Thursday, April 19, 2007

Big Bang.

L’hypothèse du Big Bang (BB) part d’une apparente expansion de l’univers, puis remonte le temps vers la contraction ultime. Le BB décrit un début. Avant ce moment primordial, le monde était autre. Le temps n’existait pas, ni la matière que nous connaissons. Car le temps et l’espace y sont indissociables. Ils sont le mouvement des ondes et des particules élémentaires. Le BB, événement cosmique par excellence, introduit le temps et l’espace là où ils n’existaient pas avant. Il crée le mouvement.
La protomatière libérée devient matière historique, soumise au temps et a l’espace. Elle se met en mouvement et se transforme. Elle construit le monde que l’on peut observer. C’est à dire que le temps n’est pas immédiatement notre temps, de même pour l’espace. Ou alors le passage du non-être à l’être est instantané.
Fiat lux, tempus et spatium. Ce qui n’était pas fut. L’univers prend forme d’un coup, mais son expansion lui offre un devenir. Dès que l’espace et le temps existent, ils sont tout. Le temps est éternel et l’espace est infini. Et cette infinité et cette éternité sont en constante dilatation. Ou alors, l’espace précède le temps. Dans ce cas, l’infini n’est pas lié à l’éternité et l’espace et le temps sont dissociés. Ou alors, espace et temps partent à égalité, de zéro. Dans ce cas, l’expansion doit égaler la vitesse du mouvement. L’espace doit se dilater à la vitesse de la lumière, pour permettre aux ondes et à la matière de se disperser librement. L’observation semble écarter cette possibilité.
Espace et temps se constituent au même instant. Mais l’espace est immédiatement infini, tandis que le temps commence à zéro. A zéro+, le temps se mesure à partir du début des temps. Il est la totalité du temps, comme l’infini de l’espace en est la totalité. A sa conception, le temps est déjà une éternité. Appliqués à l’univers, avant et au-delà n’ont pas de sens. Ils supposent un monde qui n’est pas le monde, quelque chose hors du temps et de l’espace.
Le BB propose un espace infini et un temps zéro, qui se manifestent simultanément. A l’instant zéro, le mouvement commence. Les ondes et les particules démarrent leurs courses folles. Et, puisque le temps a un début et que l’espace est infini, les ondes et les particules du commencement parcourent encore l’univers. Les ondes en particulier continuent sur leurs trajectoires tant qu’elles ne rencontrent pas un obstacle. Il s’ensuit qu’il doit être possible de recevoir un signal émit proche de l’instant premier. Sauf si la réception d’un message du commencement de l’univers est contrariée par l’expansion universelle. Puisque les galaxies s’écartent mutuellement les unes des autres, il s’ensuit que leurs vitesses d’écartement s’ajoutent les unes aux autres. Et, qu’à force de s’additionner, la vitesse atteint celle de la lumière. A ce stade le signal émis ne peut plus être reçu.
Si une distance d’un million de parsecs augmente à la vitesse 75 Km/s (http://fr.wikipedia.org/wiki/Constante_de_Hubble) et que cette vitesse est universellement uniforme, alors un alignement de nMpc s’allonge à la vitesse 75n Km/s. Ce qui veut dire, que la galaxie située à une extrémité de l’alignement s’éloigne du signal émit par la galaxie située à l’autre extrémité de l’alignement, à la vitesse 75n/2 Km/s.
Lorsque 75n/2 Km/s est égale ou supérieur à la vitesse de la lumière (c ), le signal émit par l’une des deux galaxies ne peut plus rattraper l’autre. C’est à dire lorsque n = 8000.
Si l’âge de l’univers est de 13,7 milliards d’années (http://fr.wikipedia.org/wiki/Big_bang), alors la lumière du début a parcouru autant d’années lumière.

Une année lumière est égale à 0,306 pc.
13,7 x 0,306 = 4,2
Ce qui donne une valeur de n de 4200, bien en deçà de la limite. Si les mesures données sont justes, les émissions d’ondes du début de l’univers sont perceptibles. A moins que la vitesse d’expansion n’ait été plus rapide dans le passé, alors que les deux chiffres proposés suggèrent le contraire.
Puisque, si A est le nombre de secondes dans une année :
1 Mpc est égale à 3 x 10(puissance5) x A x 3,26 x 10(puissance6) Km
= A x 9,78 x 10(puissance11) Km
Tandis que la distance parcourue est égale à 75 x A 13,7 x 10(puissance9) Km
= A x 10,275 x 10(puissance11) Km
La vitesse d’expansion a dû être moindre dans le passé, avec une moyenne d’un peu plus que 71 Km/s/Mpc. Ou alors, l’univers est plus jeune de quelques six cents millions d’années. Par ailleurs, l’élongation des ondes émises à l’approche de la vitesse de la lumière pourrait aussi les rendre imperceptibles. Le Red shift serait tel que l’émission approcherait celle du zéro absolu.

