Voyage aux origines

Vouloir trouver une origine à l’Univers en tant qu’espace –temps est un exercice vain. L’extrapolation qui nous permet d’arriver àl’instant zéro est abusive en raison du fait que c’est un instant au-traversduquel l’Univers tel qu’il est décrit par les lois actuelles de la physique n’ajamais pu passer !

Mais doit –on se résigner au fait que si le temps ‘t=0’estinaccessible, cela signifie nécessairement que la quête des origines aboutit àune impasse ?

Bien évidemment non ! Si l’on conçoit différemmentl’Univers, si on l’étend à d’autres dimensions, il apparaît clairement qu’ilprésente non pas une, mais bien quatre(4) origines.

Modèlesde l’Univers

Alors que lacosmogonie tente de décrire la formation de l’Univers, la cosmologie, quant àelle, est la science qui s’intéresse aux lois qui gouvernent l’Univers en tantque système physique.

L'hypothèse de l'homogénéité et l'isotropie, qui constituele principe cosmologique et qui est en accord avec les observations surune grande échelle, implique que l'on peut choisir un temps universel tel quela métrique de l'espace soit la même à tout instant, pour tous les points etdans toutes les directions, ce qui est compatible avec la théorie duBig-bang qui prévaut actuellement.

L'espace-temps constituerait une sorte de "substance"qui se courberait en présence de matière et d'énergie. Tout mouvement dû à lacourbure de l’espace – temps est réversible, différentiable et doncdéterministe. La gravitation implique la courbure de l’espace – temps qui estdécrite par le tenseur de RIENMANN. Lescomposantes de ce tenseur possèdent les dimensions de l’inverse d’une longueurau carré.

Dans un Univers homogène et isotrope, à courbure constante,l'intervalle entre deux événements obéit à la métrique FRW(Friedmann-Robertson-Walker) où r, f et q sont les coordonnées sphériquescomobiles :

ds² = c² dt – R(t)² {(dr²/ (1 + r²/R_c²)) +r² (dϕ² +sin²ϕ dϴ²)}.

Puisqu’il est convenu que l'Univers est isotrope, l'élémentde longueur ds² ne dépend pas des angles f et q mais uniquement du facteurd'échelle R(t).

Le rayon de courbure R_c affecte lesdistances dans l'intervalle dr, de telle manière que 2 points sont séparésd'une distance dl égale à : dl = R(t) dr / √ (1 + r²/ R_c²).

Si l'on pose |k| = (R_c)^-2, cetteéquation admet trois solutions dans le modèle standard de la cosmologie :

· Avec k = 1, l’espace –temps est généralement considéré comme étant un produit entre un tempslinéaire, ayant la topologie R de la droite réelle, et une sphère S³pour l’espace. Cela constitue la forme la plus élémentaire possible,correspondant à un Univers simplement connexe (sphérique et fermé) ;

· Pour k = 0, la topologie laplus simple pour l’espace est l’espace réel tridimensionnel R³(euclidien et ouvert) ;

· Et pour k = -1, c’est unevariété hyperbolique H³ (espace ouvert).

En posant le principe de la relativité générale, Einsteintransposa ces formules dans l'équation tensorielle du champ gravitationnel,afin de décrire la courbure de l'espace-temps : (dR/dt) 2/R2 + k/R2 = 8/3 π Gρ.

Le premier terme en [t-2] est la courbure du temps, lesecond terme (k) est la courbure de l'espace.

Einstein savait que cette équation était dynamique car elleétait construite à partir des équations de la gravitation qui donnait sa formeet la dynamique de l'espace-temps. En d'autres termes, si elle représentaitl'Univers réel et si l’Univers contenait de la matière, celle-ci obéirait auxlois de la gravitation. Cela signifie aussi que dR/dt serait positif, et quel’Univers serait donc en expansion.

Univers unique à trois phases

Il n’existe aucunprocédé pour définir une pluralité concernant l’Univers : soit l’Universest le tout, et il est alors unique, soit il n’est pas le tout, et alors iln’est pas l’Univers. Quiconque épilogue sur des Univers multiples (multivers)tient un discours inintelligible.

