[Septimus]

Je l'ai déjà dit ailleurs sur un autre poste "Science", mais la gravitation est une force étrange et encore mal comprise comparée aux autres forces fondamentales. C'est un vaste sujet de recherche très actif, et dont le point d'achoppement est la jonction entre le formalisme quantique et des théories des champs et la vision macroscopique, voire cosmologique, que l'astronomie apporte.

Première chose, en valeur absolue, la gravitation est environ 40 ordres de grandeurs plus faible que la force nucléaire forte. Ce qui la rend omniprésente à notre échelle et aux échelles supérieures, c'est à la fois son champ d'action infinie qui décroît au carré de la distance (comme la force électromagnétique) au contraire des forces nucléaires qui n'ont presque aucun effet en dehors des noyaux ou des atomes, et aussi l'accumulation des "charges" de la gravitation (la masse) qui se cumulent alors que les "charges" électromagnétiques se compensent localement : plus on ajoute de la masse, plus les effets sont grands, par contre plus on ajoute des particules chargées et plus elles se recombinent et forment un milieu globalement neutre. Ceci explique pourquoi la gravitation est très sensible à l'échelle des planètes et des étoiles alors que les autres forces, y compris la force électromagnétique (~ la lumière), comptent pour presque rien.

Ensuite, si la gravitation à notre échelle et à l'échelle du système solaire est comprise, mesurée, etc., il y a tout de même des problèmes à grandes échelles (matière sombre, énergie sombre) et à petite échelle (un boson pour la gravitation ?) qui font que, globalement, les "théories du tout" comme les super-cordes et co se heurtent à un problème pour le moment non-résolu. Mais les gens cherchent des solutions, et quand il y a une solution, il cherche un moyen d'expérimenter la théorie. Exemple d'un séminaire (que je n'ai pas vu) donné dans le bâtiment de physique à côté de mon bureau:

Citation :

Recent years have seen enormous advances in our ability to compute elementary-particle scattering amplitudes in quantum field theory. Associated with these advances are the discovery of remarkable new structures obeyed by scattering amplitudes. Examples from particle collider physics and supergravity theories will be given. In collider physics this includes new precision calculations of multi-jet process using quantum chromodynamics. Supergravity theories are shown to be remarkably well behaved in the ultraviolet as a consequence of a newly uncovered connection to gauge theories which shows that gravitons can be viewed as two copies of gluons.

Alors, en toute honnêteté, je ne comprends pas très bien moi-même le résumé du séminaire, mais c'est un exemple bête pour montrer que des gens travaillent d'arrache pied sur le problème, sans forcément que cela transparaisse dans les revues grand publics, voire même un peu spécialisées. Tout simplement car le problème est complexe et que les théories en vogue ont un manque crucial de prédictions pouvant être prouvées expérimentalement. Alors les revues font du sensationnalisme et/ou du bourrage de crane sur des trucs un peu fumés car c'est souvent ce que les gens recherchent.

Pour la densité de l'univers, il me semble avoir déjà dit qu'il est sans doute juste de considérer l'univers entier, quelque soit son stade d'évolution, comme un trou noir, avec nous dedans. Après tout, j'ai du mal à imaginer un rayon lumineux "sortir de l'univers", n'est ce pas? ^^

