Coin du lecteur. Avril 2014

1989/04/01 Arregi Bengoa, Jesus Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Astronomia

QUESTION

Un univers fini ou infini ?

ELHUYAR. Dans le numéro 19 de la revue ZIENTZIA ETA TEKNIKA, dans la section "Le Coin du Lecteur" de Jesús Arregi, je crois qu'une idée est erronée.

Dans cet article, il est affirmé que: Si la force de gravité de la matière dans l'univers est suffisante pour freiner la vitesse d'éloignement et produire une contraction, l'univers est fini. Mais infini.

Je crois que si la force de gravité de la matière est suffisante pour freiner la vitesse d'éloignement et produire une contraction, l'expansion sera de plus en plus lente, devenant contraction, ce qui rend l'univers pulsable. Sinon, même si elle a toujours été finie, ses mesures seront de plus en plus importantes.

La vitesse de la lumière étant la plus grande de l’univers et en acceptant l’existence de la constante de Hubble (expansion et base de la théorie du «Big Bang»), la plus grande distance entre deux points de l’univers peut atteindre 12.500 millions d’années lumière. Voir tome 11 Elhuyar, numéro 1. 1985 Passé et futur de l'Univers. Section 3.

Si la masse de l'univers ne suffisait pas à produire une contraction, la finitude du pétrissage (ses mesures géométriques) serait toujours plus grande, mais finie même ainsi, même si cette finitude n'avait pas de limites.

Prenons un exemple simple: l'ensemble des nombres naturels est infini, mais tous les nombres naturels sont finis.

Pour finir, il ne faut donc pas confondre les deux concepts : les marges de l'univers ou les limites géométriques (qui n'existent pas), avec les limites ou limites mathématiques des mesures de l'univers. L'existence possible de cette dernière réside dans la quantité de masse invisible.

Antón del Campo

RÉPONSE

Pour comprendre les résultats obtenus en appliquant la Théorie de la Relativité Générale à l'ensemble de l'univers, il est nécessaire de recourir à des situations de mécanique classique. Par conséquent, ces analogies sont souvent extraites de leurs mesures et des erreurs sont créées parce que les différences ne sont pas soulignées. C'est ce qui arrive souvent dans l'analogie entre l'évolution de l'expansion de l'univers et le problème de la vitesse dont un corps a besoin pour échapper à la gravité d'un autre.

Pensons, pour expliquer le deuxième cas, que nous voulons lancer un lanceur pour quitter la Terre. Lorsque vous effectuez le test, nous avons trois options en fonction de la vitesse que nous donnons au lanceur. Dans la première, lorsque la vitesse du lanceur est inférieure à celle nécessaire pour surmonter l'attraction (que nous appelons vitesse d'échappement), l'objectif n'est pas atteint et le thème d'échappement tombe vers l'attraction. Dans les deux autres, lorsque la vitesse du lanceur est égale à la vitesse d'échappement ou la première est plus grande, l'objectif est atteint, ayant comme seul séparateur la différence de vitesses relatives entre les corps à la fin du processus.

La parité entre ces conclusions et celles qui découlent de l'analyse cosmologique de l'expansion de l'univers n'est pas totale, et je crois que de cette assimilation erronée tu as déduit ce que tu me proposes dans ton écriture.

Au sein de la Mécanique Classique, il est possible que ce que vous envisagez se produise, c'est-à-dire que le lanceur est un univers fini qui s'étend pour toujours avec plus d'énergie que celui correspondant à la vitesse d'échappement. (En bref, nous devons considérer que l'univers est formé uniquement par la Terre et les lanceurs. Le «Big Bang» serait l'allumage des moteurs du dernier). Cette composition, cependant, n'est pas juste, dans la cosmologie relativiste. Selon la Relativité Générale, l'effet de la gravité est la conséquence des déformations ou des courbures que produit la matière dans l'espace/temps tetradimensional.

Par conséquent, la division de la matière qui joue contre l'expansion de l'univers limite sa forme et ses dimensions. Si l'influence de la gravité est concrètement suffisante pour freiner l'expansion et produire une contraction, la courbure est positive et les trois composants spatiaux de l'espace/temps tétradimensional se pencheront autour d'eux-mêmes jusqu'à ce qu'il se ferme comme la surface d'une sphère bidimensionnelle. Dans ce cas, l'univers est fini, bien sûr; sinon, la fermeture des géodésiques serait impossible. Quant à la quatrième dimension, c'est-à-dire le temps, et à nous, nous pouvons dire qu'il a un commencement avec le "Big Bang" et se termine quand l'univers revient à la singularité par contraction.

La finitude est donc la particularité de l'espace et du temps et il ne peut arriver que le temps d'une situation dans l'espace fini soit infini ou vice versa. Si l'influence de la gravité n'est pas suffisante pour produire une contraction, l'extension restera toujours. La courbure espace/temps dans ce cas est zéro ou négatif et en tout cas les dimensions spatiales ne sont pas fermées. Ils sont donc infinis. Le temps est aussi le cas, car bien qu'il commence avec le "Big Bang" il n'a pas de fin. Nous appelons ces univers « ouverts ».

Comme nous l'avons dit, il n'y a que deux options:

• Si l'influence de la gravité est supérieure à la limite de contraction, l'univers est fini (même dans le temps) et fermé.
• Si l'influence de la gravité est plus faible que la frontière, l'univers est infini et ouvert.

Comme nous l'avons souligné ci-dessus, les particularités mentionnées dans chacune des deux options sont intimement liées et inséparables. Au contraire, la situation que vous proposez exige que les dimensions spatiales soient finies et temporelles infinies (un univers fini qui se répand constamment), et dans la Relativité Générale il n'y a pas de place pour cette option : si l'espace est fini aussi le temps, si le temps est infini aussi l'espace.

Pour tout cela, je considère que l'affirmation citée est correcte.

Je suis d'accord avec le calcul correspondant à la distance maximale entre deux points de l'univers, mais il faut garder à l'esprit que ce calcul correspond à l'univers observable et est utile tant si celui-ci est fini qu'infini.

Vous avez raison de souligner la différence entre les limites géométriques ou marges et les limites de mesures. La différence est évidente et c'est pourquoi il n'est pas nécessaire de mentionner les premiers à parler pour la deuxième fois, comme je l'ai essayé cette fois. Dans la réponse précédente j'ai mentionné les deux pour souligner les différences entre les deux et peut-être je n'ai pas atteint l'objectif.

Jésus Arrani.