Trois remarquess’imposent tout de même :

- L’infiniment grand doit nécessairement rejoindre l’infiniment petit pourque l’unification des lois E = hν et E = mc² puisse sefaire. Cela signifie que l’expansion universelle a une limite.

- ‘Tout’ est à prendre au sens global. Les deux phases dynamiques del’Univers, à savoir son expansion et sa contraction, sont à considérercomme étant les deux faces d’une même pièce ;

- L’Univers tel que nous le connaissons est appelé à disparaître totalementau profit d’un espace ouvert (hyperbolique) et d’un Univers fermé (sphérique).

Rappel sur l’unification des lois E =mc² et E = hν

- L’équationd’équivalence en physique relativiste est la suivante : E = mc²(où c = 299 792 458 m/s).

En multipliant (ou en divisant) les deux termes de cette équation par laconstante unitaire

b = LP.TP = hG/c⁴= 8,71360(88).10^—78 m.s, nous obtenons l’équation suivante : {E.R= (E_{(x, y, z)} / t) m}

(où E_{(x, y, z)}: espace tridimensionnel, t : temps unidimensionnel et R : produit d’unespace unidimensionnel par un temps unidimensionnel).

Par convention, nousappellerons N : le produit (E.R). Nous obtenons ainsil’équation : {N = (E_{(x, y, z)} / t) m}.

- L’équation deséchanges d’énergie d’émission et d’absorption en physique quantique est lasuivante :

E = hν (où l’invariant relativiste est le quantumd’action h = 6,626068 x 10^-34 m² kg/s et ν : une fréquence d'onde).

En multipliant (ouen divisant) les deux membres de cette équation par la constante unitaire

b = LP.TP = hG/c⁴= 8,71360(88).10^—78 m.s, nous obtenons l’équation suivante : {E.R= (E_{(x, y, z)} / t) m}

(où E_{(x, y, z)}: espace tridimensionnel, t : temps unidimensionnel et R : produit d’un espaceunidimensionnel par un temps unidimensionnel).

Nous obtenons de lamême façon (avec les mêmes conventions) l’équation {N = (E_{(x, y, z)}/ t) m}.

La convergence entermes dimensionnels des deux lois relativiste et quantique aboutit au modèleunifié (ou à l’équation unificatrice) {N = (E_{(x, y, z)} / t)m}.

Pour que laconvergence numérique (faisant abstraction de toute considérationdimensionnelle) s’établisse entre les deux lois, les deux conditions suivantessont nécessaires et suffisantes :

Valeur numérique durapport (c² / h) = 1 c’est – à – dire (299 792 458)²/ 6,626068 x 10-34 = 1 ou

1.36 10⁵⁰= 1;

et valeur numériquedu rapport (h / c²) = 1 c’est – à – dire 6,626068 x 10^-34/ (299 792 458)² = 1 ou

0.74 10^-50= 1.

Lorsque l’infinimentpetit rejoint l’infiniment grand, E = hν et E = mc² ne forment plusqu’une seule et unique équation faisant apparaître une nouvelle forme d’énergie N.

Aucune constantefondamentale ne figure dans l’équation {N = (E_{(x, y, z)} / t)m}. Nous sommes bel et bien en présence d’une physique radicalementnouvelle !

Réductiondu nombre des constantes fondamentales à zéro

Martin REES dans son livre ‘Just Six Numbers’décrit six constantes sans dimension dont il juge les valeurs comme fondamentalespour décrire la structure de l’Univers. L’idée de la grande ‘Théorie du Tout’unificatrice devrait idéalement pouvoir réduire le nombre de constantesfondamentales à zéro. L’objectif des physiciens est justement de trouver unethéorie qui n’aurait pas besoin de poser les valeurs des constantesfondamentales.

Temps en relativité

La théorie de larelativité a remis en cause les propriétés usuelles du temps. Il n'est pluspossible de considérer le temps comme une entité Universelle et indépendante.

