Re: Une preuve de l'avant Big Bang?

[loofrg]

Pour faire écho à la vidéo d’Etienne Klein (fort intéressante) ; chercher un commencement (indication temporelle) à cet univers, ne peut me semble-t-il, prétendre à autre chose qu’à trouver une réponse relative à un point de vue temporel sur son origine. Or, le temps (en même temps que l’espace et tout le reste) nous dit Etienne Klein, apparaît avec la naissance de l’univers, ce qui revient à dire que tout aspect temporel est lié à cet univers et donc devons-nous en conclure je pense, également la question de son commencement et de son antériorité. C’est un peu le serpent qui se mord la queue en quelque sorte.

[Bean]

En théorie, le temps n'existe pas plus que l'espace à l'origine car c'est une singularité dans le seul modèle dont on dispose actuellement, c'est à dire la relativité générale (la physique quantique n'est pas adapté pour étudier la gravité et l'espace-temps).

Cependant, ce modèle n'est pas applicable au dessous de l'échelle de Planck, ce qui en somme, revient à dire qu'on n'est incapable de savoir ce qui se passe dans des volumes spatio-temporels inférieurs à l'échelle de Planck, ni ici et maintenant ni à l'origine de l'univers et si c'est bien l'origine. Comparativement, le même problème existe pour la physique des trous noirs.

Les deux modèles théoriques des super cordes et de la gravitation quantique à boucles tentent de répondre à la question de cette singularité et de la résoudre mais ils ne sont pas encore aboutis car très complexes et faisant appel à des mathématiques dont certaines sont encore à découvrir.

[loofrg]

En théorie, le temps n'existe pas plus que l'espace à l'origine car c'est une singularité dans le seul modèle dont on dispose actuellement, c'est à dire la relativité générale (la physique quantique n'est pas adapté pour étudier la gravité et l'espace-temps).

Que veux-tu dire par singularité relative à l'espace-temps ?

[Bulle]

Il parle me semble-t-il de la singularité gravitationnelle.

[Bean]

Une singularité gravitationnelle qui mène à un espace temps infiniment dense avec des dimensions nulles (volume nulle et temps arrêté).

[loofrg]

^
Oui, c'est ce qu'on soupçonne que soient les trous noirs si j'ai bien compris, mais en même temps, cette densité infinie des trous noirs est commune au Big bang si je comprends bien.

[Bulle]

Oui, c'est ce qu'on soupçonne que soient les trous noirs si j'ai bien compris, mais en même temps, cette densité infinie des trous noirs est commune au Big bang si je comprends bien.

On parle de densité infinie lorsque la matière est confinée dans un volume nul.  Ce qui n'a pas de sens du point de vue de la  physique et signifie simplement que les capacités de prédiction de la relativité générale sont dépassées. Le problème est que même la mécanique quantique n'aide pas puisque on ne peut pas l'appliquer dans le domaine de l'infiniment petit lorsqu'il y a des effets gravitationnels minime : là ce n'est pas le cas, ils sont au contraire intenses.
C'est donc plutôt ce problème de limites de la relativité générale qui est commun aux trous noirs et au Big bang.

[loofrg]

Merci
En fait avec certains modèles d'univers, comme le modèle à rebonds si je ne me trompe pas, c'est la question au sujet du fait que le Big bang soit un commencement qui est remise en question. Mais ces modèles apparemment ne sont que théoriques. Si le Big bang n'est plus vu comme un commencement, il devient alors aisé d'imaginer un avant Big bang. Ce sont les frontières de l'univers qui en l'occurrence seraient repoussées ici, et avec elles, la question de l'origine première, qui deviendrait quelque part de ce fait, moins urgente.

[Bean]

Si un avant big bang est possible, il est fort probable que l'origine de cet avant nous reste inaccessible et définitivement inconnaissable.

Concernant la singularité du big bang, elle est associée à l'hypothèse du continu de l'espace mais le mur de Planck laisse à supposer que l'univers n'est pas continu mais granulaire, il existerait donc des quanta d'espace-temps irréductibles. Un univers réduit à zéro avec une densité infini est donc irréaliste.

Le modèle de la gravitation quantique à boucles soutient cette hypothèse granulaire de l'univers en supprimant toute singularité au moment du big bang.

cf. La gravité quantique à boucles

[loofrg]

(...)
Le modèle de la gravitation quantique à boucles soutient cette hypothèse granulaire de l'univers en supprimant toute singularité au moment du big bang.

Et en mettant en doute du même coup l'idée d'un commencement à l'univers, d'après ce que j'ai compris.
Etienne Klein dit que la science n'a pas la preuve que l'univers ait eu un commencement, mais elle n'a pas non plus la preuve qu'il n'en n'a pas eu.

[Bulle]

Ce sont les frontières de l'univers qui en l'occurrence seraient repoussées ici, et avec elles, la question de l'origine première, qui deviendrait quelque part de ce fait, moins urgente.