L’hypothèse d’un univers en expansion repose sur le Red Shift (rougeoiement) de la lumière émise par certaines formes d’étoiles (super novae, naines blanches, etc.) présentes dans les galaxies, proches et lointaines. L’argument est que le rougeoiement de la lumière perçue signale le fait que l’étoile et l’observateur s’éloignent l’un de l’autre. Selon le principe de Doppler pour le son, si la source et l’observateur se rapprochent, cela compresse les ondes sonores et les rend plus aiguës. Si la source et l’observateur s’écartent, cela étire les ondes sonores et les rend plus graves. Si la même règle s’applique à la lumière, puisque presque toutes les galaxies sont rouges (ce qui est un allongement des ondes) et que plus elles sont lointaines plus elles rougissent, cela voudrait dire que toutes les galaxies s’écartent de la notre et que l’univers est en expansion.
L’hypothèse de Doppler considère que le mouvement agit sur l’onde, soit en la compressant, soit en l’étirant. Mais le même phénomène s’explique aussi bien en tenant compte de la vitesse de réception du message (lumineux ou sonore).
Par exemple : Une source sonore se rapproche de l’observateur à la vitesse constante d’un tiers de la vitesse du son (Vs/3).




Le son émis, lorsque la source(1) est au point 0, est entendu par l’observateur lorsque la source est au point 4(¤). Le son a parcouru 12 cases et la source en a parcouru 4 (3x4=12). Le son émis lorsque la source(2) est au point 3 est entendu par l’observateur lorsque la source est au point 6(¤) (3x3=9). Le son émis lorsque la source(3) est au point 6 est entendu par l’observateur lorsque la source est au point 8(¤) (3x2=6). Enfin, le son émit lorsque la source(4) est au point 9 est entendu par l’observateur lorsque la source est au point 10(¤) (3x1=3).
Les sons émis par la source, entre les points 0 et 9, sont entendus par l’observateur lorsque la source passe du point 4 au point 10. Le son émis pendant que la source parcoure neuf espaces est entendu pendant une durée de parcours de seulement six espaces. L’émission est accélérée à la réception. Et un son accéléré est plus aigu à l’écoute. Lorsque la source se rapproche de l’observateur (ou l’observateur de la source), la réception du son émis est accélérée. Lorsque la source (ou l’observateur) s’éloigne, la réception est ralentie et donc plus grave.
L’accélération ou le ralentissement du temps de réception par rapport au temps d’émission modifie la tonalité d’un son. Le même principe modifierait la couleur de la lumière, qui subirait un Blue Shift ou un Red Shift, selon qu’il y s’agisse d’un rapprochement entre source et observateur, ou d’un éloignement. Mais cette modification du temps entre émission et réception se produit aussi, lorsque la source et l’observateur se déplacent ensembles. En supposant que les résultats de Michelson et Morley sont justes et que la vitesse de la lumière n’est pas modifiée par le mouvement de la source.




