La constante cosmologique, inventée puis reniée par Einstein

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En 1915, Einstein découvre la relativité générale. Il applique alors ses calculs au cosmos et ses calculs montrent que l'univers est en expansion, ce qui le contrarie puisque comme tous les scientifiques de l'époque, il pense alors que l'univers est statique. Pour expliquer ce résultat, il rajoutera un paramètre, la constante cosmologique, qui fige l'univers. Plus tard, il reconnaitra que l'expansion de l'univers est réelle et que cette constante était la plus grosse bourde de sa carrière.

Mais l'histoire de cette constante cosmologique n'est pas terminée puisque les scientifiques s'y intéressent de nouveau, car elle permettrait d'expliquer l'accélération de l'expansion de l'univers.


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La plus grande erreur d Einstein se trouve dans sa celebre formule e=mc2 car aujourd hui tout le monde sais que e=m6...

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Einstein s'était aperçu que ses équations ne pouvaient recevoir de solution compatible avec la description d'un Univers statique et/ou temporellement immuable Plutôt que de renoncer à ce modèle d'Univers éternel auquel lui- même et la plupart de ses contemporains adhéraient , il trafiqua ses équations en leur ajoutant un terme , dit " constante cosmologique " , qui visait à courber l'espace-temps en un sens opposé pour préserver la séparation des corps : en contrebalançant l'effet attractif de la matière , cet effet répulsif de la constante cosmologique permettait de décrire l'Univers comme statique.

Sitôt que l'expansion de l'Univers découverte par Hubble l'avait dispensé de la nécessité de procéder à cet ajout pour contrebalancer l'attraction de la matière, Einstein déclara que l'invention de cette constante cosmologique était " la plus grande erreur de sa vie " .

Il n'est pas certain qu'Eintein ait fait une erreur . En plus de la matière , l'Univers contient une énergie, dite " énergie du vide " , que même l'espace le plus vide en apparence semble receler . Conformément à la célèbre équation d'Einstein E = mc2 , cette énergie du vide a une masse , et elle exerce par conséquent un effet gravitationnel sur l'expansion de l'Univers . Il convient de remarquer que l'effet de cette énergie du vide s'oppose à celui de la matière : la matière ralentit l'expansion au point de pouvoir finir par l'interrompre et l'inverser, alors que l'énergie du vide tend au contraire à accélérer l'expansion , comme dans la phase d'inflation . En fait , cette énergie du vide agit exactement comme la constante cosmologique !

Source : Stephen Hawking - Une brève histoire du temps .

Il y a quand même certaines nuances qui méritent selon moi d'être précisées.

-Deja, Einstein n'a pas découvert la relativité générale, c'est une théorie qu'il a élaboré

-Dire que tous les scientifiques de l'époque pensaient que l'univers était statique est un propos un peu trop large, puisque Edwin Hubble ne découvrit l'expansion de l'univers quelques années plus tard, ce qui fait que l'idée trottait déjà dans les esprits

-Et enfin, il me semble intéressant de mentionner que la constante cosmologique est à nouveau d'actualité puisqu'il semblerait que l'hypothétique matière noire ne serait qu'une "béquille" sans laquelle la relativité générale ne tiendrait pas debout

J'espère avoir apporté ma pierre à l'édifice...


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Commentaire supprimé Les scientifiques de la SNCF? Si c'est eux, on aura les résultats dans... 10^1827273 ans? ^^

L'expansion de l'univers est de plus de plus rapide , et pourrait un jour selon les calculs s'agrandir plus rapidement que la vitesse de déplacement de la lumière dans quelque temps ( temps cosmologique bien sur ) !

La plus grande erreur d Einstein se trouve dans sa celebre formule e=mc2 car aujourd hui tout le monde sais que e=m6...

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a écrit : L'expansion de l'univers est de plus de plus rapide , et pourrait un jour selon les calculs s'agrandir plus rapidement que la vitesse de déplacement de la lumière dans quelque temps ( temps cosmologique bien sur ) ! Ou alors justement cette accélération deviendra nulle, la vitesse d'expansion maximale devenue constante, avec pour valeur 3,00*10^8. (Environ)

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Einstein s'était aperçu que ses équations ne pouvaient recevoir de solution compatible avec la description d'un Univers statique et/ou temporellement immuable Plutôt que de renoncer à ce modèle d'Univers éternel auquel lui- même et la plupart de ses contemporains adhéraient , il trafiqua ses équations en leur ajoutant un terme , dit " constante cosmologique " , qui visait à courber l'espace-temps en un sens opposé pour préserver la séparation des corps : en contrebalançant l'effet attractif de la matière , cet effet répulsif de la constante cosmologique permettait de décrire l'Univers comme statique.

Sitôt que l'expansion de l'Univers découverte par Hubble l'avait dispensé de la nécessité de procéder à cet ajout pour contrebalancer l'attraction de la matière, Einstein déclara que l'invention de cette constante cosmologique était " la plus grande erreur de sa vie " .

