Je considère comme une priorité de répondre à un email d’un
correspondant ami, ancien du NOUVELOBS
comme moi ….Et comme j’ai traité jadis ce sujet dans mon cours , « PHYSIQUE DES HORIZONS
HUMAINS » , et aussi dans quelques
rubriques de L OBS qui ont disparu depuis , je propose à mes lecteurs de traiter en sujet
les questions qu’ il me pose (
copier-coller du mail de S.K )
« Une question me taraude depuis un certain temps.
Permettez que je vous
la pose en toute naïveté : s'il est prouvé que l'univers est
en
expansion, c'est-à-dire que son volume augmente, comment
est-ce possible
d'affirmer qu'il est infini, puisque la définition de
l'infini implique
que l'extension maximale est déjà atteinte (que rien de plus
grand ne
saurait exister) ? - En conséquence, l'expansion de
l'univers n'est-elle
pas la preuve - en tout cas logique - que l'univers est fini
? »
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Je vais essayer de faire complet mais
lisible , vulgarisé sans « dilater » le sujet ou
seulement sur les points à réponse multiple
1/ Entendons-nous pour commencer sur le sens du mot « Univers »
Pour moi je le définis comme l’ensemble de tous les objets que
notre condition humaine perçoit , avec tous ses moyens
ACTUELS ……J’insiste alors sur sa dénomination bien plus précise de « notre univers local ».Et à partir de cette définition le problème d’une extension maximale et de l’infini
ne se pose plus ….CHAQUE
LOCALISATION PEUT PRÉSENTER (OU NON )
son particularisme ,ses lois ,
son volume spécifique etc ….
Nb :1 :Ed .Witten .UNIVERS MULTIPLES /2 Bernard Carr: Universe or Multiverse/3Andrei Linde :
l'Univers-bulles » ETC
2/ Lorsque la
littérature scientifique ACTUELLE énonce
qu’il y a « expansion de l’univers » quelle est la
représentation exacte qu’elle nous
propose ?
Un historique précis mais bref lors s’impose :C’est le « Modèle Standard
de la Cosmologie » qui
présente cette affirmation et qui ne
rencontre pas l’accord de la totalité du monde scientifique ….Du point de vue théorique, l'expansion ( OU NON) de
tout type d’Univers local est
déduite des calculs issus de la
relativité générale de A.EINSTEIN décrivant LES CARACTÉRISTIQUES DIVERSES POSSIBLES LIANT TEMPS, ESPACE, MATIÈRE et ENERGIE. Les
équations qui décrivent l'expansion de l'Univers dépendent des propriétés de la
ou des formes de matière/énergies
qui sont pris ou non en
compte dans le modèle . Elles s'appellent équations de l’
univers de Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker (abrégé en FLRW) …. Et il s’agit
du Modèle ΛCDM . D’autres modèles issus de modifications apportées à l’équation
d’EINSTEIN ont été proposés (modèle de DE SIITTER ; modèle gémellaire
de SAKHAROV , ETC )
La description de l’évolution
théorique dans le temps d’un univers
local peut être radicale :SOIT il n’évolue
pas ( modèle dit « stationnaire ,
se renouvelant lui-même) SOIT il est évolutif
Le graphique ci-après décrit les évolutions schématiques possibles du volume d’une bulle d’univers local en fonction du temps , sans avoir à préciser de quelles coordonnées il est parti
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Abordons alors le problème de l’expansion de cet univers local (nom de son découvreur, Edwin Hubble, en 1929)
Les faits expérimentaux
semblent réunir presque toutes les voix physiciennes …..Quoique des contradicteurs s’élèvent encore sur l’utilisation des mesures de l’effet
DOPPLER pour l’expansion cosmique (Jean-Marc Bonnet-Bidaud et Thomas Lepeltier,)
…..Il est gênant de reconnaitre que les objets astrophysiques ne voient pas leur taille varier et que très loin les galaxies auraient des
vitesses relativistes !
