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Des univers dans des coquilles de noix

 
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Marine
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MessagePosté le: Lun 22 Sep 2014 - 09:40    Sujet du message: Des univers dans des coquilles de noix Répondre en citant

Du fait de leurs différences fondamentales, le multi-univers en patchwork et le multi-univers inflationnaire peuvent sembler n’avoir aucun rapport. La variante en patchwork provient du fait que l’étendue de l’espace est infinie ; la variante inflationnaire du fait de son expansion inflationnaire éternelle. Et pourtant, il existe entre eux un lien profond et merveilleusement satisfaisant, qui ramène le contenu des deux premiers chapitres au point de départ. Les univers parallèles de l’inflation engendrent leurs cousins en patchwork. Et c’est une histoire de temps.
Parmi les nombreuses bizarreries que les travaux d’Einstein ont révélées au grand jour, la fluidité du temps est la plus difficile. Bien que notre expérience quotidienne nous convainque que le temps passe de manière objective, larelativité montre que ce n’est qu’un artefact de la vie à basse vitesse et faible gravitation. Que l’on se rapproche de la vitesse de la lumière ou que l’on subisse un champ gravitationnel intense, et notre conception familière, universelle, du temps s’évanouit. Si notre voisin passe devant chez nous à toute vitesse, des événements que nous verrons arriver au même moment seront observés par lui à des instants différents. Si nous pouvions nous immobiliser près du bord d’un trou noir, une heure écoulée sur notre montre serait une durée démesurément longue sur les horloges restées sur Terre. Ce n’est ni de la magie ni de l’hypnose. L’écoulement du temps dépend de l’observateur – de sa trajectoire et de la gravitation qu’il subit.
À l’échelle de l’univers dans son entier, ou disons à l’échelle de notre bulle dans le modèle inflationnaire, cela soulève aussitôt la question suivante : Comment ce temps si malléable, si personnalisable, s’accorde-t-il avec la notion de temps cosmologique absolu ? Nous parlons librement de l’« âge » de notre univers, mais avec ces galaxies en récession si rapide, à des vitesses définies par leur éloignement, est-ce que la relativité de l’écoulement du temps n’est pas le pire des cauchemars pour n’importe quel chronométreur cosmique ? Lorsque nous parlons d’un univers âgé de « 14 milliards d’années », utilisons-nous une horloge particulière pour mesurer cette durée ?
En effet. Et une analyse soigneuse de cette durée cosmique révèle un lien direct entre les univers parallèles des variantespatchwork et inflationnaire.
Toutes les méthodes utilisées pour mesurer l’écoulement du temps reviennent à étudier les changements pour un système physique donné. À l’aide d’une horloge murale ordinaire, nous étudions les changements de positions de ses aiguilles. Grâce au Soleil, nous pouvons étudier les changements de sa position dans le ciel. Avec le carbone 14, nous étudions la proportion d’un échantillon donné qui s’est désintégré en azote. L’histoire et la commodité nous ont conduit à utiliser la rotation et la révolution de la Terre comme références physiques à la base de nos concepts de « jour » et « année ». Mais pour mesurer l’écoulement du temps à l’échelle cosmologique, il existe une autre méthode plus adaptée.
Nous avons vu que l’expansion inflationnaire produit de vastes régions dotées de propriétés relativement homogènes en moyenne. Si nous mesurons la température, la pression ou la densité de matière/énergie dans deux grandes portions éloignées d’un même univers bulle, nous obtiendrons les mêmes résultats. Les résultats peuvent changer avec le temps, mais l’uniformité à grande échelle garantit qu’en moyenne, ces changements ici seront les mêmes que les changements là-bas. En l’occurrence, notons que la densité de masse dans notreunivers bulle décroît progressivement depuis le début de notre histoire de plusieurs milliards d’années, grâce à la perpétuelle expansion de l’espace. Mais comme ces changements ont eu lieu de manière uniforme dans notre univers bulle, ils n’ont pas perturbé son homogénéité à grande échelle.
Il se trouve que c’est important : de même que la proportion sans cesse décroissante de carbone 14 d’un échantillon de matière organique permet de mesurer le temps passé sur Terre, la valeur sans cesse décroissante de la densité de masse permet de mesurer le temps passé dans l’espace. De plus, ces changements se faisant de façon uniforme dans tout l’espace, la densité de masse comme marqueur de l’écoulement du temps dote l’univers d’une horloge globale. Si chacun pouvait régler sa montre sur la densité moyenne (et la remettre à l’heure après avoir rôdé près d’un trou noir ou voyagé à des vitesses proches de celle de la lumière), cela préserverait la synchronisation des différentes zones temporelles de notre univers bulle. Lorsque nous parlons de l’âge de l’univers – en l’occurrence l’âge de notre bulle –, nous imaginons qu’il est mesuré sur de telles horloges, réglées à l’heure cosmique ; ce n’est que par rapport à elles que le concept de temps cosmologique a un sens.
Le même raisonnement vaut pour les premiers instants de notre univers bulle, modulo un petit détail : la matière sous sa forme ordinaire n’existait pas encore. Nous ne pouvons donc pas parler de densité de masse. En revanche, le champ d’inflaton représentait le réservoir d’énergie de notre universbulle – énergie qui sera très vite convertie en particules. Ainsi devons-nous synchroniser nos horloges en fonction de la densité d’énergie du champ d’inflaton.
Cela étant, l’énergie de l’inflaton est déterminée par la valeur du champ, comme le montre sa courbe d’énergie potentielle. Pour donner une valeur au temps à un point donné de notre bulle, nous devons donc déterminer la valeur de l’inflaton en ce point. Deux arbres ont le même âge s’ils ont le même nombre d’anneaux de croissance. Deux morceaux de sédiments glaciaires ont le même âge s’ils possèdent la même quantité de carbone radioactif. De même, deux points de l’espace ont la même notion du temps s’ils ont une même valeur pour le champ d’inflaton. Voilà comment nous définissons et synchronisons les horloges de notre univers bulle.
La raison pour laquelle j’ai abordé ces questions est la suivante : appliquées au gruyère cosmique qu’est le multi-univers inflationnaire, ces observations ont une conséquence tout à fait contraire à l’intuition. Comme pour la célèbre réplique de Hamlet « Je pourrais être enfermé dans une coquille de noix, et me regarder comme le roi d’un espace infini », chacun des univers bulles semble avoir une étendue spatialefinie depuis l’extérieur mais infinie depuis l’intérieur. Et c’est une prise de conscience extraordinaire. Un espace infini, voilà justement ce dont nous avons besoin pour les univers parallèles en patchwork. Ainsi pouvons-nous combiner le multi-univers enpatchwork au récit inflationnaire.
L’extrême disparité entre les points de vue à l’intérieur et à l’extérieur provient de leurs conceptions du temps si radicalement différentes. Cela n’a rien d’évident, mais nous allons voir que ce qui apparaît comme un temps infini pour un observateur extérieur, apparaît comme un espace infini, à chaque instant du temps, pour un observateur intérieur
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MessagePosté le: Lun 22 Sep 2014 - 09:40    Sujet du message: Publicité

