French subtitles

← La matière peut-elle exister sans l'espace ? Questions aux experts n°18.

Get Embed Code
12 Languages

Showing Revision 8 created 05/24/2014 by Chimene ELESSA.

  1. Salut les astronautes,
  2. Je m'appelle Matt Kleban.
  3. Je suis maître de conférence dans le domaine de la physique à l'Université de New York
  4. et je suis ici pour répondre à vos questions.
  5. Première question :
  6. Y a-t-il une taille maximum pour un trou noir ?
  7. Très bonne question.
  8. Avant d'y répondre, très rapidement :
  9. qu'entendons-nous par la « taille d'un trou noir » ?
  10. La taille d'un trou noir est le rayon d'un horizon des événements.
  11. Les trous noirs sont des régions d'où rien ne peut s'échapper, y compris la lumière.
  12. Une certaine taille existe pour cette région d'où la lumière ne peut s'échapper.
  13. La limite de cette région s'appelle « horizon des événements »
  14. et elle possède un rayon, une taille.
  15. Voilà ce qu'on entend par la taille d'un trou noir.
  16. En fait, le rayon de l'horizon des événements,
  17. donc la taille du trou noir, est simplement proportionnel
  18. à la quantité de matière et d'énergie que vous y mettez.
  19. En réalité, si vous avez accès à une quantité infinie de matière et d'énergie,
  20. vous pourriez continuer de l'intégrer au trou noir,
  21. et il continuerait simplement de prendre de l'ampleur.
  22. Il n'y a pas de limite dans ce sens-là.
  23. Mais évidemment, dans l'univers dans lequel nous vivons,
  24. nous n'avons pas accès à une quantité illimitée
  25. de matière et d'énergie.
  26. Même si nous pouvions, d'une manière ou d'une autre, voyager
  27. dans tout l'univers et collecter toute la matière et toute l'énergie,
  28. nous aurions toujours une taille maximale.
  29. En effet, il y a une quantité limitée de matière et d'énergie
  30. dans l'univers qui peut être collectée.
  31. Cette taille représenterait une fraction de la taille de l'univers aujourd'hui.
  32. Cela représenterait donc des milliards d'années-lumière,
  33. une taille vraiment énorme mais quand même limitée.
  34. Deuxième question :
  35. La matière peut-elle exister sans l'espace ?
  36. C'est une très bonne question et une question très difficile.
  37. Honnêtement, la réponse est : nous ne le savons pas avec certitude.
  38. Toutefois, ce qu'on peut dire c'est que cette nous avons une théorie
  39. qui lie la matière à l'espace et au temps.
  40. Même si nous ne pensons pas que cette théorie soit une description exacte
  41. du monde, c'est la meilleure que nous avons.
  42. Cette théorie s'appelle « relativité générale ».
  43. C'est la théorie que Albert Einstein a découvert vers 1916.
  44. Selon Einstein, il y a une équation (en fait, un ensemble
  45. d'équations, les équations d'Einstein)
  46. qui lie la matière à l'espace et au temps.
  47. Il se trouve qu'il est possible de résoudre ces équations
  48. lorsqu'il n'y a pas de matière.
  49. Vous pouvez avoir aucune matière et aucune énergie,
  50. mais toujours avoir l'espace-temps.
  51. Mais il n'est pas possible de résoudre ces équations
  52. quand vous avez de la matière mais sans l'espace-temps.
  53. En d'autres termes, vous pouvez avoir l'espace-temps sans la matière,
  54. mais, du moins sur la base des équations d'Einstein,
  55. vous ne pouvez pas avoir de la matière sans espace-temps.
  56. Nous ne pensons pas que ce soit tout.
  57. Nous ne pensons pas que ce soit la loi exacte de la physique.
  58. Il se pourrait que quelle que soit la loi exacte de la physique,
  59. elle permette, d'une manière ou d'une autre, à la matière d'exister sans l'espace.
  60. Mais je pense, du moins pour le moment,
  61. l'état de l'art démontre que non.
  62. Selon nous, ce n'est pas possible.