Par contre, je voudrais dire un truc sur la formation des trous noirs, car ce n'est pas qu'une histoire de densité de matière. Les trous noirs stellaires se forment parce que, lors de l'explosion en supernovae d'une étoile massive en fin de vie, le noyau devient trop dense et pas assez énergétique pour compenser les forces de répulsion. Pour résumer le processus, dans une étoile en fin de vie, les réactions nucléaires s'arrêtent au centre du noyau, que ça soit par manque de combustible pour les petites étoiles, ou parce que la matière du noyau ne peut plus fusionner (noyau de fer). À ce moment-là, les enveloppes externes de l'étoiles sont expulsées et le noyau implose car il n'y a plus de chaleur produite pour contrebalancer la gravitation. Dans les étoiles "naines" comme le soleil, c'est la force de répulsion entre les électrons et les protons qui maintiennent le noyau dans un état stable qu'on appelle naine blanche. La matière devient un énorme cristal de carbone, d'azote, d'oxygène enveloppé d'hélium. Les électrons forment un plasma dégénéré au sens quantique, c'est à dire qu'ils occupent les niveaux d'énergie les plus bas possible sur l'ensemble de l'étoile, qui a désormais une taille comparable à la Terre. Mais la force électromagnétique de répulsion entre les électrons et les protons est tout de même plus forte que la gravitation. Dans le cas d'une étoile un peu plus massive, la force électromagnétique n'est pas suffisante, et la gravitation est tellement forte qu'elle force les électrons à rentrer dans le noyau et à "fusionner" avec les protons pour former des neutrons. On a alors un "noyau atomique" d'une masse équivalente à un à plusieurs soleils, composé presque exclusivement de neutrons, et d'une taille de quelques kilomètres : c'est une étoile à neutrons. Si l'étoile est encore plus massive, alors la force nucléaire forte elle-même n'est pas suffisante pour arrêter le processus d'effondrement, et il se forme un trou noir. Certains ont émis l'hypothèse que le processus pourrait être arrêté par la loi d'interaction des couleurs des quarks (la chromodynamique quantique), formant un amoncellement de quarks "libres" de leur prison de protons ou de neutrons, ce qu'on appelle une étoile à quark. Il y a d'autres théories encore plus fumeuses mais qui n'ont qu'un intérêt limité car ces "étoiles étranges" seraient de toute façon difficilement différenciables des étoiles à neutrons voire des trous noirs. Pour l'observateur que je suis, quelque chose qui ne peut être observé/mesuré/testé n'est pas vraiment digne d'intérêt.
Bref, tout ça pour dire qu'il faut prendre en compte l'énergie et la forme de la matière lorsqu'on parle du Big Bang. En particulier, les forces fondamentales sont fusionnées au début, et de la même manière, la matière massive ne peut pas exister pendant un bon moment car les niveaux d'énergie sont trop élevés et désintègre immédiatement toute particule de matière normale. On ne peut réellement appliquer les lois de la physique "normales" (désolé pour l'abus de langage) qu'une fois que l'inflation est terminée et que la densité de l'univers est bien en-dessous du seuil indiqué.

Petite note en passant sur la vidéo de Bashar. Rien, je dis bien rien, ne prouve actuellement que l'Univers soit infini, ou fini du reste. Les deux hypothèses sont valides. C'est en particulier le travail de recherche de Jean Pierre Luminet sur les "univers chiffonnés" qui sont finis et dont la taille serait inférieure à la taille de l'horizon des évènements pour nous.

[Aloïsius]

Citation :

Publié par Septimus

En particulier, les forces fondamentales sont fusionnées au début, et de la même manière, la matière massive ne peut pas exister pendant un bon moment car les niveaux d'énergie sont trop élevés et désintègre immédiatement toute particule de matière normale.

Fais-nous rêver : avec assez d'énergie, on peut créer de la matière non-massive voire à masse négative !
Bon, ça ne résout pas les soucis qui apparaissent avec maman causalité si on déforme l'espace temps autour d'un vaisseau...

[Mr Bourpif]

Citation :

Publié par Septimus

Pour la densité de l'univers, il me semble avoir déjà dit qu'il est sans doute juste de considérer l'univers entier, quelque soit son stade d'évolution, comme un trou noir, avec nous dedans. Après tout, j'ai du mal à imaginer un rayon lumineux "sortir de l'univers", n'est ce pas? ^^
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Wow ....

On peut imaginer le big bang comme l'effondrement d'une étoile en trou noir vu de l'intérieur ?
Et une chaine d'univers montés en série à travers des trous noirs
Ca me vrille le cerveau, vous n'avez jamais le vertige les gars ?

[Schoen]

Terrible Septimus ton post

putain je comprends pas, c'est tellement passionnant, pourquoi on décuple pas les moyens de recherche dans ces domaines bordel !!

Quand je lis des posts comme ça, j'ai l'impression que plus rien d'autre dans la vie n'a vraiment d'importance ... COMMEN ON VA RESOUDRE LA CRISE FINENCIERE ARFFF ???? C QUOI LE PLUS PUISSEN ENTRE UN ELEFAN ET LE PSG ????

nom de dieu y'en a marre jprends ma navette jme casse dans l'espace a+

[Ron Jetevois]

En parlant de vertige, je le ressens plutôt quand j'imagine que rien n'existerait.
C'est pire que la peur de mourir, dans ce dernier cas je sais que la vie continuerait sans moi. Non c'est une sorte de terreur qui me prend au tripes, que l'univers n'eut jamais été, pas d'existence, pas de temps, le rien absolu. Flippant quand je ressens ça.

[Rhaze]

Moi ce qui me fout le vertige c'est mon ignorance. J'essaie de suivre la conversation mais j'ai du mal pourtant ça me passionne.

[Galirann]

Septimus tu nous régales !
Un très grand merci pour le temps que tu passes à nous faire partager ton savoir.

