- Ère de Planck
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Pour les articles homonymes, voir Planck.En cosmologie, l'ère de Planck désigne la période de l'histoire de l'Univers au cours de laquelle les quatre interactions fondamentales (électromagnétisme, interaction faible, interaction forte et gravitation) étaient unifiées, c'est-à-dire qu'elles s'appliquaient en même temps, ce qui empêche de la décrire à l'aide de la relativité générale ni à l'aide de la physique quantique, puisque ces théories sont incomplètes et ne sont valables que quand la gravitation et les effets quantiques peuvent être étudiés séparément.
Sommaire
Propriétés de l'ère de Planck
Durée
Dans l'hypothèse où l'expansion de l'univers suit les équations prédites par la relativité générale (appelées dans ce contexte Équations de Friedmann), et que le contenu matériel de l'univers possède des propriétés ordinaires, l'ère de Planck est un phénomène très bref situé immédiatement après l'apparition de l'univers à partir d'une singularité gravitationnelle. La durée de l'ère de Planck est alors de l'ordre de 10-43 seconde, c'est-à-dire le temps de Planck. La durée exacte de l'ère de Planck est, dans ce cadre, déterminée par le contenu matériel exact de l'univers à ce moment-là. En pratique, il n'est cependant pas possible de dire comment se déroule cette phase, en l'absence d'une théorie physique offrant un cadre pertinent pour la décrire, aussi la durée, et le simple fait que les notions de temps et d'espace aient un sens à ce moment-là, sont très incertaines et la valeur de 10-43 seconde n'est donnée qu'à titre indicatif.
Energie
L'énergie de Planck équivaut à 10 milliards de milliards de fois l'énergie de masse d'un proton soit 1019 gigaélectronvolts (GeV).
Longueur
La longueur de Planck, qui est égale à 17 ordres de grandeur de moins qu'un électron ou un quark, vaut 10-33 centimètre.
Ère de Planck et mur de Planck
Cet ensemble (temps de Planck, énergie de Planck et longueur de Planck) a été appelé "ère de Planck", et forme ce que l'on a nommé "mur de Planck", en hommage au physicien allemand Max Planck qui a notamment été récompensé par un prix Nobel de physique en 1918 pour sa découverte des quanta d'énergie.
Problématique
La physique actuelle basée sur le modèle standard ne permet pas de décrire cette période car ce dernier néglige les effets de la gravitation. C'est une approximation tout-à-fait valable à nos échelles d'énergie mais incorrecte dans les instants qui ont suivi le Big Bang et pendant lesquels les effets gravitationnels étaient prédominants.
Une théorie plus évoluée est nécessaire. Elle fournirait une description quantique de la gravité comme pourraient peut-être l'être la gravité quantique à boucles ou la théorie des cordes, qui sont l'une et l'autre trop peu abouties pour être en mesure de décrire cette possible phase de l'histoire de l'univers.
Voir aussi
Articles connexes
Référence
Source
- Etienne Klein, Pourquoi il faut unifier les forces, Les dossiers de La Recherche n°43, mai 2011, p. 32.
Catégorie :- Chronologie de l'histoire de l'univers
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