ÉNERGIE COSMIQUE

-énergie en cosmologie

REPARTITION des ENERGIES de l'UNIVERS

Voir aussi chapitre titré masse manquante et matière noire

l'énergie totale de l'univers est de  3,9.1072 Joules,

Risquons-nous à en faire l’inventaire

-- (5 %) correspondent à de l'énergie connue, que l'on sait mesurer et qui provient de ce que l'espace a déjà mis sous nos yeux, y compris avec l'énergie cinétique de mouvement de la matière. Cela est un constat : il s'agit de la matière massique ou rayonnante ( 4% sont des baryons, essentiellement les étoiles // 0,2% sont des leptons et bosons // 0,3% sont les photons du rayonnement du fonds diffus cosmologique(C.M.B) // 0,5% sont des photons qui ne sont pas dirigés vers nous -et dont l'origine ne nous est sans doute pas perceptible- // et enfin quelques autres photons & neutrinos...)

Nota : les neutrinos sont très nombreux (300 / cm3, soit 1089 unités dans l'univers mais leur masse moyenne est très petite (< 10-35 kg.) donc leur total ne représente que Sm.c² = 1070 Joules, soit moins de 1% de l'énergie totale de l'univers

--moins de 1% correspond au potentiel de la chaleur,perdurant depuis le big bang originel mais qui est encore suffisante pour maintenir à 2,72 degrés (C.M.B)le volume de l'univers (qui est de 8,1.1080 m3)

--2% correspondent à l'énergie cinétique que le milieu (le vide) a insufflé à toute la matière créée à ce jour, et que l'on voit se déplacer à grandes vitesses.

--4% correspondent à l'énergie de rotation de toutes les particules du monde -et qui est éternelle, car les particules tournent ou vibrent toute leur vie, sans interruption ni ralentissement-

--(23%) correspondent à l'énergie d'éléments mal connus et mal mesurables, que l'on dénomme  matière noire. La recherche de la matière noire est l'une des grandes questions ''à la mode'' de la physique du XXI° siècle. On est sûr que cette matière-là existe bien, mais elle est absente de nos perceptions

En voici le détail :

..2% correspondent à des étoiles naines, des poussières, des corps non émetteurs d'ondes et d'autres corps sombres (on ne peut mesurer les caractéristiques d'un tas de charbon froid sur un fond noir)

..-1correspondent à de l'énergie d’éventuelles antiparticules supposées négatives(ce qui, hélas,aggrave la différence !)

..1% est dû aux trous noirs, qui font disparaître certains supports visibles d'énergie (vraisemblablement en les retransformant plus tard, en d'autres supports mal théorisés)

..1% correspond à l'énergie disponible nécessaire pour créer de futurs bosons-véhicules

..20% (soit 87 % de la matière noire) correspondent à ce qui est nommé la masse manquante, c'est à dire de l'énergie disponible pour fabriquer des futures masses

Il faut rappeler ici que la masse réelle connue (baryonique) est une notion induite. Ce qui signifie qu'une masse unitaire (un baryon) est fabriquée (quand les fluctuations de la constante de gravitation sont favorables) par une autre entité inductrice, dite charge mésonique qui --elle--est la première arrivée dans la création du monde. Le baryon n'existait pas à l'état originel ou initial du Big bang, il est le fils de la charge mésonique (en termes de physique, on dit qu'il en est induit)

Et ce qu'on appelle la masse manquante, est en fait une masse incréée, encore en instance dans le giron de la charge mésonique.

Il n'y a donc pas, au sens littéral, de la masse manquante, mais un potentiel énergétique, sous-tendant de la masse en attente de création. Comme les charges mésoniques n'ont pas d'interactions visibles dans le monde induit dans lequel nous vivons et savons mesurer des interactions, elles restent cachées dans le vide, hors de nos outils d'investigations.

La charge mésonique a pour dimension L3.T-2.A où l'on voit bien qu'il n'y a pas présence de masse(M). Par contre, la création de en découle (s'en induit), car elle provient d'une variation (fluctuation) locale de la constante cosmologique δKλ (surtout en sortie de trou blanc). Car ceci entraîne, en ce lieu, une variation (δρ') de la masse volumique de point zéro,ce qui permet à une charge mésonique disponible Y*, de créer une masse, par développement d'un phénomène d'induction (à distance).

On a en effet : m =Y*.δρ' / c2.δKλ

(m en kilogs, Y* en m3-sr/s², ρ' en kg/ m3, c en m/s et Kλ  en sr/m²)

 

..1correspond à de l'énergie électrique qui --pour les mêmes raisons que pour les masses ci-dessus-- est ou sera créée.Il existe dans l'espace des entités-charges d'induction électrique P(dimension L3.M.T-3.I-1.A) qui n'ont pas encore induit de charges électriques, car les conditions de création des charges électriques ne sont pas encore réalisées (cette création interviendra quand l'inductivité prendra une valeur disruptive)  Auparavant, elles sont cachées à nos perceptions, mais n'en sont pas moins détentrices potentiellement de parts d'énergie

La création d'une charge  Q (électrique)provient de  Q = (δKλ.δEo.V / δ²ζ')1/2

δKλ est la variation de la constante cosmologique, entraînant la variation-fluctuation de l'énergie de point zéro δEo(J)  et cela cause aussi la disruption du facteur de milieu (l'inductivité  δζ')

Quand une particule massique est créée, elle est souvent envahie par de nouvelles charges induites d'électricité, qui ont des interactions attractives ou répulsives et qui se superposent aux interactions gravitationnelles . L'écart énergétique entre les 2 types d'interactions se nomme écrantage (selon les particules en cause, l’écrantage atteint de 0 à 6%) Ce qui correspond donc à une énergie moyenne de 3% de l'énergie massique vue plus haut, qui ne représente elle-même que 4% du total universel. Donc l'énergie électrique déjà présente sur les masses n'est pas significative (1/1000)

