L’expansion de l’Univers, une preuve de la dialectique matière/espace-temps
17 août 2017, 08:22, par Robert Paris
Revenons à expansion ou pas expansion… Ce qui résulte d’une observation, c’est que la matière naît du vide, c’est aussi que la matière naît aux jonctions de grandes bulles de vide.
En effet, c’est aux limites des bulles géantes du vide interstellaire que naît la matière, de la pression entre deux bulles de vide en expansion. L’expansion n’est pas une propriété qui a trait à l’univers comme un tout. Elle concerne chaque bulle. Les différents niveaux de la matière interagissent ainsi sans cesse.
Edgar Gunzig dans « Histoire de l’histoire des origines » (article de l’ouvrage collectif « L’homme devant l’incertain » dirigé par Ilya Prigogine) :
« C’est la théorie quantique des champs, lien naturel des phénomènes de création et d’annihilation de la matière, qui offre le cadre évident qui, enrichissant celui de la relativité générale, peut lui apporter ce qui lui fait si cruellement défaut dans sa description de la cosmogenèse. Mais en quoi don le comportement d’un champ matériel quantique, considéré dans le contexte cosmologique, se différencie-t-il de celui du fluide classique, au point de métamorphoser l’évolution cosmologique ? Le fluide cosmologique classique, lui, ne peut que s’étendre et se diluer, en accompagnant l’expansion de l’espace-temps. C’est la dilution classique d’un nombre invariable de particules dans un volume qui s’agrandit. Le champ quantique, par contre, devient l’acteur d’un phénomène extraordinaire : l’expansion de l’espace-temps induit la création des particules matérielles associées à ce champ. Dans le cadre de la théorie quantique des champs, les particules expriment les excitations quantiques du champ, et le champ quantique est excité quantiquement par l’expansion de l’espace-temps dans lequel il est plongé. Cette expansion du substrat géométrique produit sur le champ quantique un effet analogue à celui que produirait une source d’énergie extérieure : elle le force à produire quantiquement de la matière. L’espace-temps produit ainsi en s’étendant son propre fluide cosmologique ! Dans son expansion, la géométrie fournit ainsi au champ quantique l’énergie qui est la source de ses excitations quantiques : les particules. En d’autres mots, c’est l’énergie libérée par l’expansion géométrique que le champ absorbe pour produire ses particules. Tout se passe comme si la géométrie de l’espace-temps représentait un réservoir d’énergie interne que l’expansion permettait d’actualiser et de mettre en communication avec le champ qu’elle excite… Si le vide quantique est effectivement dépourvu de particule et ressemble en cela au vide intuitif de la théorie classique, il est néanmoins le siège d’une fébrilité inconnue en théorie classique. Le vide quantique ne représente en effet pas l’absence de matière mais, bien au contraire, un état particulier de celle-ci, celui d’énergie minimale. Si les particules sont bien les entités fondamentales de la théorie physique classique (et de la mécanique quantique non-relativiste) et, à ce titre, permanentes et inamovibles, les champs quantiques, eux, sont les entités ontologiques de la théorie quantique des champs, et ce sont eux qui sont inexpurgeables. On ne peut les éliminer et le vide quantique ne correspond qu’à leur configuration quantique la plus figée compatible avec les exigences du formalisme quantique : c’est leur état d’énergie minimale dépourvu de particules réelles, mais siège d’une mouvance et d’une activité irréductible par principe… Créer des particules à partir de ce vide, c’est exciter suffisamment ces fluctuations pour qu’elles ne se ré-annihilent pas, qu’elles ne retombent pas à zéro, et puissent alors transporter réellement de manière durable l’équivalent énergétique de la masse des particules produites… C’est ici que se manifeste dans toute sa richesse la non-linéarité des équations d’Einstein et les effets de rétroaction qui en résultent : la matière qui est créée, en réponse à l’expansion de l’espace-temps, doit en retour moduler cette expansion selon les équations d’Einstein. En d’autres termes, l’ampleur de cette expansion détermine le taux de cette création et cette expansion est alors conditionnée, en retour, par cette matière produite… qui conditionne donc en retour sa propre production… le vide de l’espace-temps renferme en lui-même son propre réservoir énergétique qui lui permet de s’auto-alimenter, sans recourir à un monde extérieur inexistant. Il est énergétiquement autosuffisant parce qu’il peut puiser de l’énergie en lui-même. Voilà comment l’espace-temps peut créer, engendrer, en se dilatant, son propre contenu ! »
Revenons à expansion ou pas expansion… Ce qui résulte d’une observation, c’est que la matière naît du vide, c’est aussi que la matière naît aux jonctions de grandes bulles de vide.
