Bonjour,
Je me posais une question.
Si nous avons un fond diffus cosmologique de l'époque ou l'univers s'est 'éclairé', pourquoi ne sommes nous pas 'baigné' dans un fond diffus gravitationnel ?
Lorsque l'univers ne tenait que dans un point, les masses en jeu devaient être monstrueuses, non ?
Pourquoi ne sommes nous pas 'parcouru' d'ondes gravitationnels de grandes amplitudes qui pourraient 'déchirer' notre espace.
Merci
Bonjour vilveq,
alors il est attendu que l'on soit baigné dans un fond diffus d'ondes gravitationnelles. C'est notament ce qui se cherche de manière indirecte dans le fond diffus cosmologique des photons au travers des modes B de polarisation.
On espere également pouvoir faire d'autres types de détections de ce fond diffus d'onde gravitationnelles dans le futur avec LISA.
Pour ce qui est de ta phrase:
dans le modèle de la cosmologie, l'Univers n'est pas contenu en un point a aucun moment. L'Univers observable était contenu dans un volume petit, mais ça ne mène pas a ta phrase. D'ailleurs si l'Univers est infini alors il l'était déjà au début du modèle du Big Bang.Lorsque l'univers ne tenait que dans un point, les masses en jeu devaient être monstrueuses, non ?
En quoi des ondes gravitationnelles déchirent l'espace? Une onde gravtationnelles est une perturbation de l'espace temps de même qu'une onde sonore est une perturbation de pression dans un matériel. Tout son ne déchire pas le matériau dans lequel il se propage. Mais au contraire du son, l'onde gravitationnelle ne se propage pas dans un materiel qui doit conserver des propriétés pour rester sous sa forme. Donc dans le cas des ondes gravitationnelles, il n'y a même pas cette notion de pouvoir détruire son support, ce qui peut en effet étre le cas avec le son.Pourquoi ne sommes nous pas 'parcouru' d'ondes gravitationnels de grandes amplitudes qui pourraient 'déchirer' notre espace.
Pour trminer, les ondes gavitationnelles primordiales (celles qui devraient constituer le fond diffus d'ondes gravitationnelles que tu mentionne) sont aujourd'hui extrêmement faibles a cause de l'expansion de l'Univers. De la même manière que les photons du fond diffus cosmologique de photons ont une énergie très faible.
Merci pour tes explications.
Petite question par rapport à ce que tu dis :
Désolé si ma question est un peu bête. Mais comment un Univers infini peut il être en expansion ? Il n'y a rien de plus grand que l'infini. Or, être en expansion, c'est grandir, non ?Envoyé par physeb2
Je voyais, certainement à tort, les ondes gravitationelles comme des ondes sonores, les ondes sonores déformes le milieu dans lequelles elles se propagent (l'air par exemple), les ondes gravitationnelles déforment l'espace, c'est bien ça ?
L'effet Doppler fait varier la fréquence, l'expansion de l'Univers produit un red shift sur la lumière, tu me dis dans ton message que les ondes gravitationnelles subissent la même chose. Mais qu'en est-il de l'amplitude ? Donc je pensais que les ondes gravitatuonnelles pouvaient 'déchirer' notre espace parce qu'elles déforment notre espace et qu'au début de l'univers, les masses devaient être monstrueuses et donc donner des amplitudes d'ondes gravitationnelles bien plus importantes que ce qui peut se produire à ce stade de l'univers.
Je sais pas si ce que je dis est compérhensible
Pense à une règle infinie, graduée suivant une échelle de longueur, qui s'étire de telle façon que la distance entre deux points quelconques de la règle est multipliée par 2 (par exemple) en une durée finie. La règle sera ni plus ni moins infinie qu'auparavant, mais si initialement les intervalles de la graduation sont de longueur 1 m, ces intervalles seront de 2 m au bout de cette durée.
Puis remplace la règle par l'univers, supposé infini mais partout identique à la partie finie qu'on en observe, et les graduations par des amas de galaxies suffisamment éloignés les uns des autres (par exemple d'un milliard d'années-lumière)...
Merci,
Donc, le big bang, comme je l'entends, n'existe pas.
Je pensais que la théorie du bigbang disait que l'univers tout entier etait 'rassemblé' dans une singularité, de taille relativement petite.
Et que le big bang était l'expansion de cette 'petite boule'.
Mais donc, soit l'univers est infini, et il a toujours était infini, adieu au big bang.
Soit l'univers est né de big bang, d'une certaine taille il enfle, mais un objet de talle finie qui enfle même des milliards de milliards de fois gardera une taille finie, non ?
