[News] Notre Univers est-il unique ?

[Michel]

Notre Univers est-il unique ? Les astronomes Chris Palma et de Jane Charlton, tous deux professeurs d’Astronomie au Collège des Sciences d’Eberly tentent de répondre à cette question. Palma: Une distinction doit être faite. Habituellement quand nous parlons de "l’univers", ce que nous voulons dire est l'univers observable, ce que nous sommes capable de voir depuis la Terre. Nous savons de combien l'univers est âgé (le nombre actuel est de 13,7 milliards d'années). Et nous connais...

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[terrien]

Essayons maintenant de définir "l'univers." C’est ce que je demande en général à mes élèves de faire. Je pense que la meilleure définition que nous avons trouvée est que l'univers est l’ensemble des points que l’on pourrait atteindre si nous avions la capacité de voyager infiniment vite dans l'espace.

Comme on ne peut voyager infiniment vite, cette définition n'a aucun sens.

"Qu’y a-t-il au delà de l'univers observable?", leur demandé-je. "Qu’y a-t-il en dehors? N'y a-t-il plus aucun espace ni plus aucun temps ? Y a-t-il un espace vide ? Ou bien y a-t-il une 'substance' dans l'espace, analogue à ce que nous voyons dans l'univers observable" ?

La réponse correcte et précise est "il y a une substance dans l'espace".Nous voyons les endroits depuis lesquels la lumière a eu le temps de nous atteindre. Penser que juste au delà de ce point il n'y a plus rien n’a aucun sens.

"Penser que juste au delà de ce point il n'y a plus rien n’a aucun sens."
Dire que le temps, la matière et l'espace sont liés n'a pour moi aucun sens, donc la theorie de la relativité est fausse.

Dire qu'il n'y a plus rien apres la mort n'a aucun sens, donc le paradis existe ...

Ce n'est pas parce que le cerveau n'arrive pas a se forger la représentation d'une situation "éxotique" à l'aide de ses concepts familiés que cette situation n'existe pas. Ainsi ce n'est pas sufisant pour dire qu'il existe forcement quelque chose au dela de la limite observable.

la taille physique de l'univers, selon cette définition, serait infinie, ou serait si grande qu'elle serait pratiquement infinie.

Donc l'univers est infini ou fini (mais très grand) ...

[fffred]

c'est vrai que c'est un peu vague ... un peu du verbiage ^^
le concept d'univers n'existe que pour les humains cependant : autant se forger une comprehension qui nous est accessible.

[Michel]

Essayons maintenant de définir "l'univers." C’est ce que je demande en général à mes élèves de faire. Je pense que la meilleure définition que nous avons trouvée est que l'univers est l’ensemble des points que l’on pourrait atteindre si nous avions la capacité de voyager infiniment vite dans l'espace.

Comme on ne peut voyager infiniment vite, cette définition n'a aucun sens.

Bien sur que si, cette définition a une sens. Ce voyage à une vitesse supérieure à la lumière est à réaliser par notre cerveau. L'univers ne s'arrete pas là où les lois physiques nous empêchent d'observer plus loin...

"Qu’y a-t-il au delà de l'univers observable?", leur demandé-je. "Qu’y a-t-il en dehors? N'y a-t-il plus aucun espace ni plus aucun temps ? Y a-t-il un espace vide ? Ou bien y a-t-il une 'substance' dans l'espace, analogue à ce que nous voyons dans l'univers observable" ?

La réponse correcte et précise est "il y a une substance dans l'espace".Nous voyons les endroits depuis lesquels la lumière a eu le temps de nous atteindre. Penser que juste au delà de ce point il n'y a plus rien n’a aucun sens.

"Penser que juste au delà de ce point il n'y a plus rien n’a aucun sens."
Dire que le temps, la matière et l'espace sont liés n'a pour moi aucun sens, donc la theorie de la relativité est fausse.

Dire qu'il n'y a plus rien apres la mort n'a aucun sens, donc le paradis existe ...

Ce n'est pas parce que le cerveau n'arrive pas a se forger la représentation d'une situation "éxotique" à l'aide de ses concepts familiés que cette situation n'existe pas. Ainsi ce n'est pas sufisant pour dire qu'il existe forcement quelque chose au dela de la limite observable.

