Univers

Naos, merci pour ton intervention. Espérons qu'elle sera correctement comprise.

En ce qui me concerne, tu m'as permis d'affiner ma compréhension des notions de "singularité" et de "volume de Planck".

Bonsoir,

Merci pour cette description très concise.

On ne peut effectivement pas trancher aujourd'hui sur la question de savoir si l'univers est fini, ou infini.
Je me suis toujours cantonné à penser à un Univers fini, car j'avoue que l'infini me pose problème.

Cela dit, l'hypothèse qu'il soit infini n'est pas réfutable dans l'état des connaissances actuelles, et par conséquent, il est du devoir d'un scientifique d'envisager cette possibilité, et de ne pas l'écarter.

J'ai parfaitement saisi l'ensemble de vos explications, mis à part un point que je voudrais soulever.

Naos a écrit:

On ne peut plus parler d'expansion comme augmentation du volume de l'Univers si ce dernier est infini, mais comme une dilution de la matière et de l'énergie qu'il contient. 10^-43 seconde après le Big Bang alors, un univers infini est extrêmement chaud et dense, et dans cet espace infini, et partout extrêmement chaud et dense, un volume de Planck seulement était et deviendra ce qu'on appelle Univers observable.

Un univers infini dans un volume infini ne me pose pas de problème.

De même, un Univers observable (observabilité d'une portion d'univers) dans un volume fini (le volume de Planck), ne me pose pas de problème non plus.

Ce que je ne saisis pas très bien dans votre explication, si l'on accepte l'hypothèse de J.P. Luminet selon laquelle un Univers actuellement infini l'a toujours été, c'est où vous placez la partie non observable (infinie) résiduelle de l'Univers à l'instant où la portion observable est considérée comme faisant partie du volume fini de Planck ?

En prenant comme donnée intangible par hypothèse, l'âge de l'univers, 13,6 milliards d'années, je peux affirmer "observer" ce passé "observable" au moment présent, et je "vois" donc (d'une certaine façon) ce volume fini, celui de Planck, contenir cette portion "observable" de l'Univers.

Dans ce contexte, en regardant ce moment "présent" (big-bang), où situez-vous la portion infinie non observée, (arithmétiquement et physiquement) par rapport à la partie observable confinée dans le volume de Planck ?

Et si je peux apporter un détail de plus au questionnement d'Explorer, lorsque vous dites:

Citation :

La différence entre domaine observable et le reste est apparue plus tard, quand certaines positions ont commencé à s'éloigner mutuellement plus vite, par l'expansion cosmique, que la lumière ne pouvait transporter d'information d'une position à l'autre.

A-t-on pu déceler une particule qui ne possédait pas une information identique à celle d'un même genre de particule?
Peut-on fournir une information à un photon qui ne soit pas aussitôt acquis par un photon très éloigné?

Finalement, corrigez-moi si je fais erreur, mais l'impossibilité du partage d'information entre particules me semblait provoquée, non pas par l'expansion cosmique mais plutôt par l'inflation. Mais comme je l'ai dit, je peux faire erreur.

Explorer a écrit:

Ce que je ne saisis pas très bien dans votre explication, si l'on accepte l'hypothèse de J.P. Luminet selon laquelle un Univers actuellement infini l'a toujours été, c'est où vous placez la partie non observable (infinie) résiduelle de l'Univers à l'instant où la portion observable est considérée comme faisant partie du volume fini de Planck ?

(...)
Dans ce contexte, en regardant ce moment "présent" (big-bang), où situez-vous la portion infinie non observée, (arithmétiquement et physiquement) par rapport à la partie observable confinée dans le volume de Planck ?

La réponse tient, pour moi, dans cette affirmation :

Naos a écrit:

10^-43 seconde après le Big Bang alors, un univers infini est extrêmement chaud et dense, et dans cet espace infini, et partout extrêmement chaud et dense, un volume de Planck seulement était et deviendra ce qu'on appelle Univers observable.

On peut voir l'univers infini de l'instant "10^-43 seconde après le Big Bang", comme une infinité de volumes de Planck. Grâce à l'inflation et à l'expansion, chacun de ces volumes a aujourd'hui les dimensions de l'univers observable.