En relativité restreinte
l’Espace présente une structure rigide et aucun objet spatial ne se déplace avec une vitesse relative plus
grande que celle de la lumière
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La valeur de cette expansion de l’espace est faible et ne se voit
que dans le lointain de l’espace (70 kilomètres par seconde et par 3,26 années
lumière de distance ) alors que les vitesses des galaxies sont parfois plus rapides ….Ainsi la galaxie Andromède proche de nous à 2 ,24 A.l , fonce dans la direction de notre galaxie, la Voie
lactée, à la vitesse stupéfiante de 111 km par seconde, soit 3,5 milliards
km/an. Fusion probable dans 4 milliards d'années.
Ce n’est pas le volume de l’espace qui s’accroit ,mais seulement le volume de l’espace-temps …Je vais essayer d’en donner une image de manip plus «
parlante », simplifiée pour mon correspondant « naïf » , mais
montrant qu’en quelque sorte
l’espace-temps de la relativité
générale apparaît , dans un certain sens, comme une sur-structure « élastique »
IMAGINONS un énorme volume « encagé » vide , a pression nulle et à température aussi
asymptotique que possible du zéro degré Kelvin ……..et avec hublots pour
voir …..Préparons à part une certaine quantité d’un matériau solide que l’on va
pouvoir disposer dans l’ enveloppe
d’un ballon élastique transparente
mais
peu conductrice de la chaleur , mise elle-même sous vide mais à température T .Nous aurons choisi
ce matériau ( cristallisé) au préalable pour qu’il soit facilement sublimable , a cette température T en donnant une belle vapeur bleue ……
Au top nous introduisons notre ballon ( tout «
ratatiné !) avec son matériau dedans dans sa cage …Il se
détend en vapeur progressivement dans son volume propre d’espace-temps bleuté
…. Car sa température tombe doucement à T-delta T ETC ..... mais nous pouvons voir ses couleurs tandis qu’ il se gonfle lentement …..I l se gonflera tant que les conditions pression-
température lui permettront de le
faire ,
puis se re-contractera peu a peu
en recristallisant son matériau ….car " dehors " il fait bien plus froid!.
Pendant la durée de la manip
le ballon « s’est accaparé » progressivement d’un certain volume vide de la cage pour lui substituer son MEME propre volume d’espace temps mais quelques photons bleus en ont profité pour s’échapper
et venir jusqu’ à nos hublots et nos yeux !
UNE TRES GROSSIERE
APPROXIMATION DE NOTRE PETIT UNIVERS ????QU EN PENSEZ-VOUS S.K ?
….
Cher Olivier, merci beaucoup d'avoir si gentiment répondu ! nous venons de lire votre note en famille, mais je dois la relire à tête reposée avant de réagir (toujours naivement) à vos explications. - À demain, donc !
RépondreSupprimerPour moi, les clés pour aborder ce genre de réflexion, sont:
RépondreSupprimera) rejeter le zéro et l'infini pour les paramètres physiques
b) la dualité de localité.
L'univers a deux états et deux transitions :
1/ Une infinité de boson-zéro-dipolaires permanents (le dénombrement n'est pas un paramètre physique). Dans chacun il existe une localité étendue, individuelle où chaque pôle s'annule.
1/ un nombre N de monopôles connectés (boson brisés par N réductions de localités) avec annulation multipolaire dans une localité étendue.
Dans les deux cas, les monopôles s'annulent mais à fréquence différente. Tout est question de référentiel.
La notion d'énergie ne s'exprime que dans les phases de transition entre ces deux états : décroissance et croissance de l'entropie.
En acceptant le zéro et l'infini, on se prive de comprendre pourquoi il existe une oscillation du moment d'inertie 1D (ML) qui cherche désespérément le zéro sans jamais l'atteindre (1). C'est cela le moteur de la corde-boson-oscillateur-dipolaire.
