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yamaela a posé la question dans Sciences et mathématiquesAstronomie et espace · il y a 7 mois

Si l'univers est fini mais pas "clos", qu'est-ce que cela veut dire?

Cela fait plusieurs jours, suite à une réflexion d'un QRiste en rubrique philosophie (je crois que c'était @Arrial mais je n'en suis pas certaine) que ça tourne en boucle. Donc, pour le coup, mon raisonnement se termine... en queue de poisson! Du genre de poisson qui tourne en rond dans son bocal bien fini. Donc!

Est-ce à cause des trous noirs et des trous de ver? Univers fini mais ouvert sur d'autres "dimensions" (même si je ne comprends pas ce que ça signifie scientifiquement, vu que la SF, ça compte pas)?Est-ce à cause de la possibilité pour la lumière de poursuivre sa route vers un point (ou une multitude de points) dont nous ignorons tout? (Si la lumière des étoiles traverse l'univers, où finit-elle par "atterrir"? Ou bien elle fait "demi-tour"?^^)

Un petit aperçu des nombreuses questions qui jaillissent sans parvenir à choper la queue d'une réponse... 

Mise à jour:

Après deux aspirines et trois cafés... Comment alors parler de l'univers comme un "tout"? Ce n'est pas un univers qu'il faudrait dire mais des univers? Si le point de départ est celui d'arrivée tout en ayant la possibilité d'emprunter un "chemin différent" (1) à chaque fois, comment peut-on être sur qu'il existe un quelconque "chemin"? 

1) si je passe par la porte d'entrée pour sortir et que je me retrouve dans le salon j'ai pu passer par n'importe quel "point".

Mise à jour 2:

1 suite) Et si, le lendemain, je franchis la porte d'entrée et je me retrouve dans la cuisine, suis-je passée par un autre "point" ou bien le même ?

En ce cas, comment être certain que l'univers ait des "lois"? Si ça se trouve c'est le salon qui a bougé et pas moi... 

Au point où j'en suis... Je vais reprendre une aspirine. 😂

Mise à jour 3:

@Tchernobilly the kid

S'il n'y a pas de dehors à l'univers, il n'y a pas de limite. Ça je comprends. 

Mon exemple était mal exprimé. Je ne voulais pas parler de "chemin" extérieur à l'univers mais des chemins à l'intérieur de l'univers qui "superposent" deux points que l'on supposait distant. La question étant: est-ce que tous les points de l'univers sont superposés ? Et, nous parlons bien pour des corps de la taille de particules? Pour l'instant, les planètes restent encore "à leur place"?^^

Mise à jour 4:

@Tchernobilly the kid et @Philou

J'ai lu vos deux articles (merci), plusieurs fois, d'ailleurs.😂 Ça aide mais je ne comprends toujours pas comment l'on fait une différence entre un univers fini et infini. Vu l'échelle et le fait qu'il n'ait pas été totalement exploré... Cette idée d'illusion de l'infini m'intrigue. Si l'univers est non-clos, nous ne pouvons jamais être certain que nous revenons bien à notre point de départ... Quels sont les repères ?

Et pour la "superposition" @Tcherno. Merci.

Mise à jour 5:

@La Dague: merci! Je sens que je vais aller me refaire un café et relire votre réponse cinq ou six fois. Parce que... C'est dense. 

Chaque réponse soulève d'autres questions. 

@Tchernobilly: oui, je tourne en rond. Je l'ai même expliqué dès l'intitulé de la question. Mais je préfère passer pour une andouille que de rater un point essentiel.🙂

Merci à tous pour le cadeau précieux du temps passé à me lire et à me répondre! 😘

11 réponses

Évaluation
  • il y a 7 mois
    Réponse favorite

    Dernier ajout, puisque ma réponse se reboucle elle aussi :

    Les andouilles, ce sont ceux qui ne cherchent pas à comprendre...

    Dans le sac d'embrouilles de la dernière réponse, je relève l'erreur courante qui consiste à attribuer une géométrie à l'Univers, vu de l'extérieur. C'est un NON-SENS, ya pô d'extérieur !

