taille de l'univers

[vincent49]

Bonsoir à tous,

Dans de nombreuse vidéo de chaine scientifique (même si j'ai appris à m'en méfier un peu), la taille de l'univers est par exemple décrite comme passant de la taille d'un atome à une balle de tennis en quelque minutes, seulement il me semble qu'on ne peut pas connaitre la taille de l'univers que se soit aujourd'hui ou au moment de l'univers primordial, il me semble qu'on sait juste que l'espace-temps est fini (on a observer une courbure de l'espace-temps) ? Mais on ne connait pas sa taille on sait juste qu'il est extrêmement grand donc ma question est quelle résultat nous donne la théorie du big bang en disant que l'univers a été beaucoup plus dense et plus chaud. On parle de densité de matière ? Et j'ai une autre question que me pose souvent des amis, comment l'énergie est-elle né à partir de rien (si on considère la théorie du big bang) ? Généralement je ne sais pas quoi répondre à part qu'il faut simplement l'admettre..

Merci

['Bruno]

Ah, que de bonnes questions ! Donc pas facile de répondre.

 

Juste par rapport à celle-ci :

comment l'énergie est-elle né à partir de rien (si on considère la théorie du big bang) ?

Attention : l'énergie tout court, ça n'existe qu'en tant que concept. Ce qui existe concrètement, c'est l'énergie de quelque chose. L'énergie n'est jamais qu'une grandeur, comme la vitesse, le diamètre ou la température. Personne ne se demande comment la température est née. Donc on ne devrait pas se demander comment l'énergie est née. Mais à mon avis, il y a une vraie question derrière, mais mal formulée. Je pense que ça ferait avancer les choses d'essayer de reformuler la question. Donc quelle est la question ? Comment la matière est née ? Comment l'espace est né ? Là ce sont des questions compliquées...

[vincent49]

D'accord je veut bien mais alors peut ton parler de densité d'énergie ? Et peut-il y avoir de l'énergie sans matière ? Ma question en gros est qu'es qui cause le big bang même si la question est un peu bête car la cause est antérieur dans le temps a l'événement qui est le big bang et le big bang lui même créer le temps, mais j'arrive pas très bien a l'exprimer autrement. Dans mon raisonnement l'univers était constituer d'énergie, puis lorsque celui-ci c'est refroidit la matière est née grâce a l'équation d'Einstein e=mc2 donc qu'es qui fait qu'on a de l'énergie en grande quantité et que soudain il y ai une violente explosion ou dilatation de l'espace dans lequelle elle est. Par ailleurs je ne demanderai pas pourquoi la température est née mais qu'es qui la provoque ? Il me semblait que c'était l'agitation des particules, mais quand il n'y en a pas c'est quoi alors ?

[DjeeBay]

Bonjour,

 

Plusieurs confusions dans tes questions et tant de questions ouvertes dans ce domaine, mais cependant quelques théories peuvent donner des indications.

Déjà quand tu dis qu'on passe de la taille d'un atome à celle d'une balle en quelques minutes (douteux cette histoire de minutes...), il faut savoir que la notion de temps à cette échelle est assez différente de celle que l'on peut se faire. Je te conseille pour cela les conférences d'Etienne Klein.

 

Quand on parle de taille de l'univers on parle généralement de la taille observable; sa taille totale serait bien plus grande dû à l'expansion qui est théoriquement plus rapide que la vitesse de la lumière. Cependant la théorie de la relativité générale suppose, et les observations vont dans ce sens, que l'univers a connu un état de densité extrême avec une limite qu'on appel le mur de Planck, limite que l'on ne franchit qu'en mécanique quantique (qui pour le moment n'est pas compatible avec la relativité général, ce qui pose un problème fondamental pour comprendre ce qu'il se passe avant cette limite).

 

Ensuite tu demandes comment l'énergie est-elle née à partir de rien. Or premièrement il n'y a jamais rien. Le vide n'est pas vide et on le sait notamment avec la découverte du boson de Higgs. Le vide n'est jamais vide, on parle plutôt de vide quantique dans lequel l'espace est rempli de particules virtuels menant à un potentiel d'interactions.

