Les travaux d'Albert Einstein (Albert Einstein (14 mars 1879 à Ulm, Württemberg, Allemagne - 18 avril 1955 à Princeton, New Jersey, États-Unis)...) en relativité restreinte (On nomme relativité restreinte une première version de la théorie de la relativité, émise en 1905 par Albert Einstein,...) nous ont légué la fameuse formule E = mc², où E est l'énergie au repos d'un système, m est sa masse et c est la vitesse (La vitesse est une grandeur physique qui permet d'évaluer l'évolution d'une quantité en fonction du temps.) de la lumière (La lumière désigne les ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des...) dans le vide (Le vide est avant tout un concept philosophique. Il désigne l'absence de matière.). Cela implique donc que la masse est équivalente à de l'énergie et vice versa. Ainsi par exemple lorsque plusieurs particules se combinent pour former des atomes, la masse totale de l'assemblage est plus petite que la somme des masses des constituants car en fait une partie de la masse des constituants est convertie en énergie de liaison, nécessaire pour assurer la cohésion de l'ensemble. On appelle ce phénomène le défaut de masse. Ce même physicien a établi le lien entre la courbure (Intuitivement, courbe s'oppose à droit : la courbure d'un objet géométrique est une mesure quantitative du...) de l'espace-temps (La notion d'espace-temps a été introduite par Minkowski en 1908 dans un exposé mathématique sur la géométrie de...) et de la matière/énergie grâce à la théorie de la relativité générale : la matière courbe l'espace-temps et l'espace-temps dit à la matière comment se déplacer. Ainsi, en relativité générale (La relativité générale est une théorie relativiste de la gravitation. Dans ce cadre, la présence d'une masse déforme...), la matière et l'énergie sont regroupées sous la même bannière et une façon d'en mesurer la quantité est d'observer la courbure de l'espace-temps qui les contient.
Mais qu'est-que l'énergie et la matière:
Energie:Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !), de la lumière (La lumière désigne les ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des...), de produire un mouvement.
En physique (La physique (du grec φυσικη) est étymologiquement la science de la nature. Son champ...), c'est une grandeur scalaire, exprimée en ML2T-2 (Joules). L'énergie est la mesure unifiée des différentes formes de mouvement. On distingue d'une manière générale l'énergie cinétique (L'énergie cinétique (Le mot cinétique fait référence à la vitesse.) (aussi appelée dans les anciens écrits vis viva, ou force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou...) vive) est l’énergie que possède un...), qui correspond à la mesure du mouvement des particules de matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont...), et l'énergie potentielle qui correspond à la mesure du mouvement des particules virtuelles assurant les interactions, c'est-à-dire à l'origine des forces. Ce sont les bosons médiateurs : le graviton pour la force gravitationnelle, le photon (En physique des particules, le photon est la particule élémentaire médiatrice de l'interaction électromagnétique....) pour la force électromagnétique, les bosons W+, W- et Z0 pour l'interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein d'un système. C'est une...) faible, et les gluons pour l'interaction forte.
Un apport important de la physique est la conservation de l'énergie dans les systèmes fermés. Ce principe empirique a été validé, bien après son invention, par le théorème (Un théorème est une proposition qui peut être mathématiquement démontrée, c'est-à-dire une assertion qui peut être...) de Noether. La loi de la conservation de l'énergie découle de l'homogénéité du temps (Le temps est un concept développé pour représenter la variation du monde : l'Univers n'est jamais figé, les...). Elle énonce que le mouvement ne peut être créé et ne peut être annulé : il peut seulement passer d'une forme à une autre. Afin de donner une caractéristique quantitative des formes de mouvement qualitativement différentes considérées en physique, on introduit les formes d'énergie qui leur correspondent.
À ne pas confondre avec l'énergie libre (En thermodynamique l’énergie libre F (appelée aussi "énergie libre de Helmholtz") est une fonction d’état...), qui s'utilise essentiellement dans le cas de transformations isochores.
