Nos lois de la physique s'appliquent aussi dans l'univers lointain

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Selon de nouvelles études conduites par une équipe internationale d'astronomes de l'Academia Sinica de Taiwan, d'Australie et d'Allemagne, les lois de la physique seraient identiques aussi bien sur Terre que dans l'univers lointain. Le rapport de masse du proton à celle de l'électron, une constante fondamentale en physique valant environ 1836,15, est, selon cette étude, exactement le même dans une galaxie située à 6 milliards d'années-lumière que sur Terre.

Cette découverte, publiée dans la revue en ligne Science, est importante car il existe de nombreux débats au sein de la communauté scientifique mondiale pour savoir si les lois de la physique ont été différentes dans l'histoire de l'Univers. Les astronomes ont observé le lointain quasar B0218+357 dont la lumière, mettant 7,5 milliards d'années pour arriver jusqu'à nous, est partiellement absorbée par l'ammoniac d'une galaxie se situant entre la Terre et ce quasar. Or les longueurs d'ondes auxquelles l'ammoniac absorbe l'énergie électromagnétique de ce quasar dépendent en partie du rapport de masse du proton à celle de l'électron qui a été obtenu en comparant le taux d'absorption de l'ammoniac avec celui d'autres molécules (cyanure d'hydrogène HCN, ion formylium HCO+).

Les astronomes vont continuer à tester les lois de la physique en différents endroits et à différentes périodes de l'univers en utilisant des galaxies pouvant absorber les molécules nécessaires au calcul du rapport de masse voulu. C'est la principale difficulté car peu ont été jusqu'à présent identifiées. Avec la mise en route prochaine de l'interféromètre ALMA au Chili, il sera possible d'identifier plus facilement de telles galaxies.

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Aldebaran

Ca aurait été balo que les lois de la physique soient differentes d'un bout à l'autre de l'univers. Y aurait de quoi déconcerter tous les physiciens ^^

VI
Victor

Bah c'est une hypothèse cosmologique que l'univers a évolué partout de la même manière, et qu'en conséquence ont doit trouver les mêmes éléments que sur Terre avec des variations isotopiques

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Maulus

Les pauvres physiciens en auraient perdu leur latin haha :D
OUF !!! :jap:

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Pollux

Victor
l'univers a évolué partout de la même manière

Evolué de la même manière, ne signifie pas qu'il y a 7,5 milliards d'années la masse des particules soit identique à celle d’aujourd'hui...

En plus se rajoute la relativité du temps...
Il y a de quoi se poser des questions, non ?

Ici, on a juste une égalité des rapports de masse...

VI
Victor

T'aurais une raison pour que la masse change ? C'est ce que je dis, elle se conserve dans le temps

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bongo1981

Ca pourrait être intéressant pour la physique théorique, que les constantes fondamentales de la physique puissent varier en fonction du temps

VI
Victor

Ouais Bongo mais ce n'est plus des constantes, mais des paramètres dépendant d'autre choses

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Pollux

Victor
T'aurais une raison pour que la masse change ? C'est ce que je dis, elle se conserve dans le temps

Ben, je ne sais pas si elle se conserve sur une échelle de temps aussi grande.
Apres, est ce qu'on a une raison de penser ça ou ça...

Moi, je trouve que c'est une bonne idée que de vérifier, non? :)

VI
Victor

En physique nucléaire on travaille sur des période de demie vie qui vont de quelques milliardième de secondes à des milliards d'années... L'hypothèse est que la matière est telle que dans les premiers instants de l'univers... Du moins après la création des particules stables comme l'hydrogène et l'hélium... Une hypothèse cosmologique... Et que c'est l'histoire qui donne les éléments divers... Pour déjà qu'il y ait des étoiles ça suppose que l'hydrogène et sa masse n'aient pas varié... De même pour tous les éléments crées qui historiquement ont donnés les planètes puis la vie, cette hypothèse suppose une continuité dans l'Histoire

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bongo1981

ch'uis pas trop d'accord Victor, tu ne peux pas être aussi catégorique.
Tu peux au mieux donner une borne supérieure de la variation de masse de l'atome d'hydrogène, mais pas affirmer que sa masse n'a strictement pas bougé.

