Action d'une masse sur le champ gravitationnel

[Amanuensis]

Petites questions, pour une 'bonne' vulgarisation puis-je dire que le 'bras qui tire' est t?

Mais attribuer une force au temps est tout aussi faux que attribuer une force aux courbures ?

Est ce qu'il y a une explication sur le mécanisme qui 'poussent' les objets dans le temps?

Non, oui (encore plus faux, même), et non.

Une des bases de la science est d'admettre ne pas savoir...

(Toutes ces questions ont quelque part une relation avec l'inertie. Et c'est un mystère.)
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[Mailou75]

Salut,

Je ne connais pas non plus l'histoire de la balançoire.

Rien trouvé sur le net, il faudrait que je scan une page d’un bouquin mais j’imagine que je n’ai pas le droit...

[manukatche]

Bonjour à tous et merci pour l'intérêt que vous portez à la question

Je pense utile de faire un petit résumé de ce post :

Une masse engendre une gravité qui courbe l'espace-temps.
Les objets attirés par le centre de gravité ne le sont pas par la masse mais par la courbure de l'espace-temps.
Pour visualiser une courbure de l'espace-temps , il faut étudier à minima de la géométrie différentielle ( ça va me prendre un petit peu de temps ).

Papy-Alain a dit :
Bien sûr, mais cette courbure est une conséquence de la gravitation, et non pas une cause. L'espace-temps au voisinage d'un corps massif est conditionné par la présence de ce dernier. Si le corps se déplace, cette courbure l'accompagne dans son déplacement. C'est donc qu'il y a transmission d'une information continue pour induire cette courbure, et celle-ci se transmet à la vitesse c. Cette information est le "bras" dont parlait le primo-questionneur, et on n'a aucune réponse à cela. Le graviton n'a jamais été identifié.

C'est exactement la réponse que j'attendais lors de ma question initiale Le " bras " dont je demandais une description est le graviton dont je ne connaissais pas l'existence hypothétique.
Malheureusement , cette particule est hautement spéculative , je préfère considérer que personne n'a la réponse à cette question et qu'il s'agit probablement d'un phénomène quantique.

Amanuensis ( merci pour tes réponses aussi pertinentes que celles de Gilgamesh et Deedee81 )

A la question : Mais attribuer une force au temps est tout aussi faux que attribuer une force aux courbures ? ( posée par Ziusudra )
Tu as répondu : oui (encore plus faux, même)

Peux tu détailler stp ? Notamment sur le fait qu'il soit faux d'attribuer une force aux courbures.

[Amanuensis]

Une masse engendre une gravité qui courbe l'espace-temps.

Selon le modèle employé, soit «une masse engendre un champ gravitationnel» (Newton), soit «une masse courbe l'espace-temps» (RG). Mélanger les deux peut amener confusion.

Les objets attirés par le centre de gravité ne le sont pas par la masse mais par la courbure de l'espace-temps.

Oui. Mais mieux dit (pure RG), «Les objets attirés par une masse le sont via la courbure de l'espace-temps engendrée par la masse.»

Pour visualiser une courbure de l'espace-temps , il faut étudier à minima de la géométrie différentielle ( ça va me prendre un petit peu de temps ).

Oui

C'est exactement la réponse que j'attendais lors de ma question initiale Le " bras " dont je demandais une description est le graviton

Sauf que c'est au mieux une spéculation sans théorie claire, au pire faux. En parler est dans l'état des choses sans être spécialiste est du bla-bla.

cette particule est hautement spéculative , je préfère considérer que personne n'a la réponse à cette question

Oui

et qu'il s'agit probablement d'un phénomène quantique.

On n'en sait rien.

Peux tu détailler stp ? Notamment sur le fait qu'il soit faux d'attribuer une force aux courbures.

Là aussi c'est un mélange de genre. En mécanique newtonienne on va parler de force pour la gravitation. Pas en RG. On peut que dire que l'effet sur les masses de la courbure de l'espace-temps modélisé en RG est modélisé (moins bien) par une force en mécanique newtonienne, oui. Mais pas mélanger les deux approches.

Je sais qu'il n'est pas facile de jongler avec les concepts d'un côté et ceux de l'autre, mais c'est important d'y arriver, cela permet de mieux comprendre chaque approche (entre autres avantages). C'est un peu comme mélanger deux langages, difficile d'obtenir des phrases correctes.