  63. Troisième question :
  64. S'il était possible de surmonter le problème
  65. de l'énergie infinie pour le voyage de la lumière
  66. et le voyage à travers l'espace à la vitesse de la lumière,
  67. est-ce que la dilation du temps signifierait, de notre point de vue,
  68. que voyager n'importe où pourrait être instantané ?
  69. Cela signifierait-il donc que nous existerions
  70. sur tous les points de notre vecteur en même temps ?
  71. Voici une autre bonne question.
  72. La raison pour laquelle la question est posée est que, lorsque vous vous déplacez très vite,
  73. lorsque vous vous déplacez à une vitesse très proche de celle de la lumière,
  74. il se passe un phénomène appelé : « dilation du temps »,
  75. ce qui signifie que, si vous vous déplacez à une vitesse très proche
  76. de celle de la lumière, très peu de temps
  77. va passer.
  78. Par exemple, si vous voyagez de la Terre jusqu'à Alpha Centuri
  79. dans un vaisseau spatial qui avance
  80. à une vitesse très proche de celle de la lumière,
  81. alors très peu de temps passera pour vous.
  82. Vous ne vieillirez pas beaucoup.
  83. Vos horloges n'avanceront pas beaucoup.
  84. Les gens sur Terre et les gens sur Alpha Centauri
  85. vous regarderont faire ce voyage
  86. et ils diront qu'il vous a fallu deux-trois ans
  87. pour le faire.
  88. Mais pour vous, cela représenterait une période très courte.
  89. Ce qui est intéressant, c'est qu'il s'agit de la théorie de la relativité
  90. et tout devrait dépendre de l'observateur.
  91. Vous pourriez donc vous demander :
  92. comment avez-vous pu faire ce voyage
  93. en aussi peu de temps ?
  94. Et la réponse est que si vous allez dans votre « cadre de référence »,
  95. si vous conduisez une voiture sur l'autoroute,
  96. vous voyez des immeubles, des arbres et toutes sortes de choses
  97. le long de la route, venant vers vous à 100 km/h,
  98. vous êtes en arrêt, les arbres et les immeubles
  99. avancent vers vous.
  100. C'est ça votre cadre de référence.
  101. Dans le vaisseau spatial, vous êtes en arrêt
  102. et Alpha Centuri s'avance vers vous.
  103. La vitesse qui vient vers vous est très proche
  104. de celle de la lumière.
  105. Elle ne peut jamais excéder la vitesse de la lumière.
  106. Elle ne peut jamais aller plus vite qu'elle.
  107. Mais elle viendra vers vous pratiquement à la vitesse de la lumière.
  108. La raison pour laquelle vous faites ce voyage en ce laps de temps
  109. est qu'il existe un autre phénomène étrange
  110. dans le domaine de la relativité appelé « transformations de Lorenz » :
  111. les distances rétrécissent.
  112. Les distances semblent plus courtes lorsque les objets se déplacent rapidement.
  113. La distance que vous mesureriez
  114. entre vous et Alpha Centuri
  115. est beaucoup plus courte que la distance que quelqu'un en arrêt
  116. sur Terre mesurerait.
  117. Voilà comment vous pouvez faire le voyage
  118. en aussi peu de temps.
  119. Ainsi, pour répondre à la question : « Est-ce que tout serait instantané
  120. si vous vous déplacez
  121. à la vitesse de la lumière ? »
  122. La réponse est : « Oui. »
  123. En effet, si vous vous déplacez
  124. à la vitesse de la lumière,
  125. le temps n'avance pas pendant que vous réalisez ce voyage.
  126. De votre point de vue,
  127. il n'y a aucune distance entre la Terre et Alpha Centuri.
  128. C'est comme cela que vous pouvez traverser l'espace en un instant.
  129. La réponse est donc oui.
  130. Vous seriez partout entre la Terre et Alpha Centuri
  131. en même temps et en un instant.
  132. Merci pour vos excellentes questions.
  133. Si vous avez d'autres questions pour l'expert suivant,
  134. posez-les dans l'espace réservé aux commentaires sous la vidéo.