Salut à tous,
une question de relativité générale (je pense...).
Un univers vide de matière mais plein de lumière peut-il encore être considéré comme un espace-temps alors que, sauf erreur, le photon n'a pas de temps propre et qu'il ne peut être un référentiel d'observation ? Comment établir des coordonnées spatio-temporelles sans référentiel ?
Et donc, la masse est-elle une forme d'énergie nécessaire à la constitution d'un espace-temps ?
Sans aucun problème ,la phase primitive de l'Univers est dite dominée par le rayonnement.Tolman a par exemple été un des premiers à trouver des solutions de la RG avec des Univers clos uniquement par de la lumière.On peut faire la même chose avec des ondes gravitationnelles ou un champ magnétique.Envoyé par bardamu
ça n'empêche pas qu'un observateur puisse lui associer un temps pour sa trajectoire ou se retrouver dans un référentiel arbitrairement proche de la vitesse de la lumière (sans l'égaler toutefois)alors que, sauf erreur, le photon n'a pas de temps propre et qu'il ne peut être un référentiel d'observation ? Comment établir des coordonnées spatio-temporelles sans référentiel ?
C'est l'impulsion énergie qui décide mais oui on n'a pas besoin de corps possédant une masse au repos non nulle pour avoir un champ de gravitation associé.Et donc, la masse est-elle une forme d'énergie nécessaire à la constitution d'un espace-temps ?
“I'm smart enough to know that I'm dumb.” Richard Feynman
C'est bien la question : si on définit qu'il n'y a que de la lumière, c'est qu'on dit qu'il n'y a pas d'observateur associé puisqu'un photon ne peut être référentiel.
Les solutions d'univers sans matière ont un sens tant qu'on reste à l'extérieur mais à l'intérieur de cet univers il n'y aurait aucun référentiel et donc aucune géométrie possible.
Le présupposé de base de ces solutions est que l'espace-temps a un sens comme simple forme géométrique sans considération pour les conditions internes de cet univers où la géométrie est impossible.
Il y a un champ de gravitation, mais y'a-t-il un référentiel permettant d'établir une géométrie ?
En d'autres termes, quelles sont les conditions internes à un univers pour qu'une géométrie y soit possible ?
Mais bien sûr que si ,la preuve j'obtiens une solution des équations d'Einstein.
Donc il y a bien de la géométrie et d'ailleurs le choix d'un référentiel est arbitraire ,même si certain sont plus interressant que d'autres c'est justement l'essence du principe de relativité.
Pas du tout puisque c'est le contenu interne de cet univers qui détermine sa géométrie.Le présupposé de base de ces solutions est que l'espace-temps a un sens comme simple forme géométrique sans considération pour les conditions internes de cet univers où la géométrie est impossible.
Une géométrie n'est pas défini par un référentiel ,pas plus que par un système de coordonnées
Il y a un champ de gravitation, mais y'a-t-il un référentiel permettant d'établir une géométrie ?
ça c'est autre chose ,comment générer de la géométrie à partir de quelque chose de pré géométrique et c'est justement qq chose que l'on voudrai bien savoir et que la RG classique n'explique pas.En d'autres termes, quelles sont les conditions internes à un univers pour qu'une géométrie y soit possible ?
C'est pourquoi la MQ est intéressante car elle offre l'espoir de dériver la structure de l'espace-temps et même sa 'naissance '(si 'naisance' il y a eu bien évidemment).
On réduit donc de cette façon les axiomes nécessaires pour générer le monde physique.
“I'm smart enough to know that I'm dumb.” Richard Feynman
D'ailleurs à propos de la géométrie, il me semble que les référentiels galiléens (au moins leur transformation) sont définis d'après la géométrie à respecter, et non l'inverse.
En terme de causalité, c'est la géométrie de l'espace qui engendre les transformations de référentiels autorisées et non l'inverse.
Je me trompe ?
EDIT : quand je dis causalité, cela signifie "logiquement", ce n'est pas une référence à la causalité physique
A quitté FuturaSciences. Merci de ne PAS me contacter par MP.
bonjour à tous,
voilou, je trouve cette discussion assez intéressante, je souhaiterais juste un petit éclaircissement sur ce point:ma question est donc, par quoi est définie une géométrie?si ce n'est ni par son référentiel, ni par aucun système de coordonnées.Une géométrie n'est pas défini par un référentiel ,pas plus que par un système de coordonnées
amicalement,
Le tenseur de courbure (de Riemann) ?