    La "forme ovale", c'est sans doute celle des "cartes" du fond diffus cosmologique (représentation plane en projection elliptique)...

    Bon, j'arrête là (même si j'ai tenu bon pour lire jusqu'au bout), je veux pas être méchant.

    :o)

    __________

    C'est une question de topologie qui ne tombe pas sous le sens, imprégnés que nous sommes d'un modèle d'Univers euclidien à 3 dimensions où le plus court chemin d'un point à un autre est une portion de droite et où une droite est infinie (des deux bouts...).

    Cela tient au fait que notre univers sensible n'est qu'un petit bout de l'espace-temps et qu'on ne peut pas (pas facilement, du moins) se représenter un univers "fini" (= non infini), où une géodésique (le plus  court chemin d'un point à un autre, cas particulier, la droite), se "mord la queue" et qui, bien que non-infini, est non-borné (= n'est pas clos).

    C'est comme si en sortant par la porte tu rentrais directement par la fenêtre de derrière sans avoir eu à faire le tour de la maison !

    Il est refermé sur lui-même et il n'y a rien autour, même pas du vide ou du néant, pas d'extérieur.

    L'Univers aurait donc une géométrie "multiconnexe" qui s'apparenterait à ceci :

    https://fr.wikipedia.org/wiki/Espace_dod%C3%A9ca%C...

    Tentons une comparaison en 2 dimensions, c'est plus parlant :

    Tu es une petite schtroumpfette de BD en 2D, un être parfaitement plat (désolé...), mais ta feuille est une sphère (c'est une surface, comme un ballon de baudruche). L'intérieur et l'extérieur de la sphère n'existent pas comme en 3D, tu ne la vois pas de"l'extérieur", tu es dedans. Tu peux te déplacer, aller devant/derrière, à droite/à gauche ; le haut et le bas n'ont pas de sens. Dans cet univers, si tu suis une "droite", au bout d'un moment tu reviens à ton point de départ. Cet univers est "fini".

    ...Mais tu peux te promener dans tous les sens sans jamais tomber sur un mur avec un panneau "ne pas se pencher au dehors". Cet univers est non-borné.

    Fais de beaux rêves. ;o)

    ...

    NB :

    En corollaire, rien n’empêche l'Univers d'être en croissance, même accélérée, sans qu'il soit "dans" quelque chose. Là aussi, nous sommes prisonniers d'une certaine géométrie évidente à nos sens. L'Univers n'est pas "plat", pas plus que la Terre elle-même, mais les arguments dans ce sens sont moins tangibles !

    ...

    @mises_à_jour :

    Arrête l'aspirine, passe carrément aux opiacés !

    Ne cherche pas des chemins dans un univers plus ou moins parallèle, la porte et la fenêtre de la cuisine, c'est la même chose, il n'y a pas de "dehors" !

    Je t'ai dis que c'est pas évident à concevoir, mais il y a des indices de cette topologie multiconnexe dans le fond diffus cosmologique, ce rayonnement thermique fossile qui baigne l'Univers de façon quasi-uniforme et constitue la limite de l'univers visible...

    C'est ce "quasi" qui laisse des traces de cette structure multiconnexe qui dépasserait la taille de l'univers visible.

    Faudrait pouvoir passer de l'autre côté du miroir, faire appel à Alice... ou aux neutrinos.

    @mise_à_jour 3 :

    "est-ce que tous les points de l'univers sont superposés ?" Faut voir...

    Je n'irai pas jusque-là, sauf du point de vue du photon qui a le privilège de se déplacer à la vitesse "c". La Relativité (restreinte) indique que pour un "observateur" allant dans une certaine direction à vitesse relativiste, le temps se dilate (ralentit) et que les distances raccourcissent devant lui.

    Dans le cas limite du photon, le temps est nul, ne s'écoule plus... n'existe plus et la distance vers n'importe quel point de sa trajectoire est nulle.

