J'ai fait plusieurs lectures sur les formes d'énergies récemment et j'en suis venu à me poser la question de la quantité totale d'énergie de l'Univers. Ce que j'ai compris de mes lectures est que selon la relativité restreinte, il existe deux formes d'énergies (toutes les autres formes d'énergies découlent de celles-ci).
La première est l'énergie de masse. C'est à dire l'énergie contenu dans la masse d'une particule immobile (relativement parlant). C'est cette énergie qui correspond au fameux E = mc2. Si la masse diminue, de l'énergie est dégagé et la même quantité d'énergie devra être transformer en masse pour retrouver l'état initial.
La seconde est l'énergie cinétique. L'énergie cinétique est l'énergie correspondant au mouvement d'une particule (toujours relativement parlant). Cette énergie est relative dans le sens quelle dépend du référentiel utilisé. Si je suis dans une station spatiale dans l'espace et que je vois une autre station spatiale se déplacer devant moi. De mon point de vue, c'est cette station spatiale qui est en mouvement et qui possède donc une énergie cinétique. Par contre, pour celui qui me regarde depuis sa propre station spatiale, c'est moi qui se déplace et c'est donc moi qui possède une énergie cinétique.
Donc pour calculer l'énergie totale, il faut d'abord additionner l'énergie cinétique de l'ensemble des particules dans mon référentiel. En enlevant cette énergie de l'univers, on se retrouve avec un univers complètement fixe. Il faut ensuite ajouter l'énergie de masse de l'ensemble des particules.
Si l'on voulait effectivement "fixer" l'univers pour faire le calcul, il ne faudrait dans ce cas que calculer l'énergie de masse, puisque l'énergie cinétique aurait été transformé en énergie de masse (premier principe de la thermodynamique). La masse de l'univers serait plus grande, mais son énergie cinétique totale nulle.
Si l'on prend la logique inverse, cela signifie que plus la matière est en mouvement, moins la masse de l'univers est grande puisqu’une plus grande part de l'énergie devient de l'énergie cinétique.
La relativité vient compliquer les choses, où plutôt amène un phénomène étrange. Supposons un univers simple composé de quatre particules de masse identique. Trois des particules sont immobiles dans leur référentiel. La quatrième est en mouvement pour le référentiel des trois autres, mais pour elle se sont les trois autres particules qui sont en mouvement. De ce fait, selon dans quel référentiel nous nous situons, il faut une quantité égale d'énergie pour rendre immobile une ou trois particules.
Le seule paramètre pouvant varier dans les formules de l'énergie cinétique est la vitesse . Il semble donc que la vitesse apparente sera différente suivant le référentiel...
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