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- Herausgeber: Books on Demand
- Kategorie: Wissenschaft und neue Technologien
- Sprache: Französisch
L'Univers a-t-il des trous? On passe en revue quelques modèles d'univers proposés par des scientifiques. Puis, les propriétés et l'histoire de l'évolution de l'univers suivant le modèle consensuel sont développées, avant de décrire rapidement les principales structures de l'univers observé et d'évoquer ce que sont les trous noirs, et autres !
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Seitenzahl: 87
Veröffentlichungsjahr: 2024
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L’Univers, l’immensité de l’univers, de notre monde, de la Nature qui nous entoure. Mon univers est-il le tien ? Y-a-t-il des éléments de l‘univers qui soient universellement reconnus?
Nous exposerons les rudiments de quelques modèles d’univers qui ont été proposés par des scientifiques (ch 1) avant de décrire les principales propriétés et l’évolution de l’univers découlant du modèle retenu (ch2) et de donner un aperçu de l’univers vraiment observé (ch3) avec un complément concernant les trous noirs (ch 4), des déchirures de l’univers ?.
Table des matières
Notations
Introduction
Modèle(s) d’univers
Expansion ou pas ? Premiers modèles :
Big Bang ou pas ? Premières influences de la mécanique quantique
Inflation ou pas ? Autres influences de la Physique quantique
Mathématique ou pas ? Influences de la physique numérique informationnelle
Évolution de l’Univers et constituants élémentaires dans le modèle retenu
Propriétés générales
Bases du modèle
Structure générale de l’univers
La matière et le vide
Quelques autres propriétés
Historique de l’évolution à partir du Big Bang
La soupe primordiale jusqu’aux premières particules baryoniques
De la nucléosynthèse primordiale au fond cosmologique
Des protogalaxies à 1G.a. du Big Bang
D’il y a12,7 G.a. à aujourd’hui
L’univers observé
De la Terre au Soleil
Voie Lactée
Autour de la Voie Lactée
Et plus loin
Carte de l’univers et gros systèmes constitutifs
Trous noirs
Formation des trous noirs
Définitions relatives à un trou noir
Caractéristiques, Propriétés des trous noirs
Postface
Introduction
D’où vient l’Univers ?
De tout temps les hommes se sont forgé des représentations du Monde, auquel ils appartiennent, par des descriptions mythiques, philosophiques, religieuses ou scientifiques, et ils se sont beaucoup posé de questions métaphysiques sur son origine, sa consistance, sa destinée
Des récits de cosmogonie, « science » de la formation de l’Univers, sont rapportés, par des religions et quelques penseurs, comme des mythes fondateurs de civilisations. Ayant toujours existé ou sorti « ex-nihilo » du Néant, ou œuvre d’un ou plusieurs dieux, l’univers serait issu d’un chaos primordial, après luttes infernales entre petits dieux, le monde ayant pu être renouvelé une ou plusieurs fois, l’eau symbolisant la pureté ou l’origine, l’arbre symbolisant la vie. 1
Pendant longtemps, et à partir du moment où l’horizon de l’homme préhistorique s’est élargi, la Terre, notre planète, a été considérée comme le centre de l’univers. Tel par exemple le modèle de Ptolémée Et il a fallu des siècles pour que l’héliocentrisme prévale sans pour autant que notre monde reste fini, fixe et immuable alors autour du Soleil .Les astronomes pensent jusqu’en 1920 ! que les étoiles visibles de la voie Lactée sont à la périphérie d’une sphère où se trouve, au centre, le Soleil, avant, enfin, qu’on admette que les étoiles puissent être en « dehors ».
Il fallait alors se poser la question :
Qu’est-ce que l’Univers ?
Pour appréhender avec raison le monde physique, il faut le voir comme une sorte de monde abstrait, intellectuel, un paradigme comme celui de la physique newtonienne ou celui de la chimie d’après Le Bihan PLSHS 112
Ainsi pour Shakespeare « le monde entier est un théâtre »…une scène, espace constitué de rien de matériel, où entrent en action les forces (l’énergie) et la matière.PLS475 Quelles sont taille et forme de la scène ? Quel est le contenu de la pièce, son intrigue ?
Alors, peut-être, existe-t-il un système de règles simples (comme celles du théâtre classique) donnant les clefs du développement du monde physique ? ….et qui pourrait, par exemple, être représenté par un tout petit programme de calcul? PLS349
Nous exposerons les rudiments de quelques modèles d’univers qui ont été proposés par des scientifiques (ch 1) avant de décrire les principales propriétés et l’évolution de l’univers découlant du modèle retenu (ch2) et de donner un aperçu de l’univers observé (ch3) avec un complément concernant les trous noirs (ch 4).
