[News] Détermination d’une masse limite pour les cordes cosmiques

[Victor]

Si je comprends bien ça à a voir du coté de la cosmologie non Einsteinienne dans ce sens que ce n'est pas une répartition uniforme comme Einstein le supposait

[Ze Venerable]

On pense que les galaxies se répartissent en filament, mais à + grande échelle l'univers semble bien homogène. C'est comme une grosse éponge avec des petites cavités d'1mm^3, si on regarde de pas trop près (si pour toi un volume élémentaire fait 1cm^3) on peut dire qu'elle est homogène...

[Damien1]

Donc l'analogie avec la transition de phase d'un composé (par exemple l'eau) n'est pas bonne. Il faut plutôt faire une analogie avec la cristallisation d'un soluté dans un solvant. Le big-bang aurait joué le rôle d'amorce de cristallisation en un point d'un milieu métastable, ce qui aurait déclenché la cristallisation rapide en chaîne de toute l'énergie de l'univers en matière et la précipitation en grumeaux (amas, galaxies, ...) Macroscopiquement selon un certain arrangement (réseau de cordes cosmiques ?)
En outre, cette explication aurait ceci d'intéressant qu'elle supprimerait les problèmes d'infinis de la singularité initiale ...
En effet, la "singularité" ne serait plus qu'une sorte d'impureté (introduite de l'extérieur ?) ayant amorcé un déséquilibre localement et déclenché la précipitation.
Le contenu de l'univers n'étant pas issu du big-bang, il était donc déjà présent avant au même endroit mais sous l'état "solubilisé" dans le vide de l'espace (solvant).

[Victor]

Damien 1 la comparaison avec une solution aqueuse a ses limites... N'oublie pas que l'univers a grandi en 13.5 milliards d'années

[Damien1]

C'est vrai que mon idée n'explique pas l'expansion de l'univers. Mais elle n'exclue pas non plus l'existence de la constante cosmologique ...
Pour en revenir à l'analogie de Bongo avec de l'eau liquide qui se transforme en glace, les défauts topologiques apparaissent si plusieurs nucléations apparaissent et croissent plus ou moins en même temps pour se rejoindre : le problème c'est que dans l'univers il n'y a eu qu'un seul big-bang et donc le réseau cristallin devrait être dépourvu de défauts ...
Am I wrong ?

[bongo1981]

sa me laisse septique, j'ai bien compris ce qui peut les générer dans la transition de phase, mais je l'envisage mal dans le cas de l'univers...

c'est un défaut de topologie non ?

Nop, attention le terme employé peut être trompeur, c'est bien un défaut topologique, mais pas au sens mathématique du terme.

pourquoi sa devrait avoir une masse ?

Je ne sais pas exactement le phénomène, c'est une conséquence des théories de jauges et des brisures de symétrie.
Lorsqu'il y a un champ (par exemple un champ de Higgs), refroidi en dessous de la température de changement de phase, celui-ci peut choisir de se cristalliser différemment suivant le point où il est entraînant les régions limitrophes.
Lorsque deux régions différentes se rencontrent, il y a donc ce défaut qui apparaît, et les équations de la théorie quantique affirment qu'il y a là une concentration d'énergie, et donc de masse.

se serait un fil de matière aggloméré autour de ce défaut ?

C'est ce qui a été supposé pour expliquer comment la matière s'est condensée en filament puis en amas de galaxie, etc... (à partir d'un univers parfaitement homogène).
Mais la théorie de l'inflation peut expliquer comment sont nées les galaxies.

c'est pareil pour le glaçon ? la brisure génère une densité plus forte autour d'elle dans le glaçon ?

Euh... pas trop non, attention à ne pas confondre la cause et la conséquence

on compare de la physique à petite échelle avec de l'astrophysique alors j'ai un peu de mal à faire la transition là
c'est souvent pas analogie qu'on comprend les choses mais là je suis pas

Imagine un champ de Higgs symétrique, ça ressemble à de l'eau pure liquide.
Imagine ce champ en surfusion (comme l'eau).
Ensuite plusieurs grumeaux naissent (sous forme cristallisée pour l'eau, sous la forme d'une direction privilégiée pour l'eau, ce qui revient plus ou moins à la même chose).

