big bang et temps

[bulot 71]

Bonsoir à tous
je vous sollicite pour avoir une réponse à une question probablement simpliste pour les spécialistes que certains d'entre vous êtes.
Voilà, la littérature de vulgarisation titre "la première seconde", "Les trois premières minutes de l'univers", etc. lorsque toutes les réactions sont expliquées au moment du big bang.
Ma question est donc : le temps de ces "titres" est-ce notre temps actuel ou bien un temps "local" au moment du big bang ? Si c'est notre actuel, compte tenu de la densité du milieu au moment du big bang, cela doit être équivalent à des milliers, milliards, voir plus, années à cette époque ?
bonne soirée
Bulot

[Bruno- 3 965]

Si j'ai bien compris la question, tu supposes que la densité du milieu était telle que, à l'instar de ce qui se passe lorsqu'on s'approche d'un trou noir, le temps de "là bas" est ralenti par rapport au temps actuel. Mais cet effet ne dépend pas de la densité, il dépend de la compacité, ce qui n'est pas tout à fait pareil. Du coup je trouve que c'est une bonne question, mais je ne connais pas la réponse...

[AlSvartr 2 928]

Je ne suis pas spécialiste en relativité générale, mais l'évolution temporelle dépend du champs gravifique, et non pas de la densité ou compacité. Par exemple on peut mesurer des décalage temporels enter des horloges atomiques placées à des altitudes (et donc intensités de champs) différentes, sans pour autant qu'il y ait besoin d'un milieu dense.

Dans le cas d'un univers très jeune, tout ce que l'on peut en dire d'un point de vue expérimental c'est que l'évolution temporelle est classique (donc normale) aux énergies atteignables en labo, i.e. ~10^12 ou 10^13 eV.

Simon

[Bruno- 3 965]

Disons que le champ de gravité est d'autant plus fort que l'astre qui le génère est compact. Par exemple avec le coup des horloges atomiques, on obtiendrait des différences encore plus grande si on remplaçait la Terre par une étoile à neutron. Mais dans cette discussion on parle de l'univers, pas d'un astre bien défini, du coup je ne sais pas si ça peut se passer de la même façon.

[AlSvartr 2 928]

Oui et non, si on concentrait la terre de manière à atteindre la densité d'une étoile à neutrons, mais tout en laissant les horloges atomiques à la même altitude (par rapport au centre de l'astre), les mesures seraient identiques. Mais si on garde l'altitude identique par rapport à la surface, alors oui, la différence serait bien plus importante.

La question ici c'est de savoir quel est l'influence d'une densité de masse homogène et élevée dans l'entièreté de l'univers. A mon sens, comme il n'y a pas de référentiel particulier externe à cette région de grande densité, je me demande même si la question a un sens, simplement parce que même si la présence de grande concentrations de masse influence l'écoulement du temps, comme l'ensemble de l'univers y est soumis de la même manière, son évolution n'en est pas affectée.... Faudrait l'avis d'un cosmologiste sur cette question.

[Kaptain 5 875]

Question intéressante. Ça me rappelle un peu le concept d'un"instanton" de Stephen Hawking: le temps zéro est une asymptote qu'on ne peut atteindre à cause des lois de la mécanique quantique. Veut-il dire par là qu'il faudrait l'éternité pour remonter jusqu'à ce point originel ?

[AlSvartr 2 928]

Aucune idée concernant cette question liée au temps zéro....
De part ma formation, j'ai tendance à m'en tenir au faits et de ne considérer que les modèles ou théories qui pourront raisonnablement être testés un jour Et parler du temps zéro c'est véritablement de la méta-physique, et non plus de la science

[Ce message a été modifié par AlSvartr (Édité le 28-10-2014).]

[Alain 31 6 508]

Je ne comprends rien là ... Il me semble que pas mal de physiciens disent ne pas savoir ce qu'est le temps, d'autres même doutent de son existence ...

