La fin de l'univers?

[vaufrèges 0]

J'imagine que Bruno Salque faisait également référence à l'Univers de Sitter..

C'est pourquoi j'avais écrit plus haut: "Même sans matière constituée, tant que l’Univers recèle de l'énergie sous quelque forme que ce soit, il me semble quand même que l’on ne peut évacuer définitivement cette notion… Mais au-delà ?"

L'univers de de Sitter est bien vide de matière... mais rempli d'une constante cosmologique positive.. Donc rempli d'énergie..

Alors même si j'ai du mal à conceptualiser ce que peut devenir concrètement l'espace-temps dans ce cadre, je me doute que la dualité matière/énergie n'interdit pas sa présence...

De toute façon, je m'égare pas mal dans toutes les subtilités de l'espace-temps de "notre" propre Univers... alors dans un autre !....

[ChiCyg 0]

quote:

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l'Univers de Sitter, il est pas vide de matière, justement ?

---

Si, c'est l'origine, je pense, de la remarque de Bruno Salque.

C'est vraiment un univers superbe : il est vide de matière, ce qui est tristounet, mais il compense ce handicap par une homogénéité et une isotropie parfaite (normal, il est vide) et pour agrémenter cette désolation, une jolie petite constante cosmologique.

Tout cela lui donne un tempérament primesautier qui lui permet de s'inflationner de manière exponentielle.

Où l'on comprend tout l'intérêt de ce bel Univers pour la cosmologie .

N.B. : Juste en changeant le signe de la constante cosmologique, ça devrait faire "crunch". Ca pourrait faire une bonne fin. Enfin, ce que j'en dis ...

[Superfulgur 16 151]

Dis tonton ChiCygni, Nous, on aime bien tes belles histoires... Dis, si tu nous racontais les autres Univers, ceux qu'on voit pas, les 10 puissance 10 000 autres, dit, tu veux bien, tonton ChiCygni ?

S

[PascalD 4 386]

Oh oui. Tiens par exemple, on a pas encore abordé le cas du "Boltzmann Brain"

[ChiCyg 0]

Si vous m'autorisez à y aller de mon petit délire , tant pis pour vous j'ai un début de scénario pour la fin de l'univers ...

Je me suis dit comme ça : on raconte l'univers comme un refroidissement avec à chaque étape à la fois des changements de phase et des échelles de temps de plus en plus longs, quarks, protons-neutrons, atomes, molécules.

Pourquoi ne pas imaginer qu'à très basse température (pour nous) apparaissent de nouvelles particules et des structures qui ne peuvent subsister dans notre enfer trop chaud. Les temps pour que les choses s'organisent un peu seraient beaucoup beaucoup plus longs qu'à notre ère. Disons que "leur" temps de Planck sera notre année. Ca fait un petit rapport 10 puissance 50 bien sympathique.

Nous sommes ainsi le big bang de ces civilisations à naître. Il ne nous reste plus qu'à coder un petit message pour leur faire coucou .

... mais alors le big bang, si avant nous ... mais c'est bien sûr ! . Faut dire d'urgence au SETI qu'ils font fausse route, faut fouiller les quarks .

[antoine 80 44]

Et la métamatière dans tout ça?

[jackbauer 2 13 870]

J'ai ressorti de mes archives un article de C&E de sept/oct 1987 signé Nicolas Sprantzos
Intitulé "Toi l'univers quand tu mourras..." il explore les deux voies possibles qui mènent à la fin : d'abord l'évolution future d'un univers fermé puis l'avenir d'un univers ouvert.
Sachant depuis 1998 que nous sommes dans une expansion accélérée, on peut exclure l'hypothèse "Big Crunch"

Donc je résume brièvement les principales étapes, d'après Sprantzos , d'une expansion sans fin :
- dans 10 puissance 14 ans, fin de l'activité stellaire (ne reste plus que des cadavres d'étoiles)
- dans 10 puissance 15 ans, disruption des systèmes planétaires (éparpillement des planètes)
- dans 10 puissance 20 ans, évaporation des galaxies
- dans 10 puissance 27 ans, évaporation des amas de galaxies, formation de trous noirs hypergalactiques
- dans 10 puissance 32 ans, désintégration du proton (s'il est instable)
- dans 10 puissance 66 ans, évaporation des trous noirs stellaires
- dans 10 puissance 94 ans, évaporation des trous noirs galactiques
- dans 10 puissance 106 ans, évaporation des trous noirs hypergalactiques
- dans 10 puissance 1500 ans, si le proton est stable : transformation de la matière ordinaire en matière ferreuse
- dans [(10 puissance 10) puissance 76] (le plus grand nombre jamais évoqué en physique d'après l'auteur !) transformation des astres ferreux en astres neutroniques et trous noirs puis évaporation (règne de l'effet tunnel)

là s'arrêtent ses prévisions...