Comme Schoen j'ai souvent l'impression que rien n'est important au regard de notre place et de notre devenir dans l'immensité cosmique. Je l'ai particulièrement ressenti en sortant d'Interstellar

Evidemment la réalité quotidienne reprend vite le dessus mais ces instants de vertige où l'on prend conscience de la fragilité de notre existence et de la puissance des forces qui gouvernent l'univers sont vraiment incroyables. C'est le meilleur des anxiolytiques

[Jargal]

Citation :

Publié par Septimus

Je l'ai déjà dit ailleurs sur un autre poste "Science", mais la gravitation est une force étrange et encore mal comprise comparée aux autres forces fondamentales. C'est un vaste sujet de recherche très actif, et dont le point d'achoppement est la jonction entre le formalisme quantique et des théories des champs et la vision macroscopique, voire cosmologique, que l'astronomie apporte.

Juste pour pinailler un peu sur ça, je ne suis pas sûr que le qualitatif "étrange" soit bien approprié. Cela a un côté un peu mystique que je trouve un peu étrange.

En plus historiquement, la gravité est quand même l'interaction qu'on a réussi à comprendre le plus rapidement, du moins à notre échelle et à celle du système solaire. Il faut dire que sa loi simple* en ** et la facilité* à observer le mouvement des planètes ont aidé à la comprendre.

Après il est vrai qu'il est un peu paradoxal qu'aujourd'hui, on ait réussi à avoir des descriptions quantiques de toutes les autres interactions découvertes après mais pas de celle qu'on a compris en premier.
Mais comme tu le dis, c'est dû à ses spécificités qui l'a rend sûrement impossible à observer avec les moyens d'aujourd'hui à petite échelle, ce qui ne permet pas de nous guider dans la construction d'une théorie quantique adaptée.

Enfin encore une fois, c'est plus pinailler qu'autre chose. Mais je me méfie un peu aussi du fait que quand ça commence à parler d'espace, de cosmologie, de trous noirs, y a toujours la tentation d'en faire un peu trop, à la fois du côté des scientifiques qui promettent : l'origine de l'univers, du système solaire, ou de la vie sur Terre, etc. comme du côté du public qui est vite en état de sidération plutôt qu'à essayer de comprendre.


* Simple et facile sont bien sûrs relatifs. Cela a quand même demandé du travail et des gens intelligents pour comprendre cela.
** à notre échelle du moins, même si de toute façon j'ai cru comprendre que les théories qui modifiaient cela n'étaient pas trop en vogue.

[Ascended Kaore]

Pour ceux qui ont pas vu Bashar, il parle comme certains ont affirmé ici que le Big Bang serais la naissance de notre univers mais qu'il y aurais d'autres big bang dans d'autres dimensions et qu'il y a plusieurs types d'univers, c'est pas la naissance de tout ce qui est.

Il parle aussi d'une "particule" primordiale qui ne connaitrais pas d'intéraction, elle serais seul dans l'infini et que donc cette particule ne connaissant aucune possibilité d'intéraction ne connaitrais aucune restriction de masse et pourrais voyage à une vitesse infini. Il explique que cette "particule" primordiale serais en réalité si rapide que l'illusion de deux particules se présenterais à l'oeil nu et que le trillions de trillions de particules serais en réalité cette particule primordial faisant des traçés si rapide que nous percevons cette même particule dans plusieurs endroits différents.

[Galirann]

Oui et apparemment c'est une entité extra-terrestre d'une dimension parallèle qui lui a confié tous ces secrets.
http://en.wikipedia.org/wiki/Darryl_Anka

Bref...

[Mothra]

Pour les chaines de vulgarisation interessantes, tu peux essayer Nova de PBS, c'est en anglais et c'est souvent pas mal.

Sinon ce type la est assez interessant aussi : http://sc14.supercomputing.org/sched...il?evid=pec124 Il parle de String Theory mais on comprend ou il veut en venir, il ne fait pas de claim delirants. Vraiment didactique et amusant.

[Ghainor/Rodrek]

Citation :

Publié par Rhaze

Moi ce qui me fout le vertige c'est mon ignorance. J'essaie de suivre la conversation mais j'ai du mal pourtant ça me passionne.

