Echelle de grandeur ?
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Echelle de grandeur ?



  1. #1
    bigoux

    Echelle de grandeur ?


    ------

    Bonjour,
    j'aimerai savoir si il existe une echelle de grandeur ou l'on pourrait situer une de " nos grandeurs " perceptible a echelle humaine ( le soleil, la terre etc ..)
    Cette echelle commencerai dans l'infiniment petit ( connu par l'homme (les cordes il me semble)), et finirait a l'infiniment grand ( la taille de l'univers).
    Somme nous, a echelle humaine, plus pres de l'infiniment grand, ou l'infiniment petit ?
    J'espere que ma question est comprehensible.
    Merci

    -----

  2. #2
    bb98

    Re : Echelle de grandeur ?

    Bonjour et bienvenue

    Si on prend comme étalon UN METRE, grandeur accessible à nos sens :

    - la plus petite "chose"connue à l'échelle atomique est le QUARK : 10 puissance moins 20 mètre

    - la plus grande taille pour l'univers connu est 13 milliards d'années de lumière soit environ 10 puissance 25 mètre

    Cela nous situe donc "presque" entre ces deux ... infinis, chers à Blaise Pascal

    En donnant pour la grande distance, celle d'une galaxie lointaine, on pourrait même se situer plus exactement encore
    au milieu de l'échelle ainsi constituée.

    Bien sûr, attendre d'autre avis
    Bonnes lectures

  3. #3
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Echelle de grandeur ?

    Citation Envoyé par bigoux Voir le message
    Bonjour,
    j'aimerai savoir si il existe une echelle de grandeur ou l'on pourrait situer une de " nos grandeurs " perceptible a echelle humaine ( le soleil, la terre etc ..)
    Cette echelle commencerai dans l'infiniment petit ( connu par l'homme (les cordes il me semble)), et finirait a l'infiniment grand ( la taille de l'univers).
    Somme nous, a echelle humaine, plus pres de l'infiniment grand, ou l'infiniment petit ?
    J'espere que ma question est comprehensible.
    Merci
    C'est une question profonde et la réponse du physicien est qu'il faut choisir le système d'unité naturel en fonction du problème étudié, c'est la règle de Wheeler. La durée caractéristique d'un système sera choisie de tel sorte qu'un objet typique du système va mettre une unité de temps pour parcourir la longueur caractéristique.

    Par exemple, si on s'intéresse à l'évolution des galaxies, on va calculer un ordre de grandeur de la vitesse orbitale v, qui est telle que v2 = GM/R (avec G la cte de gravité, M la masse de la galaxie et R son rayon) et la durée caractéristique du système τ sera de l'ordre de τ ~ 2R/v ~ 100 Ma, cad la durée que met un objet du système (typiquement une étoile) pour parcourir son diamètre. Pour un atome, on prendra la durée qu'il faut à la lumière pour le traverser, soit τ ~ 10-20 s. Cela signifie que si je réalise une simulation dynamique du système, il ne changera pas d'aspect d'une année sur l'autre, mais plutôt d'une centaine de millions d'années sur l'autre pour une galaxie, et d'un centième de milliardième de nanoseconde sur l'autre pour un atome.

    Dans cette vision, chaque système (un atome, un artefact humain, une étoile, une galaxie, un amas de galaxie) génère donc son système naturel d'unité, à des échelle très différentes les unes des autres.

    Maintenant, ne peut-on choisir un système plus fondamental que les autres ? Les objets les plus fondamentaux de la physique sont les constantes fondamentales : G, c, h. Si on les combine, on obtient un système d'unités naturelles, ou unités de Planck. A cette échelle, nous sommes dans l'infiniment grand et terme de taille et de durée et à très basses énergie, température et densité.
    Dernière modification par Gilgamesh ; 22/10/2015 à 08h17.
    Parcours Etranges

  4. #4
    bigoux

    Re : Echelle de grandeur ?