Ne pas oublier (je ne le dis ni pour Explorer, ni pour Naos...) que l'Univers observable n'est pas une portion définie "rigide" de l'Univers. Si nous étions sur la planète X située à la limite de l'Univers observable, on serait au centre d'un univers observable de la même taille que celui que nous observons depuis la Terre. Sauf que son centre serait la planète X, et la Terre serait à la limite de l'univers observable.

André Lefebvre a écrit:

A-t-on pu déceler une particule qui ne possédait pas une information identique à celle d'un même genre de particule?
Peut-on fournir une information à un photon qui ne soit pas aussitôt acquis par un photon très éloigné?

Finalement, corrigez-moi si je fais erreur, mais l'impossibilité du partage d'information entre particules me semblait provoquée, non pas par l'expansion cosmique mais plutôt par l'inflation. Mais comme je l'ai dit, je peux faire erreur.

???

Andrei2010 a écrit:

On peut voir l'univers infini de l'instant "10^-43 seconde après le Big Bang", comme une infinité de volumes de Planck. Grâce à l'inflation et à l'expansion, chacun de ces volumes a aujourd'hui les dimensions de l'univers observable.

J'avais pas vu ça sous cet angle !
Bien vu Andrei !

Effectivement, dans ce cas de figure (infini), on ne peut faire abstraction qu'un observateur potentiel situé (actuellement) en dehors de notre univers observable, verra forcément un autre volume de Planck que le nôtre.

C'est la seule façon de sortir du paradoxe dans lequel je m'étais emmêlé, où je ne pouvais pas concevoir quelque chose qui me semblait fini en première approche, devenir infini, et en même temps contredire l'hypothèse de J.P.L.

Par contre, ça soulève un autre problème dans mon esprit.
Dans l'hypothèse de l'Univers infini, et donc bien infini aussi (CQFD, encore merci) au temps de Planck, l'hypothèse d'une singularité (là, on va plus loin, je sais) ne me paraît plus recevable..

Bon, on en poussant le bouchon plus loin, on pense tout de suite à l'inconcevable (pour moi), savoir une infinité de singularités

Et moi qui pensait bien dormir cette nuit, ça m'apprendra

Explorer a écrit:

Effectivement, dans ce cas de figure (infini), on ne peut faire abstraction qu'un observateur potentiel situé (actuellement) en dehors de notre univers observable, verra forcément un autre volume de Planck que le nôtre.

Un autre fait remarquable est que cette option serait valable (systématique, je ne sais pas, ça dépend de beaucoup de paramètres, et sont-ils ajustables) également dans le cas d'un univers fini, toujours dans le cadre de différents observateurs séparés par leurs horizons cosmologiques respectifs.

Je n'ai jamais pensé à ça.

Explorer a écrit:

Andrei2010 a écrit:

On peut voir l'univers infini de l'instant "10^-43 seconde après le Big Bang", comme une infinité de volumes de Planck. Grâce à l'inflation et à l'expansion, chacun de ces volumes a aujourd'hui les dimensions de l'univers observable.

J'avais pas vu ça sous cet angle !
Bien vu Andrei !

Effectivement, dans ce cas de figure (infini), on ne peut faire abstraction qu'un observateur potentiel situé (actuellement) en dehors de notre univers observable, verra forcément un autre volume de Planck que le nôtre.

Disons que le concept n'est pas exactement intuitif

Explorer a écrit:

Par contre, ça soulève un autre problème dans mon esprit.
Dans l'hypothèse de l'Univers infini, et donc bien infini aussi (CQFD, encore merci) au temps de Planck, l'hypothèse d'une singularité (là, on va plus loin, je sais) ne me paraît plus recevable..

Bon, on en poussant le bouchon plus loin, on pense tout de suite à l'inconcevable (pour moi), savoir une infinité de singularités  

Disons que le concept n'est pas franchement intuitif

Le terme "singularité" a été utilisé à toutes les sauces, y compris par la vulgarisation de mauvaise qualité. Stricto sensu, une singularité est un concept qui échappe à notre compréhension et qui reste indémontrable par la physique actuelle.