...et c'est bien ce que tu expliques ici d'ailleurs mais en prenant le probleme dans l'autre sens.

par contre effectivement la phrase "Penser que juste au delà de ce point il n'y a plus rien n’a aucun sens" est un peu un raccourci péremptoire qui ne founit guère d'explications.

Alors pour corser un peu la chose , n'oublions pas 2 points:

-chaque point le l'univers est le centre d'un "univers observable" depuis ce point d'un rayon de 13,7 milliards d'al.
-ce que nous voyons à 13,7 milliards d'al (un peu moins avec les limites techniques en fait) s'est déroulé il y a 13,7 milliards d'années.




allez, faites chauffer les neurones

[Invité]

Bien sur que si, cette définition a une sens. Ce voyage à une vitesse supérieure à la lumière est à réaliser par notre cerveau. L'univers ne s'arrete pas là où les lois physiques nous empêchent d'observer plus loin...

Selon la théorie d'Einstein, les longueurs se contractent dans la direction du déplacement suivant la relation : L= L0*(1-v²/c²)^1/2
Avec
v= la vitesse de déplacement.
c= la vitesse de la lumière.
L0 = La distance mesuré quand v=0.

Si v=c, alors L=0. Et l'univers est réduit à un point.

Ne parlons pas du cas ou v>c, qui nous donnerai des distances ... imaginaires.

On peut bien sur s'imaginer voyager dans un espace "newtonien" à des vitesses prodigieuses, mais cela ne reflète pas la réalité.

[Michel]

Il n'est bien entendu pas question ici de "voyager" physiquement plus vite que la lumière. C'est juste une vue de l'esprit pour essayer de dépasser
le "blocage" intellectuel que nous impose l'univers observable.

[Hubert]

Si l'espace et l'énergie étaient finis alors nous n'existerions pas, puisque cette énergie aurait été épuisée depuis longtemps.
Donc, on peut émettre l'hypothèse de l'existence d'une substance infinie dans un espace infini en 3 (ou plus ) dimensions.
En certains points des phénomènes (BIG-BANG) encore inconnus transformeraient cette substance mystérieuse en matière (univers observable) avec les règles physiques mises en évidence aujourd'hui.
Cette substance serait également responsable de la limitation de la vtesse de la lumière et des effets de la relativité.
La quantité d'énergie totale de notre univers observable doit influer aussi probablement sur les constantes globales, donc on peut également émettre la possibilité que les conditions du BIG-BANG ont des conséquences sur l'état de la matière produite et les chances de succès de vie.
Probablement que de multiples BIG_BANG se sont produits sans pour autant donner naissance à un univers aussi riche que le nôtre.
Seront-nous capables de répondre à tous les défis qui se dressent devant nous?
- l'explosion du Soleil en géante rouge
- la fin des galaxies
Enfin, essayons déjà de maintenir notre planète vivable.
Ce qui est positif, c'est qu'il reste assez de mystères pour occuper nos esprits et imaginations.

[fffred]

Si l'espace et l'énergie étaient finis alors nous n'existerions pas, puisque cette énergie aurait été épuisée depuis longtemps.

ah bon ??? et qu'est-ce qui permet de dire ca ?

[Invité]

Prenant en considération que plus nous regardons loin dans l'espace, plus nous voyons dans le passé; supposons alors que nous regardions un objet à 10 millions d'années lumière, nous voyons cet objet comme il se présentait il y a 10 millions d'années.

Déplacons-nous sur cet objet instantanéement; nous voyons alors cet objet comme il est aujourd'hui. Maintenant regardons plus loin dans l'espace. Nous voyons encore un autre objet à 10 millions d'années lumière de nous qui se présente comme il était il y a 10 millions d'années.

Déplacons-nous encore une fois sur cet objet et regardons plus loin à 10 millions d'années etc.

À notre départ, nous pouvions voir à 10 millions d'années lumière derrière nous et nous avons franchit 10 millions d'années lumière devant nous, puis, un autre 10 millions d'années lumière et encore une autre. À ce moment-là, nous avons constaté l'existence de 40 millions d'années lumières d'espace; ça s'arrête où?