Albert Einstein amontré que l’écoulement du temps est relatif. Pourquoi ? « Simplement » parceque le mouvement dans l’espace affecte son écoulement. Il a révélé ainsi laconnexion fondamentale entre espace et temps, induisant au passage que passé,présent et futur existent de la même manière et sans distinction !

La réalité estconstituée de tous les présents (et non un seul qui, dès lors, seraitarbitrairement privilégié), donc de tous les points de l'espace-temps. Le passéet le futur deviennent aussi réels que le "présent". Il n'y a pas une réalité à chaque instant,mais une réalité globale, éternelle et immuable sans que ceci ne viole toutefois la causalité.

Cependant,considérer que « la relativité a définitivement condamné la plupart despropriétés du temps et des notions qui s'y rapportent » c’est prendre unraccourci rapide et enterrer le temps lui - même. En fait, si la relativité aremis en question les notions de simultanéité et de chronologie, c'est enconférant au temps le statut assez rigoureux de dimension dans l'espace deMINKOWSKI.

Enfin ce qui nousintéresse, c’est de savoir que la relativité nous indique que voir loin veutdire ‘voir en arrière dans le temps’ !

Espace ouvert (hyperbolique)

Arrivé au terme deson expansion, l’Univers entamera sa phase de contraction en tant qu’espaceouvert hyperbolique. Le commencement coïncidera exactement avec la fin etréciproquement. Aucune distinction ne pourra se faire entre les deux extrémités.

Si le temps estétroitement lié à l'énergie, au commencement (idem pour la fin) il n'y a pas deplace pour l'énergie. Seule l'information est présente. Elle est constituée pardes unités, désignant la quantité élémentaire d'information, appelées des «bitsd'information».

L’égalité (0.74 10^-50= 1) sera remplacée par (0 = 1). Il s’agira du ‘qubit’ décrit comme une"superposition" d’états.

En l’absence deconstantes et de forces fondamentales, les quatre grandeurs physiques (temps,espace, matière et énergie) seront absolument équivalentes.

Indépendantes lesunes des autres, elles passeront par deux étapes distinctes à savoir :

x → (1 / x) puis (1/ x) → (dx / x).

Les quatreconstantes fondamentales de la physique (k, h, c, et G) seront ainsi remplacéespar (dt / t),

(dE_{(x, y, z)} / E_{(x, y, z)}),(dm / m) et (dE / E) où t = temps unidimensionnel, E_{(x, y,z)} = espace tridimensionnel,

m = masse et E= énergie.

Comment retrouver l’équation {N = (E_{(x,y, z)} / t) m} ?

Pour passer de laphase d’expansion à celle de contraction, l’Univers doit obligatoirement obéir à la même loiimmuable {N = (E_{(x, y, z)} / t) m}. Celle-ci s’obtient dela façon suivante :

[(dt / t) / (dE_{(x,y, z)} / E_{(x, y, z)})] / [(dm / m) / (dE / E)] = 1.

Cette équationdevient : E = (E_{(x, y, z)} / t) m (dE / dm) (dt / dE_{(x,y, z)}).

Pour les besoins decompatibilité entre les deux univers, plat (euclidien) et ouvert (hyperbolique),il est nécessaire que les deux égalités [(dE / dm) (dt / dE_{(x, y,z)}) = 1 et E = mc² (ou E = hν)] soient parfaitement équivalentes du pointde vue dimensionnel. Pourquoi ?

Pour la simple etbonne raison que l’énergie E doit être présente dans l’Univers(hyperbolique) tout en disparaissant au profit de la nouvelle énergie N aufur et à mesure de la progression de la contraction.

Ce qui rend l’existencedu produit

[(espaceunidimensionnel unitaire* temps unidimensionnel unitaire) = 1 m.s] absolumentincontournable.

Or le chevauchementdes deux univers suppose un environnement informationnel caractérisé par le ‘qubit’exclusif (0 = 1). Ce qui suppose l’existence d’un autre produit à savoir :

[(espaceunidimensionnel nul* temps unidimensionnel nul) = 0 m.s].

