FORMULES de PHYSIQUE
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VIDE
-vide
Le mot VIDE signifie absence de tout, mais en Physique, il a souvent pris un sens plus flou :
LE VIDE de LABORATOIRE
est la définition d'un milieu où règne une rareté de matière dans un volume donné.
On le définit (et on le mesure) à travers sa pression >>>
-la plus basse pression artificiellement créée sur terre (dite ultra vide) est de 10-13 Pa (dans le collisionneur LHC) soit 1000 fois plus élevée que celle du vide intersidéral, défini ci-après
-le vide est dit poussé si sa pression est de l'ordre de 10-5 Pa (soit 10-1 mm de Hg-mercure)
Exemple: pression dans un tube de télé < 10-4 Pa
Voir les techniques du vide sur intranet.ifips.u-psud.fr/ii/assets/files/.../Polytech_2011_poly.pdf
LE VIDE INTERSIDÉRAL
désigne l'état massique de l'espace visible, en dehors des corps astraux qui, pour leur part, sont les zones d'accumulation des masses.Donc le vide intersidéral est un "quasi-vide de matière baryonique"
Pour la partie visible de l'univers, la masse volumique correspondante est de 10-26 kg/m3 (donc de l’ordre de 10 particules/m3) ce qui correspond à une énergie volumique proche de 4.10-10 J/m3 --et donc la pression est du même ordre--
LE VIDE (ou MILIEU UNIVERSEL)
On a pris l'habitude de dire quele contenant de l'espace-temps est "le vide'', ce qui --au sens littéral--signifie le NEANT, c'est à dire l'absence de toute chose imaginable (ni matières, ni énergies, ni potentiels et pas davantage de possibilités de fabriquer quoi que ce soit, puisqu'il n'y a rien....)Or il est bien évident que notremonde possède des structures et constructibilités, provenant d'une création primordiale. Car quand Dieu est arrivé --le jour du Big bang-- avec sa boîte à outils, ses matières premières et son staff d'architectes, il a laissé ensuite tout cela sur place, ce qui a constitué le MILIEU UNIVERSEL(que les hommes ont naïvementappelé plus tard le vide)
Dans les faits, l'homme s'est toujours limité à croire en ce que ses sens perçoivent, ce qui est limité à la vue (on voit les rayonnements) et au toucher (on perçoit de la chaleur et on soulève de la masse) Mais pour tout le reste, ce qui n'est pas mesurable par nos sens ou même nos appareils de mesure, on doute et on infirme.
Le milieu universel possède prioritairement les structures fondamentales ci-après
-1-des éléments purement structurels, nommés FACTEURS DE MILIEU'' (il y en a quatre) qui permettent -entre autres- d'expliquer comment naissent les 4 champs d'inductionet les 4 champs induits (dont la masse)
-2-des champs d’interactions (ressentis sous forme de forces)
-3-une consistance, nommée ETHER (qui permet d'expliquer lenécessaire support évolutifdes ondes (électromagnétiques, de matière et gravitationnelles)
L'éther a été contredit par les expériences de Michelson (voir chapitre spécial) mais la validité expérimentale de ce contredit n'est pas probante.Si d'ailleurs on réfute l'éther, on en revient à dire que le milieu universel est vide, ce qui est naïf
-4-un contenu énergétique nommé jusqu'à ce jour ENERGIE du VIDE et qui est le potentiel d'énergie disponible de l'univers et permet d'expliquer la vie des temps passés (l'énergie dépensée depuis la création jusqu'à nos jours), la vie du temps présent (l’énergie dépensée dans l'actualité bouillante de notre monde) et la finalité du futur (l'énergie qui sera nécessaire pour l'évolution jusqu'à la fin de l’univers)
L'énergie du vide provoque, pour sa part , de nombreuses questions, car où se cache-t-elle et comment la mesurer ?
Il est patent que cette énergie n'est pas baryonique
Elle représente cependant environ 72% de la totalité de l’énergie universelle.
En fait, elle n'est pas encore apparue sous forme de particules massiques ou lumineuses et c'est pour cela qu'elle n'est pas perceptible par nos instruments--limités à des mesures de lumière ou de masse--
L'énergie du vide est potentielle (ni visible, ni déclencheuse de forces, car elle n’a pas de relations interactives mesurables avec le "Déjà créé".