Si bien qu'au centre d'un trou noir on a une singularité dont on ne sait absolument rien : ça peut être un trou dans l'espace-temps comme ça peut être un nounours vert hybridé avec un canard jaune. Pareil pour ce qu'il y a avant le "Mur de Planck" : on n'en sait rien et on l'appelle "singularité".

Mais aussi indescriptibles et incalculables qu'elles soient, il semble improbable que les singularités des trous noirs soient identiques à celle(s) de l'avant-big-bang. Encore une fois, la singularité est un mot fourre-tout, caractérisant ce qui échappe à nos capacités de description.

Pour en revenir au problème que tu soulèves, on peut dire sans crainte que si l'univers est infini, il y a eu d'abord une singularité de taille infinie, puis un état où il y avait une infinité de volumes de Planck, puis ce qui est décrit sur Wikipedia....

Explorer a écrit:

Explorer a écrit:

Effectivement, dans ce cas de figure (infini), on ne peut faire abstraction qu'un observateur potentiel situé (actuellement) en dehors de notre univers observable, verra forcément un autre volume de Planck que le nôtre.

Un autre fait remarquable est que cette option serait valable (systématique, je ne sais pas, ça dépend de beaucoup de paramètres, et sont-ils ajustables) également dans le cas d'un univers fini, toujours dans le cadre de différents observateurs séparés par leurs horizons cosmologiques respectifs.

Prends une sphère et imagine que sa surface est l'univers fini. Avec un compas, dessine des cercles de diamètre rigoureusement identique. Bien entendu, il faut faire abstraction du fait avéré que l'univers est plat... mais ça ne gâche rien au côté jouissif de la démonstration.

Messieurs, je tiens absolument, et tout de suite, à m'excuser pour ce que vous appelez mon "imbécillité" que je me dois d'accepter aujourd'hui.

Pour la première fois de ma vie, je suis parvenu à comprendre la notion d'univers observable/inobservable. J'offre mes excuse principalement à Andrei parce que cette notion a provoqué entre nous énormément de friction. La notion est tellement simple à saisir que je ne parviens pas à comprendre comment elle a pu m'échapper aussi longtemps. Peut-être est-ce à cause de ma tête de mule. C'est peut-être aussi parce que j'ai pris l'habitude depuis longtemps de n'accepter que ce que je vois.

C'est pourtant simple de comprendre que pendant la durée du trajet du photon (qui est venu produire l'image captée par le satellite Planck aujourd'hui), voyageant à la vitesse de la lumière, le point de départ de ce photon s'éloignait de moi selon le taux d'expansion de l'univers. Par conséquent, l'espace-temps en expansion qui se "produisait" derrière mon photon "en voyage" dans ma direction pendant les 13,7 milliards d'années du trajet, n'est pas et ne sera jamais observable. Donc la seule expansion de l'univers qui est décelable est celle du taux d'expansion qu'on peut observer dans cet univers observable.

Encore une fois, je me confond en excuse mais, surtout je vous remercie tous de m'avoir obligé de remettre en cause, une idée "absolument fixe" qui m'a bloqué durant tellement d'années.

Je vous demande d'accepter mes excuses et je signe:

Amicalement

André lefebvre

Comme quoi, j'ai bien fait de persévérer envers et contre tout...

Andrei2010 a écrit:

Prends une sphère et imagine que sa surface est l'univers fini. Avec un compas, dessine des cercles de diamètre rigoureusement identique. Bien entendu, il faut faire abstraction du fait avéré que l'univers est plat... mais ça ne gâche rien au côté jouissif de la démonstration.

Oui, je conçois bien l'image, et effectivement, l'analogie a ses limites.

Andrei2010 a écrit:

Si bien qu'au centre d'un trou noir on a une singularité dont on ne sait absolument rien

En fait, que ce soit dans le cadre du Big Bang, ou d'un trou noir, ce qui mène au concept de singularité, avec des infinis gênants dont on ne sait pas se débarrasser, c'est les prédictions de la Relativité Générale.

Hors ont sait bien que les lois imposées par la Relativité Générale entrent en conflit avec les lois imposées par la Mécanique Quantique.
Il y a fort à parier qu'avec une bonne théorie de Gravitation Quantique, toutes ces "singularités" n'aient plus lieu d'être.

