Pourquoi les physiciens continuent-ils de parler "d'infini"?

Jiti-way · 2 juillet 2010

Bonjour à tous.

Je suis loin d'être physicien mais il y a une chose qui me choque bizarrement: je lis souvent (revues, livres, etc...) que les physiciens émettent des hypothèses sur un Univers infini. Rien de nouveau vous allez me dire, le fait de savoir si l'Univers est fini ou infini existe depuis longtemps.

Mais l'infini étant une notion non mesurable, quel intérêt un physicien a t-il d'employer le terme d'infini dans ses travaux?

Est-ce qu'il s'agit d'une vue de l'esprit pratique au même titre que de parler de matière noire ou d'énergie noire pour exprimer quelque chose dont on ignore tout de ses caractéristiques propres? (je ne remet pas en cause l'existence de ces deux entités)

Ou est-ce que l'on peut effectivement trouver un sens physique à la notion d'infini qui échapperait au profane?

:rover:

Jeff Hawke · 2 juillet 2010

Mais l'infini étant une notion non mesurable

L'infini est une notion parfaitement définie en mathématiques. Je ne vois donc pas pourquoi des physiciens s'appuyant sur des modèles mathématiques pour décrire l'univers ne pourraient pas utiliser le concept d'infini.

Ou est-ce que l'on peut effectivement trouver un sens physique à la notion d'infini qui échapperait au profane?

Pour moi, infini a un sens physique, c'est quand il n'y a pas de limite... :cool:

Elamry · 2 juillet 2010

Salut .

Ma prof de physique m'avait répondue quand je lui avais posé cette question , que l'univers était fini , et que les astrophysiciens le synthétisé souvent sous la forme d'un octogone . Le fais de sortir de cette octogone pourrait conduire à y rentré par l'autre côté . En clair , si tu sort par ce que je vais appelé l'ouest de l'univers , ça reviendrait y rentré par l'est .

Mais la question de l'inifini est la même que celle du vide absolue , des termes utilisés par les scientifiques sans savoir si cela existe naturellement dans l'univers .

Voilà , j'espère que la réponse de ma prof de physique pourra t'aider

Jiti-way · 2 juillet 2010

L'infini est une notion parfaitement définie en mathématiques. Je ne vois donc pas pourquoi des physiciens s'appuyant sur des modèles mathématiques pour décrire l'univers ne pourraient pas utiliser le concept d'infini.

Ce que je voulais dire, c'est que la démarche scientifique et la recherche de preuves expérimentales a besoin de mesures. Si un physicien me dit que l'Univers est infini, comment peut-il le prouver par l'expérience?

Les modèles mathématiques ne suffisent pas à mon sens.

Smith · 2 juillet 2010

L'infini est une notion parfaitement définie en mathématiques. Je ne vois donc pas pourquoi des physiciens s'appuyant sur des modèles mathématiques pour décrire l'univers ne pourraient pas utiliser le concept d'infini.

Pour moi, infini a un sens physique, c'est quand il n'y a pas de limite...

Il y a pourtant des modèles d'univers finis et sans limites (Cf Luminet et son univers dodécaedrique).

Jiti-way · 2 juillet 2010

Il y a pourtant des modèles d'univers finis et sans limites (Cf Luminet et son univers dodécaedrique).

Qu'est-ce que veux dire "sans limites" ici?

Leimury · 2 juillet 2010

Ou est-ce que l'on peut effectivement trouver un sens physique à la notion d'infini qui échapperait au profane?

La division par zero.

Tu as une tablette de chocolat et tu découpes des morceaux de 0,000000000000000000000000000000000000000000000000000000001 grammes.

On voit tout de suite que si on fait des morceaux encore plus petits, on en aura plus.

Les nombres.

Essaies de compter jusqu'au bout du bout des nombres, c'est impossible.

Pour ceux qui ont déjà vu un tour numérique tourner, c'est très concret.

Quant il approche du centre d'une face, il envoie les chevaux et c'est grace au limiteur qu'il ne grille pas.

Le calculateur, lui, il essaie d'aller vers l'infini en rotation.

Bon ciel

'Bruno · 2 juillet 2010

Si on veut donner une définition précise du concept (mathématique) d'univers infini, plutôt que "sans limite", il faudrait dire quelque chose comme : un espace-temps infini, c'est un espace-temps où l'on peut toujours trouver deux points dont la distance est supérieure à une distance donnée, aussi grande soit-elle.

Smith · 2 juillet 2010

Qu'est-ce que veux dire "sans limites" ici?

L'image va faire hurler certains, mais elle te fera comprendre : Une sphère n'est pas infinie en surface mais n'a pas de limite (si tu vas dans une direction, tu finis par revenir au même point).

Jeff Hawke · 2 juillet 2010

Il y a pourtant des modèles d'univers finis et sans limites (Cf Luminet et son univers dodécaedrique).

Oui, c'est exact, et je me suis mal exprimé. La définition de Bruno est plus correcte. On peut toujours aller au-delà, plus loin, et sans jamais retomber dans de l'espace déjà parcouru...

