Le Big rip!!!!!

[p480xt69 0]

Bonjour à tous,

Allons nous vers une destruction totale de toute matière dans l'univers soit disant le BigRip.
La grande déchirure, est-elle interdépendante de l'existence ou non de l'énergie noire ou matière noire dans l'univers ?
Que savons nous de plus à propos de l'expansion de l'univers et de son accélération fulgurante, va-t-on vers un dépassement de la vitesse de la lumière.

[Bruno- 3 965]

L'expansion de l'univers n'est pas un mouvement, donc n'a pas de vitesse, donc ça n'a pas de sens de dire qu'elle risque de dépasser la vitesse de la lumière (pas plus que la hausse des prix par exemple).

Pour le reste je ne sais pas (j'avoue avoir du mal à me passionner pour ce genre de question : ça concerne un futur trèèèèès lointain, et puis que c'est trèèèès hypothétique...)

[jmco 74]

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« Allons nous vers une destruction totale de toute matière dans l'univers soit disant le BigRip »
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Si l’expansion continue de s’accélérer dans l’avenir, la réponse serait « oui »
Mais aujourd’hui le « moteur » de l’accélération est inconnu ; on l’appelle énergie « sombre » pour souligner notre ignorance. Dans ces conditions il est impossible pour le moment de prévoir l’évolution de l’expansion, d’autant plus qu’il semble que son accélération soit un phénomène assez récent (environ 7 milliards d’années sur les 14 environ qui nous séparent du début de l’expansion ; voir à ce propos : http://www.cea.fr/recherche-fondamentale/sdss-iii-96657)
La situation est donc différente de ce qu’elle était avant la découverte de l’accélération de l’expansion : l’avenir de l’univers dépendait alors uniquement de la densité moyenne de matière-énergie par rapport à la densité critique (celle qui correspond à une courbure nulle de l’espace-temps), elle-même dépendant de la constante de Hubble. La matière noire qui n’est qu’un contributeur (important) de la densité de matière-énergie s’intégrait sans problème dans ce modèle
L’accélération de l’expansion est venue compliquer le modèle

[p480xt69 0]

Quote : Bruno

L'expansion de l'univers n'est pas un mouvement, donc n'a pas de vitesse, donc ça n'a pas de sens de dire qu'elle risque de dépasser la vitesse de la lumière (pas plus que la hausse des prix par exemple).

Quote :JMCO

Si l’expansion continue de s’accélérer dans l’avenir, la réponse serait « oui »


S'il n'y a pas de vitesse Bruno pourquoi parle t'on d'accélération de l'expansion.
J'avoue ne pas bien comprendre.!

[PascalD 4 365]

Phénoménologiquement, l'expansion n'est pas une vitesse, c'est un champ de vitesse, nul localement, et approximativement proportionnel à la distance, paramétré par la "constante de Hubble".
L' accélération dont il est question, c'est le taux de variation (la dérivée) par rapport au temps cosmologique de la "constante de Hubble" (qui n'est pas constante par rapport au temps, et dépends des paramètres du modèle d'Univers selon une expression que tu trouveras facilement sur Internet).

Comme la constante de Hubble a la dimension d'une vitesse divisée par une longueur, quand on dérive on optient une accélération divisée par une longueur, d'où le terme "accélération".

PS: Comme l' expansion est un champ de vitesse, tu vois que "dépasser la vitesse de la lumière" n' a pas de sens : C'est la vitesse (par rapport à notre référentiel local) en un point de l' espace qui éventuellement dépasse la vitesse de la lumière. ça arrive déjà aujourd'hui, avec notre expansion de maintenant : tous les objets situés au delà de z=1 ont une vitesse de récession due à l' expansion supérieure à celle de la lumière (si on adopte la façon habituelle de représenter les vitesses). C'est possible en relativité générale (et non, ça n'est pas en contradiction avec la relativité restreinte. Et oui, on peut quand même les observer).

