L

1
Lénergie du vide
Bolek Pietrzyk LAPP/IN2P3/CNRS Annecy-le-Vieux
la collaboration de Guillaume et de
Lenny
Sans
Avec
Merci à Gerard Dromby
2
La Terre
3
La Terre et la Lune
4
Les galaxies
5
plus loin
6
encore plus loin
7
Le vide et vous
Vous êtes composés d'au moins 99,9999999999999
de vide !
8
Latome
9
Latome
latome ?100m de diamètre
le noyau?un millimètre, 1,7 millions de tonnes !
lelectron?inférieure à un micron, 900 tonnes !

• ?l'atome est donc constitué
• d'au moins 99,9999999999999 de vide !

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Latome quantique
?
11
Latome quantique
12
Le vide quantique
Les particules apparaissent et disparaissent.
Pendant une briève période de temps lénergie
nest pas conservée
On calcule le comportement du vide quantique avec
une très grande précision.
Lélectrodynamique quantique
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Leffet Casimir
énergie négative ?force de gravitation répulsive
10-7 cm?10-4 PA
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Laccélèrateur au CERN
15
Le détecteur ALEPH
16
La résonance Z
17
Que produit on..?
18
Unification de la physique - Maxwell
Maxwell a réalisé une des grandes unifications
de la physique. Avant lui, il y avait la lumière,
lélectricité et le magnétisme.
Puis, brusquement, la lumière cessa dêtre
quelque chose dautre, mais fut seulement de
lélectricité et du magnétisme sous cette
nouvelle forme des petits morceaux de champs
électriques et magnétiques qui se propagent par
eux-mêmes à travers lespace.
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Les ondes électromagnétiques (Hertz)
20
lExpérience de Michelson
21
lExpérience de Michelson
22
Le vide
Revolution dEinstein Pas déther ? le vide est
vide
La vitesse de la lumière est la même dans tous
les réféntiels
Energie matière courbure de lespace
23
Les équations dEinstein
Les équations dEinstein prévoient que lUnivers
nest pas stable

• Problème !!

Einstein ajoute la constante cosmologique (la
force de répulsion cosmique universelle qui
compenserait globalement lattraction
gravitationnelle)
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Edwin Hubble 1927
Les autres galaxies semblent séloigner de nous
à une vitesse proportionnelle à leur
éloignement.

• Lunivers est en expansion.

Einstein retire la constante cosmologique
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Arno Penzias et Robert Wilson 1965
Les bruits entendus dans leurs antennes
proviennent de lextérieur de la Terre.
Donc, avant, lunivers devait être plus chaud et
plus petit.
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lexpansion de lUnivers
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Rayonnement du corps noir
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lexpansion de lUnivers
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lexpansion de lUnivers
Avant la lumière visible ?3000oK
Maintenant les micro-ondes ?2.7oK
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La courbure de lUnivers
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La courbure de lUnivers
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La température de lUnivers
33
Le satellite WMAP lUnivers est plat
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Le satellite WMAP lUnivers est plat
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Fritz Zwicky 1936
Les galaxies tournent trop rapidement dans
des amas de galaxies
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Rotation autour du soleil
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Rotation autour du soleil
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La matière noire
Les vitesses de rotation des étoiles autour du
noyau dune galaxie ne diminuent pas au fur et à
mesure que lon sen éloigne.
La matière noire
Les propriétés de la matière noire ressemblent
beaucoup aux propriétés des particules que lon
espère découvrir au LHC.
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Lhistoire de lexpansion de lUnivers
40
La composition de lUnivers
Total 1.020.02 LUnivers est plat
Matière baryonique 4
Matière noire 23
Energie du vide 73
Lâge de lUnivers
13.7 milliards dannées
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Lénergie du vide problème
Si lénergie du vide ?fluctuations quantiques

• problème de 10-120

fluctuations quantiques 1000000000000000000000000
000000000000000000000000 0000000000000000000000000
000000000000000000000000 00000000000000000000000
fois trop grandes
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Le vide
Le vide nest pas vide
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Trois sortes de vide
Le vide quantique
Le vide à lorigine du Big Bang
Le vide dans lUnivers et son énergie
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LUnivers quantique
Nous avons la chance extraordinaire de vivre à
une époque où les questions très importantes
nous forcent à acquérir un nouveau niveau de
compréhension. Nous devones saisir cette chance
et relever ce challenge.