'Polarisation' gravitationnelle du 'vide'

[azizovsky]

Bonjour, une question un peu tordue, on sais qu'un champ électrique ou magnétique fort polarise le vide, est ce que un champ gravitationnelle fort polarise le 'vide'?

-polarisation = anisotropie .
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[Olorin]

Cela serait possible si et seulement si les particules de matière se repoussent gravitationnellement avec les particules d'antimatière. Dans ce cas le vide quantique est aussi un analogue gravitationnel d'un milieu diélectrique qu'on pourrait nommer "di-gravifique" ou "di gravitationnel". Il faudrait donc pour cela que la masse grave de l'antimatière soit negative, ce qui sera testé dans 3 experiences du CERN aegis, alpha G et g bar. Ce qui est remarquable c'est que cette hypothèse semble reproduire plutôt assez bien la phénoménologie MOND, puisqu'il est assez facile de démontrer qu'elle découle formellement d'un effet d'anti-écrantage dû a un effet de polarisation ( voir les travaux de Luc Blanchet par exemple). Si le champ de gravitation extérieur est supérieur à l'interaction entre dipôle, alors le champ extérieur aligne efficacement les dipôles du milieu. Dès que le champ devient de l'ordre de l'interaction entre dipôles, alors le milieu est plus difficilement polarisable et on atteint la limite de saturation du milieu et le champ de polarisation induit atteint sa valeur maximale. Il semblerait que cela marche remarquablement bien avec les pions car l’interaction gravitationnelle entre un pion et un anti-pion du vide de la QCD est de l'ordre du paramètre universel de MOND a0:



C'est donc à partir de ces échelles d'acceleration ( ou d'interaction) que le milieu di-gravifique est saturé et que les effets dû à la polarisation deviennent maximaux ( régime non-Newtonien ou MOND).
Cette hypothèse de vide di-gravifique a de nombreuses conséquences théoriques, comme par exemple la possibilité théorique d'un effet Schwinger gravitationnel permettant la création de paires par claquage gravitationnel du vide ( cela résout les problèmes de la singularité des trous noirs ainsi que la paradoxe de l'information) mais permet aussi d'approcher la bonne valeur de la constante cosmologique ou de l'énergie noire ( a peu près égale à zéro, 10⁻¹³ J/cm³) par l'énergie du vide car dans le cas ou anti-matière et matière se compensent en terme de masse gravitationnelle, alors l'énergie gravitationnelle du vide est bien égale à 0 ( "la plus grande erreur de la physique" qui calcule 10¹²⁰ pour l'énergie du vide vient justement du fait qu'il s'agit là de l'énergie inertielle du vide et non de l'énergie gravitationnelle de ce dernier). La consequence la plus importante est que cette hypothèse viole à la fois le principe d'équivalence faible ( égalité entre masse grave et masse inerte) et fort ( impossibilité de distinguer la contribution inertielle de la contribution gravitationnelle d'une acceleration dans un référentiel accéléré), les deux piliers de la théorie de la relativité générale. Si cette hypothèse est vraie, alors nous devrons reconstruire une nouvelle théorie de la gravitation, car l"hypothèse selon laquelle la gravitation est un effet géométrique de la courbure de l'espace temps sera falsifiée et ferait de la RG une théorie ontologiquement fausse. La réponse avant 2021, mais la chasse au Nobel est officiellement ouverte !

[azizovsky]

Wow, merci beaucoup, il y'a de quoi m'occupé ....

[azizovsky]

Une questions 'phénoménologique', quelle est la densité maximale du vide (des dipôles)? si j'ai bien compris, si le 'vide' atteint la saturation, la force est transmise sans changement avec la distance comme pour les autres champs ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[azizovsky]

Je me suis rendu compte que ma question a un sens :

comme par exemple la possibilité théorique d'un effet Schwinger gravitationnel permettant la création de paires par claquage gravitationnel du vide

s'il n'y a pas de limite de densité des 'dipôles' , il n'y aura pas claquage gravitationnel du vide.

[Olorin]

Une questions 'phénoménologique', quelle est la densité maximale du vide (des dipôles)?

En théorie quantique des champs, un dipole virtuel occupe un volume de l'ordre de:


avec : la longeur d'onde de Compton non-réduite de la particule virtuelle de masse m

On a donc pour la densité particulaire des dipôles virtuels:

si j'ai bien compris, si le 'vide' atteint la saturation, la force est transmise sans changement avec la distance comme pour les autres champs ?

La polarisation du vide introduit une densité de charge gravitationnelle de polarisation du vide telle que:



En symétrie sphérique:



ce qui donne pour la densité radiale qui nous intérrese:




Ici est la densité de polarisation gravitationnelle du vide quantique, c'est à dire le nombre de moment dipolaire gravitationnel par unité de volume. comme d correspond ici à la longueur d'onde de Compton d'une particule de masse m, on a alors:



avec:

Si on se trouve dans une région r< R0 ou le champ gravitationnel est supérieure à l'interaction gravitationnelle entre dipoles, alors Pg doit croître avec la distance r jusqu'à atteindre une valeur maximale Pgmax ( saturation du milieu) obtenue à l’échelle critique R0. Au delà la densité de polarisation doit décroître avec la distance r ( dipole de plus en plus difficile à aligner à cause de la faiblesse du champ gravitationnel extérieur). Une loi fonctionnelle satisfaisant à cette contrainte de raccord en r=R0 pourrait être de la forme:



Avec ( tous les dipoles sont alignés), on obtient alors:



A l’échelle critique R0, il y a equivalence entre le champ gravitationnel produit produit par la matière baryonique lumineuse Mb et le champ gravitationnel d'interaction entre dipole virtuels du vide, soit, si on suppose le vide quantique gravitationnel dominé par les pions comme dans mon premier post:



soit:



Ce qui conduit finalement à partir de l’échelle critique R0 à une densité de masse induite par la polarisation de:



Ce qui remplace effectivement les halos de matière noire. En particulier, on déduit de cela la relation de Tully-Fischer baryonique reliant la vitesse de rotation maximale à la luminosité des galaxies:



Si l'on suppose que la luminosité L est proportionnelle à Mb.