[Ce message a été modifié par PascalD (Édité le 20-10-2013).]

[PerrouriefhCedric 4 121]

En fait, si j'ai bien compris, lorsqu'on parle d'expansion de l'Univers, on parle en quelque sorte, pour faire simple, de la dilatation du milieu dans lequel les galaxies évoluent, et non pas du mouvement des galaxies dans ce milieu. Imagine que tu traces un repère sur un morceau de caoutchouc, tu fixes des galaxies à certains points (2;2), (3;4), par exemple... puis tu étires le morceau de caoutchouc. Les galaxies ne vont pas avoir de mouvement propre puisqu'elles garderont les mêmes coordonnées. C'est ça l'expansion de l'Univers, le morceau de caoutchouc qui s'étire. Il peut s'étirer à la vitesse qu'il veut, ce qui fait que des galaxies peuvent s'éloigner les unes des autres du fait de cette expansion à une vitesse plus grande que la vitesse de la lumière. Si je ne me trompe pas c'est d'ailleurs ce qui se passe.

En plus de ce mouvement dû à l'expansion, les galaxies ont aussi un mouvement propre (qui fait qu'elles changent cette fois de coordonnées sur le repère en caoutchouc). Le cas le plus remarquable, c'est le rapprochement de la Voie lactée avec la galaxie d'Andromède dû à la gravité. Il paraît que ces mouvements se retrouvent aussi au niveau des amas et superamas de galaxies qui ne seraient pas stables...

[Ce message a été modifié par Cédric Perrouriefh (Édité le 21-10-2013).]

[vaufrègesI3 15 077]

A toute fin utile, je me permet de replacer ici la réponse de dg2 (ma référence et celle d'un certain "GTV" ) à la question concernant la validité de l'hypothèse d'un "Big Rip".

Laïus issu du célébrissime fil sur Cédric Vilani, page 11 et 12(un must! ) :

http://www.astrosurf.com/ubb/Forum1/HTML/003699-12.html

"Ce n'est que si l'accélération est trop violente que se produit le Big Rip. Mais il n'y a pas d'indication que ce soit le cas... pas plus que ce ne soit pas le cas puisque les observations suggèrent qu'on est très proche de la limite entre les deux possibilités. Pas mal d'arguments théoriques indiquent par contre que le Big Rip n'est pas la possibilité la plus naturelle.

Toute forme de matière voit sa densité évoluer en fonction de l'expansion, ce qui est déterminé par la relation entre sa densité et sa pression. Les gens appellent (un peu abusivement) "l'équation d'état" le rapport entre la pression et la densité, ce qui est souvent noté avec la lettre w. Ce rapport vaut 1/3 pour du rayonnement, à peu près 0 pour de la matière non relativiste, par exemple. Pour avoir une accélération, il faut qu'il soit inférieur à -1/3. Tant que le dit rapport est supérieur à -1, la densité de la matière décroît avec l'expansion. Elle est constante quand ce rapport vaut -1, ce qui correspondra à une constante cosmologique (d'où le nom). Quand le rapport est inférieur à -1, alors la matière en question voit sa densité croître quand l'expansion se poursuit, ce qui n'est pas franchement intuitif. Cette croissance de la densité a un effet boule de neige qui accélère d'autant plus l'expansion et fait croître la densité, qui devient infinie en un temps fini, d'où un nouveau type de singularité, le Big Rip.

Si l'énergie noire est bien de l'énergie du vide, c'est-à-dire une constante cosmologique (formellement c'est pareil), alors la mesure de l'équation d'état va donner des valeurs compatibles de -1, donc aussi compatibles avec la possibilité qu'elle soit inférieure à -1, d'où le fait que la possibilité soit à considérer d'un point de vue purement observationnel. En pratique, l'évolution de l'univers à intervalle de temps donné varie continûment avec w, donc si w vaut -1,001, la fin du monde n'est pas pour demain (enfin, pour demain peut-être, mais pas à cause de ça en tout cas).

