• Espace et Temps lors du Big Bang

  • Le Big Bang désigne l’époque dense et chaude qu’a connue l’Univers il y a environ 13,7 milliards d’années, ainsi que l’ensemble des modèles cosmologiques qui la décrivent, sans que cela préjuge de l’existence d’un « instant initial » ou d’un commencement à son histoire. Et vous, vous en pensez quoi ?
Le Big Bang désigne l’époque dense et chaude qu’a connue l’Univers il y a environ 13,7 milliards d’années, ainsi que l’ensemble des modèles cosmologiques qui la décrivent, sans que cela préjuge de l’existence d’un « instant initial » ou d’un commencement à son histoire. Et vous, vous en pensez quoi ?
 #29531  par vaillantpc
 
ADM :
Vous avez aussi parlé de vitesse nulle...c'est possible ça à part théoriquement ? Là encore, tout dépend du référent non ? De la même manière qu'on ne peut situer la position d'un objet dans l'Univers qu'en faisant référence à d'autres objets et non par rapport à l'Univers lui-même, comment peut on définir un objet sans mouvement, sans vitesse dans l'Univers ? Comment un objet pourrait être immobile dans un Univers en expansion ?


C'est quasiment mission impossible avec le système d'interprétation scientifique actuel. On va plus vers le ''tout est relatif'' donc il est très compliqué d'avoir un 0 (zéro) de type ''absolu''. D'où les mesures de type comparatif, bien que de fois on trouve des ''points'' de référence de ''genre absolu'' (comme le 0° absolu pour la température).

C'est pourquoi j'essaie de ''reconsidérer'' l'Univers comme étant défini par une fonction d'énergie et de temps : f(E,t) bien que ce ne pas le plus commode. Comme Bongo disait ci-dessus : le terrain est glissant et c'est un peu à la limite de nos connaissances.

Je remercie Bongo pour le fait qu'il a accepté de suivre cette conversation car il n'est pas aisé d'emprunter des chemins non-conventionnels. Ses critiques et observations sont très justes et bien ancrés dans la ''norme'' scientifique actuelle. C'est comme ça qu'on évite les déviations intellectuelles.

En revenant sur le référentiel j'ai le sentiment que si on garde les paramètres actuels on ne pourra pas sortir de cette relativité du mouvement (des vitesses plus précisément). Mais si on considère que la vitesse est une forme d'énergie et qu'on accepte de définir l'espace en conséquence on peut avoir ce zéro ''absolu'' la ou l'énergie est nulle ou le temps est nul.
On tombe plus sur des limites mais ça peut aider dans certains cas.
 #29536  par bongo
 
Votre discussion m'amène à penser que la vitesse n'est qu'une valeur qu'on attribue à un objet en fonction du référent, ce n'est en fait qu'une mesure par rapport à un référent, pas une valeur réelle propre à un objet. Si on change le référent, la vitesse change et donc la quantité d'énergie diffère en fonction du référent non ?
Tu as totalement raison, c'est ce que l'on appelle une grandeur relative.
En effet, une vitesse caractérise toujours un objet qui a forcément une masse m.

Ah...et les photons ? C'est un cas particulier ?
Tu as encore raison, les photons sont un cas très particuliers puisque leur vitesse est absolue dans n'importe quel référentiel.
Après... je peux encore nuancer mes propos, on n'est pas obligé d'imaginer un corps matériel pour parler de vitesse, je peux imaginer un référentiel (qui n'est pas forcément matériel) pour décrire le mouvement d'un objet. Par exemple le référentiel où le centre de gravité du soleil et de la terre est immobile (objet abstrait).
Vous avez aussi parlé de vitesse nulle...c'est possible ça à part théoriquement ? Là encore, tout dépend du référent non ? De la même manière qu'on ne peut situer la position d'un objet dans l'Univers qu'en faisant référence à d'autres objets et non par rapport à l'Univers lui-même, comment peut on définir un objet sans mouvement, sans vitesse dans l'Univers ? Comment un objet pourrait être immobile dans un Univers en expansion ?
Moi, je suis immobile par rapport à moi :-)
Mais effectivement, même si tu es dans un référentiel immobile par rapport au fond de rayonnement fossile (il suffit d'annuler la forme dipolaire de ce rayonnement, la forme dipolaire indique que la terre se déplace à 600 km/s par rapport au fond), et qu'une autre personne d'un quasar lointain est immobile par rapport à ce fond, et bien toi et lui serez en mouvement l'un par rapport à l'autre en raison de l'expansion.
 #29550  par MIMATA
 
D'accord, merci pour ces précisions.