    Donc un photon est partout à la fois sur sa trajectoire et la distance entre son point d'émission et son point d'arrivée (de destruction en échange d'un peu d'énergie) est NULLE, même si pour nous il a été émis il y a 13,7 milliards d'années !

    De là à dire que ces points sont superposés, on se calme, c'est seulement le "point de vue" du photon.

    Tu reprendras bien un peu de pizza ?

    ... Ou un peu de lecture pour détailler le phénomène. Perso, j'aime la concision.

    https://trustmyscience.com/comment-photon-percoit-...

    @mise_à_jour 4 :

    En effet, ce n'est pas évident de faire la différence entre un univers infini et simplement connexe et un univers fini et non borné, multiconnexe, qui nous plonge dans une sorte d'illusion d'optique. Nous voyons dans ce cas l'Univers un peu comme dans un caléidoscope. Nous verrions alors dans l'Univers lointain certaines zones "en double" sous des angles différents, contribuant à cette illusion d'infini.

    Revenir à son point de départ ne doit pas être pris à la lettre mais comme une "image" réductrice à but didactique.

    L'Univers, évidemment, n'est pas "totalement exploré" et ne le sera jamais, mais il y a des indices...

    Je constate que ma réponse, elle aussi, est chiffonnée et se reboucle sur son premier paragraphe et d'autres... ;o)

    .

    Attachment image
    Source(s) : une aspirine ?
  • Philou
    Lv 7
    il y a 7 mois

    Un excellent article sur le sujet : https://www.futura-sciences.com/sciences/actualite...

  • il y a 7 mois

    Cela signifie que son extension a une valeur finie mais que tu peux aller dans toute direction sans jamais rencontrer de bord et être arrêté.

    Typiquement, on présente la sphère dont la surface 4⋅π⋅R² est finie mais dont on peut faire le tour indéfiniment.

    Tu peux imaginer d'autres surfaces comme cela : celle d'un tore ou d'une fougasse ou d'une tasse (qui est… un tore), d'une bouteille de Klein (qui est un tore… replié sur lui-même !), etc. :)

  • il y a 7 mois

    La manière habituelle de présenter les choses est de dire en effet que cela tourne en boucle ou d'une autre manière. On va tout droit et on se retrouve au point de départ. C'est un peu comme sur Terre, ou comme le périphérique parisien.

    J'ai une variante où l'univers est indéfiniment croissant, ce qui fait que si on va tout droit le chemin ne permettra jamais d'espérer arriver à un point final, sauf quand nous-même ou l'univers est  détruit. La vie humaine n'est pas "close" et progresse tous les jours, jsqu'à sa fin.

    Dans les deux cas il faut abandonner l'idée que l'univers est forcément "dans" quelque chose. C'est une représentation humaine qui décrit bien notre monde quotidien, mais ne correspond pas forcément à la manière dont fonctionne l'univers tout entier.

  • il y a 7 mois

    Nous autres évoluons dans un Tesseract, un Hypercube, présentement !

  • ?
    Lv 5
    il y a 6 mois

    A ce jour nous en savons rien, trop de théories qu'on ne peut prouvées !

    Nous sommes trop jeune dans cette immensité qui est l'univers !

    Prends un année galactique, 250 millions d'années, divise la par 12 mois, et nous somme tout juste une micro µ seconde du 31 du mois de décembre !

       

  • il y a 6 mois

    Je tente de vous dresser un portrait dans les très grandes lignes: 