(1) c'est la source (dipolaire et sans constante) de l'incertitude de Heisenberg et également de l'impulsion de Dirac.
cher Dominique , S.K est un littéraire pur et versé en philosophie et culture allemande .....Je ne suis pas sur que les concepts que vous développez lui soient familiers .... Je n ai donné moi qu' une image ultra simplifiée du modèle homogène FLRW!
RépondreSupprimerSauf peut-être pour la première partie car je pense que le rejet du zéro et de l'infini lorsqu'ils sont accolés aux paramètres physiques, relève aussi de la philosophie.
RépondreSupprimerCes notions ne concernent que les nombres ou le dénombrement de paramètres physiques réputés nuls. Relire MAGNAN à ce sujet:
http://www.lacosmo.com/infini.html
Comme moi il fustige les matheux qui font de la "physique" avec des règles qui ne sont valables que dans leur domaine.
Le philosophe sait que la physique est en crise et il doit savoir que ce grave amalgame en est une des causes principales.
M. Mareau, en effet comme dit Olivier, je ne comprends pas votre présentation. C'est tout le problème de la communication entre les sciences : le jargon devient incompréhensible pour le non-spécialiste...
SupprimerConnaissant Olivier et sa vocation pédagogique, je m'étais permis de lui adresser ma question par mail. Sa publication lui appartient...
Il est évident qu'en supprimant la notion d'infini, ma question n'a plus aucun sens.
Dans cet ordre d'idées, je me suis toujours demandé pourquoi la physique contemporaine maintient le concept d'atome (ἄτομος)...
Aprés avoir lu la présentation d'Olivier hier soir, j'avais préparé un début de clarification que je donne ci-dessous. Permettez que je poursuive sur la voie du profane...
Oui j'avoue que dans ce contexte, je n'ai pas fait preuve de pédagogie car ce commentaire parcellaire s'intègre dans une longue discussion entretenue ici depuis fort longtemps et là :
Supprimerhttps://sciencesetuniverspourtous.blogspot.fr/
Graduellement la physique a été redirigée vers les mathématiciens et ce, grâce à la "redoutable efficacité des mathématiques". Je pense que la rigueur du langage mathématique devrait plutôt s'appliquer après le travail d'éclaireur du physicien.
Le zéro mathématique est abstrait et de nature absolue. Alors que le zéro physique est le résultat d'un équilibre d'une dualité. La dualité est universelle en physique et elle s'applique d'abord aux deux états de l'univers. Commencer une phrase par : "l'univers ..." est donc une erreur. Ma devise : tout doit pouvoir se résoudre dans le cadre de la dualité de localité.
D'où les mots clés : zéro physique ; dualité ; localité. Et la combinaison fondamentale : le zéro physique est le résultat d'une dualité de localité.
Enfin concernant l'atome je vous renvoie ici :
https://sciencesetuniverspourtous.blogspot.fr/2017/11/la-farce-des-quarks.html.
Cordialement
En tenant compte d’éléments de votre réponse, cher Olivier, voici deux essais de définition des termes clé de ma question :
RépondreSupprimera.) « Univers » : je prends ce terme au sens de « totalité de ce qui existe dans l’espace et le temps ». - Il me semble que votre présentation passionnante d’un « univers local » prend la perspective de l’observateur, dans une approche « phénoménologique » de la question (davantage au sens des sciences expérimentales que de la philosophie phénoménologique de Kant, Hegel ou Husserl). – Vous pointez l’actualité et les moyens technologiques à disposition de l’observateur et expérimentateur contemporain. Ces paramètres impliquent une « intentionnalité », une stratégie dont l’observateur-expérimentateur humain ne saurait que difficilement s’abstraire, pour atteindre la fameuse objectivité que l’on peut attribuer à l’ensemble des choses qui existent...