Déjà par de la topologie et pour ce qui est des géométries possédant une métrique et bien justement par le groupe de transformation laissant invariant cette métrique.
Si on part d'un ensemble d'éléments 'amorphes' il y a toute une série de structures mathématiques que l'on peut ajouter etqui vont finir par faire une géométrie donnée.
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Salut,
la question est de savoir si dans un univers de lumière, il y a des relations spatio-temporelles.
Question que je juge équivalente : du point de vue d'un photon, que signifie le déplacement dans l'espace alors qu'il n'a pas de temps propre ?
Je vais diviser les questions :
- une géométrie peut-elle être définie sans conscience a priori d'un espace ?
- les photons ont-ils un temps propre ?
- si ils n'ont pas de temps propre, les photons ont-ils "conscience" d'un espace ?
- et donc la conscience d'un espace d'où on crée une géométrie pourrait-elle être donné par autre chose que des relations entre objets massifs, c'est-à-dire n'allant pas à la vitesse c ?
Plus simplement, un M. Photon-Physicien dans un univers de photon pourrait-il créer une géométrie, d'où lui viendrait l'idée d'une géométrie ?
Mais tout ceci aurait peut-être plus sa place en philosophie...
A mon sens la question est la même mais peut-être que je me trompe sur ce qu'est la géométrie spatio-temporelle du point de vue d'un photon, c'est-à-dire rien.
Dans le cas d'un Univers de type Tolman par ex, oui!Mais je crois que tu as autres chose en tête.
On peut faire comme si je crois ,on introduit un paramétrage de la trajectoire spatiotemporelle où la distinction entre particules massives et non massive au repos disparait.- les photons ont-ils un temps propre ?
.
Pour le reste j'ai du mal à voir où tu veux en venir.
D'un autre coté la théorie des twisteurs de Penrose essaye de générer l'espace-temps à partir de la structure des rayons lumineux ,ou plus précisément de 'particules' se déplacant à la vitesse c.
“I'm smart enough to know that I'm dumb.” Richard Feynman
La question fondamentale est de savoir si l'espace-temps est une donnée a priori, ou bien la conséquences de certaines relations et lesquelles.
Je m'intéresse donc à un être, le photon, qui de son point de vue, semble vivre hors du temps et de l'espace.
Mais les propriétés du photon ne sont pas forcément très claire pour moi.
Par exemple, on dit qu'un photon n'a pas de temps propre (ok ?) mais pourtant il perd de l'énergie avec l'expansion de l'univers (redshift). Si il n'a pas de temps propre, peut-être doit-on dire qu'il n'a pas non plus d'énergie propre, sinon il y aurait d'un côté une "immutabilité" intrinsèque et de l'autre une variation.
A mon sens il y a bien quelque chose d'a priori pour l'espace et le temps dans l'esprit humain mais ce n'est pas le temps ou l'espace de la physique directement.M'enfin là on va tomber dans des discussions épistémologiques à n'en plus finir.
Je ne suis pas contre mais pas ce soir.
Je crois que c'est un problème qu'Einstein et Göedel/Russel/Whitehead/Reinchenbach etc...on déjà pas mal discuté:La relativité est telle ou non une réfutation de la philosophie Kantienne?
Tu penses à ça?
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Je rebondis sur ta dernière interrogation mtheory^^Je suis nouveau donc je n'ai pas connu vos discussions à ce sujet..
Selon Kant l'espace et le temps n'existent pas en soi ni ne sont des déterminations objectives inhérentes aux choses elles-mêmes, mais constituent des "formes pures de notre intuition" des "formes a priori de notre sensibilité" cad qu'ils sont ce à travers quoi, nécessairement nous appréhendons la réalité, les conditions obligées de notre expérience du monde.
L'espace et le temps appartienneent à notre manière de percevoir la réalité, et il s ne sont rien en dehors de nous; les chose en elles-mêmes (ce que Kant appelle les "noumènes") ne sont ni dans l'espace ni dans le temps , mais nous ne pouvons les percevoir , en tant que "phénomènes", qu'à travers ces sortes de prismes de notre humaine sensibilité que sont l'espace et le temps.