Matière:a matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont...) est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide (La phase liquide est un état de la matière.), l'état gazeux. Elle occupe de l'espace et la quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre...) de matière se mesure à l'aide de la masse (La masse est une propriété fondamentale dte la matière qui se manifeste à la fois par l'inertie des corps et leur...) (lorsqu'il s'agit de compter des particules de matière, on utilise la mole). Ainsi, en physique (La physique (du grec φυσικη) est étymologiquement la science de la nature. Son champ...), tout ce qui a une masse est de la matière. Cependant, la matière ordinaire qui nous entoure est formée de baryons, donc dans le langage commun, lorsqu'on parle de matière, on parle de matière baryonique. Cette définition (Une définition est un discours qui dit ce qu'est une chose ou ce que signifie un nom. D'où la division entre les...) exclut donc les bosons fondamentaux, qui transportent les quatre forces fondamentales, bien qu'ils aient une masse et/ou une énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la...).
Or dans E=Mc², Energie= à la masse multipliée par le carré de la vitesse de la lumière et non Énergie= Masse!!
On peut dire que l'énergie mouvoi la matière!
Si l'énergie en physique quantique est similaire à celle de la physique classique, je le suppose sans grande conviction!
Et maintenant, y a-t-il un lien entre l'énergie noire la matière noire?
La théorie du Big Bang, couplée à la relativité générale d'Einstein semble tout expliquer du passé de l'Univers et de son futur. Mais il reste de nombreuses énigmes à résoudre pour que l'observation colle à la théorie. Voilà pourquoi les chercheurs ont recours à des concepts obscurs comme la matière noire ou l'énergie sombre. Mais il ne faut pas confondre ces deux notions : aussi sombres soient-elles l'une et l'autre, elles n'ont rien à voir.
Le concept de matière noire est né en 1933. L'astronome suisse Zwicky mesure la distribution des vitesses de certaines galaxies et trouve des vitesses excessivement élevées. Si élevées qu'une grande quantité de masse doit être présente dans l'amas si on veut expliquer que l'amas ne se soit pas dissocié depuis très longtemps. Cette masse, c'est la matière noire.
De quoi est-elle constituée ? Probablement pas par de la matière ordinaire mais des particules dont l'existence est prédite par la physique des particules, les WIMPs. Aujourd'hui, les chercheurs ont réussi à cartographier cette matière noire qui représenterait 21% de la masse totale de l'Univers et tentent de capturer ces fameux WIMPs dans des détecteurs situés sous terre.
"Matière noire et énergie sombre expliquent parfaitement les points obscurs de la structure de l'Univers"
Pour l'énergie sombre, c'est autre chose. C'est en 1920, qu'Edwin Hubble a découvert ce phénomène : plus une galaxie est éloignée, et plus elle s'éloigne rapidement. Le taux d'expansion de l'Univers est-il constant ? Non. Les galaxies s'éloignent de plus en plus vite, autrement dit, l'expansion de l'univers s'accélère. Cela a été montré notamment par le décalage vers le rouge de la lumière des supernovae : leur luminosité indique leur distance, leur couleur leur vitesse de fuite.
Où est le problème ? Eh bien logiquement, l'attraction gravitationnelle entre les galaxies devrait contrarier cette expansion. Et celle-ci devrait ralentir. Les galaxies s'éloignent les unes des autres, comme si l'espace lui-même les emportait avec lui (il faut imaginer deux points sur un ballon qu'on gonfle). C'est pourquoi les scientifiques ont proposé l'existence d'une forme d'énergie inconnue, l'énergie sombre, qui empêche les galaxies de s'attirer entre elles et même les éloigne les unes des autres. Elle représenterait 75 % de la masse de l'Univers.
Où se cacherait-elle ? Au contraire de la matière, l'énergie sombre ne se regroupe pas, elle est distribuée uniformément dans l'espace où sa densité, partout dans l'Univers, atteint 10 ^-26 kg/m3, soit quelques atomes d'hydrogène par mètre cube. Une si faible densité produit une influence insignifiante sur les trajectoires des planètes, puisque, en masse, il n'y aurait que l'équivalent d'un petit astéroïde dans le système solaire. Aux grandes échelles (mais pas à l'échelle de l'Univers), matière et énergie sombres sont presque à l'équilibre : les structures observées résultent de la compétition entre expansion cosmique et gravité. En revanche, à l'échelle globale de l'Univers, c'est l'énergie sombre qui l'emporte nettement sur la gravité. D'où l'accélération observée.
Deux concepts obscurs
Finalement, matière noire et énergie sombre semblent toutes deux expliquer parfaitement les points obscurs de la structure et de l'histoire de notre Univers. C'est d'ailleurs pour ces raisons qu'elles ont toutes deux été "inventées". Toutes deux aussi ne sont que spéculation, jamais directement observées et très controversées. C'est là leur plus grand point commun.