La source de lumière et l’observateur se déplacent à la même vitesse, c/4, et dans la même direction. Ils sont séparés d’une distance de 9 cases.
(a) La source est à gauche et le mouvement se fait de gauche à droite. La lumière émise par la source en S1 rejoint l’observateur en O2. La lumière est partie de S1 et a parcouru 12 cases, tandis que l’observateur s’est déplacé de 3 cases dans le même temps. Mais la source émet de la lumière en continu, ce qui fait qu’un faisceau lumineux permanent relie l’observateur et la source. Ce faisceau est composé de la lumière émise en S1 qui atteint effectivement l’observateur en O2, de celle émise en S2 et de toutes les émissions intermédiaires. Le faisceau entre S2 et O2 est composé de la lumière émise entre la position S1 et la position S2 (3 cases).
(b) La source est à gauche et le mouvement se fait de droite à gauche. La lumière émise par la source en S1 rejoint l’observateur en O2. La lumière est partie de S1 et a parcouru 7,2 cases, tandis que l’observateur s’est déplacé de 1,8 cases dans le même temps. Le faisceau entre S2 et O2 est composé de la lumière émise entre les positions S1 et S2 (1,8 cases).
Le temps d’émission n’est pas le même dans les deux cas et pourtant les deux faisceaux ont la même longueur. Un temps de 12/c dans le premier cas et de 7,2/c dans le second cas. Si la source et l’observateur étaient immobiles (ce qui est du seul domaine de l’imagination dans un univers en mouvement), le temps d’émission serait de 9/c. Cette lumière imaginaire serait blanche. Lorsque le temps d’émission est plus long (12/c), le faisceau doit se comprimer, se raccourcir en bleuissant. Lorsque le temps d’émission est plus court (7,2/c), le faisceau doit s’étendre, se rallonger en rougissant.
Dans la première analyse sur le son, extrapolée à la lumière, le rapprochement entre source et observateur rendait le son perçu plus aigu (Blue Shift). Leur éloignement rendait le son plus grave (Red Shift). Ce second modèle montre que le mouvement déterminant est ailleurs, puisque source et observateur gardent leurs distances lors des deux mouvements.
(a) La source se déplace vers l’observateur, qui s’en éloigne (bleu).
(b) L’observateur se déplace vers la source, qui s’en éloigne (rouge).
Rien ne dit si c’est le mouvement de la source ou celui de l’observateur qui est décisif. Dans la première analyse sur le son, que la source se déplace par rapport à l’observateur fixe, ou que ce soit l’observateur qui se déplace par rapport à la source fixe, n’y changeait rien. A présent, il semblerait que c’est le mouvement d’un seul des deux qui détermine la couleur du « shift ».

Jusqu’ici le mouvement s’est fait dans le même axe que celui du faisceau de lumière. Mais ce mouvement peut aussi se faire dans un axe perpendiculaire au faisceau. La source et l’observateur se déplacent forcément tous les deux, mais...
(1) La source se déplace plus vite que l’observateur.
(2) L’observateur se déplace plus vite que la source.
(3) Les deux se déplacent à la même vitesse.
Selon l’hypothèse de la Relativité Restreinte (RR), un mouvement latéral de la source dévie le faisceau de lumière dans le sens du mouvement. Avec pour résultat que l’observateur en mouvement et celui “au repos” ont des perceptions différentes de l’événement. En ce qui nous concerne, dans les trois cas l’observateur est en mouvement. Mais, dans les deux premiers, sa vitesse n’est pas la même que celle de la source. Ces différences font que la source et l’observateur s’éloignent l’un de l’autre. Si l’observateur se considère “au repos”, alors la source s’éloigne de lui dans une direction ou l’autre, (1) à droite, (2) à gauche. Cet effet sur le mouvement latéral, qui ne concerne pas le longitudinal, semble compliquer le calcule. Néanmoins, lorsque l’émission de S1 est perçue en O2, les positions de la source et de l’observateur sont ce qu’elles sont, de même que le temps d’émission et la longueur du faisceau. Même si le temps de l’observateur est différent du temps de la source, le temps d’un observateur “tiers” serait le même pour les deux mouvements.