L'univers n'a pas de bords donc pas de frontières

[Bean]

Et en mettant en doute du même coup l'idée d'un commencement à l'univers, d'après ce que j'ai compris.
Etienne Klein dit que la science n'a pas la preuve que l'univers ait eu un commencement, mais elle n'a pas non plus la preuve qu'il n'en n'a pas eu.

Dans un modèle cosmologique où le temps est une propriété émergente, difficile de parler de commencement. Reste uniquement la causalité engendrant un espace de Planck privé de temporalité.

[Bulle]

Le commencement n'est qu' "une phase momentanée d'un processus appelé à se développer" dans ce cas non ?

[Floyd]

Dans un modèle cosmologique où le temps est une propriété émergente, difficile de parler de commencement. Reste uniquement la causalité engendrant un espace de Planck privé de temporalité.

Je ne comprends pas ce qu'est une causalité sans temps. J'imagine que la propriété emergente que tu appelles "temps" est la dimension temporelle de l'espace-temps relativiste. Mais cette définiton n'est elle pas un peu reductrice ? Si l'espace temps relativiste a emergé, c'est qu'il y a eu evolution d'un systeme physique. Comment imaginer une evolution d'un systeme physique sans la notion de temps (dans son acception la plus générale, la plus simple mais surtout la plus concrete qui est que "quelque chose se passe") ? Peut etre que je comprendrais mieux ton point de vue si tu expliquais ce qui, selon toi, differencie une causalité temporelle d'une causalité atemporelle.

[Bean]

Difficile à décrire en effet, c'est une sorte de temporalité probabiliste ou il n'est pas exclut que la conséquence puisse parfois précéder la cause !
Le temps n'existe pas en tant que phénomène organisé et régulier mais difficile d'en décrire d'avantage.

[Jipé]

La décrépitude physique est la preuve que le temps existe parce qu'il passe...

[Bean]

[loofrg]

Dans un modèle cosmologique où le temps est une propriété émergente, difficile de parler de commencement. Reste uniquement la causalité engendrant un espace de Planck privé de temporalité.

Mais le mur de planck n’est-il pas remis en question avec la physique quantique, de sorte que des interactions impossibles à étudier avec la théorie de la relativité générale le deviendraient avec la physique quantique au niveau de ces énergies très intenses (Big bang). Et qui dit interaction ne dit-il pas temporalité ?

[Floyd]

Difficile à décrire en effet, c'est une sorte de temporalité probabiliste ou il n'est pas exclut que la conséquence puisse parfois précéder la cause !

C'est ce qui est appellé "temps maginaire" ?

[Bean]

En fait pour répondre @Floyd et @loofrg,

1) La notion de temps n'est pas quantique, la fonction d'onde de l'univers ne dépend pas du temps, c'est une superposition d'états qui "remplace" le temps.

2) Le mur de Planck est une limite même pour la physique quantique, c'est ce qui fait que cette physique est "quantique" car composée de quanta définis par la constante de Planck.

[loofrg]

^

Le commencement n'est qu' "une phase momentanée d'un processus appelé à se développer" dans ce cas non ?

Il me semble personnellement que oui et ce qui pose problème, c'est l'aporie selon laquelle il s'agirait d'un événement sans cause, autrement dit d'une singularité.

En théorie des cordes qui est l’une des manières de franchir théoriquement le mur de Planck, il est dit que la température de l’univers n’a pas pu être infinie si j’ai bien compris. Cela remettrait en cause le Big bang vu comme une singularité et lui retirerait par là son statut d’origine ou de commencement.

Etienne Klein l'explique mieux que moi dans cette (courte) vidéo :

[Bean]

Que ce soit en théorie des cordes ou en gravitation quantique à boucles, l'univers possède une densité maximale, un volume minimal et une température maximale, (etc.) toujours en raison des constantes de Planck.

Les singularités et les infinis indiquent toujours un défaut dans une théorie.

[loofrg]

Que ce soit en théorie des cordes ou en gravitation quantique à boucles, l'univers possède une densité maximale, un volume minimal et une température maximale, (etc.) toujours en raison des constantes de Planck.

Et ceci implique une interaction entre particules et donc une non singularité.(?)

[Bulle]

^Il me semble personnellement que oui et ce qui pose problème, c'est l'aporie selon laquelle il s'agirait d'un événement sans cause, autrement dit d'une singularité.

L'aporie logique dont parle Klein c'est lorsqu'on prend le mot "origine" dans le sens radical du terme : autrement dit rien (non être) avant et tout à coup quelque chose (être). Mais en physique le mot orgine signifie : "Point, instant, donnée à partir de quoi on mesure les coordonnées d'un point, un temps ou une grandeur physique quelconque"
La singularité c'est lorsqu'on remonte le temps et que l'on arrive à l'univers considéré comme un objet de volume nul auquel sont associés une température et une densité infinies, nous explique t-il également : autrement dit le Big Bang. Mais ça c'est quand on n'applique pas la théorie à avant le mur de Planck puisque avant le mur de Planck la singularité initiale est repoussée : elle ne disparaît pas en fait.
Après, et bien le Big Bang n'a jamais eu un statut de commencement, de Fiat Lux : c'est le mélange religion/sciences qui crée l'amalgame.