En termestechniques, cela veut dire que le ‘câble à deux fils’ « espaceunidimensionnel unitaire * temps unidimensionnel unitaire » est branché au‘câble à deux fils’ « espace unidimensionnel nul * temps unidimensionnelnul ».

Le débranchement desdeux ‘câbles’ mettra en marche l’ordinateur quantique cosmique et déclencherala phase de contraction.

Les deux équationssuivantes

- (dE / dm) = (∫₀¹ dE / ∫₀¹dm) = 1 (ou fournisseur d’accès à Univers-Net) ;

- et (dt / dE_{(x, y, z)}) = (∫₀¹ dt / ∫₀¹∫₀¹ ∫₀¹ dE_(x,y,z)) = 1 (oufournisseur universel d’énergie)

assureront alors àelles seules la compatibilité.

L’équationprécédente E = (E_{(x, y, z)} / t) m (dE / dm) (dt / dE_{(x,y, z)}) s’écrira E x R = (E_{(x, y, z)} / t) m ou bien

{N = (E_{(x,y, z)} / t) m}.

Trousnoirs

A) Définition

Considérés commeobjets théoriques bizarres dans les années 1930, les trous noirs sontaujourd’hui incontournables pour la compréhension des étoiles, des galaxies ettrès probablement des particules élémentaires. On sait désormais que toutes lesgalaxies, ou presque, possèdent un trou noir massif en leur centre.

Le terme « trou noir» a été inventé par le physicien américain John Wheeler en 1967, pour décrireune concentration de masse-énergie si compacte que même les photons nepeuvent se soustraire à sa force gravitationnelle.

Un trou noir possèdeune masse donnée, concentrée en un point que l’on appelle singularité(*) gravitationnelle. Cette masse permet de définirune sphère appelée horizon du trou noir, centrée sur lasingularité et dont le rayon est une limite maximale en deçà de laquelle letrou noir empêche tout rayonnement de s’échapper. Cette sphère représente enquelque sorte l’extension spatiale du trou noir. C’est ainsi que le terme« trou » est inapproprié, on devrait plutôt parler de « boulenoire » pour conceptualiser concrètement sa forme physique réelletridimensionnelle dans l’espace.

(*) Unesingularité est un concept mathématique qui peut être visualisé comme unerégion de l'espace-temps qui a acquis une courbure si grande que les grandeursphysiques normales y sont infinies et que les lois ordinaires de la physiquecessent d'être applicables.

Un premier exemple fameux de singularité est fourni par le Big-bang,un second type de singularité est donné par les étoiles effondréesou trous noirs.

B) Description

Contrairement à tousles autres corps de l’Univers, ces astres peuvent être complètement décrits àl’aide d’un très petit nombre de paramètres. Il suffit de connaître leur masse,leur moment angulaire, qui caractérise la rotation, et leur charge électrique.Le trou noir apparaît alors comme une simple déformation de l’espace-temps, quetrois nombres suffisent à définir.

Si l’on prendl’image d’un tissu élastique comme représentation de l’espace en relativité, letrou noir correspond alors à une bille si lourde qu’elle s’enfonce profondémentdans le tissu jusqu’à le déchirer et par conséquent disparaître. La bille estdésormais invisible et uniquement détectable par la présence d’un trou dans letissu élastique. De la même façon, il est impossible de voir un trou noir, maison peut le deviner par la présence d’une importante distorsion de l’espace etdu temps dans son voisinage car plus la gravité est importante, plus l'espace etle temps sont déformés.