Amicalement

[Adrien]

Reqmarque interressante, ca revient à se déplacer instantanément dans l'Univers et non plus se limiter à l'Univers observable. Et la question où ca s'arrete, si ca s'arrete, on en sait rien. Certains disent que l'Univers boucle sur lui-même, c'est à dire qu'en allant indéfiniment en ligne droite on reviendrait au point de départ. D'autres disent qu'il est infini...

En ce qui concerne l'Univers observable, on peut imaginer 2 personnes situées chacune à un point du système solaire distant de 10 min lumière. Chacun aura une sphere d'Univers observable propre, l'un verra 10min-lumière plus loin dans une direction et l'autre ce sera dans l'autre direction. Cependant si l'un veut communiquer à l'autre ce qu'il voit en plus, la durée de transmission prendra au moins 10min, donc lorsque le 2eme observateur recevra ces données sa propre sphere se sera agrandie de 10min-lumière et il pourra ainsi de lui-même observer ces données.

[Michel]

Prenant en considération que plus nous regardons loin dans l'espace, plus nous voyons dans le passé; supposons alors que nous regardions un objet à 10 millions d'années lumière, nous voyons cet objet comme il se présentait il y a 10 millions d'années.

Déplacons-nous sur cet objet instantanéement; nous voyons alors cet objet comme il est aujourd'hui. Maintenant regardons plus loin dans l'espace. Nous voyons encore un autre objet à 10 millions d'années lumière de nous qui se présente comme il était il y a 10 millions d'années.

Déplacons-nous encore une fois sur cet objet et regardons plus loin à 10 millions d'années etc.

À notre départ, nous pouvions voir à 10 millions d'années lumière derrière nous et nous avons franchit 10 millions d'années lumière devant nous, puis, un autre 10 millions d'années lumière et encore une autre. À ce moment-là, nous avons constaté l'existence de 40 millions d'années lumières d'espace; ça s'arrête où?

Amicalement

C'est est un des problemes, on ne sait pas si ça s'arrete, personne ne sait dire si l'univers est infini ou non. (Au fait, lors du voyage, faire attention à bien viser car l'objet s'est déplacé depuis )

Pour mieux comprendre, on peut imaginer aussi non pas voyager à une vitesse infinie, mais que la vitesse de la lumière soit elle, infinie. (j'ai bien dit IMAGINER !!) . L'univers serait alors tel que nous le verrions
(et nous serions éblouis, la nuit ne serait pas noire etc... mais c'est une autre histoire).
La définition de l'univers devient: l'univers est ce que nous verrions si la vitesse de la lumière était infinie.

pour prouver cela, raccourcissons les distances. Vous êtes au milieu d'une immense foule de gens, et chaque personne est par exemple une galaxie, vous y compris. L'Univers est la foule. A cette échelle, la vitesse de la lumière est infinie, c'est d'ailleurs notre impression quotidienne dans la réalité. Cela signifie qu'à tout instant, vous voyez l'univers tel qu'il est réellement, les galaxies (personnes) les plus lointaines que vous voyez sont dans leur état actuel.

Ralentissons maintenant la vitesse de la lumière, suiffisament pour qu'elle ait une influence à l'échelle de la foule, pour que la comparaison soit plus réelle.
Désormais, les personnes (galaxies) les plus éloignées de vous n'ont plus le même aspect. Tel monsieur moustachu que vous voyiez tout à l'heure devant vous est désormais sur votre droite en train de jouer aux billes avec ses copains, la vieille dame charmante qui trottinait doucement à 50 metres de vous s'est transformée en jolie jeune fille qui vous frôle.

Vous n'avez plus la vision de l'univers (la foule) global actuel, mais juste ce que la limitation de la vitesse de la lumière vous en permet de percevoir. Ajoutez à ceci une mauvaise météo qui provoque un brouillard à couper au couteau limitant votre vision à 100 mètres et vous avez désormais une idée de l'univers observable. Notez que la nappe de brouillard est régulière ce qui fait que chaque personne dans cette foule à une vision limitée un cercle de 100 m de rayon dont elle est le centre.

De la ou vous êtes, vous êtes maintenant incapable de décrire la foule (l'univers global) telle qu'elle est réellement et vous n'avez bien sur plus aucune idée de son entendue. Vous pouvez juste décrire votre univers observable... et pourtant nous sommes bien parti d'une foule immense au départ, et cette foule existe.