D'un point de vue théorique, les choses sont plus ambiguës car il est quand même très difficile d'avoir des formes de matière réalistes qui ont un w inférieur à -1. Il y a des exemples connus ("quelques" ou "beaucoup" selon l'intérêt que les gens leur portent...), mais ils sont parfois assez ad hoc et souvent compliqués et au-delà de la physique conventionnellement acceptée (cet article fait une brève revue de la littérature sur le sujet dans l'introduction http://arxiv.org/abs/1212.6430 ). Ceci étant, il ne semble pas qu'il existe de principe fondamental connu qui interdise l'existence d'une telle forme de matière, cf. http://arxiv.org/abs/astro-ph/0210321v1 , donc les gens sont un peu indécis à ce sujet.

Le point important, c'est que des w < -1 ont aussi l'avantage de permettre un rebond, passant d'une phase de contraction à une phase d'expansion. Donc cela permet un scénario sans singularité initiale, même si dans ce cas le rebond a lieu à une densité probablement assez extrême. Et c'est cela qui motive l'intérêt pour les recherches de ce type de matière, plus que le Big Rip. Ce papier récent http://arxiv.org/abs/1212.3607 vous donne un exemple des trucs (un peu tordus) que les gens cherchent pour justifier une situation où w < -1, mais à lire le papier, c'est clairement plus dans l'optique d'un rebond dans l'univers primordial que pour une suite en Big Rip (ne serait-ce que parce que l'un des auteurs a travaillé sur les scénarios d'univers ekpyrotiques)."

[Bruno- 3 965]

Ce que j'ai retenu, c'est que l'expansion se mesure pour son taux - un taux n'est pas une vitesse (ex : les taux d'intérêt de l'épargne). Le taux d'expansion (mesuré par la constante de Hubble) n'est pas constant, et s'il augmente, on parle d'accélération de l'expansion.

[p480xt69 0]

Ok .....
Et si je retire, Va-t-on vers un dépassement de la vitesse de la lumière?


Mr Vilani nous dit qu'un tel concepts est fort peu probable, limite que nous sommes presque en science fiction si jamais w<-1.Cela est un peu prématuré si l'on considère que nous ne savons même pas si l'énergie noire ou même la matière noire existe bel et bien!!
La masse totale de l'univers nous est complètement inconnue seul les interaction gravitationnel nous poussent à imaginer ces concepts.Donc rien ne nous indique vraiment que le BigRip n'est pas crédible.

[Ce message a été modifié par p480xt69 (Édité le 22-10-2013).]

[Ce message a été modifié par p480xt69 (Édité le 22-10-2013).]

[Ce message a été modifié par p480xt69 (Édité le 22-10-2013).]

[jmpg86 43]

Au sujet de la masse manquante de l'univers, la matière noire, son absence avérée remettrait-elle en cause toutes nos lois physiques?

[p480xt69 0]

Gros beug impossible de corriger ou modifier c'est ennuyeux..

[Bruno- 3 965]

Si on prouve que la masse manquante n'est pas due à de la matière, alors il faudra trouver une autre explication à cette masse manquante. Ça ne veut pas dire qu'on va remettre en cause les théories actuelles, mais plutôt qu'il faudra ajouter quelque chose dont on n'a pas idée pour l'instant (en gros et si je ne dis pas n'importe quoi).

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EDIT du lendemain : oui, j'aurais dû dire « si on prouve que la gravitation manquante etc. ».

[Ce message a été modifié par Bruno Salque (Édité le 22-10-2013).]

[p480xt69 0]

Quote:

Si on prouve que la masse manquante n'est pas due à de la matière.


Masse matière, deux choses indissociables il me semble!