Lorsque l’observateur perçoit le signal émis par la source en S1, il s’est déplacé de O1 à O2. Dans le même temps la source s’est déplacée de S1 à S2. La source émet en continu. Ce qui veut dire qu’il n’y a pas de coupure entre la lumière venue de S1, qui est perçue par l’observateur en O2, et celle émise par la source en S2. Une continuité lumineuse relie la source à l’observateur. Ce faisceau est plus long en (1) et (2) qu’il ne l’est en (3). En réalité, ce lien lumineux entre la source et l’observateur ne peut pas être rectiligne. Puisque les impulsion lumineuses intermédiaires se suivent en retrait de la ligne S2/ O2. (Voir annexe)
La distance entre S1 et O2 est la plus courte en (1), augmente en (3) et encore en (2). Ces trois distances déterminent la durée des parcours entre S1 et S2, qui se suivent dans le même ordre de grandeur de (1) < (3) < (2). C’est à dire qu’en (1) le temps d’émission entre S1 et S2 est plus court et le faisceau entre S2 et O2 est plus long, qu’ils ne le sont en (3). Tandis qu’en (2) le temps d’émission entre S1 et S2 et le faisceau entre S2 et O2 sont tous les deux plus long qu’ils ne le sont en (3). Le faisceau (1) doit être plus rouge que le (3). Le faisceau (2) a plus de temps d’émission et plus de longueur, le rapport entre ces deux plus déterminera s’il y a rougissement ou pas. En général, si la source et l’observateur se déplacent à des vitesses différentes et dans un axe perpendiculaire à celui qui les relie, il y aura un effet de Red Shift de manière presque systématique. On peut donc conclure que le Red Shift observé n’est pas nécessairement le résultat d’un espace en expansion. Un univers en rotation produirait le même effet. Puisque les galaxies sur des trajectoires orbitales à des vitesses différentes se déplaceraient latéralement par rapport à nos observations. Tout ce qu’on peut observer est en rotation. On peut supposer que c’est ce mouvement qui empêche la matière de s’effondrer sur elle même sous l’effet gravitationnel. Tout ce qui est visible tourne. Pourquoi l’ensemble du visible ne tournerait-il pas lui aussi? Et où est son centre?



Annexe
Puisque la source émet en permanence, on peut imaginer un faisceau de lumière reliant la source et l’observateur. Ce faisceau est composé d’éléments émis pendant le parcours de la source. Lorsque le mouvement de la source et de l’observateur se fait dans le sens de leur alignement, le faisceau se compose des éléments dirigés vers l’observateur en O2 à chaque position successive de la source de S1 à S2. Le faisceau relie la source et l’observateur par une ligne droite. Lorsque le mouvement de la source et de l’observateur est perpendiculaire à leur alignement, on peut penser que le faisceau se compose de la même manière. Des éléments successifs, tous alignés sur S2. Cela donnerait des faisceaux courbes, comme ceux dessinés dessous.


1. La source se déplace à une vitesse qui varie entre c/10 et 2c/3, tandis que l'observateur est à c/4.


2. La source se déplace à la vitesse c/2 et l'observateur à la vitesse c/4.


Thursday, April 12, 2007

National revival.

European nations are subjected to a form of double think. Their citizens are sometimes Europeans and sometimes nationals. One day they are told they belong to a 26-member metastate where the rich help the poor and a mega market where the big fish eat the small. The next day they must guard their country’s borders and their jobs against all foreigners. This schizophrenic split is particularly noticeable at the moment, in the run up to the French presidential elections. Two years ago, politicians were extolling a European constitutional treaty. Today, the same are promoting French flags, French identité and French préférence for jobs, housing and commodities.
Two years ago, a majority voted against the treaty and against the politicians and the media, who were overwhelmingly in favor of this largely symbolic step towards a European federation. Those who campaigned against the treaty were to the left and right of the main stream governing parties. The Left’s objection was the insufficient guarantee of social rights. But they rallied a wider spectrum than usual, beyond their trade union backing to include women and gays and innumerable activists concerned by everything from climate change and world poverty to organic vegetables. They called themselves the Alternative Left and tried to rally again for this year’s elections, without success. The Right’s objection to the treaty was that it infringed national sovereignty. This weird agreement managed to unite a majority of voters against the opinion of just about everyone institutional in the country.
The result of the referendum turned out to be of no consequence, which may have been a measure of its inadequacies. Nevertheless, the nation’s representatives had been disavowed and no one knew exactly which argument had been decisive, the sovereignist or the social et al. So far, the four main presidential candidates have talked more of national values than of social ones. This may be the result of confidential information on last year’s vote, or it might just be that nationalist rhetoric is simpler in its formulation. It could also be that national executives and parliaments rely on the Nation for their very existence. In these times of globalization, politics at the national level often seem inept and powerless, hemmed in by supranational conventions which leave little room for legislative and executive action. They can legislate on smoking and drinking and head scarves and dog or TV licenses, but VAT is a European matter.
National elections must play on nationalist sensibilities. Their nature makes this unavoidable. But xenophobia seems more and more out of place in a multiethnic/cultural/linguistic world. Health and wealth, climate and fossil fuels, war and peace, all the great challenges have become global. Subsequently, the nation-state faces redundancy. However, the prestige and the perquisites of government make it highly desirable for those jostling at the gate. And, hence, European nationalism may yet stage a come back before the final curtain.