Donc l'énergie n'existe pas vraiment...c'est comme une énergie qui apparaîtrait à un moment précis suite à un événement. Ce n'est qu'une réaction finalement. Si deux corps massifs entrent en collision, ce sont les vitesses relatives de chaque objet qui déterminent la quantité d'énergie c'est ça ?

toi et lui serez en mouvement l'un par rapport à l'autre en raison de l'expansion.

L'énergie liée à ce déplacement particulier est elle la même quand on parle de déplacement propre et de déplacement dû à l'expansion de l'espace ? Peut-on encore parler de vitesse dans le cas d'objets "immobiles" mais dont l'espace entre eux est en expansion ? (c'est trop bizarre comme question Y-43 )

Pourquoi la vitesse des objets massifs est elle limitée dans l'Univers ? Vous allez me dire que c'est parce qu'à un certain niveau, il faut une quantité d'énergie infinie ou une masse nulle, voire les 2 pour y arriver, mais pourquoi ? Le champs de Higgs serait-il "collant" pour la matière ?
 #29556  par bongo
 
Donc l'énergie n'existe pas vraiment...c'est comme une énergie qui apparaîtrait à un moment précis suite à un événement. Ce n'est qu'une réaction finalement. Si deux corps massifs entrent en collision, ce sont les vitesses relatives de chaque objet qui déterminent la quantité d'énergie c'est ça ?
Pas tout à fait, l'énergie cinétique, tout comme la vitesse est une grandeur relative, c'est à dire qu'il faut préciser le référentiel (ce qui est assez évident puisque l'équation de l'énergie cinétique dépend quadratiquement en v).
Il existe d'autres formes d'énergie, telles que :
- l'énergie potentielle, en première approximation, les longueurs ne dépendent pas du référentiel, et donc l'énergie potentielle (je mets volontairement de côté la physique relativiste, parce que ça compliquerait)
- la chaleur, qui est l'énergie d'agitation moyenne des particules, ne dépend pas du référentiel en première approximation
toi et lui serez en mouvement l'un par rapport à l'autre en raison de l'expansion.

L'énergie liée à ce déplacement particulier est elle la même quand on parle de déplacement propre et de déplacement dû à l'expansion de l'espace ? Peut-on encore parler de vitesse dans le cas d'objets "immobiles" mais dont l'espace entre eux est en expansion ? (c'est trop bizarre comme question Y-43 )
Tu mets le doigt sur quelque chose d'important, étant donné l'expansion, on ne peut pas comparer des grandeurs qui ne sont pas dans le même espace tangent. Bon c'est un peu technique, mais disons que la "vitesse" due à l'expansion ne correspond pas à une énergie cinétique, et on ne peut pas vraiment parler de vitesse, étant donné que pour deux objets assez loin, leur "vitesse" de séparation peut dépasser la vitesse de la lumière. C'est assez difficile à expliquer sans parler de mathématique, d'espace courbe, et d'espace tangent.

Si tu veux pour vulgariser un peu, imaginons que tu veuilles comparer l'orientation de deux flèches, mais qui ne sont pas localisées au même endroit sur terre. Chaque flèche pointe vers le nord, mais est-ce que ces flèches pointent dans la même direction ? Imaginons qu'une des flèches est à Paris, et l'autre à New-York. On voit bien qu'elles ne pointent pas vers la même constellation. Je ne sais pas si je suis clair en fait.
Même si localement, ces flèches pointent vers le nord, elles ne pointent pas dans la même direction, et pour les comparer, il faut les déplacer au même point pour comparer leur direction.
Pourquoi la vitesse des objets massifs est elle limitée dans l'Univers ?
Ca c'est un mystère. En physique, on sait seulement qu'il existe une symétrie abstraite qui s'appelle une rotation dans SO(3,1). Le monde est invariant par une rotation dans SO(3,1), cela implique qu'il y ait une vitesse limite qui est la vitesse de la lumière. Pourquoi il y a une vitesse limite ? Parce que le monde est symétrique dans une rotation dans SO(3,1). Pourquoi le monde est symétrique dans SO(3,1) ? Mystère. D'ailleurs, quand on fait une rotation quelconque en chaque point de l'espace-temps, le monde reste identique, c'est ce que l'on appelle une symétrie de jauge locale, c'est ce qui explique l'existence du champ de gravitation. Pourquoi le monde est symétrique par une invariance de jauge locale de SO(3,1) ? Mystère.
Vous allez me dire que c'est parce qu'à un certain niveau, il faut une quantité d'énergie infinie ou une masse nulle, voire les 2 pour y arriver, mais pourquoi ? Le champs de Higgs serait-il "collant" pour la matière ?
Apparemment le champ de Higgs introduit pour conférer une masse aux bosons intermédiaires (W et Z) serait à l'origine de la masse de toutes les particules. Est-ce qu'il y a une connexion entre le champ de Higgs et l'inertie et de ce fait, la gravitation, et donc probablement une connexion entre le Higgs et l'espace-temps ?
 #29566  par MIMATA
 