Il n'est pas certain qu'Eintein ait fait une erreur . En plus de la matière , l'Univers contient une énergie, dite " énergie du vide " , que même l'espace le plus vide en apparence semble receler . Conformément à la célèbre équation d'Einstein E = mc2 , cette énergie du vide a une masse , et elle exerce par conséquent un effet gravitationnel sur l'expansion de l'Univers . Il convient de remarquer que l'effet de cette énergie du vide s'oppose à celui de la matière : la matière ralentit l'expansion au point de pouvoir finir par l'interrompre et l'inverser, alors que l'énergie du vide tend au contraire à accélérer l'expansion , comme dans la phase d'inflation . En fait , cette énergie du vide agit exactement comme la constante cosmologique !

Source : Stephen Hawking - Une brève histoire du temps .

a écrit : Ou alors justement cette accélération deviendra nulle, la vitesse d'expansion maximale devenue constante, avec pour valeur 3,00*10^8. (Environ) oui très probable également. avant l'effondrement de l'univers et sa re-expansion après un nouveau bug bang du à la concentration de toute la matière. l'hypothèse des cycles me plait assez. ;-)

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Et en 1965 (je crois) Stephen Hawking démontra que cette théorie de la relativité générale d'Einstein impliquait que l'espace et le temps ont eu un commencement, le Big Bang, et une fin, les trous noirs.

Il y a quand même certaines nuances qui méritent selon moi d'être précisées.

-Deja, Einstein n'a pas découvert la relativité générale, c'est une théorie qu'il a élaboré

-Dire que tous les scientifiques de l'époque pensaient que l'univers était statique est un propos un peu trop large, puisque Edwin Hubble ne découvrit l'expansion de l'univers quelques années plus tard, ce qui fait que l'idée trottait déjà dans les esprits

-Et enfin, il me semble intéressant de mentionner que la constante cosmologique est à nouveau d'actualité puisqu'il semblerait que l'hypothétique matière noire ne serait qu'une "béquille" sans laquelle la relativité générale ne tiendrait pas debout

J'espère avoir apporté ma pierre à l'édifice...

On parle bien de "Einstein" le chien du prof dans retour vers le futur !

*joke* :)

a écrit : La plus grande erreur d Einstein se trouve dans sa celebre formule e=mc2 car aujourd hui tout le monde sais que e=m6... Techniquement, c’est même E² = m²c⁴ + p²c² :-)

S'il y a des experts corrigez moi si j'ai tord. Un spécialiste de la théorie des cordes disait dans une vidéo (que je pourrais retrouver) que l'expansion accélérée de l'univers pourrait créer un problème à long terme. En fait, plus précisément, c'est les galaxies qui s'éloignent les unes des autres, et en suivant une logique proportionnelle. Par exemple une galaxie 2 fois plus éloignée qu'une autre s'éloigne 2 fois plus vite. Par conséquent, dans très très longtemps nous ne serions plus capable de voir les galaxies lointaines qui nous entourent (impossibilité de détecter la lumière venant des étoiles). Ainsi nous aurions aujourd'hui une sorte se responsabilité de collecter certaines informations, images, indécelables dans un futur lointain.

Bien sur tout cela reste théorique et il me semble que la crainte de certains scientifiques ne soit non pas dans une expansion trop importante de l'univers mais plutôt dans une inversion du processus et un rétrécissement de l'univers.

C'est un sujet, tout comme la théorie des cordes et autres théories actuelles essayant d'allier mécanique quantique et relativité , sur lesquelles je vous conseille de vous renseigner, sont controversées. C'est pourquoi mon post n'a valeur que de répéter les dires de spécialistes et ne prétend pas dire la vérité.

Merci d'avoir créer cmb.

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Pour agrémenter l'anecdote:

Lorsque Einstein publia ses travaux (contenant sa formule 'rajoutée') un certain Friedman, en russie, s'empressa comme toujours de devorer la derniere publication de son scientifique favorie. Mais en lisant et en refaisant les calculs (oui c'était une tête egalement) il remarqua l'erreur qu'Einstein avait faite.. (la constante cosmologique n'avait rien a faire là! ).
Il ecrivit aussitôt a Albert, qui, raconte une femme de menage présente, est entré dans une colère noire en lisant la lettre et l'à mis en boule pour l'écraser de plusieurs coups de talon...

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a écrit : S'il y a des experts corrigez moi si j'ai tord. Un spécialiste de la théorie des cordes disait dans une vidéo (que je pourrais retrouver) que l'expansion accélérée de l'univers pourrait créer un problème à long terme. En fait, plus précisément, c'est les galaxies qui s'éloignent les unes des autres, et en suivant une logique proportionnelle. Par exemple une galaxie 2 fois plus éloignée qu'une autre s'éloigne 2 fois plus vite. Par conséquent, dans très très longtemps nous ne serions plus capable de voir les galaxies lointaines qui nous entourent (impossibilité de détecter la lumière venant des étoiles). Ainsi nous aurions aujourd'hui une sorte se responsabilité de collecter certaines informations, images, indécelables dans un futur lointain.