[Alain 31 6 508]

S'agit-il de masse manquante ou de force manquante que l'on attribue à une masse ?
Car si j'ai bien compris cette supposée masse manquante serait le fruit de forces gravitationnelles manquantes ?
Mais une force peut avoir une autre origine que la gravitation, non ?
Exemple le vent solaire (ou stellaire) qui agit sur les corps ?

[PascalD 4 365]

Ben c'est une question de définition.
Par définition, la force qui domine les intéractions à grande distance est appelée 'force gravitationnelle'.
Bien sûr , on pourrait changer de définition , et inventer la force alaintrenteetunesque qui dominerait les intéractions à très grande distance (mais serait nulle à l' échelle du système solaire).
C'est plus ou moins le programme de Mond (ajouter un ou plusieurs termes "alaintrenteetunesque" à la loi de la gravitation universelle).

ça ne va pas sans difficultés (notamment parce que plusieurs observations indiquent que les sources de champ alaintrenteetunel se comportent, du point de vue dynamique, malicieusement comme de la matière ordinaire, sauf qu'elles oublient d' émettre des photons)

[Alain 31 6 508]

Merci PascalD pour ta réponse .

Eh bien je savais pas que j'étais doté d'une telle force !

[jmco 74]

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p480xt69 : « Masse matière, deux choses indissociables il me semble! »
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Plutôt masse indissociable de matière-énergie; donc on peut chercher du côté de l’énergie, par exemple le rayonnement. Le problème est que ce n’est pas dans l’ordre de grandeur de ce que l’on cherche

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Alain 31 : « une force peut avoir une autre origine que la gravitation, non ? »
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Bien sûr puisque l’on connait 4 interactions : gravitation, électromagnétisme, forces nucléaires faible et forte
Le problème de la matière noire est qu’il y a un excès de gravitation par rapport à ce que peut produire la matière que l’on voit : sans parler de la dynamique des galaxies et des amas de galaxies où seule la gravitation peut être en jeu sur ces distances, il y a la courbure de l’espace-temps révélée par les lentilles gravitationnelles causées par les amas de galaxies, et là c’est un phénomène qui est gravitationnel par essence

[jmco 74]

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PascalD : "C'est plus ou moins le programme de Mond (ajouter un ou plusieurs termes "alaintrenteetunesque" à la loi de la gravitation universelle)"
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Nos réponses se sont croisées ...
A propose de MOND, j'ai cru comprendre que les observations de Planck invalident cette théorie

[Alain 31 6 508]

D'accord jmco. Mais je pourrais dire : cet excès de gravitation par rapport à
la matière visible ne peut-il provenir d'une 5ème interaction encore inconnue ?

[jmco 74]

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Alain31 « cet excès de gravitation par rapport à la matière visible ne peut-il provenir d'une 5ème interaction encore inconnue ? »
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Je ne sais pas dire dans quelle mesure une nouvelle interaction est imaginable. Y a-t-il la place dans le modèle standard de la physique des particules ?

En tout cas ce serait semble-t-il beaucoup plus « tordu » comme solution qu’un type de matière n’interagissant pas avec la matière ordinaire, sauf gravitationnellement. La physique des particules autorise en effet ce type de matière, la difficulté étant de l’observer puisque, si elle existe, elle ne se manifeste pas autrement que par la gravitation, ou par des interactions avec elle-même
Et puis les phénomènes optiques générés par les amas de galaxies (et parfois par des galaxies massives isolées) s’expliquent très bien par la gravitation à condition que ces objets soient suffisamment massifs, donc contiennent une telle matière

La matière noire est aujourd’hui la solution la plus simple à des observations très diverses : dynamique des galaxies et des amas de galaxies, lentilles gravitationnelles, hétérogénéités du rayonnement fossile, etc.
Evidemment ce sera mieux quand on pourra la définir plus précisément dans le bestiaire de la physique des particules et l’observer dans le LHC où il est envisageable je crois de la chercher un jour avec des détecteurs ad-hoc)

[Alain 31 6 508]

Merci jmco pour ces explications.