Une telle thèse contredit d'un point de vue métaphysique, celle de Newton, dans la mesure où elle nie que l'espace temps existent de soi, de manière absolue.
Cependant paradoxalement, en plaçant l'espace te le temps au -delà de toute expérience; Kant comme Newtpn , leur donne du point de vue des sciences de la nature, de la physique , une valeur absolue.
Ainsi si on a pu nier que Einstein et sa TR ait pu remis en cause dans son fond la thèse kantienne , "elle a révélée des carctéristiques entièrement nouvelles de l'espace et du temps dont on ne voit rien dans les formes a priori d'intuition pure de Kant"(Heisenberg)
En effet ac Einstein le temps apparaît comme quelque chose de relatif les intervalles de temps entre des événements donnés variant en fonction des mouvements relatifs des systèmes considérés!
On va pas pouvoir aller bien loin dans cette direction intéressante car le fil est dans la 'division astrophysique' et là on va partir en épistémologie.
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Au cas où quelqu'un voudrait en savoir plus sur cette histoire et comme ça 'match' parfaitement le titre du fil.
http://www.rdegraaf.nl/index.asp?sND_ID=436182
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Oui,même si on peut le faire rentrer dans un cas de particule avec masse à l'aide de truc adéquat mais fondamentalement oui ,pas de temps propre ou plutôt il est nul.
Et de fait sa masse prore au repos est nulle ,exact.Ce qui ne l'empêche pas de posséder de l'énergie et de peser.On a discuté de ça plusieurs fois sur le forum.mais pourtant il perd de l'énergie avec l'expansion de l'univers (redshift). Si il n'a pas de temps propre, peut-être doit-on dire qu'il n'a pas non plus d'énergie propre,
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Salut,A mon sens il y a bien quelque chose d'a priori pour l'espace et le temps dans l'esprit humain mais ce n'est pas le temps ou l'espace de la physique directement.M'enfin là on va tomber dans des discussions épistémologiques à n'en plus finir.
Je ne suis pas contre mais pas ce soir.
Je crois que c'est un problème qu'Einstein et Göedel/Russel/Whitehead/Reinchenbach etc...on déjà pas mal discuté:La relativité est telle ou non une réfutation de la philosophie Kantienne?
Tu penses à ça?
à la base, ma réflexion est liée à Bergson, Bergson contre Kant pourrais-je dire...
Mais ce qui m'intéresse c'est l'ordre dans lequel la physique d'aujourd'hui place ses objets par rapport à l'espace-temps.
Si on considère que tout est de l'énergie on n'a pas encore introduit d'espace-temps.
Maintenant si on considère que l'énergie est l'invariant temporel, on est spontanément dans une énergie-temps mais pas encore dans un espace-temps (position de la MQ ?).
Pour passer à l'espace, il me semble qu'il faut des relations entre objet massif, c'est-à-dire se déroulant à une vitesse inférieure à c, permettant d'entrer dans le cadre relativiste.
On pourrait avoir 3 positions conceptuelles en relation avec des "qualités" :
- toute chose est énergie (Joule)
- toute chose est action dans le temps ( h*nu )
- toute chose est masse dans l'espace-temps (mc2)
Ces 3 positions correspondraient à des approches qualitatives générales : thermique, vibratoire, corpusculaire.
La relation entre lumière et masse, me semble mettre en évidence la différence entre l'approche vibratoire où l'espace est secondaire, et l'approche corpusculaire où il s'agit spontanément d'espace-temps.
Dans le premier cas, l'espace-temps est une conséquence d'une relation action-temps, dans le second il est a priori.
Tout ça est assez prospectif et on peut peut-être l'oublier en attendant la réouverture du forum philo, mais du coup j'ai une question plus technique :
comment concilie-t-on le fait que le photon n'a pas de temps propre mais que son énergie varie intrinsèquement (?) avec le temps (redshift) ?
salut,
juste un commentaire rapide:
son énergie ne varie pas intrinsèquement car l'énergie d'un photon n'est pas une quantité définie dans l'absolue (= intrinsèquement). Elle ne varie que pour des observateurs externes massifs (associés à des systèmes de coordonnées localement minkowskiens).
Aïe...
Qu'en est-il alors de la réalité intrinsèque du photon ?