1 Des Dieux : Noun ou Ptah en Égypte antique, Tiamat et Apsu en Mésopotamie, Chronos en Grèce, Vishnou, Shiva et Brahma en Cosmogonie hindoue, Ymir le premier géant de la cosmogonie nordique : toutes ont donné ensuite de nombreux petits dieux avant que des hommes naissent. Yahvé ou Dieu ou Allah est le dieu Un pour les monothéistes Les Hommes Éclairs de la cosmogonie aborigène sont de simples ancêtres .Les Aztèques ont des dieux qui ont créé successivement cinq mondes, au cours du dernier il y aurait eu un déluge universel.
Modèle(s) d’univers
PLS246, PLS276, PLS 287, PLS 298, PLS 300, PLS 313
Les lois scientifiques, depuis Galilée, ont une portée universelle et sont locales : elles fonctionnent de proche en proche dans l’espace et le temps ; ce qui est vrai ici et maintenant est vrai à côté et tout à l’heure .Ces lois sont donc impuissantes à étudier l’ensemble global de l’Univers. Ainsi la science classique newtonienne n’a pas vocation à parler de l’univers puisqu’elle considère l’espace et le temps comme des absolus.
Cela n’a pas empêché depuis lors, et même avant, à des philosophes, des écrivains très imaginatifs, des auteurs de science-fiction de proposer des descriptions d’univers plus ou moins fantasmagoriques. Ce qui a tout changé, c’est quand Einstein, en 1905, a montré que le temps et l’espace étaient liés ! Et que nous vivions dans un continuum de 4 dimensions parsemé de matière-énergie.
En effet notre vie personnelle, tout événement, tout objet est sur une ligne d’univers. Qu’est-ce à dire ?: l’objet nait à un endroit-temps et meurt à un autre endroit-temps de l’univers. Un endroit est lié à un temps et réciproquement, et la durée comme la distance sont relativisées : elles n’ont plus de valeurs universelles ! Je vis sur mon espace avec mon temps propre 2 qui n’est pas le vôtre si vous vous déplacez vite par rapport à moi et ce que je vois à un instant est ce qui existait il y a d’autant plus de temps que l’objet que je vois est éloigné de moi ! Ces quelques éléments de la Relativité Restreinte, RR, nous obligent à réviser nos conceptions d’univers d’autant plus qu’en 1915 Einstein expose sa Relativité Générale, RG. L’Espace-Temps, ET, ce continuum est modifié 3par la présence de Matière M. Aller, sans contrainte, en ligne droite en présence d’une grosse masse c’est aller sur une géodésique4 : la lune va tout droit sur une géodésique de la Terre et celle-ci tout droit sur une géodésique du système solaire, c’est-à-dire qu’elles tournent autour des masses plus importantes! La gravitation qui agit entre toutes masses (de l’atome ou plus petits, aux galaxies) modifie localement la géométrie de l’espace qui agit sur la matière en lui disant comment se mouvoir, et réciproquement la matière agit sur l’espace pour lui indiquer comment se courberMisner..
Une foule de modèles d’univers, tous à bases scientifiques, ont alors été proposés ; on en citera quelquesuns pour les situer un peu chronologiquement.
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Expansion ou pas ? Premiers modèles :
Pour obtenir son 1ier modèle d’univers, en 1917, Einstein introduit dans son équation de la Relativité Générale5RG une constante universelle pour décrire un univers statique et fini mais sans frontière dont la taille est immuable. La constante cosmologique Λ est là pour équilibrer l’énergie de gravitation qui, seule, aurait ramassé l’univers en un point (l’univers matériel se serait effondré sur-lui-même). L’univers devrait alors être éternel, homogène et isotrope en moyenne, sans aucune variation comme la position des étoiles « fixes » observées dans la Voie Lactée. L’univers serait une hyper-sphère6 de rayon constant c’est-à-dire que nous vivrions dans un espace à 3 dim qui serait la surface d’une sphère d’un espace à 4 dim. Cette hyper-sphère est si grande que localement sa surface est plate, euclidienne. Sa structure et son évolution sont néanmoins différentes suivant que la densité d’énergie supposée dans l’univers est supérieure ou inférieure à une valeur critique et l’univers serait alors, selon le cas, infini ou fini.
PLS287
Un modèle, sur les mêmes bases, est proposé par de Sitter mais infini et à densité de matière nulle.
Dès 1918 L Bianchi, partant de la RG, constate que 9 types d’univers sont possibles; l’univers de Bianchi IX, par exemple, aurait un Big Bang et un Big Crunch, un début et une fin; il serait anisotrope avec 3 facteurs d’échelle et l’approche des singularités (la fin et le début) se ferait de façon chaotique.
En 1920 Friedman montre qu’il n’y a que 3 types possibles d’univers en expansion: 1-un univers fini qui arrêterait son expansion quand il atteint sa densité critique7