Il ne faut pas hésiter à poser des questions, c'est comme ça que l'on apprends

La cosmologie et l'astrophysique sont des domaines passionnants mais complexes. L'astronomie est une discipline beaucoup plus accessible, pour débuter il suffit de lever les yeux la nuit et de prendre le temps d'observer. Pour ceux que ça tente une petite lunette astronomique voir un petit télescope permet d'observer beaucoup de choses

[Septimus]

@Rhaze: je ne suis pas parfait, aussi si tu ne comprends pas quelque chose que j'aurais écrit, n'hésite pas. J'essaierai de reformuler. Ceci-dit, j'ai tendance à dire que pour expliquer l'astrophysique, il faut un bagage scientifique minimal pour arriver à suivre. Personnellement, je pense qu'un niveau ~ première ou terminale S est largement suffisant. En dessous, il faudra probablement passer par des approximations qui risquent d'être fausses. P'têt pour ça qu'on enseigne presque rien en astronomie avant (dire que j'ai dû attendre le master pour avoir des vrais cours d'astronomie ). Bref, tout ça pour dire qu'il faut pas hésiter à pointer les choses qu'on ne comprends et, si possible, pourquoi on ne les comprend pas. Ainsi, on peut reprendre le point qui pose problème et avoir une idée du niveau de la personne pour ajuster l'explication. Quand j'essaie d'expliquer les étoiles à mon fils de 6 ans, je lui parle pas d'équations

Citation :

Publié par Jargal

...

Première chose, je l'ai dit, je suis un observateur, et je ne m'intéresse qu'à la marge sur les discussions théoriques autour de moi. Je peux donc dire des bêtises sur le plan théorique. Je préfère prévenir. Ensuite, je ne veux pas faire de sensationnalisme, et quand quelque chose me parait fumeux, ou juste hypothétique, je le dis

Alors, je suis d'accord avec toi que la gravité n'a rien "d'étrange" à notre niveau. Toutes les expériences/mesures (sur Terre et dans l'espace) fonctionnent très bien avec la gravitation connue actuelle. Déjà que les effets relativistes sont quasiment imperceptibles dans la vie de tous les jours (l'effet le plus manifeste et le premier à être mesuré pour la relativité générale, c'est la précession du périhélie de Mercure, pas exactement un problème existentiel pour tous ). En ce qui concerne la relativité générale, on cherche encore des mesures qui diraient qu'elle ne fonctionne pas. Et beaucoup en cherchent: Nobel à la clef
Pourtant, si la gravité fonctionne comme les lois connues l'indiquent, il y a plusieurs arguments théoriques et expérimentaux qui disent qu'il y a quelque chose qui cloche. Le principe des "matière noire" et "énergie noire" qui sont utilisés largement par les scientifiques pour faire coller les mesures des déplacements galactiques, extra-galactiques et cosmologiques avec la théorie me semblent peu élégants, et l'indice qu'il y a quelque chose qu'on ne comprend pas méchamment quelque part là-dedans, que ce soit effectivement dans l'Univers ou que ce soit dans la formulation actuelle de gravitation. Un peu comme l'éther de la fin du XIXe siècle.
Là-dessus, la mécanique quantique avec la théorie des champs rajoute une couche avec un formalisme des forces fondamentales autres que la gravitation complètement différent. Je ne suis pas un expert de ce domaine, mais de ce que j'ai compris, la formulation actuelle de la relativité générale est incompatible avec le formalisme quantique. C'est d'ailleurs un des "Graals" de la physique moderne: réconcilier le formalisme quantique avec la relativité générale. Le fait qu'on essaie depuis plus de 50 ans sans succès est un autre indice qu'il y a quelque chose qui cloche là. Si je me trompe, merci de me le dire
Enfin, et c'était un petit séminaire auquel j'avais assisté il y a environ un an, un de mes collègues théoriciens présentait plusieurs travaux semblant suggérer que la gravitation était construite sur une vision macroscopique de la réalité, et qu'elle n'était pas, en fait, une force fondamentale, mais une accumulation statistique d'états quantique d'une autre force qui restait à découvrir. Ma mémoire ne me permet pas de dire pourquoi ils disaient ça, et c'est juste une théorie non-publiée, aussi prenez là avec le maximum de pincettes possibles. Par contre, le lien entre la thermodynamique du XIXe siècle (qui décrivait très bien la physique des forces, du travail, des changements d'état, etc.) et la physique statistique de Boltzmann qui la supplanta au début du XXe siècle m'a paru de suite évident. Là où on a construit une machine à gaz qui fonctionne, il y a peut être une théorie plus "simple" sous-jacente qui décrit mieux la réalité observée.

Mais ceci n'est qu'une idée personnelle. Pour le moment, la gravitation de la relativité générale n'a pas encore été prise en flagrant délit d'erreur. Mais comme pour le boson de Higgs, tout le monde serait déçu si ce modèle était effectivement le bon.