Tous ces calculs sont approximatifs et non définitifs. Il démontrent simplement que l'hypothèse de polarisation gravitationnelle du vide quantique imite bien la phénoménologie "matière noire" en produisant une densité de masse radiale induite par polarisation du vide ( effet d'anti-écrantage gravitationnel) et reproduit bien qualitativement la relation de Tully-Fischer baryonique ( à un facteur sans dimension près). En l'absence de quantification propre et rigoureuse du champ gravitationnel de sorte que matière/antimatière se repoussent via la force de gravité, on ne peut que s'appuyer sur des modèles semi-classique ou analogues à la quantifications du champ électromagnétique, donc forcement approximatifs et non rigoureux. Tant que nous n'aurons pas les propriétés du graviton contraint par la répulsion gravitationnelle entre matière et antimatière, on ne pourra pas produire une théorie rigoureuse de ce phénomène, mais les travaux sont en cours (collaborations avec les physiciens spécialistes de la théorie quantique des champs).

[azizovsky]

Bonjour, un grand merci pour tous ses explications, je vais potasser tous ça.

[azizovsky]

D'après Luc Blanchet & Benoit Famaey: https://arxiv.org/pdf/1602.00711.pdf,

Il reste qu’aujourd’hui les modèles alternatifs que nous avons évoqués ne peuvent
pas véritablement rivaliser avec le modèle standard. Ils doivent avant tout être validés par une
physique plus fondamentale avant de pouvoir faire des prédictions nouvelles, éventuellement hors
du contexte cosmologique. Les années à venir seront, quoi qu’il en soit, passionnantes

ps: ma vision des choses est différente, j'ai une intoxication alimentaire depuis 3 jours...mieux qu'une intoxication mental (désolé, je ne suis partisan d'aucun ...).

[Olorin]

Il me semble que Blanchet est le premier à avoir compris que le formalisme de MOND pouvait émerger d'un phénomène de polarisation gravitationnelle. Mais son approche implique d'introduire une nouvelle forme de matière noire, un plasma di-gravitationnel avec des propriétés étranges, en particulier en ce qui concerne sa stabilité interne. C'est Hadjukovic qui comprends que ce milieu est probablement superflu et qu'il peut effectivement être remplacé par le vide quantique lui-même, à condition d'introduire une répulsion gravitationnelle entre particules de matière et d'antimatière, ce qui permet de remplacer effectivement les halos de matière noire et de décrire correctement, à la MOND, les courbes de rotations des galaxies. Il faut garder en tête que cette théorie en est encore à ses balbutiements et que très peu de physiciens travaillent dessus car la très grande majorité l'exclue comme une possibilité raisonnable en raison notamment de sa non compatibilité avec les principes d'équivalence faible et fort, les deux piliers de la RG, qu'il ne sont pas prêts a évacuer. Mais l'avenir proche devrait trancher de manière non-ambiguë sur la plausibilité de cette approche pour le moins révolutionnaire et a même de résoudre bon nombre d'autres difficultés de la physique contemporaine comme l'énergie noire, la physique des trous noirs, l’asymétrie matière-antimatière et le big bang. Elle devrait aussi permettre de trouver une meilleure théorie de la gravitation où le vide quantique serait clé et permettrait par effet de polarisation, un couplage entre phénomènes électromagnétiques et gravitationnels.

[azizovsky]

Une dernière question, est ce qu'il y'a des théories qui traite les transformations de phases du vide ou brisure de symétrie ? (d'un point de vue purement gravitationnelle non quantique ou un mélange )

-le document d'avant mentionne des gravitons massives ....

[Olorin]

Oui, il y a la théorie de la matière noire superfluide par exemple : http://backreaction.blogspot.fr/2018...seriously.html. mais on doit introduire de nouveaux champs, ce qui n'est pas parcimonieux. En fait il existe de plus en plus de théories capables de rendre compte de la phénoménologie MOND. L'avantage de l'hypothèse de l'antimatière antigravitationelle est qu'elle ne fait qu'une hypothèse testable et utilise les nouvelles propriétés du vide quantique pour dérouler la physique nouvelle, et cette dernière permet d'expliquer bien plus de choses que la matière noire superfluide.

[azizovsky]

Merci pour les indications, et surtout

il y a la théorie de la matière noire superfluide

là, si j'était un théoricien, je m'attelle corps et âme ...., avec un 'vide' superfluide ...

j'ai lu un peu à propos des analogies liquide ....comme ici :

https://arxiv.org/pdf/1011.4948.pdf
https://arxiv.org/pdf/0712.2456.pdf

[mtheory]

Bonjour, une question un peu tordue, on sais qu'un champ électrique ou magnétique fort polarise le vide, est ce que un champ gravitationnelle fort polarise le 'vide'?

-polarisation = anisotropie .

Absolument, c'est une vieille idée qui remonte au moins à pas loin de 50 ans en théorie quantique des champs en espace-temps courbe https://books.google.fr/books?id=HXt...zation&f=false

[azizovsky]

Merci pour le lien, je crois que tous les donjons sont là, il faut un constructeur de ponts entre eux... comme en mathématique.