Une nouvelle approche de la Structure Espace temps

Une très récente mesure (annoncée comme très précise) de la vitesse d’expansion de l‘univers (2008) amène un certain nombre de réflexions sur la structure même de l’espace temps et de mettre en lumière certaines relations inattendues.

Les dernières mesures de la constante de Hubble donnent une vitesse d’expansion de l’univers de 71.9km/s et par méga parsec (à+/- 2.6km/s), c’est la vitesse à laquelle grandit l’espace.

Si l’on considère que l’univers est une bulle en expansion, une hyper-sphère, et que l’on considère les dernières estimations sur l’âge de l’univers de l’ordre de 13,7 Milliards d’années, nous pouvons en déduire que à chaque seconde les 3 dimensions d’espace augmentent donc de 71.9 km par unité de méga parsec (environ 3.2 millions d’années lumière), mais que dans la même seconde la “longueur” du vecteur temps, c’est à dire la distance qui nous sépare du centre de « l‘hyper-sphère » augmente d’un ordre de grandeur de … 300 000 km environ…

En effet, pour une « hyper sphère » d’un rayon d’un peu plus de 13 Milliards d’années lumière de rayon, c’est, aux approximations de mesure près, la vitesse d’expansion de son rayon. Cet ordre de grandeur de 300 000 Km par seconde, n’est pas un résultat « quelconque », il interpelle !

Aux incertitudes de mesure près, nous pouvons même établir une relation directe C= aT (la vitesse de la lumière et celle du vecteur temps sont des grandeurs étonnement proches, peut être identiques). Le coefficient « a » pouvant être compris entre 1 et 1.1 compte tenu des incertitudes de mesure.

Nous pouvons aussi déduire le rayon de l’univers à partir de la vitesse d’expansion, actuellement mesurée à 71.9 km/s et par mégaparsec,

Mais, si l’on y regarde de plus près, nous pouvons aboutir à certains paradoxes : Si nous prenons comme base que la vitesse de la lumière a toujours été celle que nous mesurons aujourd’hui, cela nous permet de calculer de manière quasi linéaire la "constante" de Hubble à ces différents époques, sous la seule et importante réserve que nous avons bien à faire à une hyper sphère en expansion.

Voici ci-dessous un tableau de calcul de la « valeur » de Hubble selon l’âge de l’univers … et en supposant que « C » ai été constant …

Note : selon la « vraie » valeur de H, l’âge de l’univers (hors hypothèse de l’inflation) se situerai entre 12.928 Milliards d’années (H = 74.2) et 13.7 Milliards d’années (H =70) et a =1. Compte tenu de la marge d’erreur de H, « a » a de grandes chances d’être égal à 1.

Pour reprendre l’image classique du « ballon de baudruche qui se gonfle », la vitesse à laquelle sa surface se tend est évidemment plus grande au départ qu’aujourd’hui, en supposant que la vitesse de la lumière est une constante depuis le début – Selon l’hypothèse de cet article – la vitesse de la lumière est directement liée ou égale à la vitesse d’expansion , ce qui établi un lien nouveau et direct entre C ( la vitesse de transmission de l’information de cet univers) et l’expansion ou ce qui revient au même : au temps.

Maintenant, si l’on considère la « courbure » de l’espace temps à grande échelle, celle-ci ne semble pas mesurable (Mesure WMAP7) et que l’espace temps semble être « plat »

Si la géométrie de cet univers est une hyper sphère, alors sa courbure a évoluée selon les calculs ci-dessus, et la « valeur » de Hubble ‘est pas une constante et reflète directement cette courbure : Un rayon de courbure dans un espace 3D et de cette taille (pour un peu plus de 13 milliards d’années lumières de rayon) semble donc être « plat » ou non mesurable, mais en a-t-il toujours été le cas ?

Comme concilier une approche avec une valeur de Hubble évoluant peu ( c’est-à-dire loin des valeurs calculées plus haut ) , un rayon de courbure non mesurable et la constante « C », si ce n’est en émettant une nouvelle hypothèse : Et si l’univers n’était pas une hyper sphère ?

Une manière de concilier plusieurs observations (y compris la matière noire) serait celle-ci :

Prenez deux « ensembles », de chacun « N » dimensions , imaginez que ces deux ensembles soient des sphères (ou des cordes au sens de la théorie des cordes) , et que à un moment donné, ces deux ensembles s’interpénètrent (entrent en collision ou interfèrent) …Si les deux ensembles sont de taille sensiblement comparables, l’intersection sera alors au départ un point, puis ce point grandira pour former une « lentille » de rayon de courbure fixe ( modulo les fluctuations dues à la collision) , la taille de la lentille va alors augmenter jusqu’à un maximum, correspondant au maximum de l’intersection, puis diminuera jusqu’à disparaitre ! En fait, le temps lui même est une grandeur finie car il "disparaitra" avec la fin de l’intersection (de récentes publications donnent encore 3.5 Milliards d’années à cet univers avant que le temps ne disparaisse, mais la géométrie ici proposée, en donne la raison )