Que signifie un univers composé uniquement de lumière ?
J'avais lu quelque part que les particules support de force pourrait ne pas avoir de sens en dehors des particules dont elles médiaient l'interaction, serait-ce le cas ?
Pas de photon sans objet échangeant des photons ?
Salut,
je ne comprend pas très bien ta question !! En fait tu cherches à savoir si une particule médiatrice, un boson de jauge (photon, gluon, bosons faibles W et Z (et graviton?)), perd ses "caractéristiques physiques" les sortant de leur contexte de médiatrices intéractionnelles ??
Prends l'exemple d'une particule de matière possédant une énergie cinétique ,celle ci dépend de sa vitesse, comme celle -ci n'a pas de signification absolu l'energie de la particule non plus.Dans le cas du photon évidemment c'est toujours C sa vitesse mais sa fréquence est liée à son energie et tu connais l'effet Doopler donc là aussi tu as l'énergie qui est n'est pas absolue.
Soit p,E,m0 respectivement l'impulsion,l'énergie totale et m0 la masse propre d'une particule alors la relation suivante est vrai pour tous le observateur ,c'est un invariant relativiste:
E2-p2c2=m02c4
Dans le cas d'un photon E=pc donc m0=0.
Il y a donc bien quelque chose d'invariant pour tous les observateurs.
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Le champs de gravitation lui même peut produire des photons ,d'ailleurs c'est l'idée de plusieurs modèles cosmologiques ,c'est l'expansion primitive d'un Univers initialement vide de matière et de lumière qui va produire le contenu en lumière/matière de celui-ci.
Ce fut la motivation de la théorie des champs quantiques en espace-temps courbes.
On tombe alors sur quelques surprises comme l'effet Unruh et Hawking qui montrent que le concept de particule dépend aussi de l'observateur.
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Salut,
en fait tu parles là des fluctuations du vide quantique??
De constantes apparitions et annihilations de paires de particules/anti-particules virtuelles intriquées entre-elles.
Oui,sauf que là les particules deviennent réelles.
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Salut à tous
Je ne fait que passer pour marquer de mon seaux, ce royale fil de discussion !
Je n'intervienderai pas, juste jouer le role du lecteur.
PS : Mais la chose qu'on observe, n'est pas celle-ci objectivement, mais que sa représentation qui est interpréter et modéliser ! Alors espace et temps ne sont que des caractéristiques qui découle de l'aspect invariant de C, mais c nous décrit un comportement qui agit entre les chose. Alors qui est-il ? Car l'objectivité découle de la subjectivité interprétative !
Merci à tous
Dernière modification par glevesque ; 24/07/2005 à 18h57.
http://www.unmannedspaceflight.com/index.php?showtopic=8532
Ca doit être une question de vocabulaire :
l'énergie intrinsèque ne serait que l'énergie de masse au repos, et le reste une énergie extrinsèque.
Cela signifie que le photon n'est rien sans un rapport extrinsèque, au minimum un espace-temps.
Dire qu'un photon d'il y a 15 milliards d'années passe d'une énergie équivalente à 10000 K à une énergie équivalente à 3K est un peu inadéquat puisque cette énergie ne lui appartient pas en propre et dépend directement de l'espace-temps : si l'espace-temps s'étend le photon perd de l'énergie.
Par contre, une particule massive d'il y a 15 milliards d'années aura encore aujourd'hui E=mc2 comme énergie intrinsèque.
Si je me rappelle bien, l'idée était qu'un photon ne s'observe que par son effet sur un électron ou autre.Salut,
je ne comprend pas très bien ta question !! En fait tu cherches à savoir si une particule médiatrice, un boson de jauge (photon, gluon, bosons faibles W et Z (et graviton?)), perd ses "caractéristiques physiques" les sortant de leur contexte de médiatrices intéractionnelles ??
Donc dire "un électron transmet son énergie à un autre électron" ou dire "un photon transporte l'énergie d'un électron" serait équivalent.
Ca serait cohérent si le transporteur n'avait pas de caractéristiques propres à part l'énergie transportée.