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Pollux

Victor
En physique nucléaire

N'est il pas possible d'envisager la même physique nucléaire avec des masses différentes, et des rapports de masse identique ?

VI
Victor

Il faudrait définir le concept de masse et si l'on suppose que les constantes entre autres la masse... On ne peut rien dire sur les conditions historiques de création de nucléosynthèses et des réactions nucléaire primordiales (Les première) parce qu'il y a des trucs qui nous échappent dans les masses mises en jeux

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Maulus

Avec le LHC, on va peut être avoir de nouveaux éléments sur la nucléosynthèse primordiale.
Sur le detécteur Alice, les chercheurs vont étudier une 5ème transition de phase.
En faisant percuter deux atomes de plomb, ils atteignent 2000 milliards de degrés et un état de la matière ou les quark et les gluons sont presque libre, une sorte d'hyperfluide...

On verra bien comment sa se recompose en baryon...

Ils ont déjà découvert au RIC que il y a quand même des interactions entre les briques primordiales à ces températures..
Ils cherchent à établir des équations d'états.. dont les astrophysiciens attendent beaucoup de chose :) les étoiles à quarks par exemple :D

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Aldebaran

Etoile à quarks ???? :houla: :fada:
Des étoiles à neutrino aussi ? :bon: :D

VI
Victor

Une étoile à quarks c'est y pas un Trou Noir comme ceux du LHC ?

OS
Oswald_le_fort

Niet Popov.
Les plasma de quarks et gluons sont pas assez denses.

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gzav

En tout cas la demarche est tres interessante, car rien ne nous permet d'affirmer que nos constantes a l'echelle du temps humain le soient vraiment a l'echelle du temps astronomique.
L'univers etait vraiment tres different il y a 10 miliards d'annees, qu'est-ce qui nous assure que h barre avait la meme valeur qu'aujourd'hui ?

En ce qui concerne le titre, une variation de constante fondamentale ne remet pas forcement en cause les lois physiques existantes.

VI
Victor

Sauf que tu devrais lire ce livre "L'Univers élégant" qui parle des constantes cosmologiques, si elles était légèrement différentes... notre univers serait différent avec un univers stérile, sans protons ou sans nucléosynthèse

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gzav

Je l'ai lu je n'ai pas ete convaincu. Pas du tout en fait.
Je resume tres grossierement mais il nous suffit de trouver des formes de Calabi-Yau qui collent aux constantes actuelles et c'est marre. Je n'y vois pas d'enorme avancee dans notre comprehension de l'univers, c'est comme apprendre la thermodynamique sans connaitre la statistique qui est derriere. Bien sur ce modele est infiniment superieur a la meca Q actuelle, mais en meca Q nous raisonnons encore avec des particules ponctuelles, evidemment ca ne fait pas le poids.
Mais c'est un excellent livre que je conseille a tous. D'ailleurs j'ai meme reussi a le faire lire (en entier) a des non-scientifiques !

Excusez je ne voudrais devier du sujet...

Bon et puis je m'en vais car je suis en train de scotcher sur TS alors que j'ai des trucs a visiter a Samarcande...

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Maulus

Aldebaran
Etoile à quarks ???? :houla: :fada:
Des étoiles à neutrino aussi ? :bon: :D

Des étoiles à quark ouais, mais apparement pour les observer c'est quasiment mission impossible tellement la surface émettrice est réduite...
Et puis même au niveau rayonnement... Enfin je m'avance peut être.. mais sa serra pas simple c'est sur !

Pour les étoiles à neutrino, c'est pas possible je pense, je neutrino fait à priori partie des WIMPs, il interagit très très peut avec la matière baryonique donc pour en faire des étoiles, sa va être compliqué :D en plus c'est un hadron donc en matière de petite particule on fait pas mieux :D

section efficace micro micro, neutre, peu d'interaction, sa fait trop pour imaginé une étoile de neutrino :D
rien que le processus de formation l'exclu :)

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Aldebaran

Ouep je sais pour les neutrino c'était une boutade de ma part

En fait je croyais que tu plaisantais avec les étoiles à quarks ! J'avais jamais entendu parler de ça... Tu parles pas plutôt d'une étoile à neutron ? Parce que bon au final on pourrait l'appeler aussi étoile à quarks vu qu'un neutron est composé de trois quarks. Mais des quarks seuls ça se trouve encore dans l'univers ? :heink:

Pour moi ils sont tous regroupés en mésons ou en hadrons non ?

