OnNousCacheTout... Index du Forum

OnNousCacheTout...
"Faits de société, politique, pouvoir, conspirations, mensonges et vérités..."

 FAQFAQ   RechercherRechercher   MembresMembres   GroupesGroupes   S’enregistrerS’enregistrer 
 ProfilProfil   Se connecter pour vérifier ses messages privésSe connecter pour vérifier ses messages privés   ConnexionConnexion 

Ouvrir de nouveaux horizons

 
Poster un nouveau sujet   Répondre au sujet    OnNousCacheTout... Index du Forum ->
Les forums
-> Cosmologie
Sujet précédent :: Sujet suivant  
Auteur Message
Marine
Administrateur

Hors ligne

Inscrit le: 11 Mar 2014
Messages: 3 412
Féminin Cancer (21juin-23juil) 蛇 Serpent
Point(s): 471

MessagePosté le: Lun 22 Sep 2014 - 09:08    Sujet du message: Ouvrir de nouveaux horizons Répondre en citant

En 1979, Alan Guth (qui travaillait à l’époque au Centre de l’accélérateur linéaire de Stanford) proposa une solution qui fut perfectionnée ensuite par les contributions d’Andrei Linde (alors chercheur à l’Institut de physique Le bedev de Moscou) puis Paul Steinhardt et Andreas Albrecht (encore un duo professeur/étudiant, cette fois-ci de l’université de Pennsylvanie). Aujourd’hui, ces travaux sont communément considérés comme la solution au problème de l’horizon. Baptisée « cosmologie inflationnaire », cette théorie s’appuie sur des détails très fins de la relativité générale d’Einstein (que nous allons aborder dans un moment), mais ses grandes lignes sont faciles à comprendre.
Le modèle standard du big bang souffre de ce problème de l’horizon car les régions de l’espace s’éloignent trop rapidement pour que l’équilibre thermique ait pu s’installer. La théorie inflationnaire résoud le problème en ralentissant la vitesse d’éloignement des régions de l’espace dans les tout premiers instants, afin de laisser suffisamment de temps aux températures pour s’équilibrer. La théorie propose ensuite qu’après ces « poignées de main cosmiques », l’univers ait subit une salve d’expansion extraordinairement rapide et de plus en plus forte – appelée l’expansion inflationnaire –, compensant amplement le démarrage ralenti et éloignant suffisamment les différentes régions de l’espace. Les conditions uniformes observées aujourd’hui s’expliquent alors très bien puisque la température commune a pu s’établir avant que l’espace ne subisse cette expansion frénétique3. Voilà donc les grandes lignes de ce modèle inflationnaireI.
Gardons toutefois à l’esprit que les physiciens ne dictent pas l’expansion de l’univers. Si l’on en croit nos observations dernier cri, ce sont les équations de la relativité générale d’Einstein qui la régissent. Avec les modifications qu’il apporte au modèle du big bang, le scénario inflationnaire ne sera valide que s’il demeure une solution aux équations d’Einstein. Et on ne peut pas dire que cela saute aux yeux.
Imaginons par exemple que nous puissions mettre à jour les connaissances d’Isaac Newton en accéléré et lui faire un cours de cinq minutes sur la relativité générale, en lui expliquant les tenants et les aboutissants de l’espace courbe et de l’univers enexpansion. Je suis à peu près sûr qu’il trouverait tout de même abracadabrante notre présentation de la théorie inflationnaire. Je suis certain qu’il continuerait d’affirmer avec conviction qu’en dépit de nos beaux calculs et de notre nouveau sabir einsteinien, la gravitation demeure une force attractive. Il frapperait du poing sur la table en affirmant que la gravitation agit en rapprochant les objets les uns des autres, et donc en freinant cet éloignement cosmique. Cette expansion qui commence tout doucement puis s’emballe pour un bref instant a beau résoudre le problème de l’horizon, elle reste totalement fictive ! Newton affirmerait que l’attraction de la gravitation aurait sur l’expansion cosmique exactement le même effet que sur une balle de tennis dont la vitesse diminue à mesure qu’elle s’élève dans les airs : l’expansion devrait forcément ralentir avec le temps. Certes, si l’expansion diminue au point de s’annuler et de s’inverser en une contraction de l’espace, alors cette implosion pourrait s’accélérer, tout comme la balle de tennis accélère à nouveau lorsqu’elle entame sa trajectoire descendante. Mais pour Newton, la vitesse de l’expansion ne peut pas augmenter.
Newton se trompe, mais nous ne pouvons pas lui en vouloir. Le problème vient de notre résumé accéléré de la relativité générale. Je m’explique : en cinq minutes seulement (dont une consacrée aux règles du tennis) nous nous serions appliqués à expliquer la courbure de l’espace-temps comme source de la gravitation. Newton lui-même avait attiré l’attention sur le fait qu’il n’y a aucun mécanisme connu pour transmettre la gravitation, ce qu’il voyait comme une énorme lacune de sa théorie. Naturellement, nous aurions cherché à lui montrer la solution trouvée par Einstein. Mais la théorie de la gravitation d’Einstein fait beaucoup plus que simplement combler une lacune de la théorie de Newton. La gravitation de la relativité générale est fondamentalement différente de la gravitation de la physique newtonienne et pour ce qui nous occupe, un des aspects de cette différence mérite urgemment d’être mis en avant.
Dans la théorie de Newton, la gravitation ne provient que de la masse des objets. À masse plus élevée, attraction gravitationnelle plus intense. Dans la théorie d’Einstein, la gravitation émane de la masse (et de l’énergie) des objets mais aussi de leur pression. Prenons un sachet de chips. Pesons-le. Pesons-le à nouveau, mais après avoir comprimé l’air à l’intérieur jusqu’à une pression importante. Du point de vue deNewton, le poids sera le même car la masse n’a pas changé. Du point de vue d’Einstein, le sachet sous pression pèsera légèrement plus lourd car, même si la masse est inchangée, la pression a augmenté4. Au quotidien, nous n’avons pas conscience de cet effet, car il est littéralement dérisoire pour les objets ordinaires. Malgré cela, la relativité générale ainsi que toutes les expériences qui ont montré la validité de cet effet stipulent clairement que la pression contribue à la gravitation.