 

Concernant l'énergie là aussi il y a de la confusion. La chaleur c'est de l'énergie, l'énergie nucléaire (qui libère de l'énergie par la fission, = résultat dont la somme est plus légère que le système de départ, on libère donc bien de l'énergie), la gravité etc. L'énergie se manifeste aussi bien en joules qu'en masse ou matière et inversement, E=mc2 est lisible dans les 2 sens, l'énergie se transforme en matière et inversement. Sans parler de l'énergie noire et de la matière noire qui semblent être plus abondant que la matière et l'énergie que l'on connaît.

 

Enfin il faut arrêter de voir le big bang comme une explosion, mais bien comme une dilatation (et pas dans l'espace dans laquelle elle est, puisqu'il s'agit de tout l'espace).

 

Pour résumé, on sait actuellement expliquer l'histoire de l'univers jusqu'au mur de Planck, qui est un état dans lequel l'univers est très dense. Le fait qu'il y est cet état plutôt qu'un état stable, viendrait du fait qu'à un moment la symétrie entre la matière et l'antimatière s'est brisée, la matière et l'antimatière s’annihilent dégageant de l'énergie, et cette brisure de symétrie donnant l'avantage à la matière, l’excédant qui en reste est la totalité de la matière présente dans l'univers.

 

C'est un discours très vulgarisé mais voilà en gros comment on peut essayer d'interpréter ce qui s'explique normalement en langage mathématique.

[Ahenima]

Bonjour,

 

 

 

 

Or premièrement il n'y a jamais rien. Le vide n'est pas vide et son le sait notamment avec la découverte du boson de Higgs.

 

 

Bonsoir,

 

Le boson de Higgs explique le pourquoi de la masse, quel est son rapport avec le vide?

 

 

 

 

Enfin il faut arrêter de voir le big bang comme une explosion, mais bien comme une dilatation (et pas dans l'espace dans laquelle elle est, puisqu'il s'agit de tout l'espace).

 

 

Ça non plus, j'en comprends pas le sens.

 

Ensuite tu dis: Cependant la théorie de la relativité générale suppose, et les observations vont dans ce sens, que l'univers a connu un état de densité extrême avec une limite qu'on appel le mur de Planck.

 

 

Le mur de Planck explique le moment du big bang et le début de notre univers physique?

Modifié 11 avril 2014 par Ahenima

['Bruno]

D'accord je veut bien mais alors peut ton parler de densité d'énergie ?

Si on parle du concept, oui. Si on parle concrètement, c'est la densité d'énergie de quelque chose.

 

Et peut-il y avoir de l'énergie sans matière ?

La question n'a pas de sens. C'est comme si tu demandais si on peut avoir de la température sans matière, ou avoir du diamètre sans matière. L'énergie est une grandeur qui appartient au modèle, la matière est un objet physique du monde qui nous entoure.

 

Ma question en gros est qu'es qui cause le big bang

Voilà, c'est normalement ça la question. Dire « d'où vient l'énergie », c'est manipuler le jargon de la physique (« énergie ») sans le connaître (puisque l'énergie n'est pas un objet physique mais une grandeur). Autant poser la vraie question.

 

même si la question est un peu bête car la cause est antérieur dans le temps a l'événement qui est le big bang et le big bang lui même créer le temps, mais j'arrive pas très bien a l'exprimer autrement.

En fait il n'y a d'événement ponctuel qu'on pourrait appeler "big bang". Je préfère d'ailleurs réserver cette expression à la théorie (et l'utiliser le moins possible parce qu'elle est trompeuse). Donc la question pourrait être : qu'est-ce qui a causé l'existence de l'univers ? ou qu'est-ce qui a causé son expansion ?

 

l'univers était constituer d'énergie

Cette phrase n'a pas de sens. Essaie avec : l'univers est constitué de température. Ou : l'univers est constitué de masse volumique. L'énergie est une grandeur qui décrit un objet physique, ce n'est pas un objet physique.