Je pense déjà à E. Klein et M. Lachièze-Rey

[PascalD 4 365]

En attendant une réponse fiable (dg2 ?), je dirais que:
- Le temps dont il est question dans les scénarios cosmologiques, c'est le temps cosmologique. Cette notion est parfaitement définier en RG: c'est le temps propre d'un observateur qui voit l' Univers homogène et isotrope.
A un (gros) poil près , c'est plus ou moins notre temps propre à nous. Mais pas celui d'un observateur qui tombe dans un trou noir, ou de l' Enterprise du capitaine Kirk quand elle passe en Warp Speed 1.

- Par rapport à notre temps propre actuel, le temps apparent des phénomènes qui ont eu lieu très loin il y a très longtemps est très ralentit. C'est dû à la courbure de l'espace-temps du modèle d'univers actuellement en vigueur.

[Superfulgur 16 087]

Il est pas ralenti bêtement en 1+z ?
En gros, le temps (vu d'ici) passerait mille fois plus lentement au moment du rayonnement de fond cosmologique, et passerait infiniment lentement au moment du big bang ?
C'est un joli test : on voit bien les supernovae "ralentir" en fonction de leur distance...

[Bruno- 3 965]

Alain31 : la question de départ est une question technique, pas une question plus ou moins "philosophique". Par exemple si un passager demande combien de temps met le TGV pour effectuer son trajet, tu ne vas pas lui rétorquer « mais on ne sait pas ce qu'est le temps » ! (En tout cas j'espère que tu ne travailles pas aux renseignements à la SNCF...)

[Ce message a été modifié par Bruno Salque (Édité le 29-10-2014).]

[Alain 31 6 508]

Ben oui Bruno justement, quand on est scientifique pour ne pas sembler philosopher on utilise les bons termes : les durées telles que nous les avons définies et pas le temps qui est un concept non définissable.

Ou alors quelqu'un peut nous dire ce qu'est le temps en physique, sans faire référence à lui même ?

[Bruno- 3 965]

Alain :

quote:

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pour ne pas sembler philosopher on utilise les bons termes : les durées telles que nous les avons définies et pas le temps qui est un concept non définissable.

---

OK, je crois que je comprends ce que tu voulais dire. En tout cas je suis 100 % d'accord avec cette phrase.

Mais je pense que dans la question de départ il s'agit de durées. C'est comme lorsqu'on dit que le temps est dilaté ou contracté selon la vitesse de l'observateur, en fait on parle de durées plus grandes ou plus petites.

[Alain 31 6 508]

On est d'accord, merci !

[PascalD 4 365]

En physique, le temps est une grandeur mesurable. La mesure du temps est une durée dont l' unité internationale est la seconde. La seconde est définie comme étant une fraction de la période de l' onde électromagnétique émise par l' atome de césium lorsqu'un de ses électrons passe d'un niveau à l' autre.

En conséquence, 1 seconde après le big bang, comme il n' y avait pas d'atomes de césium, la seconde n' est pas encore définie

[Ce message a été modifié par PascalD (Édité le 30-10-2014).]

[Gordon 0]

Pascal : "En conséquence, 1 seconde après le big bang, comme il n' y avait pas d'atomes de césium, la seconde n' est pas encore définie"

Mais aujourd'hui, elle est définie. Et c'est bien aujourd'hui, ici et maintenant, que l'on observe et décrit l'évolution de l'univers.

Le Big Bang, c'est maintenant . Le fait que, ici, on observe "là-bas", à 15 mds d'années, n'est qu'un détail anecdotique sur la façon dont nous décrivons le phénomène et le situons dans l'espace-temps, tel qu'il nous apparait (verbe au temps présent ).