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Quant à attribuer une force au temps, c'est du pur verbiage sans sens.

[choom]

Bonjour. Je suis ce fil avec intérêt depuis le début et souhaite simplement remercier tant le primoposteur que les intervenants. Au final on obtient un résumé de l'état des lieux très clair pour un néophite comme moi.
Bonne continuation à tous. Choom

[manukatche]

Bonjour

Ok il y a donc 2 approches de la gravité , j'ai effectivement amalgamé le modèle de Newton et de la RG.

A ce propos , et grâce à vos explications , j'arrive à visualiser une onde gravitationnelle avec la RG ( en 2D seulement bien sûr ) mais avec le modèle de Newton cela m'est impossible.

Comment Newton modélise une onde gravitationnelle ?

[manukatche]

J'ai oublié de préciser que j'attends une réponse avec des phrases et non avec des équations ^^

Merci

[Amanuensis]

Comment Newton modélise une onde gravitationnelle ?

Le modèle de Newton ne prédit pas d'ondes gravitationnelles.

(Il y a peut-être bien une confusion sur le terme «ondes gravitationnelle»... )

[manukatche]

Sous certaines circonstances, les objets accélérés peuvent produire une perturbation de l'espace-temps qui s'étend et se propage de manière analogue à « des vagues à la surface de l'eau ». On désigne par onde gravitationnelle[4],[19] (ou parfois onde de gravitation[20],[21],[22]) ce type de perturbation, et on prédit qu'elles se propagent à la vitesse de la lumière. Ces ondes sont inexistantes dans la théorie newtonienne qui suppose une propagation instantanée de la gravitation. ( Wikipedia )

Le modèle de Newton est devenu obsolète depuis la découverte des ondes gravitationnelles ?

[Amanuensis]

Le modèle de Newton est devenu obsolète depuis la découverte des ondes gravitationnelles ?

Non. Il est devenu une simple approximation utile (et très utilisée) avec la conception de la Relativité Générale en 1915. Les ondes gravitationnelles sont une prédiction basées sur les équations de la RG (les équations de champ d'Einstein).

les objets accélérés

Trop imprécis, et même trompeur. Contrairement à l'électro-magnétisme pour les ondes e.m., l'accélération n'engendre pas, per se, d'ondes gravitationnelles, faut un mouvement avec composante quadrupolaire.

[manukatche]

Bonjour

Toujours en rapport avec les ondes gravitationnelles , une fois la vague passée la dynamique des objets est identique ( simple oscillation ) ou bien est elle modifiée ?

Et aussi , si nous nous trouvons près de la source d'ondes gravitationnelles ( çad là ou l'amplitude des vagues est élevée ) comment ressentirions nous cette vague ?

[Gilgamesh]

Bonjour

Toujours en rapport avec les ondes gravitationnelles , une fois la vague passée la dynamique des objets est identique ( simple oscillation ) ou bien est elle modifiée ?

Et aussi , si nous nous trouvons près de la source d'ondes gravitationnelles ( çad là ou l'amplitude des vagues est élevée ) comment ressentirions nous cette vague ?

Ça redevient statique. La courbure locale retrouve son état ante.

Si on est très près... Disons que fait vraiment être très près pour ressentir quoique ce soit, mais ça doit être assez semblable à l'effet d'une onde sonore.

[manukatche]

Bonjour Gilgamesh

Que veux tu dire par mais ça doit être assez semblable à l'effet d'une onde sonore. ?

On verrai les objets déformés ? Un peu comme l'effet hallucinogène d'un champignon magique ?

[Deedee81]

Salut,

Que veux tu dire par mais ça doit être assez semblable à l'effet d'une onde sonore. ?
On verrai les objets déformés ? Un peu comme l'effet hallucinogène d'un champignon magique ?

Non, comme si tu ressentais ou voyais une grosse vibration. Comme quand tu es juste à coté d'un puissant haut-parleur qui émet des basses.

[Amanuensis]

Assez curieux de passer des fondamentaux (comparaison des théories de la gravitation quant à leurs approches pour les phénomènes de tous les jours) directement aux ondes gravitationnelles, sujet aux mathématiques difficiles, à l'expérimentation quasi impossible, et sans aucun effet dans les questions pratiques y compris pour les techniques d’ingénierie les plus avancées. [Et sujet sur lequel le niveau du forum ne dépasse jamais le bla-bla.]