Et celle qui attend la création n'est guère plus marquante, donc limitée au maximum à 1%

..5% correspondent à de l'énergie de couleur qui --pour les mêmes raisons que pour  les masseset les charges électriques ci-dessus-- n'est pas encore créée.Il existe dans l'espace des entités-charges de dièdre fréquentiel (dimension L2.T-1.A) qui n'ont pas encore induit de couleurs(Q'),tant que le facteur de Yukawa n'a pas atteint une valeur disruptive. Elles n'en sont pas moins des grandeurs potentiellement énergétiques, qui seront les apports de couleur au moment opportun (rappelons que la couleur représente

98% de l'énergie des nucléons, donc 98% de leur masse (les 2 derniers % étant de la masse baryonique, un peu de masse d'énergie électrique et un soupçon de masse de saveur)

La création d'une couleur provien ten effet de Q' = (δKλ.δEo.V / δ²Y)1/2

V est le volume de la zone impliquée, Y  est le facteur de Yukawa(9,32.10-27m-sr/kg)

 

..1% correspond à de l'énergie de saveur qui --pour les mêmes raisons que pour les charges et masses ci-dessus-- n'est pas encore créée.Il existe dans l'espace des entités-charges magnétiques d'induction c (dimens°  L2.M.T-2.I-1.A) qui n'ont pas encore induit de saveurs, mais qui n'en sont pas moins des grandeurs potentiellement énergétiques. Ces saveurs potentielles seront éventuellement créées (induites) quand la perméabilité magnétique deviendra disruptive.

On aura alors K = (δKλ.δEo.V / δ²μ]1/2

δKλ est la variation de la constante cosmologique, entraînant la variation-fluctuation de l'énergie de point zéro δEo etcela cause aussi la disruption du facteur de milieu (la perméabilité  μ)

 

..2% correspondent à de l'énergie de bouillonnement, correspondant à la permanente création-disparition des pseudo-particules (celles qu'on nomme virtuelles, formant le cortège des vraies particules). Elles sont  créées dans les zones de fluctuation de l'énergie spatiale de point zéro (dite fluctuation du vide quantique)

En considérant que cette zone forme un système, son énergie fluctue  de ΔE, pendant un temps Δt, et comme il y a incertitude entre E et t(d'après l’équation du quantum d'action

h # ΔE.Δt) ceci permet d'estimer le temps d'apparition-disparition de ces particules

fugaces >> c'est   t = h / 2m0.c²   h(J-s)= quantum d'action (const. de Planck = 6,62606876.10-34J-s), où m0(kg)= masse particulaire (~2,86.10-27 kg)et c(m/s)=const°d'Einstein (3.108 m/s)

Ce temps est donc  t # 10-24 s.

C'est une durée beaucoup trop faible pour qu'on puisse la constater par une mesure.

Certaines de ces particules virtuelles sont (très rarement) stabilisées= c'est un apport de l'énergie du vide dans les créations de particules >>> ceci explique que parfois, dans certaines interactions, les masses des résultants soient plus élevées que les masses des constituants.

 

..3% correspondent à l'énergie potentielle des facteurs de milieu, qui créeront des futurs bosons de jauge (photons, gluons, bosons de Higgs et gravitons) dès qu'ils seront mandatés à induire des futures charges induites.

 

..il reste 53% de l'énergie de l'univers  qu'on nomme énergie noire proprement dite, parfaitement inconnue.

Pour l'expliquer, on évoque des particules spéciales, dites exotiques, ou Machos, ou Wimps, ou Axions, etc...

On évoque aussi des replis de l'espace, qui impliqueraient de l'énergie lovée en attente.........

Mais cela revient à expliquer l'inconnu avec de l'inconnu.

Toutefois l'énergie noire, de par son importance (environ la moitié du total de l'énergie universelle) représente un enjeu important de l'avenir de l'univers, car c'est vraisemblablement elle qui favorise l'augmentation du taux d'expansion   Et si ce dernier augmentait trop, il y aurait diminution de la cohésion de la matière, entraînant sa dislocation (pour une fin du monde nommée Big Rip) 

ÉNERGIE des ETOILES

Voir aussi chapitres étoiles et fusion nucléaire

Chaque réaction élémentaire nucléaire stellaire développe une énergie comprise entre 3

et 15 MeV (soit 5 à 25.10-13 J)  et chacune d'entre elles obéit à la relation E = m.c²

La somme de ces énergies élémentaires se traduit essentiellement en dissipation et pour le soleil (étoile de taille moyenne), l'énergie dissipée est de 1,2.1034 Joules par an

 

ÉNERGIE POTENTIELLE d'un ASTRE SPHÉRIQUE (FORMULE de BETTI-RIPPER)

E = 3G.m² / (n-5) lr

mêmes symboles que ci-dessus avec en outre

lr(m)= rayon de l'astre de masse m(kg)

n(nombre) = 1 / (γ -1)  où γ est l'indice adiabatique

 

DENSITÉ VOLUMIQUE D’ÉNERGIE COSMIQUE

Cette énergie cosmique est soit de rayonnement, soit de chaleur, soit de travail mécanique... c'est E, telle que

E = V.pv   avec pv(J/m3)= densité d’énergie présente dans un volume d'espace V(m3) et E(J)= énergie totale contenue dans V

En appliquant les valeurs géométriques supposées de l'univers, on trouve une densité = 1072 J / 1081 m3 = 10-9 J/m3

 

ÉNERGIE de PARTICULE EXTRA-GALACTIQUE  

Elle atteint parfois (rayons cosmiques intenses) 1018 eV (soit presque 1 Joule)

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