Si l'univers tout entier était contenu dans un objet de relativement petite taille, est-ce toute la masse de l'univers y était déjà présente ?
Si oui, les déplacements de masse giganteste on du donner lieu à des ondes gravitanionelle d'une amplitude monstrueuse, non ?
En effet, et c'est d'ailleurs bien le problème avec le nom de Big Bang qui fut popularisé alors qu'il fut donner pour tourner en dérision le modèle de Cosmologie avec Univers en expansion.Donc, le big bang, comme je l'entends, n'existe pas.
La singularité est de genre temps dans le modèle, et non de genre espace. D'une manière vulgarisé, si tu contracte l'Univers dans le passé tu arrive a une divergence des densités. C'est ce qui est prit comme point de départ dans le modèle du Big Bang.
Bah non, pas adieu Big Bang, adieu ta vision du Big BangMais donc, soit l'univers est infini, et il a toujours était infini, adieu au big bang.
La cosmologie, et donc a fortiori le modele du Big Bang, n'explique pas la création de l'Univers. D'ailleurs, tant que l'Univers correspond a "tout ce qu'on observe et plus (audela de liites observationnelles)" la physique ne pourra pas répondre a la question de la création de l'Univers. C'est une impossibilité.Soit l'univers est né de big bang, d'une certaine taille il enfle, mais un objet de talle finie qui enfle même des milliards de milliards de fois gardera une taille finie, non ?
Pour te donner un peu de grain a moudre, le modèle standard de la cosmologie suppose la présence d'un champs scalaire, nommé inflaton, qui est homogène sur une taille ufisemment grande (taille de l'Univers observable a ce moment, ce qui est très petit en terme métrique). Ce champs d'inflaton va provoquer une expansion folle, que l'on nomme inflation, et durant laquelle les perturbations quantiques génèrent les graines de la formation des structures (on appelle cette phase le roulement lent, pour slow-roll en anglais).
Le champs d'inflaton se désintègre en les particules/antiparticules que l'on connait (je vais vite et simple) durant ce qu'on appelle le 'réchauffement' pour 'reheating' en anglais. Puis commence la baryogenese-leptogenese primordiale, la nucleaosynthese primordiale, puis....tout le modele cosmologique.
Il vaut mieux voir les choses comme énergie plutot qu'en terme de masse, car la masse d'une particule est un invariant mais une particule n'est pas un objet invariant.Si l'univers tout entier était contenu dans un objet de relativement petite taille, est-ce toute la masse de l'univers y était déjà présente ?
Dans le modèle standard actuel il y a conservation de l'energie.
Pour clarifier ce que je te dis avec la masse, prenons un exemple que l'on trouve dans un accélérateur de particules:
Un électron, masse = 512 keV, et un positron (anti particule de l'électron, masse = 512 keV) collisionnent. Ils peuvent se désintégrer en 2 photons (masse = 0 eV). Il n'y a pas conservation de la masse. En revanche, l'énergie des 2 photons ets egale a l'energie de masse + l'energie cinetique dans le centre de masse de la collision entre l'electron et le positron. L'energie est conservée et c'est d'ailleurs graâce a cela que l'on peut créer des particules de tres grandes masses a partir d'electrons et positrons. Car tu peux avoir d'autres produits que 2 photons. En fait tu peux produire tout résultat qui conserve l'energie globale du systeme dans le centre de masse de la collision et qui conserve globalement les nombres quantiques (charges, spins, couleurs...).
Pour teminer, on peut voir une des grandes forces de la Relativité Générale ici. La gravité n'est pas associé a la masse des objets mais a leur densité d'énergie. Donc au point de vue gravitationnel, avant et après la collision c'est la même chose. Ce qui n'est pas le cas dans la theorie de la gravité de Newton.
La producution des ondes gravitationnelles primordiales ne résulten pas de mouvement de masse. Ce sont des perturbations tensorielles de la métrique. Je ne rentrerai dans aucun détail car bien trop copliqué a expliqué.Si oui, les déplacements de masse giganteste on du donner lieu à des ondes gravitanionelle d'une amplitude monstrueuse, non ?
Bon, ceci dit, pour éviter les noeuds dans le crâne, personne n'affirme que l'univers était effectivement infini. Et selon le formalisme de la relativité générale, il est possible d'envisager un univers réellement infinitessimal au départ, dans le cas d'une courbure positive. Mais se représenter l'univers déjà infini au Big Bang permet de se débarasser de l'idée du point qui fait "bang" dans un espace préexistant et c'est déjà une bonne étape de compréhension. Juste de comprendre que le formalisme de la relativité générale l'autorise sans contradiction.