    Si vous placez des cubes (voir l'image) c'est la place des cubes qui apporterons à l'ensemble un entourage défini, limité. Précisément qui donneront la forme géométrique à l'ensemble. L'ensemble peut donc donner une vision rectangle, triangulaire, ovale définie etc. C'est le même principe pour l'Univers. Cependant nous savons aujourd'hui, que l'Univers présente une forme ovale. Une fois assimilé les "cubes", la forme, la garder en mémoire (on parle de gravitation). Maintenant pensons au ballon de baudruche. Prenons en compte les propriétés fondamentales de l'Univers dont celles d' expansion et de contraction.  Pour se faire, pensez au ballon de baudruche où vous soufflez de l'air, et où il s'agrandit en taille. Il ne perd pas sa forme donc ses limites. Maintenant, imaginez que les planètes et autres objets stellaires soient collés sur la paroi. Ces objets garderont leurs places d'origine, sans se disloquer (, relativité générale et autres) sous la pression de l'expansion de l'ensemble. L'Univers (ballon de baudruche) à donc une expansion infinie ou limité (c'est la question, jusqu'où va cette expansion est-elle infinie ou as t-elle s'est limite) tout en étant fini (garde sa forme, les cubes). Puis ensuite, comprenons, remplaçons l'air du ballon, par de la matière sous toutes ses formes, (agrégat, poussières, planètes, et plus encore) et le chaud et froid que toutes ses fusions de matière provoquent.  Par la transfusion de la matière un jeu de contraction du ballon de baudruche, s'exerce. Comme de l'eau (c une image) si elle gèle, (devient glaçon) l'eau sous sa forme solide, contracte déforme l'emballage plastique dans laquelle elle se trouve, par la place qu'elle prend de par sa forme devenue matière condensée. Rappelez vous dans une bouteille si l'eau gèle, son plastique craqueras sous la pression. Aussi, d'autres facteurs comme la chaleur et le froid deviennent des carburants pour tous, ou par tous ses matériaux. Suivant que la matière se disloque ou forme des ensembles plus ou moins  lourds (d'autres propriétés de l'Univers). Ainsi, l'Univers vit, bouillonne se refroidit, et inversement  mais surtout semble prendre de l'expansion (on parle de relativité générale, relativité restreinte et autres). A cet instant Einstein relève l'équivalence de la matière et de l'énergie dans l'Univers. Je stoppe là.  Pour la lumière, on parle d'années lumière. (Espace/Temps). Ils partent, de ce que nous connaissons qui fait qu'une année correspond au système des diverses saisons, comprises par la *position de la terre dans l'espace, par rapport aux soleils, lune, étoiles. Donc une année lumière, sous entend toute la mécanique citée. Valable à l'échelle de l'homme sur terre (temps) et à l'échelle de l'espace. L' organisation dans l'espace, d'un système est appelée une constellation. L'espace est constellé, plein de constellations. Pour être appelée constellation, les étoiles doivent faire partie du même système*. Donc pour savoir où va la lumière loll c'est complexe, suivant où sa source se situe  et où se trouvera l'observateur et ce qu'elle rencontrera sur son chemin. Ce que l'on sait, est que la lumière faible de l'Univers perçue correspond à un espace temps (mot expliqué ci-dessus) très très lointain, donc dans notre passé à nous (à notre échelle), à un instant où nous n'étions pas nés.  Et les lumières plus vives étant plus proches dans un passé plus récent (où nous n'étions pas plus nés loll).. Aussi certaines de ces compositions n'existent plus réellement. On parle donc d'années lumière, 10 années lumières 40 voir 400 etc. Ce sont des espaces temps. Plus nous voyons loin, plus nous voyons le passé. Puis à cause de l'expansion, ces systèmes  s'éloignent les uns des autres.. Notre galaxie à nous c'est milkyway la voie lactée. 

    Attachment image
  • il y a 7 mois

    ►  Pas besoin  de quatre pages d'explications .

    C 'est  l ' évidence , car ,il ne peut en être autrement .

    La réponse est absurde ....mais l 'Univers aussi .

    L 'univers n 'est pas inféodé à la logique ni à la raison .

    L 'Univers reléve d 'une dimension que l' on ne maitrise pas

    on ne peut que l' appréhender .

  • .
    Lv 5
    il y a 7 mois

    ....le mouton dans le pré...

              ....se pose un peu la même question...

                     ....mais à l’envers....

  • il y a 7 mois

    C e serait donc un...vase !non y finit pas car y n a jamais commence le vent

    Ah si on connait les mondes AHURISSANT E.T .Aucun mystère ne m est mystere

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