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Kimah


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MessagePosté le: Lun 29 Sep 2014 - 20:32    Sujet du message: Des univers dans des coquilles de noix Répondre en citant

C'est intéressant, quelle est la source du texte ?

Citation:

Des univers dans des coquilles de noix ?


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Marine
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MessagePosté le: Lun 29 Sep 2014 - 21:16    Sujet du message: Des univers dans des coquilles de noix Répondre en citant

http://books.google.fr/books?id=m4V94IawdpUC&pg=PT434&lpg=PT434&amp…
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Kimah


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MessagePosté le: Lun 29 Sep 2014 - 23:01    Sujet du message: Des univers dans des coquilles de noix Répondre en citant

Merci pour la précision Marine, Brian Greene est un bon vulgarisateur. Je crois qu'il faut donner la source et l'auteur à chaque fois qu'on cite quelqu'un ou un livre.

Ce qui m'étonne parfois dans les idées de multivers, est de reconnaître que notre univers possède la bonne combinaison pour abriter la vie. Je ne sais pas si le multivers existe mais j'en conclue au moins que la pensée d'un Jacques Monod « l’homme a émergé par hasard dans un univers qui lui est complètement indifférent » est complètement fausse. L'univers ne nous est pas indifférent, c'est le notre. Un univers dont les lois permettent l'émergence d'observateurs.
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MessagePosté le: Aujourd’hui à 03:06    Sujet du message: Des univers dans des coquilles de noix

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