais posté un sujet sur une info similaire :
https://forums.futura-sciences.com/a...ml#post6346805

J'adore l'originalité de l'article de Rachilou

[viiksu]

Merci a Deedee81 pour son explication claire.

[viiksu]

Bonjour,

https://www.futura-sciences.com/scie...ee-main-53076/

Ça tombe bien, j'ai reçu ce matin cette actualité...

Sauf que Bicep2 ne semble pas crédible

[invite69d38f86]

pour le différentiel entre énergie du vide quantique et énergie observée parle t on de la meme chose?

si cette énergie est stockée sous une forme interagissant tres peu avec nous ou en un lieu tel que son observation implique la destruction des appareils de mesure, ce n'est peut etre pas contradictoire.

meme au niveau classique on ne peut extraire toute l'énergie d'un milieu chaud pour la transformer en travail utile il y a une partie
qui ne peut etre utile que pour nous chauffer.

[viiksu]

J'ai trouvé ça auquel je ne comprends rien mais alors rien.

[invite69d38f86]

si tu n'y comprends strictement rien il serait temps que tu te mettes a l'étude de l'oscillateur quantique!

[viiksu]

si tu n'y comprends strictement rien il serait temps que tu te mettes a l'étude de l'oscillateur quantique!

J'ai commencé à regarder, un cours de Susskind je ne comprends pas encore bien pourquoi on peut réduire les particules a des objets aussi simples que des oscillateurs. Quant au pdf que j'ai envoyé la conclusion me manque, est-ce à dire que quand on somme les "modes" de l'énergie du vide on tombe sur des quantités infinies ?

[invite69d38f86]

prenons une radiation comprenant une infinité de fréquences.
on utilise un filtre de facon a ne conserver qu'une fréquence et ses multiples entiers. je l'appelle nu
quand on dit que l'on a E = h nu (quantification des sauts) c'est dans une telle situation
c'est décrit par l'oscillateur harmonique quantique. ce mode possede une énergie du vide par rapport a ce nu.
il faut maintenant se souvenir que l'on a éliminé une infinité d'autres fréquences qui ont une autre énergie du vide.
supposons que le filtre aie laissé passer deux fréquences nu1 et nu2, devrait on ajouter les énergies de leur vides?
si quelqu'un a la réponse.....

[invite69d38f86]

j'aurais tendance a penser que oui car plus de particules peuvent passer le blocage du filtre. plus l'histoire de la linéarité.

[invite69d38f86]

La réponse par rapport a cette somme sur tous les modes n'est pas simple.
d'autant plus que si elle porte sur un nombre fini d éléments comme dans un espace de Fock cette meme situation peut etre vue par un observateur différent (unruh par exemple) comme possedant une infinité de modes occupés
Il faudrait la réponse de quelqu'un maitrisant le sujet. je ne fais que l'aborder en lisant ceci.

[viiksu]

La réponse par rapport a cette somme sur tous les modes n'est pas simple.
d'autant plus que si elle porte sur un nombre fini d éléments comme dans un espace de Fock cette meme situation peut etre vue par un observateur différent (unruh par exemple) comme possedant une infinité de modes occupés
Il faudrait la réponse de quelqu'un maitrisant le sujet. je ne fais que l'aborder en lisant ceci.

C'est dingue cet effet Unruh si j'ai bien compris à une vitesse relativiste des particules virtuelles se réifient?

[invite69d38f86]

ce qui me parait surtout important dans cette histoire c'est qu'il existe des phélnomenes qui n'existent pas dans l'absolu
l'espace temps n'est pas un bloc de marbre ou seraient gravés les événements. pour certains observateurs il y a des choses gravées
et pour d'autre le marbre est resté vierge.

[viiksu]

ce qui me parait surtout important dans cette histoire c'est qu'il existe des phélnomenes qui n'existent pas dans l'absolu
l'espace temps n'est pas un bloc de marbre ou seraient gravés les événements. pour certains observateurs il y a des choses gravées
et pour d'autre le marbre est resté vierge.

Oui c'est vrai tout est relatif même les événements. Oui mais en première approximation en dehors de zones extrêmes comme près des trous noirs ou des vitesses relativistes, nous avançons à 600 km/s vers le grand attracteur c'est négligeable. Il y a quand même un temps cosmique qui représente grosso modo le temps newtonien absolu. Mais tout cela n'explique pas cette énergie du vide potentielle, il faut quand même dire que le modèle standard des particules est une sacrée salade d'approximations une ratatouille de bidules mathématiques juxtaposés qui sont loin d'être parfaits.

[invite6486d7bd]

Voir une piste de compréhension ici :

Malheureusement, les calculs de l'énergie du vide quantique (ou plus précisément sa densité) lui donnent généralement une valeur monstrueuse.