[Alain 31 6 508]

PascalD, une durée est mesurable, pas le temps ..
Désolé j'ai pas le temps comme on dit

[ChiCyg 0]

bulot,
Pour qu'il y ait gravité, il faut que la répartition des masses ne soit pas homogène. Dans le bébé univers, tel que se l'imaginent nos braves cosmologistes , la densité est certes extrêmement élevée, mais le milieu est quasi homogène : s'il y avait eu des horloges, elles auraient toutes battu la même seconde à quelques pouillièmes près. Et l'horloge qui se trouverait auprès de nous aujourd'hui indiquerait à peu près 13,5 milliards d'années. C'est ça la notion de temps "cosmologique", si l'univers est homogène (de même densité partout) le temps avance partout à la même vitesse et à la même date "cosmologique" on mesurera partout dans l'univers la même température du fond diffus (qui décroit dans le temps) ou la même valeur de la constante de Hubble (qui décroit aussi dans le temps).

Tout le raisonnement est conditionné par le "principe cosmologique" (l'univers est le même partout - au moins à grande échelle) donc ce qui se déroule ici, se déroule de la même façon partout. On peut donc définir une sorte de temps universel, le temps "cosmologique", qui est le temps que chaque horloge locale mesure à condition qu'elle ne soit pas soumise à une gravité ou à une vitesse importante.

[bulot 71]

Bonjour à tous et merci pour vos retours.

J'avoue ne pas être un spécialiste dans votre domaine. Le mien est beaucoup plus ... pragmatique ! Les mécaniciens ont rarement recours à la philo pour travailler ... même si les probabilités sont souvent de sortie pour connaitre le risque pris lorsque l'on souhaite connaitre la rupture d'un ouvrage ou d'une pièce mécanique à long terme !

Bref, je retiens une chose de vos échanges et j'aimerais savoir si j'ai "tout bien compris" ;-) :

>> si le modèle cosmologique actuel est correct, la densite de matière lorsque l'on parle des tous premiers instants de l'université est homogène à tout niveau d'échelle d'observation. Cela signifie qu'il n'y a pas de "grumeaux" qui pourraient générer des accélérations de gravité locales et donc une distortion de l'espace et donc du temps (je pense ici à des phénomènes comme les lentilles gravitationnelles). Certes c'est dense mais homogène, un peu comme vérifier que nos pendules donnent la même heure à 500 sous l'eau et à la surface (en négligent l'effet de la distance centre de la terre / position de la pendule).
Le temps actuel est donc identique à celui des tous premiers instants de l'univers. Les formations des tous premiers atomes puis ensuite des conglomérats (étoiles, galaxies, etc.), s'est déroulé extrêmement vite finalement comparativement à notre référence palpable et longue qu'est le "temps géologique" ;-)

>> Est ce que la reponse à mon interrogation initiale est correctement transcrite dans mes lignes précédentes ?
Je vous remercie par avance et vous souhaite un très bon WE
Bulot

[ChiCyg 0]

bulot,
La mécanique si elle est utilisée pour réaliser un objet est plus pragmatique que l'astronomie quand elle essaie de "comprendre" l'univers, mais l'astronomie quand elle sert à obtenir l'heure ou se situer géographiquement, par exemple, est plus pragmatique que la mécanique lorsqu'elle cherche à comprendre le comportement de la matière solide .

Pour revenir à cette histoire de densité et de gravité, on peut se représenter l'espace comme une toile tendue (donc seulement 2 dimensions au lieu de 3) et avec la densité qui creuse la toile. Si la densité est la même partout, même très importante, la toile ne présente pas de creux. Et si on pose une bille (très légère) elle ne se déplacera pas. Si par contre, quelle que soit la densité du milieu, il y a des endroits où la densité est plus importante, il y aura des creux et une bille posée immobile se mettra en mouvement. C'est pareil pour l'espace si la densité est uniforme le mouvement d'un objet ne sera ni accéléré ni ralenti. Par contre un objet initialement immobile par rapport à une surdensité locale verra son mouvement accéléré en direction de la surdensité : la gravité n'est plus nulle et elle croit en s'approchant de la surdensité.