L'inflation n'est t'elle pas prouvée?

Indirectement, mais les astrophysiciens attendent encore le "smoking gun", la preuve flagrante dans le spectre du rayonnement fossile (une forme de polarisation que permettra de voir Planck, le satellite prévue cette année).

Eh bien messieurs et mesdames les physicien(ne)s, vous voici donc confronté(e)s à une nouvelle théorie des cordes

Ben non. En tout cas je n'ai pas compris cela.

Je confirme
Ce sont des défauts topologiques prévus depuis une quarantaine d'années.

En résumant, il me semble que l'article dit qu'à partir de certaines caractéristiques théoriques des cordes (effet de lentille gravitationnelle contenu dans une limite supérieure définie [masse par unité de longueur = 10^-7]), les calculs qu'ils ont appliqués sur les observations d'une petite portion de ciel font apparaître des indices de la possible manifestation des cordes cosmiques.
Donc, c'est pas une nouvelle théorie çà... Cela ressemble plutôt à un petit début de confirmation de la théorie... ou plus modestement, de quelque chose qui ne va pas à l'encontre de la théorie.
Me trompe-je ????

Je ne serai pas aussi optimiste
Disons plutôt que la phrase résumant l'article est celle-ci :

Les chercheurs n'ont pas trouvé de preuves de leur existence dans la petite portion de ciel qu'ils ont analysée, mais ils ont pu fixer une limite supérieure à la masse par unité de longueur de ces cordes.

En fait les chercheurs ont fait un cliché d'une région du ciel, et d'après les moyens du bord (résolution en seconde d'arcs, statistiques de galaxies doubles), ils n'ont pas observé plus de galaxies doubles qu'il y a de galaxies doubles statistiquement parlant. Ceci permet de majorer la densité d'énergie des cordes cosmiques. (et donc si elles existent, elles doivent être moins massives que cela, puisque les effets gravitationnels n'ont pu être décelés).

[bongo1981]

non je ne crois pas non, ça veut surtout dire que si jamais il y avait ce qu'on imagine qu'il puisse y avoir ça ne pourrait pas être plus massif.

C'est ça, plus massif, on les aurait détectées.

Bref c'est un "perfectionnement", un complément de la théorie, comme des conditions aux limites ( oups mais c'en est en fait).

Euh non, ici on est bien sur le terrain de l'expérience et non de la théorie. Ces résultats peuvent éliminer certaines théories qui prédisent des masses plus importantes (ou sinon il faut encore imaginer un phénomène qui limite les masses des cordes).

Je ne suis pas qualifié pour parler de ces cordes qui ne s'expliquent réellement qu'à ceux qui ont 5 doctorats en mathématiques,

lol pas besoin

mais j'ai un problème avec l'article, :

En termes de masse par unité de longueur pour une corde cosmique individuelle, la limite supérieure est d’environ 10^-7 (en unité sans dimension).

D'une part j'ai du mal à trouver une limite lorsqu'il n'y a pas de dimension ( mais c'est vrai on peut dire par exemple, limite max bêta= v/c =1), mais en plus on parle de masse par unité de longueur, donc logiquement quelque chose comme des kilogrammes / mètre, mais c'est peut-être un coup de la relativité et de la cosmologie encore une fois, des précisions?

euh... je pense que c'est en unité de Planck (avec la constante de Planck h, la gravitation G, et la vitesse de la lumière c, tu peux construire des grandeurs qui ont la dimension d'une longueur 1e-33 m, une énergie 1e19 GeV donc une masse), et du coup 1e-7 serait en densité linéique de Planck.
Euh à la louche je vais me risquer à faire un calcul :
l_p = sqrt(Gh/c^3)
M_p = sqrt(hc/G)

M_p/l_p = c²/G (ça dépend pas de h ?) 1e27 kg/m ??
du coup ça reviendrait à 1e20 kg / m

Question encore plus idiote ils savent où chercher ? ou cherchent ils au hasard ? Dans ce cas il y' en a pour des siècles d'observations

ben non, les trous noirs, on ne savait pas où chercher jusqu'à ce que...