    Bonjour Gilgamesh (je connais depuis peu ce personnage: gilgamesh),
    je pense avoir compris votre réponse d'un point de vue du physicien, mais d'un point de vue "non physicien", c'est a dire sans raisonnement purement physique, pouvez vous confirmer que la réponse de bb98 se rapproche de la vérité ?
    Il a pris le mètre comme étalon, mais si l'on prend le kilomètre, on se rapprocherai encore plus du milieu, entre la plus grande chose que l'homme connaisse et le plus petit ?
    Merci

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    vinssss

    Re : Echelle de grandeur ?

    Bonjour,

    j'arrive à concevoir que l'univers puisse être infini (infiniment grand) par contre, l'infiniment petit me semble plus difficile à imaginer (la distance de Planck n'est elle pas une limite?). Dans ce cas, notre échelle serait plus proche du petit s'il est fini par rapport à un grand infini???

    Et avec le km, on décalerait d'une puissance 3 (quark : 10 puissance -23 km et univers : 10 puissance 22 km)...

  7. #6
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Echelle de grandeur ?

    Citation Envoyé par bigoux Voir le message
    Bonjour Gilgamesh (je connais depuis peu ce personnage: gilgamesh),
    je pense avoir compris votre réponse d'un point de vue du physicien, mais d'un point de vue "non physicien", c'est a dire sans raisonnement purement physique, pouvez vous confirmer que la réponse de bb98 se rapproche de la vérité ?
    Oui, tout à fait. Comme borne haute je prendrais plutôt le diamètre comobile de l'Univers observable (à un redshift de 1100 correspondant au CMB) ~ 8,6 1026, soit en ordre de grandeur 1027 m mais ça ne change pas les conclusions.

    Il a pris le mètre comme étalon, mais si l'on prend le kilomètre, on se rapprocherai encore plus du milieu, entre la plus grande chose que l'homme connaisse et le plus petit ?
    Merci
    Non, par rapport à ce calcul, l'unité employée ne change rien. Que vous utilisiez le mètre, le kilomètre, le yard ou la coudée royale égyptienne, vous tomberez toujours sur le même résultat : à une poignée d'ordres de grandeur près, le mètre, qui représente notre unité naturelle, est à mi chemin entre les plus grandes et les plus petites structures étudiées.
    Dernière modification par Gilgamesh ; 22/10/2015 à 15h09.
    Parcours Etranges

  8. #7
    papy-alain

    Re : Echelle de grandeur ?

    C'est juste une question de point de vue.
    Si l'univers est infini, alors il n'y a pas de "juste milieu".
    Si le problème est mathématique, il n'y a pas de limite à l'infiniment petit.
    Si le problème est physique, alors oui, la distance de Planck est la limite inférieure.
    La notion de juste milieu ne peut donc être vue que sous un angle physique, dans un univers fini.
    Mais pour définir clairement cette notion, encore faudrait il connaître la topologie de l'univers.
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  9. #8
    vinssss

    Re : Echelle de grandeur ?

    Citation Envoyé par papy-alain Voir le message
    Si le problème est mathématique, il n'y a pas de limite à l'infiniment petit.
    Si le problème est physique, alors oui, la distance de Planck est la limite inférieure.
    Oui, je voulais dire que j'avais du mal à imaginer un infiniment petit physiquement, pas mathématiquement...

  10. #9
    stefjm

    Re : Echelle de grandeur ?

    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    C'est une question profonde et la réponse du physicien est qu'il faut choisir le système d'unité naturel en fonction du problème étudié, c'est la règle de Wheeler. La durée caractéristique d'un système sera choisie de tel sorte qu'un objet typique du système va mettre une unité de temps pour parcourir la longueur caractéristique.

    Par exemple, si on s'intéresse à l'évolution des galaxies, on va calculer un ordre de grandeur de la vitesse orbitale v, qui est telle que v2 = GM/R (avec G la cte de gravité, M la masse de la galaxie et R son rayon) et la durée caractéristique du système τ sera de l'ordre de τ ~ 2R/v ~ 100 Ma, cad la durée que met un objet du système (typiquement une étoile) pour parcourir son diamètre. Pour un atome, on prendra la durée qu'il faut à la lumière pour le traverser, soit τ ~ 10-20 s. Cela signifie que si je réalise une simulation dynamique du système, il ne changera pas d'aspect d'une année sur l'autre, mais plutôt d'une centaine de millions d'années sur l'autre pour une galaxie, et d'un centième de milliardième de nanoseconde sur l'autre pour un atome.