Cet écart par rapport à la théorie de Newton est fondamental. L’air, qu’il soit confiné dans un sachet de chips, un ballon de baudruche ou notre chambre à coucher, exerce une pression positive : il repousse les bords vers l’extérieur. En relativité générale, une pression positive, au même titre qu’une masse positive, contribue positivement à la gravitation et augmente donc le poids. Mais contrairement à la masse qui est toujours positive, la pression peut parfois être négative. Imaginons un ruban élastique. Lorsqu’on l’étire, les molécules du caoutchouc vont exercer une force vers l’intérieur et non vers l’extérieur : elles exercent ce que les physiciens appellent une pression négative (encore appelée « tension »). Tout comme la relativité générale montre qu’une pression positive conduit à une gravitation attractive, eh bien elle montre également qu’une pression négative a l’effet inverse : elle produit une gravitation répulsive.
Une gravitation répulsive ?
Alors ça ! Voilà qui va lui clouer le bec, à notre ami Newton. Pour lui la gravitation ne peut être qu’attractive. Mais gardons nos becs intacts : nous avons déjà rencontré cette clause étrange dans le contrat qui lie la gravitation à la relativité générale. Souvenons-nous de la constante cosmologique d’Einstein ; nous l’avons rencontrée au chapitre 1. J’avais expliqué qu’en dotant l’espace d’une énergie uniforme, une constante cosmologique produisait une gravitation répulsive. Mais à ce moment, je n’avais pas expliqué pourquoi. À présent je peux. Une constante cosmologique ne dote pas seulement l’espace d’une énergie uniforme déterminée par la valeur de ce nombre constant (la troisième ligne du formulaire de déclaration de revenus), elle munit également l’espace d’une pression uniforme négative (nous allons voir pourquoi). Et, comme ci-dessus, si nous calculons la force gravitationnelle produite par chaque contribution, nous trouvons que la pression négative agit à l’opposé des masses et pressions positives : elle produit une gravitation répulsiveII.
Sous la plume d’Einstein, cette gravitation répulsive ne fut utilisée qu’à une seule fin – d’ailleurs erronée. Pour aboutir à un univers statique, il proposa d’ajuster précisément la quantité de pression négative imprégnant l’espace de façon que la gravitation répulsive correspondante équilibre exactement les effets de gravitation attractive provenant du contenu matériel ordinaire de l’univers. Comme nous l’avons vu, il a ensuite abandonné cette modification. Soixante ans plus tard, les acteurs de la théorie de l’inflation proposèrent une variante de la gravitation répulsive qui se distingue de la version d’Einstein un peu comme le final de la Symphonie n° 8 de Mahler se distingue du simple la d’un diapason. Plutôt qu’une petite brise extérieure légère et continue pouvant stabiliser l’univers, la théorie inflationnaire envisage un véritable cyclone degravitation répulsive, aussi bref qu’intense. Avant l’ouragan, les diverses régions de l’espace eurent tout le temps nécessaire pour atteindre une température commune. Pendant l’inflation, elles furent portées par l’espace à des distances si considérables qu’elles atteignent aujourd’hui les positions que nous observons dans le ciel.
Après cela, Newton pourrait à nouveau nous fusiller d’un regard désapprobateur. Toujours aussi sceptique, il pourrait pointer une autre faille dans nos explications. Imaginons qu’il ait réussi à se mettre à niveau sur les détails les plus pointus de la relativité générale grâce à une lecture rapide d’un de nos manuels, et admettons qu’il accepte à présent le fait étrange que la gravitation puisse être – en principe – répulsive. « Mais enfin ! pourrait-il dire, qu’est-ce que c’est que cette histoire de pression négative imprégnant tout l’espace ? C’est une chose que d’utiliser la tension d’un élastique en caoutchouc pour donner un exemple de pression négative. C’en est une autre d’affirmer que des milliards d’années plus tôt, juste après le bigbang, l’espace aurait été empli d’une énorme pression négative uniforme. Quel phénomène, quel processus ou entité pourrait bien fournir une telle pression négative aussi fugace ? »
Eh bien tout le génie de l’inflation, c’est justement qu’elle a une réponse à cette question. Ses concepteurs montrèrent que la pression négative nécessaire à cette salve d’antigravitation émerge naturellement d’un mécanisme dont les ingrédients sont les « champs quantiques ». Pour notre récit, les détails sont très importants car la manière dont l’expansion inflationnaire s’installe se révèle décisive dans la version des univers parallèles qui sera produite.
Revenir en haut
Visiter le site web du posteur
Publicité






MessagePosté le: Lun 22 Sep 2014 - 09:08    Sujet du message: Publicité

PublicitéSupprimer les publicités ?
Revenir en haut
Montrer les messages depuis:   
Poster un nouveau sujet   Répondre au sujet    OnNousCacheTout... Index du Forum ->
Les forums
-> Cosmologie
Toutes les heures sont au format GMT + 1 Heure
Page 1 sur 1

 
Sauter vers:  

Portail | Index | Creer un forum | Forum gratuit d’entraide | Annuaire des forums gratuits | Signaler une violation | Conditions générales d'utilisation
Powered by phpBB © 2001, 2005 phpBB Group
Traduction par : phpBB-fr.com