Le grand Albert nous a appris qu'une horloge soumise à une gravité plus intense qu'une autre bat moins vite. Les satellites en orbite (comme les GPS) sont plus loin du centre de la terre, donc la gravité est réduite par rapport au sol : leurs horloges battent plus vite, il faut donc corriger cet effet. Ca a été vérifié en 1959 sur une différence d'altitude de seulement 22,5 mètres et une expérience remarquable !

Dans l'exemple que tu cites, entre 500 m sous l'eau et à la surface, les horloges ne battront pas au même rythme, car même si la densité était constante sur les 500 m de différence d'altitude (et même jusqu'au centre de la terre), cette densité n'est pas la même au dessus de la surface.

Dans l'absolu on ne peut pas dire que le temps se déroule plus ou moins vite, avec quel temps mesurer la vitesse du temps ? Simplement on peut constater que le temps là où la gravité est forte se déroule plus lentement que le temps là où la gravité est plus faible.

[bulot 71]

merci pour vos retours
c'est un peu plus clair maintenant ;-)
bonne soirée
bulot

[Gordon 0]

"c'est un peu plus clair maintenant ;-)"

C'est un peu curieux tout de même, car il me semble que les différentes réponses à une question initiale relativement simple n'ont fait qu'obscurcir la question, en faisant intervenir inutilement des notions délicates comme le temps cosmologique, les questions de densité (homogène ou pas), de "référentiel extérieur" à la zone proche du temps zéro, et tutti quanti...

Les secondes sont toujours les mêmes, localement (chez elles), et contrairement à ce que peut laisser croire la formulation de ChiCyg, les horloges ne sont pas "ralenties" par la gravité, elles n'apparaissent ainsi ralenties que vues d'ailleurs (d'un endroit en déplacement relatif et/ou de moindre densité...), de sorte que la question telle qu'initialement formulée :

"le temps de ces "titres" est-ce notre temps actuel ou bien un temps "local" au moment du big bang ? Si c'est notre actuel, compte tenu de la densité du milieu au moment du big bang, cela doit être équivalent à des milliers, milliards, voir plus, années à cette époque ?"

n'a pas vraiment de sens, une seconde, c'est une seconde...Peu importe que ces secondes puissent nous sembler passer moins vite si, par une quelconque prouesse technique, on pouvait les mesurer (les compter, en fait. Le temps n'est pas une grandeur mesurable, ce n'est même pas une observable !) d puis ici (hic et nunc).

[PascalD 4 365]

Relis bien la question, cher Gordon.

Elle a un sens bien précis. De sa formulation, on peut déduire que :
Le questionneur sait qu'une seconde, c'est une seconde (il ne s'interroge pas sur la définition de la seconde). Il sait aussi, manifestement, qu'une seconde "ici" n' est en général pas une seconde "là-bas, vu d'ici"; s'il n'avait pas été conscient de ça, il n' aurait pas demandé de quel temps il s'agit, l' actuel (ici [ et maintenant]) ou le "local au moment du BB" (là bas, vu d'ici)).

La question était (je reformule): Quelle est l'horloge de référence utilisée pour dater les différentes étapes du scénario du Big Bang (la première seconde, il se passe ceci, les 3 premières minutes cela, etc). La réponse est : c'est le temps de l' horloge cosmologique (cette horloge est théorique, on en connaît pas de réalisation matérielle fidèle, mais c'est un détail). Qui est quasi identique au temps de nos horloges, ici et maintenant, à un pouillième près.

[Ce message a été modifié par PascalD (Édité le 15-11-2014).]

[Eratosthene 405]

Problème, c'est quoi le temps? Un truc subjectif genre la durée de Bergson? Une mesurer arbitraire pour décrire des changements successifs selon une régularité plus ou moins arbitraire? Une quatrième dimension? une forme a priori de la sensibilité qui n'existe qu'en nous mais sa,ns laquelle nous ne pourrions connaître le monde. Vous avez 4h00 (déformation professionnelle...)

[Bruno- 3 965]

En physique le temps est une dimension.