Bonjour,
Je me pose la même question que Maulus et jusqu'ici personne n'y a répondu ...
Je n'arrive pas à comprendre pourquoi en effet ce défaut topologique dans l'univers (corde cosmique) devrait être "massif" et avoir une densité supérieure au milieu dans lequel il se trouve ?
En admettant qu'il y a bien un défaut topologique, ce qui peut s'admettre en effet, il faut, en plus, expliquer pourquoi cet "objet" devrait être massif.
Un défaut de symétrie ne pourrait-il pas modifier la valeur d'un ou plusieurs champs localement et créer des différences d'énergie plutôt ? ...

Je crois que la réponse est très très technique

C'est vrai que mon idée n'explique pas l'expansion de l'univers. Mais elle n'exclue pas non plus l'existence de la constante cosmologique ...
Pour en revenir à l'analogie de Bongo avec de l'eau liquide qui se transforme en glace, les défauts topologiques apparaissent si plusieurs nucléations apparaissent et croissent plus ou moins en même temps pour se rejoindre : le problème c'est que dans l'univers il n'y a eu qu'un seul big-bang et donc le réseau cristallin devrait être dépourvu de défauts ...
Am I wrong ?

Un seul big bang oui, mais ça n'exclut pas cela, c'est comme si quelque chose donnait naissance à de l'eau liquide (mais on ne sait pas quoi), ce liquide refroidit en dessous de sa température de changement de phase (en surfusion, et ça expliquerait l'inflation), certains endroits commencent à cristalliser, ie le champ de Higgs rompt la symétrie, mais différemment en chaque point, les régions où ils se rejoignent sont bien là où il y a les cordes cosmiques.

[bongo1981]

Des éléments de réponse :

http://www-cosmosaf.iap.fr/MH040120Bsf.htm

http://mpej.unige.ch/~ringeval/cordes.html

http://www.planetastronomy.com/special/ ... juil06.htm

(l'explication de leur masse n'est pas abordée, beaucoup trop technique).

[Maulus]

merci beaucoup bongo.

donc pour résumer, l'univers refroidit, et comme dans un verre d'eau pure que l'on refroidit de manière homogène, il se forme des petites imperfections pendant le changement de phase eau>glace. right ?

[Victor]

Je comparerais plutôt dans la transformation vapeur/liquide avec croissance des gouttes à partir de germes

[Damien1]

Merci Bongo pour ces précisions, ya de quoi lire avec ces liens, ça va me prendre quelque temps.
1e20 kg / m : ça veut dire quoi ça ? Une telle densité dans un volume d'espace nul ... J'appelle ça une singularité et ça ne peut donc qu'être associé à une brisure de l'espace-temps et hors de portée de toute théorie connue.
Qui peut arriver à conceptualiser un tel résultat ?

[bongo1981]

merci beaucoup bongo.

donc pour résumer, l'univers refroidit, et comme dans un verre d'eau pure que l'on refroidit de manière homogène, il se forme des petites imperfections pendant le changement de phase eau>glace. right ?

Pas tout à fait.
Lorsque l'univers (le verre d'eau) refroidit, il y a brisure spontanée de symétrie, le champ de Higgs (les molécules d'eau) était symétrique : aucune direction privilégiée.

Au moment du changement de phase, le champ de Higgs se fige à une valeur (si je ne dis pas de bêtise, c'est l'angle de Weinberg).
De même lorsque de l'eau cristallise en glace, une direction privilégiée est choisie et le cristal croît.

Les cordes proviennent du raccord entre les différent réseau, qui n'ont pas du tout choisi la même direction.

Je comparerais plutôt dans la transformation vapeur/liquide avec croissance des gouttes à partir de germes

Ce n'est pas très parlant, puisqu'il manque la brisure de symétrie qui est bien plus patent pour la glace et l'eau.

Merci Bongo pour ces précisions, ya de quoi lire avec ces liens, ça va me prendre quelque temps.
1e20 kg / m : ça veut dire quoi ça ? Une telle densité dans un volume d'espace nul ... J'appelle ça une singularité et ça ne peut donc qu'être associé à une brisure de l'espace-temps et hors de portée de toute théorie connue.
Qui peut arriver à conceptualiser un tel résultat ?

Dans les théories envisagées les cordes auraient un diamètre proche du rayon d'un proton.