Ce n'est pas le sujet de ce fil, mais Hawking aurait même remis en question la réalité d'un horizon des évènements au niveau du trou noir : celui-ci ne serait qu'apparent (notamment à cause du problème de l'information).
Mais comme dit, c'est un sujet dont il vaut mieux débattre sur le fil déjà ouvert à cet effet, car ici, il est question de l'Univers.

Effectivement, nous sommes arrivés aux limites de deux physiques distinctes qui sont chacune valable dans son propre domaine de pertinence. La complexité de la chose fait qu'on n'est pas près d'avoir un modèle robuste unifiant les deux sans incohérences.

Je rebondis quand-même sur le hors-sujet au niveau de l'horizon des trous noirs. Le revirement de Hawking m'intrigue : si tu as des références sur le web, pourrais-tu ouvrir un fil là-dessus, s'il te plaît ?

Je n'ai rien à rajouter à la réponse qu'Andrei a donnée à Explorer et le développement poussé plus loin, c'est comme ça que je voulais me faire comprendre.

André Lefèbvre a écrit:

A-t-on pu déceler une particule qui ne possédait pas une information identique à celle d'un même genre de particule?

Réponse brève : non.
Réponse longue : dans la théorie relativiste, "information" a un sens plus large que "donnée concernant une particule". On peut imaginer qu'une particule transporte une information sur sa nature et qui permet de la définir (il y en a trois : masse, spin et charge électrique), mais ça va plus loin que ça. En relativité, il est postulé que la vitesse c est indépassable, que ce soit pour quelque chose de concret, matériel, comme pour quelque chose d'abstrait et d'immatériel. C'est ce second aspect que l'on nomme "information", faute de mieux j'ai l'impression. Cette information, pour une particule chargée, peut être tout bêtement son existence : l'influence qu'elle déploie autour d'elle, son champ (gravifique, électrique, magnétique, etc.) se déploie à une vitesse qui ne peut pas dépasser c. Si le Soleil se volatilisait d'un coup, la Terre ne quitterait son orbite que 8 minutes plus tard, elle ne serait pas "mise au courant gravitationnellement" de la disparition du Soleil tout de suite.

Quand j'ai écrit "s'éloigner mutuellement plus vite, par l'expansion cosmique, que la lumière ne pouvait transporter d'information d'une position à l'autre" dans mon explication précédente, j'aurais pu tout aussi bien écrire "s'éloigner plus vite que c", cela revenait au même (ç'aurait été plus exact, d'ailleurs).

André Lefèbvre a écrit:

Finalement, corrigez-moi si je fais erreur, mais l'impossibilité du partage d'information entre particules me semblait provoquée, non pas par l'expansion cosmique mais plutôt par l'inflation.

L'inflation étant une phase particulièrement exacerbée d'expansion, oui, on peut invoquer l'inflation en particulier et non l'expansion si on veut être plus précis.

Mais même avec une expansion plutôt lente comme celle que connaît l'Univers actuellement, à partir du moment où deux points dans l'Univers s'éloignent plus vite que c, alors un échange d'informations est en principe impossible entre les deux. Ils ont chacun quitté l'univers observable de l'autre. La valeur de la constante de Hubble, environ 70 km/s par Mégaparsec, suffit pour calculer aisément cette distance de "l'horizon cosmologique cinétique".

Bonsoir,

Je suis désolé pour mon manque d'assiduité ces derniers jours, mais je dois gérer quelques petits imprévus personnels.
Cela dit, je consulte régulièrement le forum.

Naos a écrit:

Je n'ai rien à rajouter à la réponse qu'Andrei a donnée à Explorer et le développement poussé plus loin, c'est comme ça que je voulais me faire comprendre.

Merci pour cette confirmation, Naos.
Par ailleurs, j'apprécie particulièrement vos développements très "posés".
Je déteste la précipitation.

Andrei2010 a écrit:

Je rebondis quand-même sur le hors-sujet au niveau de l'horizon des trous noirs. Le revirement de Hawking m'intrigue : si tu as des références sur le web, pourrais-tu ouvrir un fil là-dessus, s'il te plaît ?

C'est une très bonne idée Andrei !

C'est comme si c'était fait