Merci pour es réponses.

pour deux objets assez loin, leur "vitesse" de séparation peut dépasser la vitesse de la lumière.

Je crois qu'il y a des estimations qui donne une "dimension" de 45 milliards d'années lumières de rayon pour l'Univers actuel. Qu'elle serait la vitesse d'éloignement de 2 objets situés à l'opposé l'un de l'autre et aux confins de cet Univers ? Ca leur fait dans les 90 milliards d'années lumières d'espace entre eux. C'est la constante de Hubble ?

J'ai compris le coup des flèches et du pôle qui ne pointent pas dans la même direction.

Par contre, je n'ai pas compris celui de la symétrie...
 #29568  par bongo
 
Merci pour es réponses.
pour deux objets assez loin, leur "vitesse" de séparation peut dépasser la vitesse de la lumière.

Je crois qu'il y a des estimations qui donne une "dimension" de 45 milliards d'années lumières de rayon pour l'Univers actuel. Qu'elle serait la vitesse d'éloignement de 2 objets situés à l'opposé l'un de l'autre et aux confins de cet Univers ? Ça leur fait dans les 90 milliards d'années lumières d'espace entre eux. C'est la constante de Hubble ?
Exact, la loi de Hubble dit que pour 2 objets séparés d’une distance d, alors ces objets s’éloignent à une vitesse v :
V = H*d.
A priori tu peux calculer une distance D0, telle que leur vitesse d’éloignement est plus grande que celle de la lumière : v > c soit
D0 = c/H
Je crois que l’on obtient 13.7 milliards d’années-lumière.

Pour les objets que l'on voit à cette distance (13.... quelques choses milliards d'années-lumière), ça veut dire que la lumière a mis 13 milliards d'année à nous parvenir, donc elle a parcouru cette distance, mais entre temps, l'expansion a continué à éloigner cet objet de nous, et aujourd'hui l'objet est à environ 45 milliards d'années-lumière.
Par contre, je n'ai pas compris celui de la symétrie...
Alors c’est assez abstrait, mais je vais partir sur un exemple concret.
Symétries Globales
Tu es bien d’accord que certaines figures géométriques sont assez symétriques, c’est-à-dire que lorsque tu fais une certaine opération (ça peut être une translation, ou une rotation) cela ne change rien. Par exemple, le cercle reste symétrique par rapport à une rotation d’un angle quelconque, dont le centre de la rotation est son centre. On dit que le cercle est invariant par rotation.
Pour le carré, ce n’est pas vrai, mais seulement pour des angles particuliers : multiples de 90°.

On peut généraliser à des transformations pas forcément géométriques. Par exemple en mécanique quantique, on a une fonction d’onde qui décrit chaque objet. Cette fonction d’onde s’exprime dans le corps des nombres complexes, et donc elle possède un argument (c’est l’angle, par exemple tous les nombres positifs ont un angle de 0, les nombres imaginaires de 90° etc…). Si on change l’argument de toutes les fonctions d’onde en leur ajoutant la même valeur, cela ne change rien (parce qu’en MQ seule une différence d’argument a une signification physique).

Invariance par SO(3,1)
Il existe une symétrie dans l’espace-temps, qui correspond à la conservation de ce que l’on appelle l’intervalle d’espace temps, dont l’expression est :
Δs² = c²Δt² - Δx² - Δy² - Δz²
Un changement de référentiel correspond à une rotation dans l’espace-temps, et elle laisse invariante cette quantité. L’invariance de cette quantité implique la non dépassabilité de la vitesse de la lumière.

Maintenant pourquoi les lois de la physique sont invariantes par cette symétrie ? Telle est la question.
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