Elle est en grande partie constituée d'un stock d’entité-charges inductrices Y* (dites "charges mésoniques") présentes pour créer de futures masses, mais non perceptibles par nos appareillages
Le milieu universel (le pseudo- vide) possède par ailleurs les caractéristiques suivantes
**âge de l'univers tU = 1/ H0 = 1/ 2,32.10-18 = 4,31.1017 s (soit ~13,6 giga-années)
**champ gravitationnel inducteur g = 2D*.KL.c² = 2.(2,5.1025).(2,2.10-51).(9.1016)
= 10-8 m²/s
**constante cosmologique KL = 2r'c.G / c² = 2.(1,2.10-25).(8,38.10-10)/9.1016
~ 2,2.10-51 sr/m²
**constante d'Einstein c = 2,99792.108 m/s
**constante de gravitation G = 8,385.10-10 m3-sr/kg-s² (ou 6,67.10-11 unités rationalisées)
**constante de Hubble H0 = 72 unités galactiques d’usage (km/s/Mpc) = 72/(3,086.1019) = 2,32.10-18 s-1
**courbure T* = 2p / lhc = 6,28 / 1,6.1026= 3,9.10-26 rad/m
**densité (volumique) d'énergie critique >> pUc = r’c.c² = 1,2.10-25.(9.1016) = 1,1.10-8 J/m³
**énergie totale univers (dite énergie du vide) EU = Kλ.c4.V / G
= 2,2.10-51.[(3.108)]4.(1,65.1079) / 8,38.10-10 ~ 3,5.1071 Joules
et c'est aussi 22 fois plus que la matière déjà créée Edc = (22)(1,53.1070)= 3,5.1071J
**énergie élémentaire de point zéro Eé0 = EU / nb = (3,5.1071)/(2.1081) ~ 2.10-10 J
-et c'est aussi Eé0 = h.n /2 = (6,63.10-34).(7.1023)/2 = 2.10-10 J
**énergie correspondant à la masse déjà créée Edc = (c².mU) = (9.1016).(1,7.1053) = 1,53.1070 J
**énergie volumique d’univers pU = EU / VUe = 3,5.1071 / 8,4.1080 ~ 4,1.10-10 / J/m3
**expansion actuelle, dite paramètre de Hubble (h) vaut H0 /100 s-1 = 2,32.10-20
(ou 0,72 unités galactiques)
**impédance du vide (impédance électrique intrinséque) Zv = m0.c = 3,77.103 Ohm-sr
**masse actuelle visible mU = 4p.c3 / G.H0 = (12,56).(27.1024)/(8,38.10-10).(2,32.10-18) = 1,7.1053 kg
c'est aussi mU = Edc / c² = (1,53.1070)/(9.1016) = 1,7.1053 kg
**masse volumique visible r’u= mU / Vuo = 1,7.1053/ 1,7.1079 = 10-26 kg/m³
(c'est 4,5% de r’c)
**masse volumique critique, dite densité critique (quand gravité compense expansion) >> r’c = 3H0².W / 2G = 3.(2,32)².10-36.(12,56) /2[8,38.10-10] = 1,2.10-25 kg/m³
**nombre actuel de baryons nb = 2.1081 baryons dont ~ 1078 nucléons (il n'y a guère qu'1 particule chargée sur 1000)
**nombre actuel de photons np = 2.109 fois plus que de nucléons = 2.1078+9 ~ 2.1087 photons
**pression de point zéro pp0 = r’U.c² / 3 = (10-26)(9.1016)/ 3 ~ 3.10-10 Pa (un peu inférieure à l’énergie volumique)
**rayon de courbure D* = lhc / 2p = 1,26.1026/6,28 = 2,5.1025 m/rad
**rayon observable (horizon cosmologique) lhc = (c /H0) x coeff.correctif sur Ho de 20%
= (3.108/2,32.10-18).(1,2) = 1,6.1026 m
**rayon plausible(avec expansion) lUr = lhc x coeff expansion de 3,6
= (1,6.1026).3,6 ~ 5,85.1026 m (ou ~ 6.1010 al)
**température résiduelle FDC/CBR = 2,725 K
**tension de surface aux limites F = (4p/3).(lhc²)(r’c).(c²) = (4,19).(2,6.1052).(1,2.10-25).(9.1016)= 1,2.1046 N
**volume observable VUo = (4p/3).lhc3 = (4,19).(4,1.1078) ~ 1,7.1079 m³
**volume (avec expansion) VUe = (4p/3).lUr3 = (4,19).(5,85)3.1078) ~ 8,4.1080 m3
et c'est aussi ~ (3,6)3 fois, soit 50 fois le volume concernant la matière déjà créée, soit
50.(1,7.1079) ~ 8,4.1080 m3
L'énergie du vide, (champ scalaire) est explicitée dans un chapitre spécial