[vaufrèges 0]

Oui... mais justement, en 1987, on imaginait encore que l'expansion puisse même ralentir il me semble... pas qu'elle accélère comme on le suppute assez généralement aujourd'hui...

Donc, ces chiffres...

[jackbauer 2 13 870]

Qu'est-ce que ça change fondamentalement ?

[dg2 2 042]

> là s'arrêtent ses prévisions...

Attention, ce n'est pas Nicolas Prantzos (et pas Sprantzos) qui s'est amusé à faire ces prévisions. Cela vient, sauf erreur de ma part d'un ancien papier de Freeman Dyson. Au passage, un article essentiellement identique à celui de 1987 était paru en mars ou avril 1999 (auteur Serge Jodra, titre : "Univers, suite et fin : chronique de mille morts annoncées").

Pour le reste, attention à ne pas confondre la cosmologie telle qu'elle est effectivement faite par les cosmologistes, et la cosmologie telle qu'elle est racontée par les théoriciens des cordes. Ces deux choses n'ont pas grand chose à voir.

[jackbauer 2 13 870]

arf, en effet, mes lunettes sont tombées en panne : il s'agit bien de Nicolas PRANTZOS (Service d'Astrophysique. Centre d'Etudes nucléaires de Saclay) qui signe ce papier de 9 pages.
Par contre Freeman Dyson n'est cité nulle part !!!!

[vaufrèges 0]

>>"Qu'est-ce que ça change fondamentalement ?"<<

Ben pas mal de choses je crois Jackbauer...

J'écrivais plus haut :

"Si comme certains modèles le prédisent l'Univers continue son expansion à une vitesse toujours plus grande pour (dans 22 milliards d’années ?) faire exploser jusqu’aux atomes qui le compose (le «grand déchirement») c'est-à-dire, au stade ultime, la fin définitive de la matière."

Ce serait donc la fin dans 22 "petits" milliards d'années ... Au lieu de... 10^xxxx années ou plus imaginé en 1987, avec une expansion non accélérée...

Mais il reste encore du boulot pour qualifier cette hypothèse ou d'autres : En particulier, si l'accélération est bien avérée, quelle est la nature de l'énergie noire ou "quintessence" qui en serait responsable ? Quelle serait son évolution au cours du temps et de l'expansion ?

[Bruno- 3 989]

PascalD : « [...] Autrement dit: Le "grand déchirement" est une spéculation sans fondement, non ? »

Tiens, ça c'est une bonne remarque ! Est-ce que l'énergie noire finira par l'emporter sur les interactions fortes qui relient les quarks des atomes ? Mystère... Du coup, soyons prudent : on ne sait pas trop comment ça s'est passé au "début" (ni si c'est vraiment un début) et on ne sait pas trop ce qui va se passer à la "fin" (ni si ce sera vraiment une fin).

Vaufrèges : « J'imagine que Bruno Salque faisait également référence à l'Univers de Sitter.. »

Pile poil.

« L'univers de de Sitter est bien vide de matière... mais rempli d'une constante cosmologique positive.. Donc rempli d'énergie.. »

Attention, l'énergie est une grandeur (un nombre) qui s'applique à des objets physiques, mais ce n'est pas un objet physique. L'univers n'est pas "rempli" d'énergie. Cette phrase n'a pas plus de sens que de dire : il est rempli de diamètre, ou il est rempli de vitesse, ou il est rempli de densité. Un univers sans matière, ça s'appelle un univers vide. Même si l'énergie de ce vide n'est pas nulle.

[vaufrèges 0]

Oui, "rempli"... pas bon. OK

C'est bien sûr à l'hypothétique "énergie du vide" que je pensais, à ce "bouillon" quantique potentiel en tous points de l'espace.. "vide", et qui est - peut être - la vraie nature de l'énergie sombre.

[ChiCyg 0]

On apprend plein de choses sur ce forum. Par exemple, pour moi, que mon verre soit vide ou rempli d'un certain liquide, ça avait du sens, même si ça en perdait un peu au cours des vidages successifs .

Sérieux, il me semble que l'énergie est une grandeur physique, c'est la propriété d'un objet qu'on peut mesurer, ce n'est pas qu'un nombre, qu'une grandeur abstraite. L'espace n'est pas rempli de diamètres abstraits mais d'objets auxquels on peut attribuer (ou non) des diamètres. Par exemple, des étoiles, qui ont les propriétés, parmi d'autres, d'avoir un diamètre et de rayonner une certaine énergie qu'on peut mesurer.