Maintenant, il y a quand même un obstacle physique réel à l'idée d'un univers déjà infini qui est la causalité : quoi qui ait fait "bang", c'est local. On ne peut pas envisager un infini qui comme un seul homme change d'état au même moment.
Mais bon de toutes façons, l'état initial ne fait pas partie du formalisme.
Pour envisager la cause physique du Big Bang (et donc un avant, et les conditions initiales qui président à t=0) il faut partir dans la théorie de l'inflation. Dans ce cas on a un espace vide en expansion à un taux très élevé. Pour une échelle d'énergie grand-unifiée du vide, le taux de doublement est de l'ordre de 10-37 s. Ca veut dire que si l'inflation dure une seconde, un volume quelconque d'univers sera multiplié par exp(3 * 1037). En général on retient une durée d'inflation très courte, mais c'est juste une borne minimale. On peut imaginer une inflation aussi longue que l'on veut (presque, je rentre pas dans les détail).
Donc en résumé : ce n'est pas infini, mais c'est tellement grand que c'est tout comme
Ensuite cette inflation cesse en chaque point séparément (c'est la décroissance d'un champ quantique, donc c'est fondamentalement stochastique) mais en partant d'un champ qui est très uniforme. C'est ces fluctuations quantiques dans la structure même du tissu de l'espace-temps qui vont le faire vibrer et qui vont générer des ondes gravitationnelles.
Dernière modification par Gilgamesh ; 04/08/2022 à 10h14.
Parcours Etranges
Bonjour Gilgamesh,
Je ne suis pas sûr de comprendre ce que tu entends par durée d'inflation aussi longue que l'on veut. Tu considères dans ce cas que tu peux commencer avec une densité aussi grande que tu veux?En général on retient une durée d'inflation très courte, mais c'est juste une borne minimale. On peut imaginer une inflation aussi longue que l'on veut (presque, je rentre pas dans les détail).
comme tu le dis au début de ton message, on n'en sait rien. Donc on ne sait pas non plus si il y a une courbure et donc peut tout a fait être infini. Cependant, quand je me représente l'Univers dans ma tête je lui met gentiment une courbure positive pour ma santé mentale.Donc en résumé : ce n'est pas infini, mais c'est tellement grand que c'est tout comme
Dans l'idée, la densité du vide durant l'inflation, c'est la valeur du potentiel V(Φ) et elle est quasi-constante (condition de slow rolling). Donc on peut envisager une inflation aussi longue que l'on veut à une densité aussi constante que l'on veut.
Après, y'a quand même un théorème qui borne l'inflation dans le passée. Je traduis de cet article de Guth : Inflation
Bien que l'inflation soit génériquement éternelle dans le futur, elle n'est pas éternelle dans le passé : il peut être prouvé sous des hypothèses raisonnables que la région d'inflation doit être incomplète dans les directions passées, donc une physique autre que l'inflation est nécessaire pour décrire la limite passée de la région en inflation. (...) Le théorème est basé sur le fait bien connu que la quantité de mouvement d'un objet voyageant sur une géodésique à travers un univers en expansion est décalée vers le rouge, tout comme la quantité de mouvement d'un photon est décalée vers le rouge. Supposons donc que nous considérions une géodésique temporelle ou nulle étendue vers l'arrière, dans le passé. Dans un univers en expansion, une telle géodésique sera décalée vers le bleu. Le théorème montre que dans certaines circonstances, le décalage vers le bleu atteint une rapidité infinie (c'est-à-dire la vitesse de la lumière) dans une quantité finie de temps propre (ou paramètre affine) le long de la trajectoire, montrant qu'une telle trajectoire est (géodésiquement) incomplète
Me toocomme tu le dis au début de ton message, on n'en sait rien. Donc on ne sait pas non plus si il y a une courbure et donc peut tout a fait être infini. Cependant, quand je me représente l'Univers dans ma tête je lui met gentiment une courbure positive pour ma santé mentale.
Parcours Etranges
Merci pour ta réponse Gilgamesh. En effet, la densité étant constante durant le slow-roll, il n'y a pas de raison particulière pour mettre un cut initial.
Je lirai attentivement l'article de Guth, merci pour la reference!
Oui c'est un excellent article de synthèse. J'ai particulièrement apprecié le chapitre
1.5 Eternal Inflation: Mechanisms
Dernière modification par Gilgamesh ; 02/08/2022 à 21h17.
Parcours Etranges
Merci pour vos réponse et vos explication.
Je vais avoir besoin de quelqu'un temps (années) pour pouvoir digérer toute cette informations
Merci
