L'univers perd-t-il de l'énergie ?
La lumière issue des galaxies semble perdre de l'énergie. Les raies caractéristiques des éléments atomiques les constituant sont décalées vers le rouge (par rapport à celles de galaxies plus proches de la Terre).
En réalité, la lumière ne perd pas d'énergie (comme le pensait un temps Einstein avec la théorie de la lumière fatiguée). La longueur d'onde et l'énergie des photons ne varient pas au cours du temps.
La longueur d'onde perçue est modifiée d'une part par l'effet Doppler dû au mouvement propre des galaxies et d'autre part par l'expansion de l'Univers.
L'effet Doppler prend en compte le mouvement relatif des galaxies.
Le décalage vers le rouge cosmologique est dû à l'expansion de l'espace intergalactique. Quant à l'espace à l'intérieur des galaxies, il ne s'étend pas en raison des forces gravitationnelles qui maintiennent leur cohésion.
Lorsque les particules de masse non nulle ralentissent au
cours de leur trajet dans l'Univers en expansion, leur longueur d'onde
augmente exactement dans la même proportion que celle des photons sur
le même parcours.
La mathématicienne allemande Emmy
Noether a établi que les lois de conservation
reposent sur des symétries
continues et réciproquement.
La symétrie par translation dans l'espace implique que la quantité de mouvement est conservée.
La symétrie par rotation garantit la conservation du moment cinétique.
La symétrie par translation dans le temps implique la conservation de l'énergie.
Cependant, en
raison de l'expansion, l'énergie totale de l'univers ne se conserve pas.
La symétrie par translation dans le
temps n'est pas respectée dans un univers en expansion. La
symétrie temporelle de l'univers est brisée.
Ce résumé est issu de l'article de Tamara Davis paru dans Pour la Science de septembre 2010
 |
|
Tamara Davis |
note perso
L'article est un peu contradictoire. D'un côté les photons ne perdent pas d'énergie, mais de l'autre, l'énergie de l'univers ne serait pas constante...
