Mort thermique ou big rip ?

[Moraine]

Bonjour,

En étant un simple passionné amateur d'astronomie, j'ai un peu du mal avec l'astrophysique même si c'est quelque chose qui m'intéresse aussi. Depuis quelques jours, je m'intéresse au destin de l'univers et je crois comprendre que deux modèles ont le vent en poupe aujourd'hui pour expliquer ce destin, le big rip et la mort thermique de l'univers. Faut bien avouer que les deux modèles ne sont pas dans la même échelle de temps pour une "fin" de l'univers...

A l'heure d'aujourd'hui, lequel entre la mort thermique et le big rip pèsent le plus dans la balance ?
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[Deedee81]

Salut,

A l'heure d'aujourd'hui, lequel entre la mort thermique et le big rip pèsent le plus dans la balance ?

Je ne sais pas quelles sont les opinions majoritaires. Mais d'un point de vue purement scientifique on n'a strictement rien qui permettrait de trancher entre les deux. Ca reste du 50/50.

[papy-alain]

Ca reste du 50/50.

Il n'existe que ces deux possibilités ?

[Deedee81]

Il n'existe que ces deux possibilités ?

Non, il y a aussi d'autres trucs qui restent possibles comme les univers cycliques mais qui n'ont plus vraiment le vent en poupe depuis qu'on a découvert l'accélération de l'expansion.
Et la mort thermique peut elle-même se produire de plusieurs façons (par exemple selon que le proton est stable ou non, la manière dont les TN termineraient leur évaporation,...)

Mais tous ces cas restent totalement spéculatif. En tout cas pour le moment.

[A voir en vidéo sur Futura]

[papy-alain]

Si je posais la question, c'est avec en tête l'idée qu'en cas de mort thermique de l'Univers, je ne vois pas ce qui pourrait stopper les fluctuations quantiques du vide.
En fait, j'ai du mal à cerner deux éléments : l'entropie maximale de l'Univers et l'énergie du vide.

[mach3]

un ancien fil sur un sujet proche :

https://forums.futura-sciences.com/a...-sarreter.html

m@ch3

[Deedee81]

Si je posais la question, c'est avec en tête l'idée qu'en cas de mort thermique de l'Univers, je ne vois pas ce qui pourrait stopper les fluctuations quantiques du vide.
En fait, j'ai du mal à cerner deux éléments : l'entropie maximale de l'Univers et l'énergie du vide.

Mais en effet il n'y a pas de raison qu'il n'y ait plus de fluctuation du vide.
L'entropie en question est ici l'entropie totale de la matière, ce n'est pas vraiment une notion quantique (même si on la retrouve aussi dans ce domaine).

Il y a aussi les "théories" (guillemet pour spéculation ) sur l'instabilité du vide. J'ignore ce que ça implique vraiment.
Voir cette actu (par exemple) : https://www.letemps.ch/sciences/desi...se-boson-higgs

On peut aussi imaginer dans la cosmologie branaire qu'à un moment donné il y ait une collision de notre brane univers avec une autre et BANG, fini.

Mais je ne pense pas que cette multitude d'alternatives aient beaucoup de partisans (c'est à peu près le seul critère de validité à notre disposition, c'est dire )

[papy-alain]

Tu m'as donné l'idée d'aller fouiner dans les discussions similaires. Et j'ai retrouvé un petit truc marrant :

Si l'expansion devient telle que les paires de particules/antiparticules créées par les fluctuations du vide ne peuvent plus s'annihiler car leurs membres sont écartés les uns des autres beaucoup trop vite, n'y a-t'il pas du coup création nette de matière et donc augmentation de la densité et donc frein un l'expansion? l'expansion ne pourrait pas accélérer au delà d'un certain seuil, sans quoi elle déclencherait l'apparition massive de matière qui aurait pour effet de la freiner? d'ailleurs arrivé à ce stade, en supposant que cela se passe ainsi (l'expansion galopante conduit à la création massive de particules de matière et d'antimatière à 50/50), ne nous retrouverions nous pas avec une situation similaire à celle qu'à connu l'univers il y a environ 13,8 milliards d'années (le big rip engendrerai un big bang)?
je suppose que ce genre de situation doit être étudié dans le cadre de théories quantiques de la gravitation, qu'en est-il? option déjà explorée? invalidée? ou encore non testable?

m@ch3

Comme quoi, il reste un sacré paquet de choses à étudier (à découvrir ?).