Dans ce cas, H, reste quasi constant ( le rayon de courbure ne change pas ) et la vitesse de la lumière, peut être une relation directe ou la mesure directe de la vitesse d’expansion ou plus précisément la vitesse à laquelle les deux ensembles s’interpénètrent, l’âge de l’univers représente dans ce cas, l’épaisseur de la « lentille ». Ces deux ensembles peuvent ne pas être vides de matière et d’énergie selon des lois qui peuvent différer de l’univers que nous connaissons, mais c’est l’interférence des deux, et leur dynamique (c’est-à-dire l’expansion ou, ce qui revient au même : le temps) qui génère cet univers (qui disparaitra donc à la fin de l’intersection, si les deux ensembles sont finis) et l’énergie et /ou la forme de matière contenue dans l’un des deux univers ou des deux, peut donc constituer par effet dynamique les grandes structures telles que les galaxies, les amas, et les structures en filament, très tôt dans l’âge de l’univers, cet effet dynamique, pouvant être relié au boson de Higgs . En ce sens, les galaxies et la géométrie en filaments à grande échelle, de l’univers, seraient des structures découlant de la structure d’interaction dynamique entre ces univers et de leur contenu.

Le front d’intersection en constante progression, c’est à dire le « présent », peut être considéré comme une membrane, au sens de la théorie des cordes (brane) elle-même soumise à un équilibre de « charge ». (Avec des effets « tunnel » permis)

Pour illustrer cela, imaginez deux milieux comme l’huile et l’eau, ce sont deux milieux qui ne se mélangent quasiment pas. La « surface » qui se situe entre les deux milieux dépend de la nature de ces deux milieux, et est liée à un équilibre de « charge ». « Percer » la surface dépend de « tensions de surface » ou d’effets quantiques associés, au même titre que le passage d’électrons par effet tunnel, à travers une barrière de potentiel … Cette « barrière » de potentiel est alors présente en tous points de l’espace 3D. 

Pour revenir à la constante de Hubble et la taille de l’univers, notons que ce calcul simple n’était pas à la portée d’Einstein, qui ne connaissait pas l’expansion de l’univers ni son âge ou sa taille … au moment de la publication de la théorie de la relativité.

Prenons maintenant l’un des aspects de la relativité qui est celui qui décrit les “effets” liés aux vitesses proches de la lumière.

Une formule assez simple décrit ces effets tant pour le “temps” que pour les dimensions, ou la masse, mais prenons tout cela dans un sens géométrique dans un espace en expansion.

D’un coté, nous avons le temps qui passe, on peut l’illustrer comme la surface du ballon qui gonfle. Nous sommes à la surface et sommes entrainés par cette surface qui grandit sans arrêt et nous éloigne du centre du ballon….

Quand un objet ayant une masse se déplace vite, il subit une “trainée”, il s’alourdi d’une certaine manière, comme un bateau, et au lieu de “foncer” à la surface, il s’enfonce dans le caoutchouc du ballon, et donc il s’éloigne “moins vite” du centre du ballon…. En fait son “temps” se ralentit tout simplement parce qu’il se déplace en partie vers le centre du ballon.

Plus il va vite, plus il s’enfonce selon un angle qui tend vers la verticale, lorsqu’il atteint (en théorie) la vitesse de la lumière, son temps s’arrête, c’est à dire qu’il s’enfonce aussi vite que la surface “monte”. Sa vitesse compense alors complètement celle du temps (c’est à dire la vitesse à laquelle le rayon du ballon augmente). Avec les diverses conséquences dont l’arrêt de toutes les fonctions liées à l’augmentation des 4 vecteurs espace/temps.

En gros, à la vitesse de la lumière, l’angle avec lequel s’enfonce l’objet est de 90° par rapport aux 3 autres dimensions d’espace et il est théoriquement de 0° (tangent à la surface du ballon) si un objet était totalement immobile dans le référentiel 3D, sur la surface du ballon …

Ces effets sont vrais pour le temps, mais aussi pour les dimensions : l’objet ainsi en mouvement nous apparaitra de plus en plus “court” selon l’axe de son déplacement et de plus en plus massif… mais ce ne sont que des effets visibles de l’extérieur

Un “trou noir” matérialise ces effets « sans mouvement », mais sa “masse” fait exactement la même chose, elle déforme l’espace selon l’axe de la quatrième dimension, le temps (où le rayon du « ballon”, et le fond du trou noir « chute » à une vitesse qui compense la vitesse de gonflement du ballon).

Dans ce cadre, il serait possible alors de modifier toutes les formulations liées aux calculs relativistes et éviter totalement les « infinis » que ces calculs engendrent à ces vitesses relativistes.

Selon ces formules, si la vitesse d’un objet atteint la vitesse de la lumière, le temps (de l’objet) devient infini… mais en fait le “temps” ne passe plus, donc on peut aussi dire que si nous parlons de la vitesse du “temps”, celui-ci est égal à zéro…

Revenons alors aux mêmes équations… en donnant la valeur zéro lorsque l’angle fait 90° et la vitesse, égale à celle de la lumière, alors quelles sont les valeurs des autres variables lorsque l’angle tend vers Zéro, c’est-à-dire les vitesses non relativistes (en gros quelques dizaines de milliers de Km/h) ? Nous avons dans ce cas, que nous ne sommes pas en face d’infinis ... 

Ce sont des voies de recherche qui pourraient s’avérer des plus intéressantes.