Il me semble que la physique raisonne sur des grandeurs physiques : distances, intervalles de temps, masses, vitesses, énergies, forces, charges électriques, ...

A partir du moment où on raisonne sur un espace vide de matière, je vois mal à quoi appliquer des distances, des vitesses, des énergies, des intervalles de temps, des forces, ...

Il me semble donc que la physique ne peut pas dire grand chose d'un espace vide de matière.

En outre, je vois mal comment on passe d'un espace contenant une certaine quantité de matière (ce qui semble être le cas du nôtre) à un espace vide de matière, même en y mettant le temps.

[PascalD 4 386]

C' est parce que tu en es resté au début 20e siècle ChiCyg

Depuis, on a inventé la mécanique quantique des champs;

Je suppose dans ce qui suit que par matière tu veux dire "particules réelles" (donc observables), et par vide , un espace dépourvu de "particules réelles". En général c' est ça que ça veut dire, il me semble ...

Avec cette définition, et l' arsenal de la mécanique quantique des champs, on sait dire quelque chose dans le cas d' un espace (entre deux plaques métalliques non chargées par exemple) vide de particules réelles (donc de matière) , mais pas de champs (ce qui est similaire à ce qui se passe dans un espace de de Sitter : Y' a un champ qui domine, mais pas, ou très peu, comparativement au champ, de particules réelles ) : Dans les deux cas, le "vide" a des propriétés.

C'est par le même mécanisme théorique (les champs) qu' on rends compte de l' apparition (ou à l' inverse, non apparition) de particules réelles à partir d' un état vide [de matière}.

[Superfulgur 16 151]

Ah oui...

Il y a même une expérience de physique connue, avec cette histoire de vide... Zut... Je l'ai sur le bout de la langue... Impossible de me souvenir...

A y est !

C'est, je crois, "l'effet Bougli-Boulga", c'est çà, Pascal ???

S

PS : Tiens, au fait, vous qui êtes des fusées en physique, pourquoi d'un côté on parle "d'espace" et de l'autre, de "vide", il y a quelque chose qui me turlupine, là...
L'espace, c'est le point de vue géométrique, relativiste, le vide, c'est le point de vue physique, quantique, j'ai bon ? Mais au fond, c'est pas deux mots pour évoquer la même chose ?

S

[PascalD 4 386]

C' est presque ça
l' effet Casimir est associé au GLOUBI BOULGA !!! On croirait que tu le fais exprès

Après, pour la subtile distinction entre espace et vide, je dirais à peu près comme toi : l' espace c' est le truc relativiste (propriétés géométriques uniquement), "classique". Le vide, c'est ce qui représente les aspects quantiques (y compris relativistes, y compris la gravitation dans les théories idoines (cordes, etc)).

Enfin c' est ce que j' ai cru comprendre.

[ChiCyg 0]

PascalD, tu es le roi pour compliquer la situation. On parlait d'un espace vide (l'espace de de Sitter). Il ne s'agit pas de vide "quantique" ou de particules superexotiques mais d'un espace dans lequel il n'y aurait pas de matière et donc pas de masse (autrement dit, la densité dans les équations d'Einstein est mise à zéro).
[aparté] Note que c'est marrant parce que les équations d'Einstein partent de la gravité et que, sans masse, il n'y a pas de gravité, mais bon ... [/aparté]

Je voulais simplement publiquement avouer, qu'à ma grande honte, pour mon cerveau limité, il était difficile de concevoir de l'espace et du temps dans un machin qui ne contient aucune matière. A ma décharge, je ne suis pas tout seul, si tu le préfères in english par MM. Rees et Weinberg (fin du 20ème : 1993 ), ça donne :
"How is it possible for space, which is utterly empty, to expand?"

Si tu me dis que dans le vide apparait spontanément de la masse alors, un espace sans masse est impossible et l'espace de Sitter est une lubie qui ne correspond à aucune réalité et qu'il vaut mieux laisser au rayon des curiosités.

Mais j'ai cru comprendre que ce vide quantique appliqué à notre banal petit univers à nous donnait des trucs complètement en dehors de la plaque à 10 puissance j'sais-pas-combien et que donc le vide quantique marchait pas pour expliquer l'expansion accélérée de l'univers, à tel point qu'on serait pas là pour en causer. Et qu'il y avait donc tout lieu de penser que vide quantique dans l'univers, nada. J'ai tout faux ?