[Olivzzz]

Bjour,
Que ce soit Big Rip ou "mort thermique" je crois que dans aucun des 2 cas on puisse parler de "fin" de l'Univers. Dans le cas du Big Rip, ce qui suit le BR est très difficile à imaginer mais il n'y a pas de raison que tout à coup, *pouf", l'Univers n'existe plus, et dans le cas de la mort thermique il ne restera in fine que des trous noirs, pour à peu près l'éternité je suppose...

[Deedee81]

Bjour,
Que ce soit Big Rip ou "mort thermique" je crois que dans aucun des 2 cas on puisse parler de "fin" de l'Univers. Dans le cas du Big Rip, ce qui suit le BR est très difficile à imaginer mais il n'y a pas de raison que tout à coup, *pouf", l'Univers n'existe plus, et dans le cas de la mort thermique il ne restera in fine que des trous noirs, pour à peu près l'éternité je suppose...

Tout a fait d'accord avec ça.

J'avais lu une fois un article parlant de fin "pouf" (enfin c'était pas écrit comme ça), mais j'ai trouvé le raisonnement et les justifications assez fumeuses.

Une autre possibilité est un arrête de l'expansion, suivi d'une contraction et hop singularité finale. Mais ça me paraît d'autant moins crédible qu'une singularité semble exclue dès qu'on inclut la mécanique quantique.

[Lansberg]

Bonjour,

...et dans le cas de la mort thermique il ne restera in fine que des trous noirs, pour à peu près l'éternité je suppose...

Et l'évaporation des trous noirs ?? Pas sûr qu'ils soient éternels.

[Deedee81]

Dans le cas où les protons sont stables et où les trous noirs s'évaporent entièrement le résultat est étonnant. Il ne resterait plus (après un temps phénoménal) que des neutrinos et des photons ultra dilués et un peu de.... poussière de fer !!! En effet, la probabilité de fusion thermonucléaire spontanée est extrêmement faible mais pas exclu et sur des temps suffisamment long tout se transformerait en fer (l'élément le plus stable, un peu d'éléments plus lourds lui se transformerait par fission spontanée) à ajouter à une "érosion" spontanée elle aussi.

Drôle de fin qu'on pourrait qualifier de mort par limaille de fer

Il y avait un bon article dessus dans PLS :
https://www.pourlascience.fr/sd/cosm...rnite-6192.php

Malheureusement payant, comme d'hab.

[Gilgamesh]

Salut,



Je ne sais pas quelles sont les opinions majoritaires. Mais d'un point de vue purement scientifique on n'a strictement rien qui permettrait de trancher entre les deux. Ca reste du 50/50.

Pas vraiment 50/50.

L'hypothèse du Big Rip ne respecte pas la condition faible sur l'énergie (ρ+P >=0). Par défaut, on favorise l'hypothèse Big Chill.

[Deedee81]

L'hypothèse du Big Rip ne respecte pas la condition faible sur l'énergie (ρ+P >=0).

Ah tiens, je ne savais pas (il est vrai que je n'ai jamais vraiment creusé le sujet).
Merci.

Par défaut, on favorise l'hypothèse Big Chill.

Mmmmmmm, un Big Chili Con Carne
Bon week end.

[Moraine]

Merci pour vos réponses.

Pour qu'il y a une mort thermique de l'univers, il faudrait que l'accélération de l'expansion qu'on observe a l'heure actuelle connaisse des fluctuations, non ?

[Gilgamesh]

Merci pour vos réponses.

Pour qu'il y a une mort thermique de l'univers, il faudrait que l'accélération de l'expansion qu'on observe a l'heure actuelle connaisse des fluctuations, non ?

Non, avec Lambda constant on obtient un taux d'expansion constant et la croissance du facteur d'échelle ("taille de l'univers") est exponentielle (univers de De Sitter). Cela implique que tout ce qui n'est pas suffisamment lié à notre galaxie sort de l'horizon cosmologique. A terme, après fusion locale, on se retrouve avec une galaxie par univers...

Je ne suis pas trop fan du terme de mort thermique qui a été forgé au au XIXe siècle et qui désignait à peu près l'inverse de ce que ça désignerait aujourd'hui. Au XIXe siècle on pensait que l'entropie allait tous diluer dans un espace statique et on se retrouvait en gros avec la situation qui présidait au début dans notre univers : un gaz tiède et de densité moyenne de plus en plus homogène. L'expansion modifie complètement ce destin, on se retrouve avec des grumeau de matières isolées dans un espace de plus en plus vide et froid.