En pratique, cela modifierait de façon spectaculaire la courbure de l'espace-temps, ou sa vitesse d'expansion qui aurait tendance à augmenter de façon explosive.
Une telle accélération a bien été mesurée mais elle est très faible et implique une énergie du vide 10¹²⁰ fois plus petite que celle prédite par la théorie.
On voit là la pire prédiction de la physique théorique et la solution de cette énigme est activement recherchée.

/../

Les trois chercheurs sont partis d'une constatation simple.
En première approximation, la densité d'énergie du vide quantique que l'on calcule ne représente qu'un état moyen, une valeur qui est constante dans l'espace et dans le temps.
Mais les fluctuations autour de cette moyenne sont très grandes, comme viennent de l'établir les trois physiciens.
Il semble que l'on puisse alors montrer que ces fluctuations se produisant sur des distances beaucoup plus petites qu'un proton font fluctuer de façon très inhomogène la géométrie de l'espace-temps.
De sorte que d'une toute petite région à une autre, celui-ci entre en expansion ou au contraire se contracte, tout cela variant aussi dans le temps.


Magiquement, dans une moyenne de ce phénomène à plus grandes échelles, les fluctuations spatiales de la géométrie et de l'énergie du vide quantique au niveau microscopique se compensent avec celles qui donnent l'énergie de base du vide quantique.

La valeur à l'échelle macroscopique devient compatible avec celle que l'on observe.


Selon Unruh et ses collègues, ce mécanisme de régularisation est similaire à celui déjà esquissé par John Wheeler dans les années 1950/60 avec la structure en écume de l'espace-temps.
Des trous de vers et des trous noirs apparaissant et disparaissant sans cesse à l'échelle de Planck rendent l'espace-temps turbulent et topologiquement compliqué.

Ils introduisaient ainsi une nouvelle contribution à l'énergie du vide en se comportant un peu comme celles de nouvelles particules s'attirant mutuellement.
Wheeler pensait que l'énergie potentielle d'interaction résultante pouvait peut-être contrebalancer celle du vide quantique calculé de façon naïve.

https://www.futura-sciences.com/scie...-resolu-67354/

[viiksu]

Oui mais là on est au niveau de l'intervention d'Allah (puisque c'est le premier jour du ramadan) on peut tout imaginer sans preuve.

[viiksu]

je ne cherche pas à être insolent mais il y a un moment ou en science il faut de la crédibilité, de l'observation, des indices concordants, de la substance expérimentale.

[invite6486d7bd]

je ne cherche pas à être insolent mais il y a un moment ou en science il faut de la crédibilité, de l'observation, des indices concordants, de la substance expérimentale.

Oui, mais faut commencer par modéliser avant d'expérimenter, sinon vous prouvez quoi ????....

[invite69d38f86]

Pour avoir une valeur numérique pour la densité d'énergie du vide il semble bien que le formalisme de l'oscillateur harmonique
donne l'infini si on prend tous les modes possibles. il faut sans doute passer par la renormalisation qui est d'un niveau théorique
pas évident...

[viiksu]

Pour avoir une valeur numérique pour la densité d'énergie du vide il semble bien que le formalisme de l'oscillateur harmonique
donne l'infini si on prend tous les modes possibles. il faut sans doute passer par la renormalisation qui est d'un niveau théorique
pas évident...

La renormalisation c'est un peu recette de cuisine non? En plus si j'ai bien compris dans toutes ces théories on utilise des développements limités d'ordre 1 ou 2 non (méthode perturbative)? Donc on n'a pas de théorie pure et dure comme la RG, ça marche mais ce n'est pas beau la QFT.

[invite69d38f86]

la qft c'est comme Michel Portal on aime ou on aime pas.

[viiksu]

la qft c'est comme Michel Portal on aime ou on aime pas.

Michel Portal je connais peu mais je pense que je n'aime pas, je n'aime pas le Jazz trop sophistiqué je m'éclate sur Just a Gigolo par David Lee Roth. Manque de culture c'est possible, j'ai commencé la musique très tard alors mes goûts sont très simples, mélodie, rythme, swing, groove sinon rien. La QFT a quand même fait des prédictions étonnantes je pense qu'il s'agit d'un ensemble de règles appliquées à des cas particuliers mais il manque la cohésion globale, c'est comme la RG qui redonne Newton en champ faible, je pense qu'il nous manque la RG de la QFT (façon de parler).

[albanxiii]

il faut sans doute passer par la renormalisation qui est d'un niveau théorique
pas évident...

A ma connaissance la renormalisation ne s'occupe pas du niveau du fondamental. Elle concerne les divergences qui apparaissent quand on calcule les interactions entre particules.
La réponse à la question de départ a été donnée au message #3 par Deedee81.