    Dans cette vision, chaque système (un atome, un artefact humain, une étoile, une galaxie, un amas de galaxie) génère donc son système naturel d'unité, à des échelle très différentes les unes des autres.

    Maintenant, ne peut-on choisir un système plus fondamental que les autres ? Les objets les plus fondamentaux de la physique sont les constantes fondamentales : G, c, h. Si on les combine, on obtient un système d'unités naturelles, ou unités de Planck. A cette échelle, nous sommes dans l'infiniment grand et terme de taille et de durée et à très basses énergie, température et densité.
    Partant de h, G et des trois masse de la chimie, Wheeler aurait estimer correctement la taille de l'univers observable.

    Dernière modification par JPL ; 24/10/2015 à 00h44.
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  11. #10
    stefjm

    Re : Echelle de grandeur ?

    Citation Envoyé par papy-alain Voir le message
    Si le problème est physique, alors oui, la distance de Planck est la limite inférieure.
    Toute masse supérieure à la masse de Planck a une longueur d'onde associée inférieure à la longueur de Planck.
    C'est le cas pour tous les objets macroscopiques.
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  12. #11
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Echelle de grandeur ?

    Salut,

    Citation Envoyé par stefjm Voir le message
    Toute masse supérieure à la masse de Planck a une longueur d'onde associée inférieure à la longueur de Planck.
    C'est le cas pour tous les objets macroscopiques.
    Mais la longueur d'onde associée dépend aussi de la vitesse, non ?
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  13. #12
    stefjm

    Re : Echelle de grandeur ?

    Oui.
    En fait, j'avais en tête la longueur d'onde Compton :
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  14. #13
    papy-alain

    Re : Echelle de grandeur ?

    Citation Envoyé par stefjm Voir le message
    Oui.
    En fait, j'avais en tête la longueur d'onde Compton :
    En effet. Mais comme elle n'est pas mesurable, elle est purement mathématique. Du coup, elle peut théoriquement être infiniment petite.
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  15. #14
    stefjm

    Re : Echelle de grandeur ?

    Elle n'est pas mesurable directement, mais on peut la minorer théoriquement par une autre longueur que la longueur de Planck.
    Ne serait-ce qu'en envisageant la masse maximum, ie celle de l'univers observable.
    Ça envoie dans le petit (, donc très inférieur à la longueur de Planck) mais pas l’infiniment petit.
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  16. #15
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Echelle de grandeur ?

    Citation Envoyé par stefjm Voir le message
    Oui.
    En fait, j'avais en tête la longueur d'onde Compton :
    D'accord merci,

    Citation Envoyé par papy-alain Voir le message
    En effet. Mais comme elle n'est pas mesurable, elle est purement mathématique. Du coup, elle peut théoriquement être infiniment petite.
    Oui, mais il y a un lien avec la longueur d'onde de de Broglie.

    https://fr.wikipedia.org/wiki/Longue....27incertitude

    Se poser la question "que se passe-t-il lorsque la longueur d'onde de de Broglie d'une particule atteint la limite de Planck" est assez intéressant.
    Mais sans conséquence grave (cela signifie que le Delta_x atteint un minimum, donc on ne sait pas utiliser ce truc pour violer le principe d'indétermination. Par contre, en RR cela pose quelques petits soucis. Il faut utilise les transformations de Lorentz dites saturées et en plus c'est très compliqué car il faut tenir compte du fait qu'on peut avoir une superposition d'états quantiques de longueur différentes avec une modification de la superposition de la transformation de Lorentz..... je cite juste, je n'ai jamais joué avec ça, je n'ai pas de référence sur ces "TLS" mais ça doit pouvoir se trouver).
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  17. #16
    vanos

    Re : Echelle de grandeur ?

    Bonjour à tous,

    Je vous propose de consulter ce site en cliquant ici puis choisi sa langue et jouant avec la roulette de la souris.