b.) « Infini » : je prends ce terme au sens d’un espace-temps absolu (de la même dignité que la constante de la lumière ou le zéro absolu de Kelvin). Si donc la totalité de ce qui existe est prise dans un espace-temps absolu, une expansion de l’univers est impossible. Or, puisqu’une expansion et une augmentation de l’entropie sont observables, cela tend - paradoxalement ! - à montrer que l’univers est fini. – Permettez un aparté : au cours de mes ratiocinations, je me suis rendu compte que nous ne savons penser et imaginer les choses qu’en termes de finitude, de limitation, puisque nous sommes nous-mêmes finis, limités. L’infini apparaît alors comme la remise en question de notre (mode de) connaissance, tel un inconnu qui sans cesse l'accompagne. À mon sens, il vaudrait mieux parler d'un inconnaissable à la manière d’une incommensurabilité fondamentale entre le mode et l’objet de connaissance (Kant distingue ici phénomène et noumène : la chose telle qu’elle [nous] apparaît et telle qu’elle est « en soi »).
Je poursuis :
RépondreSupprimerIl va sans dire que vos développements très intéressants se placent sur le terrain des sciences expérimentales, qui échappent évidemment aux problématisations en termes de métaphysique classique ou moderne. Pour le mentionner encore une fois, Kant avait déjà dénoncé les raisonnements stériles, qui pouvaient démontrer tout et son contraire, puisqu’ils s’étaient affranchis de l’expérience, qui pour ce philosophe constitue déjà un élément essentiel de « toute notre connaissance », l’autre étant de « penser » les choses.
Le concept expérimental d’« univers local » non seulement résiste à la définition « classique » de l’univers comme l’« ensemble de tout ce qui existe » mais le limite également aux choses que nous (« humains technologiques ») pouvons observer/expérimenter, c’est-à-dire : connaître. D’où comme je le dis plus haut, l’existence persistante de ce que nous considérons comme « inconnu », mais qui mériterait l’appellation bien plus modeste d’« inconnaissable ». - L’idée d’« univers local » n’affranchit cependant pas de la question de l’interconnexion des divers « univers locaux », à moins de le considérer comme une « singularité ». Ainsi il faut se demander, par exemple, si la constante de la vitesse de la lumière est valable dans tout « univers local » et par conséquent si elle est véritablement « universelle »…
Il est vrai que « tout ce qui existe » doit s’articuler en termes de matière/énergie qui - me semble-t-il ? - déterminent en retour la constitution de l’espace/temps, alors que la vue profane tend plutôt à représenter ces deux éléments de façon indépendante (comme un contenu et un contenant). C’est ici que le physicien doit faire un effort pédagogique et, avec une rigueur terminologique soutenue, théorétiser ce phénomène pour qu’il puisse être « pensé ». - Je me permets ici de pointer une nouvelle fois le plus grand problème dans ces discussions : s’il n’y a pas de rigueur terminologique, il est impossible de penser et encore moins de communiquer sur un phénomène/problème ; s’ajoute l’exportabilité (ou la non-exportabilité) des concepts issus des différentes spécialités scientifiques. Nous avons eu cette discussion à propos du concept d’entropie qui, de la thermodynamique, a été exporté vers les sciences de l’information (« bruit »), ou encore les sciences sociales (par E. Morin p. ex. avec sa définition de l’homme comme « néguentrope »). On peut en effet reprocher aux sciences sociales de faire un usage quelque peu délirant de certains concepts issus des sciences naturelles (cf. Alan Sokal et Jacques Bouveresse, je vous donnerai les lines si vous ne connaissez pas), mais on peut en retour adresser aux sciences naturelles la remarque que certains de ses copncepts ne sont pas vraiment « pensés »...
Voici le lien sur l'interview de Bouveresse > http://philochat.blogspot.com/2014/04/jacques-bouveresse-les-intellectuels-et.html. En note (1), on trouve les liens sur le canular du physicien Sokal...
SupprimerLes développements de Bouveresse, que j'estime beaucoup, sont très intéressants...
