NOMBRES - Curiosités, théorie et usages

 

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Des quarks au cosmos

Évolution de l'Univers

 

Sommaire de cette page

>>> Infini et cosmologie

>>> Paradoxe de la nuit noire

>>> Infini et physique quantique

 

 

 

INFINI  & Physique

 

Imaginer l'infiniment grand, comme l'infiniment petit donne le vertige. Que trouve-t-on aux confins de l'Univers? Jusqu'où peut-on disséquer la matière. L'humain est toujours resté interrogatif face au temps qui passe: où commence le passé et où finit l'avenir?  

 

 

INFINI: Cosmologie

 

*  Dans un univers statique, les étoiles existent depuis toujours. En brillant, elles déversent de l'énergie lumineuse dans l'espace. Cette énergie s'accumule depuis un temps infini.

*  Le ciel devrait, en conséquence, briller d'un éclat infini. Alors, pourquoi la nuit est noire?

 

*  Problème vu pour la première fois par Kepler. Puis Römer fit la découverte de la vitesse finie de la lumière.

 

*  Aussi, Edgar Allan Poe, poète américain, qui pense que certaines étoiles sont si éloignées que leur lumière ne nous est pas encore parvenue.

 

*  C'est vrai, les plus vielles étoiles ont sûrement moins de 20 milliards d'années. À l'échelle astronomique, cette durée est trop courte pour remplir l'espace de lumière.

 

*  Même, si l'univers est en expansion, la lumière émise par les étoiles se raréfie progressivement à mesure que se dilate le volume d'espace dans lequel elle se propage.

 

*  La nuit devient de plus en plus noire. L'obscurité de la nuit contient un message que les astronomes ont mis plus de quatre siècles à déchiffrer. L'univers n'est ni éternel, ni immuable...

 

Paradoxe de la nuit noire

 

*  Dans l'Univers en expansion, l'énergie du rayonnement électromagnétique se dilue graduellement (cela se traduit par le décalage vers le rouge).

*  Le rayonnement du fond diffus cosmologique, alors qu'il est émis sous une forme énergétique (lumière visible et infrarouge) n'apparaît aujourd'hui que sous une forme très peu énergétique.

*  Les rayonnements des plus lointaines galaxies sont tellement décalés vers les faibles énergies qu'ils sont devenus inobservables.

*  Tout se passe comme s'il n'en existait de toute façon qu'un petit nombre fini.

 

 

 

INFINI & physique QUANTIQUE

 

*  En 1927, le travail de Paul Dirac permit d'associer, dans sa théorie de l'électron, la théorie quantique et la relativité restreinte.

 

*  Au milieu des années 1940, en essayant d'unifier mécanique quantique et électromagnétisme, les nouvelles théories on s'est heurté à des valeurs infinies quand on calculait les propriétés de l'électron. Non pas des valeurs très grandes, non! Mais infinies!

 

*  En " bricolant " les formules pour les rendre exploitables, on a donné naissance à l'" électrodynamique quantique renormalisée " (QED). Théorie dont les résultats ont pu être vérifiés jusqu'à 10 décimales. La QED met en jeu des particules qui transmettent la force. Mais pas des particules de matière... des particules de champ. Elles transmettent la force en voyageant à la vitesse de la lumière. Ce sont des particules médiatrices (bosons).

 

 

 

 

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