 

puis lorsque celui-ci c'est refroidit la matière est née grâce a l'équation d'Einstein e=mc2

Tout à fait, mais l'énergie n'était pas un fluide mystérieux se baladant dans l'espace ou je ne sais quoi. C'était l'énergie de quelque chose. Elle s'est en effet transformée en masse (la masse de quelque chose : la masse de la matière ainsi créée).

 

l'énergie se transforme en matière et inversement

Attention : elle se transforme en masse. J'ai l'air de chipoter mais si on ne le fait pas, on aboutit à la confusion faite par Vincent.

 

Par exemple pour casser un atome on a besoin d'énergie, l'énergie d'un choc de particules par exemple. Quand les physiciens disent que c'est l'énergie qui a cassé l'atome, c'est parce qu'ils se placent du point de vue du modèle (leur outil de travail), mais en réalité c'est le choc qui a cassé l'atome.

Modifié 11 avril 2014 par 'Bruno

[pascal_meheut]

Bonsoir à tous,

Dans de nombreuse vidéo de chaine scientifique (même si j'ai appris à m'en méfier un peu), la taille de l'univers est par exemple décrite comme passant de la taille d'un atome à une balle de tennis en quelque minutes

 

Oui, on parle de l'Univers observable mais plus précisément de vitesse d'expansion (cf. plus bas).

 

, seulement il me semble qu'on ne peut pas connaitre la taille de l'univers que se soit aujourd'hui ou au moment de l'univers primordial,

 

Exact. On en connait pas la taille de tout l'Univers mais on sait a quelle vitesse il s'est dilaté au début.

Et c'est ce qu'on dit quand on parle de passer de "la taille d'un atome à une balle de tennis", de vitesse de dilatation, pas de taille absolue.

 

il me semble qu'on sait juste que l'espace-temps est fini (on a observer une courbure de l'espace-temps)

 

Non, la question reste ouverte.

 

? Mais on ne connait pas sa taille on sait juste qu'il est extrêmement grand donc ma question est quelle résultat nous donne la théorie du big bang en disant que l'univers a été beaucoup plus dense et plus chaud. On parle de densité de matière ?

Oui. La densité se définit indépendamment de la taille totale.

 

 

Et j'ai une autre question que me pose souvent des amis, comment l'énergie est-elle né à partir de rien (si on considère la théorie du big bang) ? Généralement je ne sais pas quoi répondre à part qu'il faut simplement l'admettre..

Merci

 

Rien n'est né au moment du big bang "à partir de rien". Tout existait mais juste très comprimé et s'est dilaté puis a commencer à se refroidir et donc changer de forme.

 

 

P.S : tu vas avoir des posts après celui là qui vont expliquer "tu ne peux pas dire vitesse d'expansion, c'est un taux" tout comme on a eu "tu ne peux pas dire ca, il faut dire ca"...

Note que j'essaie juste de te donner une réponse aussi simple et compréhensible que possible.

[yui]

Djeebay, c'est étonnant que tu n'aies pas évoqué la théorie des cordes

 

(ou le Big crunch )

Modifié 12 avril 2014 par yui

[vincent49]

Déjà merci pour ces nombreuses réponses:

@Djeebay, je sais que l'unité utilisé pour étudier l'univers primordial est l’échelle de plank, cette histoire de minute correspond au temps entre le mur de plank et la formation des premiers atomes d'hydrogène il me semble. Le vide n'est jamais vide mais comment peut-on dater l'univers alors ? Es-ce le moment ou l'univers est rentrer en dilatation ? J'ai fait une erreur dans le mot "explosion" mais je savais@à qu'il se dilatait je trouvait juste pas e mot^^

@Bruno, merci j'ai maintenant compris se qu'es l’énergie effectivement je voyait plutôt sa comme un fluide^^, donc avant les toutes première particules dans quoi était contenu l'énergie ? les bosons ?

@Pascal, d'accord donc en faite ce ne sont que des exemples pour montrer le taux d'expansion! Si l'espace-dilatation, il a bien une taille et donc fini ? Sa serai dur de dilater un objet infini non ? Et pour le ps j'ai déjà vu beaucoup de post la dessus c'est rentrer maintenant^^.

à

[pascal_meheut]

On en sait pas s'il est fini ou pas. S'il est fini, il a une taille.

