Question pour dg2 : interférométrie

[PerrouriefhCedric 4 127]

Jmco, ta réflexion est loin d'être idiote, d'ailleurs je crois que cette idée existe y compris dans le milieu des cosmologues. Il y a même eu un article il y a quelques temps dans S&V signé par notre collègue le Serge qui parlait de ça. Faudra que je le relise !

[PascalD 4 387]

Il me semble que Smolin (entre autre) avait conjecturé un truc comme ça ...

Vu de l' intérieur, un trou noir de Schwarzschild "rebondirait" pour former un univers en expansion avec des caractéristiques intéressantes (constante cosmologique non nulle, métrique initiale de de Sitter (i.e. présence d'une phase inflation), nouvel univers "spatialement" plat par continuité avec la métrique "vue de l' extérieur" ...

Inutile de dire que c'est ultra spéculatif (pour être soft).

[Superfulgur 16 155]

"Inutile de dire que c'est ultra spéculatif (pour être soft)."

Tu vas nous énerver Dg2, Pascal, c'est pas bien...

Je crois qu'il pourrait passer nous espiquer, il me semble qu'il y a plein de théories cosmologiques où les trous noirs font office d'univers.

Est ce que c'est Lee Smolin, qui a même conjecturé (fumé ?) une théorie où l'Univers obéit à la sélection naturelle, un truc comme çà, et où les trous noirs jouent un rôle fondamental, du style, si il y a beaucoup de trous noirs dans l'Univers (porteurs d'Univers en devenir) c'est justement parce que la sélection naturelle cosmologique l'a permis. Pour être sur une branche viable, un univers (et donc ceux qui suivent via les trous noirs, doit être riche de trous noirs (en gros, un truc comme çà)
Y a pas des variantes des multivers où ceux ci émergent des trous noirs, ou un truc comme çà ?

Si je devais paraphraser PascalD, mais je le ferai pas, je dirais que c'est ultra spéculatif et probablement plus ou moins indécidable, comme les scientifiques post-modernes n'ont pu besoin de vérifier la viabilité d'une théorie pour la confirmer, c'est nickel.

[PascalD 4 387]

J'crois qu'c'est bien lui (Smolin).
En même temps, est-ce que c'est plus dingue (euh, spéculatif) que l' inflation chaotique à la Linde ou le landscape des cordistes ?

[ChiCyg 0]

Pour revenir (presque) les pieds sur terre et répondre à jmco, son calcul donne la taille du trou noir tel qu'il est vu de l'extérieur mais il me semble qu'il ne dit rien de son espace-temps intérieur qui,lui, risque d'être un peu ... chamboulé

[jmco 74]

ChiCyg : le Rayon de Schawarzschild est le rayon du trou noir ‘’vu de’ l’extérieur’’ ; ce que je trouve curieux, c’est la coïncidence de cette valeur avec le rayon de notre univers observable quand on applique à ce trou noir la densité moyenne de notre univers. Peut-être est-ce une propriété de l’espace-temps ‘’chamboul钒 du trou noir ?

PascalD : « Vu de l' intérieur, un trou noir de Schwarzschild "rebondirait" pour former un univers en expansion avec des caractéristiques intéressantes (constante cosmologique non nulle, métrique initiale de de Sitter (i.e. présence d'une phase inflation), nouvel univers "spatialement" plat »
Bigre : ça ressemble à un portrait robot de notre Univers ! en particulier ça expliquerait la densité observée juste égale à la densité critique pour donner un univers plat ? Là ce serait quand même un indice important en faveur de l’univers-trou noir, car si j’ai bien compris, il n’y a pas par ailleurs d’explication facile à la platitude

[jmco 74]

ChiCyg : le Rayon de Schawarzschild est le rayon du trou noir ‘’vu de’ l’extérieur’’ ; ce que je trouve curieux, c’est la coïncidence de cette valeur avec le rayon de notre univers observable quand on applique à ce trou noir la densité moyenne de notre univers. Peut-être est-ce une propriété de l’espace-temps ‘’chamboul钒 du trou noir ?

PascalD : « Vu de l' intérieur, un trou noir de Schwarzschild "rebondirait" pour former un univers en expansion avec des caractéristiques intéressantes (constante cosmologique non nulle, métrique initiale de de Sitter (i.e. présence d'une phase inflation), nouvel univers "spatialement" plat »
Bigre : ça ressemble à un portrait robot de notre Univers ! en particulier ça expliquerait la densité observée juste égale à la densité critique pour donner un univers plat ? Là ce serait quand même un indice important en faveur de l’univers-trou noir, car si j’ai bien compris, il n’y a pas par ailleurs d’explication facile à la platitude

[dg2 2 042]

quote:

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C’est grosso-modo le rayon de l’univers observable … La coïncidence me laisse songeur …

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Ce que vous écrivez revient à dire, pour un univers homogène et isotrope, que sa densité actuelle est comparable à sa densité critique, autrement dit que sa courbure spatiale est nulle.