Travauxde BÖHMER et VANDERSLOOT

Afin de tenterde mieux comprendre ce qu’il advient de la matière et de l’espace-temps àl’intérieur d’un trou noir, Christian BÖHMER et Kevin VANDERSLOOTont entrepris d’utiliser l’analogie,géométrie de l’espace-temps interne d’un trou noir et géométrie d’un Univers enexpansion, pour appliquer les nouvelles techniques de la gravitation quantiqueà boucles ou Loop Quantum Gravity (LQG). Leurs travaux serésument aux cinq points suivants :

- Dans le monde microscopique, on assiste à une modification de lagéométrie de l’espace-temps qui de continue devient discrète. Puis au fur et àmesure que l’on se rapproche du monde macroscopique, la granularité quantiques’estompe et une description continue, approximative, devient de plus en plusprécise.

- Un traitement quantique de la géométrie de l’espace-temps éviteraitl’effondrement de la matière à l’intérieur d’un trou noir et effacerait lasingularité prédite par les équations de la relativité générale classique.

- Comme l’expansion de l’Univers dans le cadre de la théorie du Big-bangressemble beaucoup à l’effondrement d’une étoile mais avec le sens du tempsinversé, on s’attend à ce que là aussi la singularité de l’espace-temps,caractérisée par une valeur infinie de la courbure de celui-ci et une densitéinfinie de matière, disparaisse.

- Quand un état limite de haute densité de matière et de courbure del’espace-temps est atteint, l’effondrement est stoppé par l’apparition d’uneforce répulsive.

- Dans le cadre des approches de pré-Big-Bang avec les supercordes,l’intérieur d’un trou noir pourrait donner naissance à un autre Univers.

Travaux de DAMOUR, HENNEAUX et NICOLAI

Thibault DAMOUR,Marc HENNEAUX et Hermann NICOLAI ont développé une approche dans laquellel’espace-temps émerge d’une situation antérieure. Selon eux, lorsque l’ons’approche de la singularité (le Big-bang), l’espace s’évanouit. Ne reste plusque le temps (**), d’où aurait émergé l’espace. Bien que très spéculative,cette théorie est néanmoins mathématiquement extrêmement précise, et connectéeà des morceaux robustes de la théorie des cordes.

(**) Lee SMOLINaffirme même que le Temps a existé avant le Big-bang !!!

Rappel de certaines notionsfondamentales

- La vitesse de la lumière ‘c’ s’inscrit dans la définition de l’espace –temps. Un trou noir déforme tellement l’espace – temps qu’il le déchire. Laconstante ‘c’ ne peut donc pas être caractéristique d’un trou noir.

- Un trou noir est une concentration de masse – énergie si compacte quemême les photons ne peuvent se soustraire à sa force gravitationnelle.L’équivalence masse – énergie se fait dans le rapport ‘c²’. Mais ‘c²’ne peut non plus être à elle seule une caractéristique d’un trou noir puisqueles effets quantiques y sont omniprésents en raison de la géométrie quantiquede l’espace-temps.

- Stephen HAWKING et James B. HARTLE ont formulé que l'espace et letemps sont tous les deux d'extension finie, mais sans frontière ni borne.

- L’espace – temps plat est nécessaire pour définir la matière. Desdistinctions entre l’espace et le temps se révèlent possibles uniquement auxbasses énergies de la vie courante.

- En mécanique quantique, aucune distinction n’est aussi possible entrel’espace et le temps. La masse et l’espace – temps sont sur un pied d’égalité,et dans un certain sens, les particules et le vide sont constitués de la mêmesubstance.

- L’invariance par difféomorphisme (***) fait qu’il est impossible dedistinguer l’espace du temps dans le cadre de la relativité générale.

(***) Enmathématiques, un difféomorphisme est un isomorphisme dans la catégorie desvariétés différentielles : c'est une bijection différentiable d'une variétédans une autre, dont la bijection réciproque est aussi différentiable.

Quelle pourrait être l’équation décrivantun trou noir ?

En l’absence deconstantes et de forces fondamentales, les notions de rotation et de chargeélectrique n’ont plus de sens. Les trousnoirs sont alors décrits par leur masse et le rapport (E_(x,y,z) / t)équivalent sur le plan dimensionnel auproduit ‘c² * b’ (c :vitesse de la lumière dans le vide et b : constante unitaire).