Cher SK votre questionnement ci-après me semble très pertinente :
RépondreSupprimer"... L’idée d’« univers local » n’affranchit cependant pas de la question de l’interconnexion des divers « univers locaux », à moins de le considérer comme une « singularité ». Ainsi il faut se demander, par exemple, si la constante de la vitesse de la lumière est valable dans tout « univers local » et par conséquent si elle est véritablement « universelle »…
Mon modèle dit à ce propos :
a) la non localité est à rejeter car elle débouche sur l'infini. Il y deux type de localité : restreinte et étendue) ;
b) toutes les localités restreintes sont identiques et forment une localité étendue qui est différente de ses parties constitutives.
c) ainsi la vitesse c est universelle dans toutes localités restreintes et sa cause vient d'une vitesse co propre à la localité étendue. L'intrication s'explique par cela.
Je crois comprendre votre explication, merci. Il apparaît donc que les deux notions - infini / univers (au sens classique) - ne sont pas des concepts opératoires en physique moderne. Je pense quant à moi que la notion d'infini est d'abord à prendre comme une négation, et de mon point de vue logico-philosophique (non mathématico-physique, où mes connaissances sont, comme vous savez, peu consistantes), la négation et ses résultats font partie intégrante du processus de la "pensée". - Quant à la notion d'univers local - qui serait à rapprocher de la pensée structuraliste : on parlerait alors d'une structure locale de l'univers - elle comporte évidemment une contradiction dans les termes si l'on maintient la définition classique de l'univers. Mais les concepts d'univers restreint et étendu, que vous présentez, sont intéressants : il n'y a que la position "absolutiste" de la métaphysique qui manque (by the way : non-localité se dit u-topos en grec) et qui est, je crois, rejetée par la radicalité des sciences expérimentales (sans qu'elles puissent comlètement renoncer à la spéculation).
SupprimerSincerely
Ce commentaire a été supprimé par l'auteur.
Supprimercher Dominique
Supprimerje crois que la question d' un univers global formé d'univers a bulles locaux en interaction ou pas est en effet une interrogation plutôt philosophique ou mathématique (les N puissance 500 solutions de ED WITTEN ).....
En revanche il me semble qu un univers de type OSCAR ( stochastique primitif >>>déterministe local>>>> retour très lent à un stochastique dilué ) obéirait à la fin à une courbe type 1 de mon graphique ? NON ?????
Oui tout à fait cher Olivier, le mode OSCAR correspond à la courbe 1. Le temps est fini mais mais sans le retour au centre(pas de rebond mais juste une 1/2 période).
SupprimerEn effet, la bulle-univers est faite de matière et de bosons structurant l'espace-temps dans des BECs enchevêtrés.
OR l'expansion coïncide avec la disparition progressive de la matière via l'état "matière noire" induit par les collisions (réduction de localité).
Dans le "même temps" (1) les bosons synchronisés de l'espace-temps se voient subir la montée d'entropie qui se traduit par leur retour au mode stochastique.
Ce phénomène est lié à la fois à la baisse de densité et à l'augmentation de l'aire d'interaction avec le milieu stochastique.
Après dans la concentration synchronisée dans le BEC originel, l'expansion voit renaître le désordre.
(1) expression favorite de ceux qui ont conscience de l'importance de la dualité.
chers amis :j ai pris note de vos réflexions et je vais essayer d y apporter répartie....Mais pas nécessairement ici , en partie commentaires..... Car il se trouve que je ne diffuse pas mes sujets que sur BLOGGER/GOOGLE + mais aussi su FACEBOOK et mes titres sur TWEETER ...Donc je préfère répondre par un article si l ampleur du sujet en vaut la peine
RépondreSupprimerje repars donc un moment chez les hérétiques
a bientot
OK - d'ailleurs les actualisations de votre blogspot sont visibles sur philochat, où il est référencé dans le "blogroll"...
SupprimerSalut cordial à vous deux et merci pour votre intérêt !
Mon cher SK
RépondreSupprimerIl y aura diverses suites " imagées" a ma 1 ère représentation naïve d un univers qui s enfle tel un ballon élastique puis se re-dégonfle lentement..ET JE TACHERAI D ETRE PLUS PÉDAGOGUE
PROMIS!