Pour prouver l'infinité de l'univers physique par l'expérience, je ne sais pas.

A mon avis, une preuve de type indirect devrait être possible, si on peut prouver expérimentalement une topologie de l'univers physique, et que mathématiquement il soit démontrable que cette topologie correspond à un espace infini... :refl:

Leimury · 2 juillet 2010

C'est pas le but des modèles d'univers sphériques, plat ou hyperboliques mal vulgarisés ?

Smith · 2 juillet 2010

Oui, c'est exact, et je me suis mal exprimé. La définition de Bruno est plus correcte. On peut toujours aller au-delà, plus loin, et sans jamais retomber dans de l'espace déjà parcouru...

Pour prouver l'infinité de l'univers physique par l'expérience, je ne sais pas.

A mon avis, une preuve de type indirect devrait être possible, si on peut prouver expérimentalement une topologie de l'univers physique, et que mathématiquement il soit démontrable que cette topologie correspond à un espace infini...

A ce que j'ai compris des propos de Luminet, la résolution du CMB avec Planck serait suffisante pour éliminer certaines topologies, mais pas suffisante pour trancher sur la question du fini/infini.

Jiti-way · 2 juillet 2010

L'image va faire hurler certains, mais elle te fera comprendre : Une sphère n'est pas infinie en surface mais n'a pas de limite (si tu vas dans une direction, tu finis par revenir au même point).

C'est vrai pour une sphère en deux dimensions. Qu'en est-il pour un objet de plus de 3 dimensions?

:?:

AnahKirsh · 2 juillet 2010

Un paradoxe incompréhensible avec une mode de réflexion humaine, tout à une fin sur terre, donc dans mon esprit lorsque l'on parle d'univers fini c'est comme si on s'arrêtait au bout d'un couloir, derrière le mur hé ba il y a forcément quelques chose sinon la notion de fini s'écroule.. et dire qu'il est infini est tout autant "bizarre", si je prends ma navette et que je vais tout le temps tout droit (et la on me dit: tout droit par rapport à quoi (?)) y'a bien un moment ou ça s'arrête..

Désolé pour ce poste inutile C'est archement compliqué tout ça!! :be:

Smith · 2 juillet 2010

C'est vrai pour une sphère en deux dimensions.

C'est un cercle ca, non ?

Qu'en est-il pour un objet de plus de 3 dimensions?

Un ballon de foot par exemple ? Une sphère, quoi... :be:

Jiti-way · 2 juillet 2010

C'est un cercle ca, non ?

Un ballon de foot par exemple ? Une sphère, quoi...

Il me semble que les sphères de notre quotidien (ballons, etc...) sont des objets de dimension 2 et non 3 en terme physiques, car leur surface ne comporte obligatoirement que 2 dimensions. Ces sphères sont contenus dans un espace qui lui est en 3 dimensions.

"Après ce premier voyage, retenons la leçon d'Hipparque : la sphère est de dimension 2 car on décrit ses points par deux coordonnées, latitude et longitude, et il est bien pratique de la représenter dans un plan grâce à la projection stéréographique..."

http://www.dimensions-math.org/Dim_CH1.htm

:fume:

Jeff Hawke · 2 juillet 2010

Un ballon de foot par exemple ? Une sphère, quoi...

Oui, mais pour ton raisonnement sur l'absence de limite, bien que finie, tu as considéré la surface sphérique, et non le volume.

C'est donc bien une analogie en deux dimensions de la supposée non finitude de notre espace en 3 dimensions.

Smith · 2 juillet 2010

Il me semble que les sphères de notre quotidien (ballons, etc...) sont des objets de dimension 2 et non 3 en terme physiques, car leur surface ne comporte obligatoirement que 2 dimensions. Ces sphères sont contenus dans un espace qui lui est en 3 dimensions.

"Après ce premier voyage, retenons la leçon d'Hipparque : la sphère est de dimension 2 car on décrit ses points par deux coordonnées, latitude et longitude, et il est bien pratique de la représenter dans un plan grâce à la projection stéréographique..."

http://www.dimensions-math.org/Dim_CH1.htm

Oui je comprends mieux maintenant. Voilà comment on finit en école de commerce et non en école d'ingé...mon esprit mathématique était trop limité... :cry:

EDIT : Je comprends mieux maintenant pourquoi cette image du ballon a de quoi faire hurler.

Yano213 · 2 juillet 2010

Qui sait, peut etre qu'un jour le successeur du successeur du successeur d'Hubble vera la terre dans son mirroir !! :be:

:b:

Smith · 2 juillet 2010

Qui sait, peut etre qu'un jour le successeur du successeur du successeur d'Hubble vera la terre dans son mirroir !!