[Bruno- 3 989]

ChiCyg : « Il me semble donc que la physique ne peut pas dire grand chose d'un espace vide de matière. »
Et pourtant si.

« Il ne s'agit pas de vide "quantique" ou de particules superexotiques mais d'un espace dans lequel il n'y aurait pas de matière et donc pas de masse (autrement dit, la densité dans les équations d'Einstein est mise à zéro). »

Ben c'est la même chose, non ?

« les équations d'Einstein partent de la gravité et que, sans masse, il n'y a pas de gravité, mais bon ... »

Si, si, il y a de la gravité, à cause de la constante cosmologique.

[PascalD 4 386]

ChiCyg, peut-être que je complique trop mais je crois que toi tu simplifies trop, ça compense.

Voilà comment je vois les choses :

La métrique de de Sitter est une solution théorique dans le cas d' un univers dominé par une "constante cosmologique" , ce qu' aujourd'hui on fait correspondre à l' "énergie noire" , en la faisant habilement passer de l' autre côté de l' équation (le côté qui modélise le "contenu" de l' espace, par opposition au côté qui modélise la géométrie. Je met des guillemets, parce que sinon tu vas m' accuser d' attribuer une propriété physique à l' espace, ce qui n' est pas mon intention ici). Il n' est donc pas "vraiment vide", seulement vide "de matière", dans ce modèle.
Pour la R.G. cet espace est "neutre", on peut dire qu'il n' a pas vraiment de sens physique, c' est juste un intermédiaire de calcul pour faire de la dynamique, seule la partie "contenu" (matiere + énergie noire) est physique (i.e. est mesurable, possède une équation d' état, une densité, etc etc)

D' autre part, effectivement, on ne sait pas raccrocher "l' énergie du vide quantique", pour autant que ce truc aie un sens bien précis, avec "l'énergie noire", quelque soit la nature de ce truc, donc si ça se trouve ces deux concepts n' ont rien à voir l' un avec l' autre (si ce n' est qu'ils indiquent, quand on les considère tout les deux, que quelque chose ne colle pas dans les deux théories )

Je crois qu' on en est là : Personne ne sait dire ce que pourrait bien être le champ scalaire "injecté" dans les équation de RG qui est le moteur de l' inflation de Linde , ni quelle est le machin quantique qui introduit le terme d' énergie dans le modèle lambda-cdm, ni ce qui se passe quand la gravitation commence à tirer sur les pieds des quarks ...

Mais bon, je suis pas physicien non plus, j' ai sûrement compris de travers.

Bien amicalement

Bruno : Je pense que ChiCyg voulait dire que les équations d' Einstein n' ont pas de sens physique quand on met la densité de matière à zéro, tout comme l' équation qui donne l'énergie du rayonnement d' un corps noir n' a pas de sens si on prends une température absolue négative : On sort des limites du modèle. Pour lui, si j' ai bien compris, la constante cosmologique n' a pas de sens physique non plus (il la met avec les termes géométriques, pas avec la matière).
Mais peut-être que je me trompe.

[Ce message a été modifié par PascalD (Édité le 09-12-2008).]

[Ce message a été modifié par PascalD (Édité le 09-12-2008).]

[Superfulgur 16 151]

Bon...

On saura demain ce qu'est l'énergie sombre, c'est déjà çà...

Conférence de presse de la Nasa avec :

Alexey Vikhlinin, astrophysicist, Smithsonian Astrophysical
Observatory, Cambridge, Mass.

William Forman, astrophysicist, Smithsonian Astrophysical
Observatory

David Spergel, theoretical astrophysicist, Princeton University

Chouette, chouette !

S

[vaufrèges 0]

Selon le lien ci-dessous, il est question du 16 décembre pour cette annonce...

"..nouveaux résultats importants sur l'énergie sombre qui ont été établis en utilisant Chandra".

..."importants"... Je sais Superspicace.. Faut "décrypter" !!...
http://www.nasa.gov/home/hqnews/2008/dec/HQ_M08-249_Chandra_telecon.html

[Superfulgur 16 151]

Oups, t'as raison, rien n'est public avant le 16...

Faut chercher les avec les prépublis, avec Arxiv, tout çà...

S

PS : De toute façon, quel que soye le résultat, çà va pas plaire à ChiCygni...

[dg2 2 042]

Résultats important, énergie noire, Chandra... Suggestion : mesure de statistiques sur l'évolution des amas de galaxies par l'intermédiaire de leur rayonnement X, ce qui contraint (en principe) l'évolution du taux d'expansion et au final de l'énergie noire. Alternativement, une étude plus approfondie du Bullet cluster.