Voilà, c'est un peu plus clair ? ou bien c'est pire ? .....

[Invité]

Ce n'est pas tellement mieux; le brouillard est à moins de cent mètre.

Le vieux que je vois à 50 mètres, si je le compare à Andromède, ne sera pas plus jeune lorsqu'il me frôlera; tout comme Andromède ne le sera pas non plus lorsqu'elle sera plus près de nous.

Il y a quelque chose qui m'a échappé sûrement.

Je vais relire une cinquième fois.

Amicalement

[Michel]

Le vieux que je vois à 50 mètres, si je le compare à Andromède, ne sera pas plus jeune lorsqu'il me frôlera; tout comme Andromède ne le sera pas non plus lorsqu'elle sera plus près de nous.

Il ne s'agit pas de 2 situations prises a deux instants differents. La difference entre les deux situations est : vitesse de la lumiere infinie ou non

avec une vitesse de la lumiere non infinie on voit le monsieur jeune et jouant aux billes, c'est a dire tel qu'il etait dans le passé ( comme on voit une galaxie située à 50 al. telle qu'elle était il y a 50 ans).
avec une vitesse de la lumiere infinie, on voit le monsieur vieux, tel qu'il est aujourd"hui.

idem la demoiselle et la vielle dame.

notre situation est la première puisque le vitesse de la lumière n'est pas infinie, mais l'univers global peut etre imaginé en supposant cette vitesse infinie

remarque: dans les explications, ne vous attachez pas aux valeurs précises des distances que je donne (devant, à droite, 50 metres, froler...) ce qui est important c'est que d'une situation à l'autre les positions et les âges (perçus par nous) des personnes sont différents.

[Terrien]

Si la vitesse de la lumière était infinie, selon la relation d'équivalence E=mc², l'energie produite par conversion de la masse en énergie par les réactions de fusion ou de fission serait infinie. Ce qui voudrait dire que le soleil délivrerait une énergie infinie. L’Univers serait alors invivable.

Si la vitesse de la lumière était moindre, en conséquence le soleil (et les autres étoiles) produirait moins d'énergie.
Et ce serait tout. En effet la vitesse de la lumière est un nombre dimensionné qui s'exprime en km/s, si vous changez sa valeur, elle changera l'échelle de la métrique.

Ce changement s'appliquant a tout l'univers de la même façon, aucune différence avec le monde d'aujourd'hui ne pourrait être distinguée.

Si l'on pouvait voyager au dessus de la vitesse de la lumière, alors on remonterait le temps, et un effet pourrait précéder une cause.
Il existerait une particule de masse imaginaire (complexe) qui pourrait voyager plus vite que la lumière, cette particule se nomme le Tachyon. La théorie des cordes prévoit l'existence de cette particule, ce qui est ennuyeux pour la théorie car son existence mène à des paradoxes comme le non respect du principe de causalité.

[Invité]

Deux petites question sur le texte d'entrée en matière de cette discussion:

Tandis que le temps avançait, l'univers s’est étendu, les énergies disponibles sont devenues plus faibles,

Pourquoi l'énergie serait plus faible dans un univers expansionné? Je ne saisis pas vraiment le lien avec l'énergie elle-même. Évidemment que si le lien est entre l'espace disponible actuellement et l'intensité d'énergie au mètre carré je comprends que le résultat soit différent de celui du début de l'univers...mais encore? Je ne vois pas vraiment la différence dans la puissance de l'énergie elle-même?

Et cela laisserait des espaces entre tous ces ballons qui pourraient être bloqués dans les conditions qui existaient lorsque les forces physiques étaient différentes

Qu'arrive-t-il à la notion qu'il ne peut pas y avoir de "vide" dans l'espace?
Les espaces entre les ballons ne seraient pas "vide"?

Amicalement.

[Adrien]

Si la vitesse de la lumière était infinie, selon la relation d'équivalence E=mc², l'energie produite par conversion de la masse en énergie par les réactions de fusion ou de fission serait infinie. Ce qui voudrait dire que le soleil délivrerait une énergie infinie. L’Univers serait alors invivable...