Tu crois pas si bien dire. C'est une éventualité dont Luminet parle dans sa théorie d'un univers à topologie dodécaédrique : Si sa théorie était exact, en fait l'univers serait beaucoup plus petit que ce que l'on voit. Nos instruments verraient en fait plusieurs fois les mêmes objets, dont les rayons lumineux auraient pris des chemin différents et nous arriveraient avec des décalages. Nous verrions ainsi plusieur fois telle ou telle galaxie à des âges différents, et donc pourquoi pas notre propre galaxie... :b:

(Cf - L'univers chiffonné de JP Luminet).

schnappi · 5 juillet 2010

bonjour

je voit qu'ici ,on parle d'un univers infini dans un espace défini si j'ai bien compris mais dans ce cas ,que deviens l'exterieur de cet "espace fini" il n'existe pas ?

'Bruno · 5 juillet 2010

Un objet infini n'a pas forcément d'extérieur (ni même de frontière).

Attention à la grosse confusion : « un univers infini dans un espace défini » sous-entend que l'univers est contenu dans l'espace, alors qu'en réalité c'est le contraire : l'espace est contenu dans l'univers (et quand on parle d'univers infini, c'est un raccourci pour parler d'espace infini : c'est l'espace qui est infini).

johnny21 · 5 juillet 2010

Il me semble que les sphères de notre quotidien (ballons, etc...) sont des objets de dimension 2 et non 3 en terme physiques, car leur surface ne comporte obligatoirement que 2 dimensions. Ces sphères sont contenus dans un espace qui lui est en 3 dimensions.

"Après ce premier voyage, retenons la leçon d'Hipparque : la sphère est de dimension 2 car on décrit ses points par deux coordonnées, latitude et longitude, et il est bien pratique de la représenter dans un plan grâce à la projection stéréographique..."

http://www.dimensions-math.org/Dim_CH1.htm

je croyez que les 3 dimensions d'un objet était:longueur,hauteur,profondeur...si il y en plus de 3..que sont les autres ?? :b:

'Bruno · 5 juillet 2010

Quelles autres :?: Le message auquel tu réponds parle bien de 3 dimensions.

johnny21 · 5 juillet 2010

autant pour moi..il me semblez avoir lus plus haut que l'on supposer qu'il pouvait y avoir plus de 10 dimension différente..mais je me rend compte que je me suis juste tromper de post...

hysot · 5 juillet 2010

Salut Johnny21

Tu ne te trompes pas, quelqu'un a bien posé une question sur un espace à plus de 3 dimensions:

C'est vrai pour une sphère en deux dimensions. Qu'en est-il pour un objet de plus de 3 dimensions?

Cyril33127 · 5 juillet 2010

Bonjour,

Si l'espace n'est pas infinie, il a forcément des paroies physiques ... Et si ses paroies sont physiques il y a forcément quelque chose derrière nn ????????

Je comprend rien !! :cry: :cry:

Jeff Hawke · 5 juillet 2010

Je comprend rien !! :cry:

Effectivement... !pomoi!

Il faut que tu réfléchisses encore, tranquillement (ce n'est pas urgent de comprendre la finitude sans limites). :fume2:

Smith · 5 juillet 2010

C'est pas bien ça de profiter de la baisse des tarifs pour s'en griller une... :nono:

Attention la finitude de la vie est prouvée théoriquement , pas la peine de le prouver expérimentalement trop vite... :mort:

YAC5 · 6 juillet 2010

Bonjour,
Si l'espace n'est pas infinie, il a forcément des paroies physiques ... Et si ses paroies sont physiques il y a forcément quelque chose derrière nn ????????

Je comprend rien !! :cry:

Bonjour,

Ne te frappes pas Cyril. Ce n'est pas compliqué mais il est vrai que ça heurte le sens commun.

Prend exemple la température : on sait qu'il y a un zéro absolu qui est en fait une asymptote. On peut s'en approcher de plus en plus mais on ne peut pas l'atteindre. Bien sûr on peut dire qu'il y a une limite mais dès qu'on parle de limite on imagine qu'il y a quelque chose au delà de la limite. C'est humain.

En maths on parle fastoche d'infini. En physique ça n'est pas étudiable ni expérimentable par définition. On cherche plutôt à caractériser l'approche asymptotique. Tu comprends ? Dans mon exemple on va chercher ce qui se passe vers 1°K puis vers 0,1° puis vers 0,01° etc. Tant qu'on trouvera des moyens de "réfrigérer" on tentera d'approcher le 0° inaccessible par définition.

La vitesse de la lumière étant finie, il lui faut du temps pour nous parvenir. Donc au delà d'une certaine distance, elle n'a pas pu encore nous parvenir.

Pire, puisque l'univers est en expansion, au delà d'une certaine distance les objets nous fuient plus vite qu'elle. En conséquence l'espace nous parait noir et sans fond. Il vaut mieux parler d'horizon cosmologique que de "bords".

Il faudrait aussi parler de rougissement de la lumière et de bien autres choses.

Les discussions sont sans fin sur ce sujet. Perso je suis plutôt du côté des observateurs et expérimentateurs que des théoriciens qui ont trop vite fait de passer du côté maths puis du côté métaphysique et oublient la physique.

YAC5

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