Bien sur tout cela reste théorique et il me semble que la crainte de certains scientifiques ne soit non pas dans une expansion trop importante de l'univers mais plutôt dans une inversion du processus et un rétrécissement de l'univers.

C'est un sujet, tout comme la théorie des cordes et autres théories actuelles essayant d'allier mécanique quantique et relativité , sur lesquelles je vous conseille de vous renseigner, sont controversées. C'est pourquoi mon post n'a valeur que de répéter les dires de spécialistes et ne prétend pas dire la vérité.

Merci d'avoir créer cmb.
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Les deux sont embêtants : soit l'univers "s'effondre" sur lui même, soit il s'étend à l'infini, ce qui aura pour cause d'éloigner éternellement les galaxies entre elles (et plus de collisions de galaxies et de nuages = plus de création d'étoile = noir complet = univers mort). Et s'il s'effondre, il peut se réexpendre, comme dit plus haut. Cette idée est plutôt sympathique : il n'y a pas besoin d'avoir un début, ni une fin, juste un éternel recommencement.

Bien sûr, on parle de centaines de milliards d'années.

Sinon, il faut savoir que le fait que l'univers se contracte ou se détende tient à pas grand chose : si la densité globale de la matière est supérieure à 3 atomes par m² (oui oui), l'univers se contracte. Au delà, il s'étend.

Et il y a un 3e scénario : si la densité est pile égale à 3, il reste stable.

Bien sûr, cela ne tient que d'après les théories existantes, si ça se trouve quelqu'un va publier un article demain qui remettra tout ça en cause (c'est d'ailleurs assez drôle de relire les revues scientifiques des années 70, une époque où les trous noirs étaient légende, et où personne ne croyait au Big Bang).

"Deux choses sont infinies, l'univers et la bêtise humaine, mais en ce qui concerne l'univers, je n'en est pas la certitude exacte"

Albert Einstein :D

a écrit : Les deux sont embêtants : soit l'univers "s'effondre" sur lui même, soit il s'étend à l'infini, ce qui aura pour cause d'éloigner éternellement les galaxies entre elles (et plus de collisions de galaxies et de nuages = plus de création d'étoile = noir complet = univers mort). Et s'il s'effondre, il peut se réexpendre, comme dit plus haut. Cette idée est plutôt sympathique : il n'y a pas besoin d'avoir un début, ni une fin, juste un éternel recommencement.

Bien sûr, on parle de centaines de milliards d'années.

Sinon, il faut savoir que le fait que l'univers se contracte ou se détende tient à pas grand chose : si la densité globale de la matière est supérieure à 3 atomes par m² (oui oui), l'univers se contracte. Au delà, il s'étend.

Et il y a un 3e scénario : si la densité est pile égale à 3, il reste stable.

Bien sûr, cela ne tient que d'après les théories existantes, si ça se trouve quelqu'un va publier un article demain qui remettra tout ça en cause (c'est d'ailleurs assez drôle de relire les revues scientifiques des années 70, une époque où les trous noirs étaient légende, et où personne ne croyait au Big Bang).
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L'Univers peut en fait être comparé à un simple élastique; il peut s'étendre énormément, mais pas indéfiniment, et au bout d'un moment, il se "repliera" sur lui-même.

Au passage, qui dit que les scientifiques du siècle dernier n'avaient pas raison (concernant le Big Bang), et que l'Homme se suffirait de simples articles de journaux? Après tout, ce n'est qu'une hypothèse, et selon moi se baser sur de simples conjectures et assez... "risqué" ^^'

Si je me trompe, ou que je loupe des éléments, merci de me le dire. :-)

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Au moins il admets ses erreurs! Beaucoup devraient faire de même! Messieurs les politiques, je vous passe le bonjour....;-)

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La plus grande bourde de sa carrière ne serait-elle pas plutôt sa lettre à Roosevelt pour inciter les Etats-Unis à se doter de l'arme atomique. Cette lettre fut le point de départ du projet Manhattan, de la mise au point de la bombe et son largage sur Hiroshima et Nagasaki. Il exprima d'ailleurs ses regrets.

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Pour ceux que la physique intéresse mais qui n'y comprennent pas grand chose, je leur recommande le magazine Science&Vie Junior. Il est plutôt destiné à des personnes âgées de 13 à 20 ans, mais justement les journalistes réussissent l'exploit de rendre la physique quantique compréhensible par des lycéens et même des collégiens. Il peut servir aussi à préparer le terrain avant de s'abonner à la version adulte du mag. Par exemple ce mois-ci (numéro 288), un article démonte quelques idées reçues sur les trous noirs (non, les trous noirs que crée le LHC ne risquent pas d'engloutir la Terre! Et non, un trou noir n'est pas forcément noir!). Sinon, le numéro 277 énonce les "7 équations qui gouvernent le monde", le numéro 275 explique comment nous pourrions arriver à rendre les objets invisibles en faisant contourner la lumière autour de l'objet et le numéro 266 explique les fondements de la physique quantique. Voila, désolé pour le pavé :)

PS: Philippe, le mode paysage a des problèmes, est-il possible de corriger ça?

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