Dans la plupart des cas, l'écart entre densité et densité critique a tendace à augmenter avec le temps, donc si après 13 milliards d'années cet écart est faible, il faut supposer qu'un mécanisme autre que la Main de Dieu a rendu cet écart très faible à un moment ou à un autre. À une certaine époque, cela a été un problème, mais ça ne l'est plus guère maintenant.

D'un autre côté, il est difficile pour des raisons anthropiques d'imaginer un univers aussi vieux dont la densité ne serait pas proche de la densité critique. Par exemple, si la densité était beaucoup plus faible, alors la formation des structures se serait ralentie depuis très longtemps, limitant ainsi le nombre d'étoiles et de planètes formées : un tel univers serait largement plus hostile à l'apparition de la vie. De même si la densité avait été par le passé plus grande par rapport à la densité critique, rien n'assure que l'univers ait pu vivre aussi longtemps pour que survienne les secondes ou troisièmes générations d'étoiles suffisamment riches en éléments lourds pour abriter de la vie. On peut bien sûr imaginer que la densité soit suffisamment élevée pour que l'écart à la densité critique soit observable aujourd'hui sans qu'un Big Crunch n'ai commencé, mais alors on se heurterait au problème de la coïncidence que l'on ne sait pas bien résoudre pour l'énergie noire.

Au final, un univers dont la densité diffère trop de la densité critique est plus hostile à l'apparition de la vie que le nôtre. La valeur observée n'est donc pas spécialement surprenante, même si ce genre de remarque ne nous explique pas par quel mécanisme il en est ainsi. Ceci étant, de tels mécanismes existent, comme l'inflation, et en général ils résolvent d'autres problèmes en même temps. La situation n'est donc pas embarrassante, au contraire. Elle le serait par contre si on mettait en évidence un écart faible mais mesurable entre densité et densité critique, car ce n'est pas vraiment ce que l'on attend des mécanismes envisagés pour justifier d'un écart faible (voire nul) comme celui qui est observé.

[jmco 74]

Ce qui m’étonne c’est le fait que le rayon de l’univers observable (résultant de données d’observation) soit pour le moins très proche de celui d’un trou noir de même densité moyenne (la densité moyenne de notre univers résultant également de données d’observation). D’où à mon sens l‘alternative suivante :
- Cette coïncidence n’en n’est pas une ; les valeurs sont proches mais non réellement identiques et la question est close. Pour trancher en faveur ou défaveur de l’identité des valeurs, il faudrait analyser les écarts d’incertitude sur la connaissance de ces 2 données (rayon de l’univers observable et densité moyenne)
- Il y a vraiment identité aux incertitudes des mesures près : c’est là que je me pose la question de sa signification, car je ne vois à priori pas de rapport entre les deux notions, sauf si c’était précisément la propriété de l’espace-temps à l’intérieur d’un trou noir d’être observable en tout point (pour appliquer le principe cosmologique …) jusqu’à une distance égale à celle du rayon de Schwartzschild du dit trou noir. Mais comme je ne connais pas la physique des trous noirs, je n’ai pas cette réponse.
dg2 : le problème de l’identité de la densité observée avec la densité critique est donc à priori pour moi une autre question, sauf si come le laisse penser ce que dit PascalD, une propriété d’un univers-trou noir serait précisément d’être plat. Auquel cas la platitude observée serait peut-être un autre argument en faveur d’un univers trou-noir ?

[dg2 2 042]

...

[Ce message a été modifié par dg2 (Édité le 25-01-2012).]

[dg2 2 042]

Il n'y a rien de surprenant à la coïncidence qui vous enquiquine. Les seules constantes fondamentales qui interviennent pour décrire l'expansion de l'univers sont la contante de gravitation G et la vitesse de la lumière c. Or, pour passer d'une masse M à un rayon R avec ces deux constantes, vous n'avez pas d'autre choix que faire du R = X G M / c^2, où X est un nombre sans dimension qui va dépendre du problème considéré. La relation qui lien le rayon à la masse d'un trou noir utilise un X qui vaut 2 pour un trou noir sans rotation, ou qui vaut entre 1 et 2 si on prend compte de la charge ou de la rotation du trou noir. De même, pour un univers en expansion, le X correspondant a une valeur qui varie en fonction du rapport de la densité à la pression de la matière qui emplit l'univers, et du fait qu'il est ou non spatialement plat. Le point que je soulevais est que le seul moyen simple d'avoir un X très différent de 1 est d'avoir un univers qui est très proche d'être spatialement plat. Donc à la fin, la coïndence entre les formules reliant rayon et masse pour un trou noir et pour l'univers observable résulte uniquement du fait que ce dernier est spatialement plat, ce qui en soi s'avère être à peu près inévitable pour un univers aussi âgé que le nôtre.

Ceci étant, d'une manière générale, s'essayer à faire des analogies entre univers et trou noir ne m'a jamais paru excessivement profond. Certes, il y a des horizons et des singularités dans les deux cas, et c'est donc tentant de prime abord (beaucoup de gens posent des questions de ce genre dans les conférences publiques), mais à y regarder de près, il n'y a pas grand chose de vraiment intéressant à en tirer.

[Ce message a été modifié par dg2 (Édité le 27-01-2012).]