[harermuir]

Septimus tape beaucoup sur la gravitation, mais au niveau microscopique, le coupable pourrait tout aussi bien être les théories renormalisables que sont la QED et la QCD. Il y a beaucoup de poussières planquées sous le tapis lors de leur édification aussi à base de "je fais tendre ce terme là vers zero, cet autre là vers l'infini, mais attention, de manière à ce qu'au final, mon résultat soit pile la bonne valeur". Mathématiquement (et donc logiquement), on est en plein milieu des sables mouvants. Pour être précis, la relativité générale s'écrit très bien de la même manière qu'une théorie des champs. Mais quand on essaie de mettre en oeuvre ce qui n'est rien d'autre qu'une escroquerie mathématique (mais qui donne des résultats tout à fait remarquables pour les 2,5 autres interactions), là, ca nous envoie dans le décor assez sévère. La théorie ne converge pas et n'est plus du tout prédictive.

[Ghainor/Rodrek]

Que pensez-vous de la théorie MOND ?
Je la trouve plus simple et élégante que les machins noirs et sombres qui sont censés être omniprésent, massif mais invisible.

[Silgar]

MOND a le mérite d'expliquer par une limitation physique (l'accélération minimale) un phénomène (la vitesse de rotation des étoiles dans les galaxies) sans faire appel à la matière noire et à l'énergie sombre. Pour le néophyte complet que je suis, je trouve ça plus simple... mais mon opinion sur le sujet s'arrête là.

En fait, et c'est un problème systématique lorsque je m'intéresse à ces sujets, je suis rapidement limité par mon petit bagage scientifique pour émettre des jugements ou des appréciations sur les différentes théories existantes.

[Aloïsius]

Dans le même style, Nottale avait émis une théorie de relativité fractale que je trouvais très élégante, mais vu que j'en ai plus jamais entendu parlé depuis, je suppose qu'elle est tombée aux oubliettes...
http://fr.wikipedia.org/wiki/Relativ...27%C3%A9chelle

[Naehko]

Bonsoir,

Pour suivre les propos de Rhaze (étant également totalement néophyte).

J'aurais aimer savoir si vous aviez des références de livres a conseillé pour mieux comprendre l'Astronomie/Astrophysique ?

Ayant fouillé de mon côté j'ai trouver c'est référence qui a priori pourrais convenir ? des avis ?

- Astronomie Astrophysique - 5e édition Broché – 2 octobre 2013 de Agnès Acker
- A la découverte de l'Univers - Les bases de l'astronomie et de l'astrophysique Broché – 5 décembre 2011 de Neil F. Comins

Merci

[Criti]

Pour rester sur le sujet, le terme trou noir ne devrait pas être repensé ?
Ca serait plutôt un objet sphérique très dense.. C'est notre unique angle d'observation qui fausse la vision non ?

[Linou]

Citation :

Publié par Criti

Pour rester sur le sujet, le terme trou noir ne devrait pas être repensé ?

Carrément d'accord, ça fait raciste.

Message supprimé par son auteur.

[Sakechi]

Citation :

Publié par Criti

Pour rester sur le sujet, le terme trou noir ne devrait pas être repensé ?
Ca serait plutôt un objet sphérique très dense.. C'est notre unique angle d'observation qui fausse la vision non ?

A peu près sphérique ouaip.
Après le fait de dire trou pour moi ça caractérise plus le fait que la matière/lumière "tombe" vers le trou noir, sans en ressortir (passé l'horizon), du coup c'est une comparaison intéressante

[Mr. Pringle]

C'est surtout une histoire de traduction pour nous, non ? On entend aussi parler de matière/énergie sombre d'ailleurs. Sachant qu'à la base le terme c'est dark matter/energy, et non pas black matter/energy.

[Silgar]

Difficile de résister à l'attraction de ce fil, du coup je vous propose quelques jolies photos et vidéo publiées sur le site de la NASA et sur son compte Twitter pour le black friday (une orgie consumériste) annuel.
https://twitter.com/hashtag/BlackHoleFriday?src=hash
https://twitter.com/NASA/status/5381...098880/photo/1

En français dans le texte :
http://www.huffingtonpost.fr/2014/11...?utm_hp_ref=tw
http://www.levif.be/actualite/scienc...=8130417249571

[Galirann]

J'ai une question simple et bête à la fois.
Comment est-ce possible que la vitesse de libération d'un trou noir soit supérieure à c ?
Je pensais qu'en relativité générale rien ne pouvait dépasser c