Directement de marche à 4 pattes à l'épreuve de sprint au jeux olympiques?

[manukatche]

Salut,



Non, comme si tu ressentais ou voyais une grosse vibration. Comme quand tu es juste à coté d'un puissant haut-parleur qui émet des basses.

Bonjour DeeDee

Ok nous sommes donc capable de ressentir une onde gravitationnelle , je me faisais une fausse idée comme quoi si on est en phase avec l'onde , on ne perçoit pas de changement car on s'étire et se contracte avec l'espace sur la même fréquence.

[manukatche]

Directement de marche à 4 pattes à l'épreuve de sprint au jeux olympiques?

Bonjour Amanuensis

Bah disons que je me contente d'imaginer l'univers grâce à la vulgarisation de vos connaissances ^^

J'ai déjà planché sur la géométrie différentielle , voici mon programme ( pris direct sur Wikipédia ) :

l'étude des variétés ;
les fibrés tangents et cotangents ;
les formes différentielles ;
les dérivées extérieures ;
les intégrales des p-formes sur des p-variétés ;
le théorème de Stokes ;
les dérivées de Lie ;
la courbure.

J'ai pour l'instant lu à la volée ces concepts , j'en aurais pour un bon moment à les assimiler ^^

[papy-alain]

Non, comme si tu ressentais ou voyais une grosse vibration. Comme quand tu es juste à coté d'un puissant haut-parleur qui émet des basses.

Une onde gravitationnelle, son passage ne dure qu'une infime fraction de seconde. Aurait on vraiment le temps de ressentir quoi que ce soit ?

[manukatche]

Gilgamesh a précisé ceci plus haut :

Si on est très près... Disons que fait vraiment être très près pour ressentir quoique ce soit, mais ça doit être assez semblable à l'effet d'une onde sonore.

[Amanuensis]

Pure spéculation, personne n'en a eu l'expérience, et je ne suis pas convaincu qu'on sache exactement ce qui est ressenti (par quel sens?).

Encore un de ces sujets à la fois "aisés" à discuter en mode salon, et impossibles à discuter en mode scientifique au niveau typique du forum.

[jacknicklaus]

Une onde gravitationnelle, son passage ne dure qu'une infime fraction de seconde.

Ah bon.
Et pourquoi ?

[Amanuensis]

Par confusion entre les "boing" détectés et supposés venir de la fusion de trous noirs, ce qui est décrit comme "détection d'ondes gravitationnelles" récemment, et les ondes gravitationnelles en général.

Comme confondre le bruit d'un coup de triangle et le son en général.

[manukatche]

Manuensis a dit :
Pure spéculation, personne n'en a eu l'expérience, et je ne suis pas convaincu qu'on sache exactement ce qui est ressenti (par quel sens?).

Encore un de ces sujets à la fois "aisés" à discuter en mode salon, et impossibles à discuter en mode scientifique au niveau typique du forum.

Euh ... Il me semble qu'un interféromètre du nom de Virgo a détecté des ondes gravitationnelles récemment .

Son principe consiste , en gros , à faire voyager des lasers puis à les superposer au retour. Si les lasers ne se superposent pas ( interférences ) alors l'espace-temps a été courbé.
Des mesures ont été prises afin de réduire le bruit environnant et rendre acceptable la fiabilité des interféromètres.

Ce concept va être amélioré grâce au projet eLisa :

Et dans les décennies à venir, les mesures devraient être encore plus précises grâce à eLisa. Ce projet de l'Agence spatiale européenne a pour but de mettre en orbite un interféromètre géant, composé de trois satellites. La distance parcourue par les faisceaux lasers dans le vide spatial serait alors d'un million de kilomètres, rien que ça!

Le projet, prévu pour 2034, avance petit à petit. Fin 2015, un satellite de l'ESA a justement démontré la faisabilité de cet observatoire gravitationnel spatial. Le résultat a même dépassé les attentes des scientifiques.

Source : https://www.huffingtonpost.fr/2017/1...es_a_23230850/

[mach3]

Euh ... Il me semble qu'un interféromètre du nom de Virgo a détecté des ondes gravitationnelles récemment .