[Deedee81]

Salut,

Je ne suis pas trop fan du terme de mort thermique qui a été forgé au au XIXe siècle et qui désignait à peu près l'inverse de ce que ça désignerait aujourd'hui. Au XIXe siècle on pensait que l'entropie allait tous diluer dans un espace statique et on se retrouvait en gros avec la situation qui présidait au début dans notre univers : un gaz tiède et de densité moyenne de plus en plus homogène. L'expansion modifie complètement ce destin, on se retrouve avec des grumeau de matières isolées dans un espace de plus en plus vide et froid.

On appelle cela encore "mort thermique" mais comme souvent en physique, le sens a glissé et l'expression est devenue impropre !!!!!!

[Gilgamesh]

Salut,



On appelle cela encore "mort thermique" mais comme souvent en physique, le sens a glissé et l'expression est devenue impropre !!!!!!

Le concept de mort thermique est lié au départ au Second principe. On meurt parce que tout est pareil partout. Plus d'ecart, plus d'échange. On meurt de tièdeur, au sens où l'univers est décrit comme un corps noir indifférencié. Et c'est inévitable puisque l’énergie est conservée en espace statique et que l'entropie est croissante.

Et là on a en fait une conséquence du Premier principe. On meurt parce que l'impulsion est vulnérable à l'expansion. Plus d'impulsion, plus de température. On meurt de froid. Parce que la densité d'énergie comme d'entropie diminuent toutes les deux (et que seule la densité compte pour en déduire un état local).

C'est pas du tout la même chose, et ce serait bien de faire le distingo.

[Deedee81]

Salut,

C'est pas du tout la même chose, et ce serait bien de faire le distingo.

Tu as raison. Mais force est de constater que j'ai rarement vu la distinction.

[Andrei2010]

Tu m'as donné l'idée d'aller fouiner dans les discussions similaires. Et j'ai retrouvé un petit truc marrant :

Si l'expansion devient telle que les paires de particules/antiparticules créées par les fluctuations du vide ne peuvent plus s'annihiler car leurs membres sont écartés les uns des autres beaucoup trop vite, n'y a-t'il pas du coup création nette de matière et donc augmentation de la densité et donc frein un l'expansion?

l'expansion ne pourrait pas accélérer au delà d'un certain seuil, sans quoi elle déclencherait l'apparition massive de matière qui aurait pour effet de la freiner?

d'ailleurs arrivé à ce stade, en supposant que cela se passe ainsi (l'expansion galopante conduit à la création massive de particules de matière et d'antimatière à 50/50), ne nous retrouverions nous pas avec une situation similaire à celle qu'à connu l'univers il y a environ 13,8 milliards d'années (le big rip engendrerai un big bang)

C'est dommage qu'aucun des experts du forum ne se soit prononcé là-dessus. Je n'irai pas jusqu'à dire "Peut-être que Mach3 a percé le secret du big-bang et de l'univers cyclique" ; mais l'idée me plaît beaucoup ( c'est mon avis et je ne lui accorde aucune valeur scientifique )

[Andrei2010]

Pour compléter mon post précédent : en ayant retrouvé le fil de discussion où s'était exprimé Mach3, j'ai découvert qu'à l'époque je n'adhérais pas à son idée ! Et je lui avais même opposé des arguments - dont la valeur scientifique est celle d'un argument de vulgarisé mal degrossi, donc qui sont à prendre avec des pincettes...

On évolue vite en quatre ans

[Deedee81]

Salut,

Ce que je sais c'est que lors de la période d'inflation, en théorie quantique des champs en espace-temps courbe. J'ai lu quelques articles là-dessus. Mais les auteurs écartaient les solutions où "trop" de matière aurait été créée car ne correspondant pas à l'univers visible.

Je suppose que ce type de solution peut aussi s'appliquer au big rip.

Mais je n'ai pas beaucoup creusé la question, je n'en sais guère plus.

[Andrei2010]

Merci Monsieur. C'est clair qu'il vaut mieux être un expert en physique quantique pour pouvoir donner une réponse, ou du moins fournir des hypothèses plausibles sur le sujet.