En effet, c’est aux limites des bulles géantes du vide interstellaire que naît la matière, de la pression entre deux bulles de vide en expansion. L’expansion n’est pas une propriété qui a trait à l’univers comme un tout. Elle concerne chaque bulle. Les différents niveaux de la matière interagissent ainsi sans cesse.
Edgar Gunzig dans « Histoire de l’histoire des origines » (article de l’ouvrage collectif « L’homme devant l’incertain » dirigé par Ilya Prigogine) :
« C’est la théorie quantique des champs, lien naturel des phénomènes de création et d’annihilation de la matière, qui offre le cadre évident qui, enrichissant celui de la relativité générale, peut lui apporter ce qui lui fait si cruellement défaut dans sa description de la cosmogenèse. Mais en quoi don le comportement d’un champ matériel quantique, considéré dans le contexte cosmologique, se différencie-t-il de celui du fluide classique, au point de métamorphoser l’évolution cosmologique ? Le fluide cosmologique classique, lui, ne peut que s’étendre et se diluer, en accompagnant l’expansion de l’espace-temps. C’est la dilution classique d’un nombre invariable de particules dans un volume qui s’agrandit. Le champ quantique, par contre, devient l’acteur d’un phénomène extraordinaire : l’expansion de l’espace-temps induit la création des particules matérielles associées à ce champ. Dans le cadre de la théorie quantique des champs, les particules expriment les excitations quantiques du champ, et le champ quantique est excité quantiquement par l’expansion de l’espace-temps dans lequel il est plongé. Cette expansion du substrat géométrique produit sur le champ quantique un effet analogue à celui que produirait une source d’énergie extérieure : elle le force à produire quantiquement de la matière. L’espace-temps produit ainsi en s’étendant son propre fluide cosmologique ! Dans son expansion, la géométrie fournit ainsi au champ quantique l’énergie qui est la source de ses excitations quantiques : les particules. En d’autres mots, c’est l’énergie libérée par l’expansion géométrique que le champ absorbe pour produire ses particules. Tout se passe comme si la géométrie de l’espace-temps représentait un réservoir d’énergie interne que l’expansion permettait d’actualiser et de mettre en communication avec le champ qu’elle excite… Si le vide quantique est effectivement dépourvu de particule et ressemble en cela au vide intuitif de la théorie classique, il est néanmoins le siège d’une fébrilité inconnue en théorie classique. Le vide quantique ne représente en effet pas l’absence de matière mais, bien au contraire, un état particulier de celle-ci, celui d’énergie minimale. Si les particules sont bien les entités fondamentales de la théorie physique classique (et de la mécanique quantique non-relativiste) et, à ce titre, permanentes et inamovibles, les champs quantiques, eux, sont les entités ontologiques de la théorie quantique des champs, et ce sont eux qui sont inexpurgeables. On ne peut les éliminer et le vide quantique ne correspond qu’à leur configuration quantique la plus figée compatible avec les exigences du formalisme quantique : c’est leur état d’énergie minimale dépourvu de particules réelles, mais siège d’une mouvance et d’une activité irréductible par principe… Créer des particules à partir de ce vide, c’est exciter suffisamment ces fluctuations pour qu’elles ne se ré-annihilent pas, qu’elles ne retombent pas à zéro, et puissent alors transporter réellement de manière durable l’équivalent énergétique de la masse des particules produites… C’est ici que se manifeste dans toute sa richesse la non-linéarité des équations d’Einstein et les effets de rétroaction qui en résultent : la matière qui est créée, en réponse à l’expansion de l’espace-temps, doit en retour moduler cette expansion selon les équations d’Einstein. En d’autres termes, l’ampleur de cette expansion détermine le taux de cette création et cette expansion est alors conditionnée, en retour, par cette matière produite… qui conditionne donc en retour sa propre production… le vide de l’espace-temps renferme en lui-même son propre réservoir énergétique qui lui permet de s’auto-alimenter, sans recourir à un monde extérieur inexistant. Il est énergétiquement autosuffisant parce qu’il peut puiser de l’énergie en lui-même. Voilà comment l’espace-temps peut créer, engendrer, en se dilatant, son propre contenu ! »