[Fred_76]

[vincent49]

Oui je sais mais es qu'on peut dilater un objet qui est infini ? il y aura forcement des endroits de contraction non ?

[Fred_76]

Non, pourquoi, si c'est infini ?

 

PS : es qu'on, ça veut dire quoi ?

[pat59]

PS : es qu'on, ça veut dire quoi ?

 

Ça veut dire qu'on n'est pas sur un forum d'orthographe mais sur un forum d'astro...

[pascal_meheut]

Oui je sais mais es qu'on peut dilater un objet qui est infini ? il y aura forcement des endroits de contraction non ?

 

Si on peut dilater un objet qui est infini. Tu prends un plan, en gros une feuille de papier infinie et tu multiplies toutes les coordonnées par 2.

 

Le point en (1,1) va en (2,2), celui en (2,2) en (4,4)...

 

Tu n'as aucune contraction et ca marche.

[yui]

Ça veut dire qu'on n'est pas sur un forum d'orthographe mais sur un forum d'astro...

+1

[DjeeBay]

Bonjour,

 

 

 

 

Or premièrement il n'y a jamais rien. Le vide n'est pas vide et son le sait notamment avec la découverte du boson de Higgs.

 

 

Bonsoir,

 

Le boson de Higgs explique le pourquoi de la masse, quel est son rapport avec le vide?

 

 

 

 

Enfin il faut arrêter de voir le big bang comme une explosion, mais bien comme une dilatation (et pas dans l'espace dans laquelle elle est, puisqu'il s'agit de tout l'espace).

 

 

Ça non plus, j'en comprends pas le sens.

 

Ensuite tu dis: Cependant la théorie de la relativité générale suppose, et les observations vont dans ce sens, que l'univers a connu un état de densité extrême avec une limite qu'on appel le mur de Planck.

 

 

Le mur de Planck explique le moment du big bang et le début de notre univers physique?

 

Le boson de Higgs mène au champ de Higgs qui est un champ scalaire, qui fait que toute particule présente dans l'espace prend de la masse en fonction de son interaction avec ce champ. C'est une sorte de confiture dans laquelle les particules sont plus ou moins freinées.

 

Pour le fait de ne pas comprendre la différence entre une explosion et une dilatation, ou encore que le B.B. comprenne tout l'espace, là tu pars de trop loin, je t'invite à te renseigner sur la relativité générale dans un premier temps.

 

Le mur de Planck n'explique pas, c'est la relativité générale qui explique cet état. Le mur de Planck est une barrière infranchissable dans la théorie de la RG, au delà duquel on doit considérer les 3 autres forces (la RG ne parlant que de la gravitation). Et enfin aujourd'hui on ne parle plus de début, mais plus probablement de phase de transition.

 

Je ne parle volontairement pas de la théorie des cordes, supercordes ou M, mais ces théories semblent dire qu'à un certain niveau de densité, qui ne peut pas être infini, l'univers "rebondi". Autrement dit il n'y a pas émanation à partir de rien ou d'un principe créateur, il y a contraction jusqu'à un point limite à partir duquel il y a dilatation. Donnant du crédit au Big Crunch bien que ce ne soit pas directement lié, il pourrait y avoir une répétition infinie si on montre qu'à un moment l'univers fait le processus inverse, qu'il se contracte pour atteindre une fois encore cette fameuse limite de densité qui le ferait se dilater à nouveau etc etc.

 

On ne parle plus d'origine ou de début, c'est une vision datée tout comme celle que l'on a généralement du temps ou de la gravitation.

 

=> (On pense que le temps passe, tout comme on pense que si on remplace la Terre par un petit pois celui-ci tomberait vers le Soleil...)

[Fred_76]

Ça veut dire qu'on n'est pas sur un forum d'orthographe mais sur un forum d'astro...

 

Sauf que là c'est du langage SMS et ke c HC.

[vincent49]

Oui bon désolé pour mon "es qu'on" qui devrait être "es que l'on".. D'accord Pascal ça marche effectivement .

C'est vrai que du coup la théorie des cordes et compagnie séduisent car elle permet de ne plus se poser la question de l'émanation à partir de rien.