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Maulus

Aldebaran
Ouep je sais pour les neutrino c'était une boutade de ma part


En fait je croyais que tu plaisantais avec les étoiles à quarks ! J'avais jamais entendu parler de ça... Tu parles pas plutôt d'une étoile à neutron ? Parce que bon au final on pourrait l'appeler aussi étoile à quarks vu qu'un neutron est composé de trois quarks. Mais des quarks seuls ça se trouve encore dans l'univers ? :heink:


Pour moi ils sont tous regroupés en mésons ou en hadrons non ?

Oui un quark ne peut vivre seul.
Les mésons en duo, quark anti quark qui donne une saveur nul, et les hadrons non je crois pas... l'électrons, le neutrino sont des particules élementaires.
Pour les baryons, il y a 3 quarks.
Dans un neutron, il y a 3 quarks.
L'étoile à neutron c'est un gros noyau, l'étoile à quark c'est un boule d'un hyperfluide avec des quarks et des gluons qui se balade, c'est encore plus fondamental qu'une étoile à neutron.
Dans l'étoile à neutron, les quarks qui composent les neutrons sont en interaction forte, si tu monte beaucoup plus la température, tu casse les neutrons et les quarks et les muons qui le composait se baladent dans la soupe. :D

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Aldebaran

Les mésons en duo, quark anti quark qui donne une saveur nul, et les hadrons non je crois pas... l'électrons, le neutrino sont des particules élementaires.
Pour les baryons, il y a 3 quarks.
Dans un neutron, il y a 3 quarks.

Excuse je me suis trompé je voulais dire mésons ou baryon sinon c'est un pléonasme, le hadron étant un regroupement de quarks, c'est-à-dire un méson ou un baryon et le neutron est évidemment un hadron et un baryon.

Ok sinon je vois ce que tu veux dire, en fait un plasma gluon-quark tel qu'il pouvait exister à la première transition qui a scindé au tout début de la première seconde l'interaction électronucléaire en deux, un état si dense que les gluons et les quarks sont assez proches pour ne pas subir l'effet de l'interaction nucléaire forte. Par contre c'est étonnant que cela puisse encore exister, as tu des infos là dessus ? Un lien vers un site ou quelque chose comme ça ?

En tout cas merci bien pour l'info

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Maulus

je connaissais déjà mais j'ai eu des infos supplémentaires dans le dernier podcast que concerne le LHC sur le lien dans ma signature.
http://www.cieletespaceradio.fr/index.p ... revolution

En fait il parle des premiers instants après le big bang, quelques microsecondes.
Le truc c'est que rien n'interdit d'imaginer, si cette nouvelle transition de phase existe, un objet intermédiaire entre l'étoile à neutron et le trou noir.

Ils en parlent un peu dans ce podcast.

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Aldebaran

Ok merci je vais écouter ça :)

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bongo1981

Maulus
Pour les étoiles à neutrino, c'est pas possible je pense, je neutrino fait à priori partie des WIMPs,

Petite correction, le neutrino est un lepton non chargé.

Les WIMPs sont un acronyme : Weak Interactive Massive Particules : particules intéragissant faiblement ; ce qui n'est pas le cas des neutrinos puisqu'ils ont une masse, mais très faible.

Maulus
il interagit très très peut avec la matière baryonique donc pour en faire des étoiles, sa va être compliqué :D en plus c'est un hadron donc en matière de petite particule on fait pas mieux :D

lepton (les hadrons sont composites, constitués de quarks en général ils ont une taille de 1e-15 m.

Maulus
section efficace micro micro, neutre, peu d'interaction, sa fait trop pour imaginé une étoile de neutrino :D
rien que le processus de formation l'exclu :)

Là je suis ok, ces particules sont trop fugitives pour interagir (que ce soit gravitationnellement ou par interaction faible).

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bongo1981

Maulus
Oui un quark ne peut vivre seul.
Les mésons en duo, quark anti quark qui donne une saveur nul, et les hadrons non je crois pas... l'électrons, le neutrino sont des particules élementaires.

