l'univers est-il un système chaotique ?

[Christian Arnaud]

Amis astrophysiciens , bonjour

On sait qu'au début de l'univers, il y eut une très faible proportion résiduelle en faveur de la matière par rapport à l'antimatière, et que ceci a été déterminant pour la suite de la construction.

Peut-on alors en conclure que l'univers est à ranger dans la catégorie des systèmes chaotiques ? (puisque très sensible aux conditions initiales)

Merci de vos réponses
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[Gilgamesh]

Amis astrophysiciens , bonjour

On sait qu'au début de l'univers, il y eut une très faible proportion résiduelle en faveur de la matière par rapport à l'antimatière, et que ceci a été déterminant pour la suite de la construction.

Peut-on alors en conclure que l'univers est à ranger dans la catégorie des systèmes chaotiques ? (puisque très sensible aux conditions initiales)

Merci de vos réponses

C'est une bonne question mais qui ne peut être répondu d'un mot (oui / non) à mon sens. Cela dépend de où on se place sur l'axe des temps et à quelle échelle d'espace on raisonne.

Concernant spécifiquement la baryogenèse ou la leptogenèse (les deux options théoriques sont ouvertes) qui serait à l'origine de l'asymétrie matière/antimatière, notons pour lever une confusion possible que l'extrême petitesse du résidu (ce qu'on appelle le ratio baryon sur photon η = n_b/n_γ ~ 5.10^-10) n'implique pas en soi qu'il s'agit d'un phénomène fluctuant ou imprédictible. Par exemple, à chaque instant, la proportion de protons qui réagissent au centre du Soleil est extrêmement faible mais tout à fait calculable, prédictible et stable (fenêtre de Gamov). Comme on ne connait pas l'origine profonde de l'asymétrie initiale, on ne sait pas dans quelle mesure si on jouait mille fois le Big Bang, on aurait ou pas le même résultat à la fin. Toutefois on est d'accord que ce n'est pas l'origine, ni l'ampleur de la fluctuation qui définie la nature chaotique d'un système mais bien la réponse du système à de faibles écarts initiaux.

Donc est-ce que l'évolution du système Univers est sensible à de faibles écarts sur n_b/n_γ ? Si on s'intéresse aux détails de l'effondrement gravitationnel qui va donner les grandes structures, les galaxies, les étoiles et les planètes, bien sûr que le système est hautement sensible aux conditions initiales. Et ça ne concerne pas, bien sûr, uniquement le ratio baryon/photon, mais aussi notamment les anisotropies initiales de température, à partir desquelles se forment les grandes structures. Toutefois il n'y a pas de "fine tuning" à invoquer sur ces paramètres : on aura certes un univers différent dans le détail (la "météo" locale ne sera pas la même) mais il aura la même allure générale (le climat sera à chaque fois le même partout). Notamment, ce ratio est insensible au facteur d'échelle donc y'a pas d'effet d'amplification qui pourrait avoir lieu, comme c'est le cas avec la courbure.

Maintenant si on agrandit le cadre pour englober l'origine (inconnue) des paramètres (inconnus) à rajouter au Modèle standard des particules pour donner naissance à cette valeur particulière n_b/n_γ mesurée aujourd'hui et fixée aux tous premiers instants, là il n'est pas interdit de penser que de minuscules fluctuations, de nature quantique, auraient pu complètement faire varier ce ratio, donnant cette fois-ci un tout autre univers.

[Christian Arnaud]

C'est une bonne question mais qui ne peut être répondu d'un mot (oui / non) à mon sens. Cela dépend de où on se place sur l'axe des temps et à quelle échelle d'espace on raisonne.
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Merci pour cette réponse ouverte , détaillée et étayée ; un vrai régal pour l'esprit

[Garion]

Maintenant si on agrandit le cadre pour englober l'origine (inconnue) des paramètres (inconnus) à rajouter au Modèle standard des particules pour donner naissance à cette valeur particulière n_b/n_γ mesurée aujourd'hui et fixée aux tous premiers instants, là il n'est pas interdit de penser que de minuscules fluctuations, de nature quantique, auraient pu complètement faire varier ce ratio, donnant cette fois-ci un tout autre univers.

Sauf si la "théorie" (on devrait plutôt dire interprétation) de Broglie-Bohm est juste, non ? (Mais ça on ne pourra jamais le savoir...).

[A voir en vidéo sur Futura]

[mach3]

même problème que dans l'autre fil : pas de question par des participants autres que le créateur du fil dans la section pédagogique.

mach3, pour la modération

[Deedee81]

Salut,

Sauf si la "théorie" (on devrait plutôt dire interprétation) de Broglie-Bohm est juste, non ? (Mais ça on ne pourra jamais le savoir...).

En principe non puisque la théorie n'est pas réfutable (au sens de Popper) : elle donne exactement les mêmes résultats que la mécanique quantique orthodoxe.
De plus, la phrase cité de Gilgamesh fait référence à d'éventuels autres univers ou d'autres histoires qu'aurait pu suivre l'univers. Ma foi, on ne peut guère que spéculer sauvagement sur ce sujet. On ne refait pas l'histoire comme on dit. Ici Gilgamesh mettait plutôt l'accent sur une éventuelle origine (spéculée aussi d'ailleurs mais plausible) du rapport baryons/photons mais sans vouloir se lancer dans une spéculation sur des multivers (là je rejoins l'avertissement, évitons de dériver )

[Christian Arnaud]

Bon , je crois qu'il n'y a rien à rajouter à la réponse de Gilgamesh Merci aussi à Mach3 d'avoir évité la dérive ( c'est hélas tellement fréquent ici ) et à Deedee d'avoir conclu proprement ( comme dab ) . On peut donc fermer ce fil