Oui ,en fait selon l'espace-temps et la position de l'observateur on peut ou pas définir un photon ,c'est trés subtile et pas facile à controler des fois
En gros oui , il faut être trés prudent en relativité quand on associe une énergie à un système donné.Par contre on sait tenir compte de tous ça dans la majorité des cas et il est parfaitement normale de parler de l'énergie du photon il y a 15 milliard d'années et de définir celle qu'il a à présent.Dire qu'un photon d'il y a 15 milliards d'années passe d'une énergie équivalente à 10000 K à une énergie équivalente à 3K est un peu inadéquat puisque cette énergie ne lui appartient pas en propre et dépend directement de l'espace-temps : si l'espace-temps s'étend le photon perd de l'énergie.
Par contre, une particule massive d'il y a 15 milliards d'années aura encore aujourd'hui E=mc2 comme énergie intrinsèque.
Une remarque au passage , normallement avec la RG il n'est pas évident qu'on puisse parler d'un temps cosmique , et de fait sans hypothèses et/ou données expérimentales il pourrait parfaitement n'avoir aucun sens d'associer un âge et un temps cosmique universel
à l'ensemble du contenu de l'Univers.
C'est quelque chose que l'on sait depuis longtemps,il se trouve que si l'Univers est suffisament homogène à une certaine échelle alors automatiquement cela sélectionne une solution des équations d'Einstein où l'on peut parler de temps cosmique.
De fait à l'échelle des amas de galaxie on obtient un Univers suffissament homogène pour avoir des solutions de type FRW et pouvoir parler d'un temps cosmique partagé par la majorité de la matière de l'Univers.
On peut introduire un référentiel synchrone lié à ces amas de galaxie.
Les gens qui font de la relativité générale ont appris qu'il fallait se méfier des subtilités de l'espace-temps encore plus qu'en RR et qu'il fallait soigneusement regarder les référentiels et les systèmes de coordonnées utilisés pour démêler ce qui est invariant,ce qui ne l'est pas et ce qui n'est qu'un sous produit d'un système de coordonnées sans véritable interprétation physique.
Quand on met de la MQ ça devient pire!
Dernière modification par mtheory ; 24/07/2005 à 22h27.
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Tu as un exemple de conditions où le photon n'est pas définissable ?
Et pour ce qui est des masses, elles sont toujours définissables au moins par leur énergie de masse, je suppose.
Merci.
Imagine un électron en chute libre dans le référentiel terrestre ,il est accéléré par rapport au sol et donc il rayonne.Maintenant place toi tout à coté du même électron en chute libre ,pour toi il n'est pas accéléré donc il ne rayonne pas!
Même chose si tu te places dans dans une fusée fortement accélérée ,tu mesureras un 'bain' de particules décrites par une distribution de corps noir(effet Unruh) et dont la température est proportionnelle à l'accélération,tu y verras par ex des électrons,des neutrinos,des photons etc...pour l'observateur au sol il n'y a rien de tout ça.
La masse d'une étoile est subtile à définir pour plusieurs raisons.
Déjà l'énergie du champ de gravitation pose problème.
A cause du principe d'équivalence,localement,tu peux trouver un référentiel où le champ de gravitation s'annule donc définir une densité d'énergie de gravitation locale est ambigue voir 'meaningles' . Mais tu ne peux pas jouer à ce jeu partout en même temps dans l'espace-temps par conséquent pour définir cette énergie il faut intégrer certaines quantités sur un volume d'espace tendant vers l'infinie et regarder comment le champ de gravitation décroit vers l'infini pour se ramener vers un espace-temps asymptoticalement plat ,genre Minkowsky.
Tu me diras comment définir une notion d'infiniment lointain surtout si l'Univers s'averrai clos?
Et bien on sait faire ,surtout depuis les travaux de Penrose , Bondi,Arnowitt/Deser/Misner (ADM).
Le problème est qu'en effet l'énergie du champ de gravitation s'ajoute/se retranche à l'énergie de masse de l'étoile et donc, qui appartient à qui, c'est ambigue là encore.
Au final on arrive à démeler tout ça.
L'énergie du champ de gravitation a des aspects non locaux en RG ,une raison de suspecter une connection trés profonde entre RG et MQ et d'ailleurs on peut soutenir l'idée que c'est en fait la MQ qui 'force' un espace-temps plat rigide à pouvoir devenir courbe et dynamique.
Dernière modification par mtheory ; 25/07/2005 à 10h36.
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