    Un cordial salut.
    Connais toi toi-même (Devise de Socrate inspiré par Thalès)

  18. #17
    bigoux

    Re : Echelle de grandeur ?

    bonjour a tous et surtout merci pour vos participations.
    J'ai bien compris que l'on ne connais pas la limite réel de l'infiniment grand et petit, c'est pourquoi j'ai précisé " connu par l'homme".
    En tout cas j'ai la réponse que je souhaitai et merci a VANOS pour le lien, c'est exactement ce que je voulais.
    Je vais pouvoir posté une nouvelle question.

  19. #18
    YoPe91

    Re : Echelle de grandeur ?

    oui, merci pour cette petite animation, très sympa !

  20. #19
    vanos

    Re : Echelle de grandeur ?

    pour un version plus grande, cliquez ici.
    Connais toi toi-même (Devise de Socrate inspiré par Thalès)

  21. #20
    bigoux

    Re : Echelle de grandeur ?

    On vit une époque géniale quand même.
    On ne s en rend plus compte, mais personnellement j ai découvert l astrophysique il y a 2 ou3 ans et j arrive a trouver des reponses a mes questions en quelques heures par votre intermédiaire.
    Qu existera t il dans 100 200 ou 1000 ans?
    Merci a tous

  22. #21
    f6bes

    Re : Echelle de grandeur ?

    Bjr à tous,
    Me souviens avoir lu un livre partant de l'infiniment petit---> vers l'infiniment grand. ( en passant par nos grandeurs " habituelles" )
    Me demande si c'était pas un bouquin de Stéphan Hwa king ?
    Il était question de "marches d'escaliers".
    Vais essayer de retrouver le titre.

    Bon WE
    Dernière modification par f6bes ; 24/10/2015 à 14h16.

  23. #22
    rik 2

    Re : Echelle de grandeur ?


  24. #23
    vanos

    Re : Echelle de grandeur ?

    Citation Envoyé par f6bes Voir le message
    Me demande si c'était pas un bouquin de Stéphan Hwa king ?
    Cherche plutôt sous le nom d'auteur Stephen Hawking tes chances de trouver seront plus grandes.
    Connais toi toi-même (Devise de Socrate inspiré par Thalès)

  25. #24
    bigoux

    Re : Echelle de grandeur ?

    Par encore eu le temps de lire autre chose qu "une brève histoire du temps".
    Mais je chercherai.

  26. #25
    feedblack

    Re : Echelle de grandeur ?

    Citation Envoyé par bigoux Voir le message
    On vit une époque géniale quand même.
    On ne s en rend plus compte, mais personnellement j ai découvert l astrophysique il y a 2 ou3 ans et j arrive a trouver des reponses a mes questions en quelques heures par votre intermédiaire.
    Qu existera t il dans 100 200 ou 1000 ans?
    Merci a tous
    Tout à fait, moi je cherchais un forum sérieux sur la cosmologie pour avancer plus vite, un peu comme le trou de ver de Hawking , et j'avoue que on va du pédagogique au très technique (élitiste forcément) mais passionnant. Des nuits entières à lire et relire et... souvent pas comprendre !!!
    Franchement j'aimerais bien revenir sur la planète dans mettons 150 ans, juste pour voir comment on a avancé...
    Trouver Pourquoi et Comment l'Univers, après ça une petite sieste.

  27. #26
    papy-alain

    Re : Echelle de grandeur ?

    Citation Envoyé par feedblack Voir le message
    Tout à fait, moi je cherchais un forum sérieux sur la cosmologie pour avancer plus vite, un peu comme le trou de ver de Hawking , et j'avoue que on va du pédagogique au très technique (élitiste forcément) mais passionnant. Des nuits entières à lire et relire et... souvent pas comprendre !!!
    Franchement j'aimerais bien revenir sur la planète dans mettons 150 ans, juste pour voir comment on a avancé...
    ...Et ceux qui seront là dans 150 ans diront la même chose.
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  28. #27
    stefjm

    Re : Echelle de grandeur ?

    Citation Envoyé par papy-alain Voir le message
    ...Et ceux qui seront là dans 150 ans diront la même chose.
    Et ceux qui étaient là il y a 1000 ou 4000 ans le disaient déjà aussi...
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  29. #28
    feedblack

    Re : Echelle de grandeur ?

    Bon ok, tout est relatif si j'ai bien compris !
    Trouver Pourquoi et Comment l'Univers, après ça une petite sieste.

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