Son principe consiste , en gros , à faire voyager des lasers puis à les superposer au retour. Si les lasers ne se superposent pas ( interférences ) alors l'espace-temps a été courbé.
Des mesures ont été prises afin de réduire le bruit environnant et rendre acceptable la fiabilité des interféromètres.

ça ne dit rien sur ce qu'un humain ressentirait si il était traversé par une onde gravitationnelle suffisamment puissante (et avec la fréquence qui va bien) pour qu'il la ressente : un humain n'est pas un interféromètre laser...

m@ch3

[ansset]

ça ne dit rien sur ce qu'un humain ressentirait si il était traversé par une onde gravitationnelle suffisamment puissante (et avec la fréquence qui va bien) pour qu'il la ressente : un humain n'est pas un interféromètre laser...

effectivement cette "expérience de pensée" ( en étant gentil ) semble un peu inutile.
d'autant qu'on peut aisément supposer que ( si celle-ci est suffisamment "puissante" ) , le phénomène qui la provoque soit lui, par contre, bien d'avantage ressenti ( euphémisme ) que l'onde émise elle même.

j'imagine N Hulot en reportage à proximité de deux TN en phase de fusion par exemple.

[Gilgamesh]

ça ne dit rien sur ce qu'un humain ressentirait si il était traversé par une onde gravitationnelle suffisamment puissante (et avec la fréquence qui va bien) pour qu'il la ressente : un humain n'est pas un interféromètre laser...

m@ch3

Je ne vois pas trop la difficulté théorique. Si on fait passer la silhouette d'un bonhomme par les point rouge sur le schéma ci-dessous on peut facilement se représenter ce qu'il ressentirait.

Mais faut vraiment être à côté pour ressentir quoique ce soit. L'allongement relatif (strain) causé par le premier événement de fusion détecté (situé à environ un milliard d'années-lumière) au niveau terrestre c'était h = 10^-21. Chose intéressante à noter, le strain est en 1/R (et non en 1/R² comme on pourrait s'y attendre) avec R la distance à la source.

Si on imagine un système un milliard de fois plus proche, situé dans l'environnement stellaire immédiat R~1 année-lumière, le strain sera donc de h = 10^-21+9 = 10^-12. Ben, ça reste pas affolant. Ça signifie par exemple qu'un rail de chemin de fer de 100 m de longueur à la surface d'une planète tournant dans ce système voisin va voir sa longueur varier d'un diamètre atomique au passage de l'onde. Si on réduit la distance à une unité astronomique h ~ 10^-7, on reste àmha à la limite de ce qu'y est détectable corporellement, peut être comme d'être traversé par un frisson très léger et très bref.

[manukatche]

ça ne dit rien sur ce qu'un humain ressentirait si il était traversé par une onde gravitationnelle suffisamment puissante (et avec la fréquence qui va bien) pour qu'il la ressente : un humain n'est pas un interféromètre laser...

m@ch3

Oué je me suis rendu compte de mon erreur trop tard j'ai demandé à supprimer ce post ^^

[ansset]

bonjour Gilgamesh,

Si on réduit la distance à une unité astronomique h ~ 10^-7, on reste àmha à la limite de ce qu'y est détectable corporellement, peut être comme d'être traversé par un frisson très léger et très bref.

merci pour ces calculs théoriques.
mais dans ce dernier cas, on se retrouve à une ua de l'évènement ( les deux TN de 30 masses solaires chacun ), quid des phénomènes gravitationnels directs ?

[Amanuensis]

Je ne vois pas trop la difficulté théorique. Si on fait passer la silhouette d'un bonhomme par les point rouge sur le schéma ci-dessous on peut facilement se représenter ce qu'il ressentirait.

Si vous le dites...

Passer d'une déformation de l'espace-temps à celle d'un corps élastique doit être trivial...

L'idée serait que c'est la même chose que tourner sur soi-même dans un champ non uniforme ("effets de marée") ?

À propos que ressent-on dans ce cas bien plus simple ?

[papy-alain]

En fait, notre corps est traversé régulièrement par des ondes gravitationnelles, vu que les fusions de trous noirs semblent abondantes, et personne n'a jamais ressenti quoi que ce soit.