On est bien d'accord, mais ça arrive très fréquemment dans une vue d'esprit de faire abstraction de toutes les contradictions qu'implique une hypothèse afin de ce concentrer sur une conséquence particulière de cette hypothèse. On sait bien que cette hypothèse est impossible à réaliser, il n'en reste pas moins qu'on peut l'imaginer afin de voir des conséquences qui en découleraient sur un cas particulier.

Un exemple de ce type de raisonnement, Einstein avait imaginer voyager à califourchon sur un rayon de lumière afin de pouvoir décrire ce qu'il adviendrait si on voyageait aussi vite que la lumière, et en déduire des explications sur l'écoulement relatif du temps. Pourtant tu noteras biens qu'il est impossible à une masse de voyager à la vitesse de la lumière… Donc Einstein n'aurait pas dû échafauder sa théorie ?

[Terrien]

Einstein pour développer la théorie de la relativité restreinte est parti de deux postulats :
- Les lois de la physique sont les mêmes pour deux observateurs qui sont dans des référentiels d'inertie différents (un référentiel d'inertie si un corps libre a une vitesse dOM/dt = v =constante).
-Il existe une vitesse maximale pour les interactions. Dans le vide elle est identique en module quel que soit le référentiel. Cette vitesse est celle de la lumière. Cette vitesse ne dépend pas de la vitesse de la source.

A l'aide de ces deux postulats et des hypothèses relatives au changement de référentiel (principe d'isotropie, d'homogénéité,...), il a constaté que l'ensemble impliquait les relations de transformation de Lorentz qui constituent l'expression mathématique de la théorie.

Einstein a très bien pu s'imaginer voyager sur un photon, quand a savoir si cela la aider à édifier sa théorie, j'en doute.

[StarDreamer]

Ce changement s'appliquant a tout l'univers de la même façon, aucune différence avec le monde d'aujourd'hui ne pourrait être distinguée.

Rien ne prouve actuellement que les lois physiques soient les même en tout point de l'univers. Il faut toujours s'attendre à avoir une surprise de ce côté-là (ce serait bien triste si tout était uniforme )

Si l'on pouvait voyager au dessus de la vitesse de la lumière, alors on remonterait le temps, et un effet pourrait précéder une cause.
Il existerait une particule de masse imaginaire (complexe) qui pourrait voyager plus vite que la lumière, cette particule se nomme le Tachyon. La théorie des cordes prévoit l'existence de cette particule, ce qui est ennuyeux pour la théorie car son existence mène à des paradoxes comme le non respect du principe de causalité.

Ce qui est paradoxal n'est pas nécessairement interdit par la physique.
On érige le respect de la causalité comme un garde-fou, mais c'est une vision de l'esprit et les brisures de symetries qui apparaissent au niveau des particules sont une incitation à penser que des exceptions ne cessent d'entacher les règles établies.
Oui, ne pas respecter la causalité, c'est mal. Mais ce n'est pas interdit, non plus (sinon, par analogie, il n'y aurait plus de voleurs sur cette planète !).

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Merci à tous pour ce post très intéressant

[fffred]

je crois que le sujet au depart n'etait pas une question sur la credibilite des lois physiques. Le sujet a un peu derive

[Terrien]

Rien ne prouve actuellement que les lois physiques soient les même en tout point de l'univers. Il faut toujours s'attendre à avoir une surprise de ce côté-là (ce serait bien triste si tout était uniforme )

En effet rien ne le prouve. Mais ce serait un peu compliquer si les lois changeaient au gré du temps ou de l'espace, l'Univers serait alors incompréhensible et aucune théorie ne pourrait le décrire. A moins que les variations de ces lois suivent elle même une loi, dans ce cas nous revenons dans le cadre classique ou le principe de relativité est respecté.

Ce qui est paradoxal n'est pas nécessairement interdit par la physique.

Ce qui est paradoxal est interdit par la logique bivalente, quelque chose ne peut être vrai et faux à la fois.

[fffred]

paradoxal humainement il entend

[Einstein]

Je ne crois pas qu'il y ai d'autre univers car fournir une puissance infinie est très difficile car il y a un raport matière antimatière mais peut être en passant dans un trou noir, on irait dans une autre univers fait d'antimatière car la matière et l'antimatière aurait signer une sorte de pacte et aurait donc fait 2 univers un de matière et l'autre d'antimatière.

[fffred]

La "physique des pactes"