Comme l’espace seconfond avec le temps, le rapport (E_(x,y,z) / t) devient (t³ /t) ou t². Après inversion, t² devient (1 / t²).

Etant donné que t²doit être égal à (1 / t²), l’égalité (t⁴ = 1) estcaractéristique des trous noirs qui permet d’établir l’équivalence masse - N conformément à l’équation {N = (E_{(x, y, z)} / t) m}.

Si cette théories’avère exacte, le devenir des champs de matière et de rayonnement dans un trounoir pourrait être connu.

Origines

Mais d’où viennentle temps ‘t’, l’espace ‘E_(x,y,z)’, la masse ‘m’ et l’énergie ‘E’ ?

La réponse est toutesimple. Il faut tout d’abord concevoir un état originel décrit par [t(0) = 0],

[E _(x,y,z) (0)= 0], [m(0) = 0] et [E (0) = 0]. Puis y inclure les conditions (∫¹₀dt/ ∫¹₀ ∫¹₀∫¹₀ dE _(x,y,z)) = 1 et

(∫¹₀dE / ∫¹₀ dm) = 1.

Enfin procéder de lamanière suivante :

- ∫(dt / t) = Ln t + t(0) puis l’exponentielle e^{Ln t + t (0)} = t e ^{t (0)} = t ;

- ∫dE _(x,y,z) / E _(x,y,z) = Ln E _(x,y,z) +E _(x,y,z) (0) puis l’exponentielle e ^{LnE + E (0)} = E _(x,y,z) e ^E(0) = E _(x,y,z) ;

- ∫dm / m = Ln m + m(0) puis l’exponentielle e^{Ln m + m(0)} = m e ^m(0) = m ;

- ∫dE / E = Ln E + E(0) puis l’exponentielle e^{Ln E + E (0)} = E e ^E(0)= E.

Dans l’état originel,le temps, l’espace, la matière et l’énergie sont donc créés grâce à la "superposition"d’états (0 = 1).

Conclusion

Jeconclurai par deux citations :

- "Je suis convaincu que la mécanique quantique n'est pas une théorieultime". Lee SMOLIN ;

- " Il n'est jamaisbon pour une théorie scientifique d'être irréfutable : La physique spéculativecourt alors le risque de basculer dans la métaphysique ". Éminentchercheur.

Note

Ce ‘post’ n’est qu’une synthèse de travaux scientifiquesavec tout de même une valeur ajoutée personnelle.

J'avoue ne pas avoir les connaissances necessaires sur le sujet, mais ce qe je peux dire c'est que l'Univers est en soit un modèle scientifique. Celui-ci peut donc être modifié et amélioré au cour des années par la communauté scientifique, pour arriver peut-être à une Vérité sur les origines de l'Univers.

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Si c'est sensé être l'explication de "superposition des états quantique = Boutin on/off du PC de Dieu@ que tu nous avais sorti la dernière fois, sache juste que c'est encore plus WTF ... Enfin de toute façon tu ne répondras pas mais tu viens de le convaincre que tu ne fais que sortir ineptie sur ineptie, en mettant une équation par ci par la, en faisant trois calcul niveau 1er S qui te vaudront sûrement un prix Nobel, pour rendre crédible la déduction la plus... Euuuuh... WTF (désole j'ai pas mieux... ) de toute l'histoire de l'univers (oui... Depuis t(0) ... Qui est une variable de... Lui même... Qui quand il voit un ln devient automatiquement une exp ... Inspiration divine sûrement... ) ´fin bref... Si tu compte copier coller tout le bouquin ou le jene sais quoi... Sans moi... 3 post m'ont suffit .. Je vais aller lire des truc intelligents a l'asile moi...

Ah et au fait... Je prend t(maintenant) je le dérive, ça fait 0... Je suis l'origine de l'univers... Vous m'avez démasqué ...

Mais ... Si je le divisait par moi même ... Alors je deviendrais 0/0 ... Indéterminé... Cherchez pas les voies sont impénétrables (d'ailkeurs le premier qui essaye sans mon consentement... sgrogneugneu... )