Le petit pois ne tomberai pas vers le soleil si il conservait la vitesse actuel de rotation autour du soleil de la Terre?

[pat59]

Sauf que là c'est du langage SMS et ke c HC.

- Allô, la Brigade des Défenseurs de l'Orthographe ? On a un nouveau candidat pour vous...

- Ah merci, c'est la misère depuis que notre chef a été banni...

 

Fred, tu ne dois pas taper souvent des sms...

 

Désolé Vincent Ne tiens pas compte des remarques orthographiques

Modifié 12 avril 2014 par pat59

[Ahenima]

Allô, la brigade de l'orthographe ? On a un nouveau candidat pour vous...

 

C'est la fracture numérique.

[pascal_meheut]

Le petit pois ne tomberai pas vers le soleil si il conservait la vitesse actuel de rotation autour du soleil de la Terre?

 

Oui, l'orbite ne dépend que de la vitesse, pas du poids du truc qui tourne. C'est pour ça qu'on peut avoir plein de satellites différents à la même altitude et des vaisseaux qui s'arriment sur l'ISS.

[sebbastienss]

Oui bon désolé pour mon "es qu'on" qui devrait être "es que l'on"..

 

C'est pas moi le meilleur en ortographe, hein ? mais la quand même...

[vincent49]

Ah tient, je pensais que la masse jouait un rôle dans la vitesse d'orbite. Visiblement c'est juste l'attitude merci pascal.

[sebbastienss]

Ah tient, je pensais que la masse jouait un rôle dans la vitesse d'orbite. Visiblement c'est juste l'attitude merci pascal.

 

Alors un astronaute qui sortirais de la navette en serait ecarté si c'était comme ça.

[Benoît]

Alors un astronaute qui sortirais de la navette en serait ecarté si c'était comme ça.

 

Ou même à l'intérieur de la station spatiale. N'oublions pas qu'un astronaute à l'intérieur de celle-ci peut être considéré comme un satellite à l'intérieur d'un autre satellite. Comme l'astronaute a une masse différente de celui de la station, cela voudrait dire qu'il serait poussé vers l'une des parois externe; ce qui n'est évidemment pas le cas.

[vincent49]

Effectivement je n'avais pas pensé à ces différents exemple merci

[alfred78]

Ah tient, je pensais que la masse jouait un rôle dans la vitesse d'orbite. Visiblement c'est juste l'attitude merci pascal.

 

Sauf si la masse de l'objet attiré n'est plus négligeable, à ce moment la il exerce lui aussi une force sur le soleil, et ça change tout.

[vincent49]

Oui parce que théoriquement la Terre fait bouger le soleil mais pas beaucoup non ? Et vue que c'est le soleil qui est beaucoup plus massif c'est la Terre qui tourne autour donc il a bien une petite histoire de masse. Si deux astres ont la même masse il tourne autour du point qui est situé au milieu du segment rejoignant les deux astres (barycentre) ?

['Bruno]

@Bruno, merci j'ai maintenant compris se qu'es l’énergie effectivement je voyait plutôt sa comme un fluide, donc avant les toutes première particules dans quoi était contenu l'énergie ?

Donc en fait tu n'as rien compris !!!!

 

[Je vais aller couper deux stères de bois, ça va me calmer ... ... Voilà, je reviens. Du coup j'ai un peu mal à la main, je ne vais pas pouvoir taper au clavier rapidement..]

 

L'énergie n'est pas un objet qu'on peut mettre dans un récipient, genre un vase ou une pierre incandescente. C'est une grandeur, c'est-à-dire un nombre qui décrit un objet, de même que la température ou le diamètre par exemple. Tu as déjà vu du coefficient de marée en bouteille ? Et la viscosité, on la vend en flacon ? Non, bien sûr : ces phrases n'ont aucun sens. Pareil pour l'énergie.

 

Oui je sais mais es qu'on peut dilater un objet qui est infini ?

La théorie le permet. Il faut avouer que c'est difficile à s'imaginer, mais c'est possible dans le cadre de la théorie de la relativité générale.