Petite correction, les quarks existent en 6 types (ou 6 saveurs) : up, down, strange, charm, bottom, top.
Chaque saveur de quarks existent en 3 couleurs (c'est l'équivalent de la charge électrique, mais pour l'interaction forte). Donc un hadron n'a pas de charge colorée (on dit qu'il est blanc).

Maulus
Pour les baryons, il y a 3 quarks.
Dans un neutron, il y a 3 quarks.

tout à fait

Maulus
L'étoile à neutron c'est un gros noyau, l'étoile à quark c'est un boule d'un hyperfluide avec des quarks et des gluons qui se balade, c'est encore plus fondamental qu'une étoile à neutron.
Dans l'étoile à neutron, les quarks qui composent les neutrons sont en interaction forte, si tu monte beaucoup plus la température, tu casse les neutrons et les quarks et les muons qui le composait se baladent dans la soupe. :D

Disons que si tu augmentes la masse d'une étoile à neutron, il doit exister un moment où la pression de dégénérescence des neutrons n'est plus suffisante pour compenser la force de gravitation, et dans ce cas le neutron ne peut plus exister en tant qu'entité dans cette étoile. La pression augmente, les quarks sont libérés (liberté asymptotique).
Il est tout à fait possible qu'il existe d'autres types d'étoiles entre le trou noir et les étoiles à neutron...

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Pollux

Mais que peut il rester comme possibilité après la décomposition des neutrons ?
Si une étoile a quarks n'est pas un trou noir... qu'est ce que c'est qu'un trou noir ?? :bon:

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bongo1981

Pollux
Mais que peut il rester comme possibilité après la décomposition des neutrons ?

une soupe de quarks et gluons ?

Pollux
Si une étoile a quarks n'est pas un trou noir... qu'est ce que c'est qu'un trou noir ?? :bon:

Un trou noir c'est un astre qui n'a plus de pression pour compenser l'effondrement gravitationnel, celui-ci continue sans que rien ne puisse l'arrêter (la relativité générale affirme que cela aboutit à une singularité, la gravité quantique doit nous apporter plus de précision).

Une étoile à quarks, si ça existe a une pression de dégénérescence des quarks compensant l'effondrement.

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Pollux

bongo1981
une soupe de quarks et gluons ?

En fait, je voulais dire, après cela !
On pense découvrir d'autres état de la matière en dessous ?

bongo1981
Un trou noir c'est un astre qui aboutit à une singularité

bongo1981
Une étoile à quarks, si ça existe a une pression de dégénérescence des quarks compensant l'effondrement.

Ok, et j'imagine que si cela existe sur le papier, c'est qu'on devrait pouvoir faire la différence si on en voit un ?

D'ailleurs, on dit qu'il y a des trous noirs un peu partout dans l'univers...
On est vraiment sur que ceux ne sont pas plutôt ce type particuliers d'astres (quarks/gluons ou autres...) que l'on voit ?

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bongo1981

Pollux
En fait, je voulais dire, après cela !
On pense découvrir d'autres état de la matière en dessous ?

Ici on entre dans la spéculation. C'est possible que les leptons et quarks que l'on connaît aujourd'hui ne soient pas fondamentaux (ça pourrait expliquer pourquoi il y a 3 générations etc...).
Mais aujourd'hui les données expérimentales disent que les leptons et quarks sont élémentaires sans structure interne (au niveau d'énergie que l'on sait atteindre aujourd'hui).

Pollux
Ok, et j'imagine que si cela existe sur le papier, c'est qu'on devrait pouvoir faire la différence si on en voit un ?

Ca doit être possible, mais il faudrait avoir plus d'information sur les plasmas de quarks et gluons.

Pollux
D'ailleurs, on dit qu'il y a des trous noirs un peu partout dans l'univers...
On est vraiment sur que ceux ne sont pas plutôt ce type particuliers d'astres (quarks/gluons ou autres...) que l'on voit ?

On est sûr de rien, tout ce que l'on peut dire, c'est que ce genre d'astre compact, sont assez souvent invisibles, et environnés de matière, ceux-ci sont toujours accompagnés d'un disque d'accrétion.

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Maulus

Là on est aux frontières des connaissances, les physiciens cherchent des équations d'états pour définir le comportement d'un plasma quark/gluon.