masse et espace temps

[papyneo]

Bonjour,

je ne suis pas physicien et même si je suis d'origine ingénieur, j'ai beaucoup de lacunes. J'ai toujours eu une question auquel je n'arrive pas à trouver une réponse compréhensible pour moi.

Par quels phénomènes physiques la masse peut courber l'espace - temps?

J'ai déjà essayé de comprendre ce qu'est la masse et je dois dire que c'est très confus sur mes recherches internet.
La plus simpliste étant que la masse d'un objet est la somme des masses des atomes qui le compose. Mais je suis sûr que ce n'est pas complet. Après si on veut savoir ce qu'est la masse d'un atome, c'est encore plus confus.

Donc comme ma compréhension de la masse n'est pas claire, le comment elle courbe l'espace temps l'est encore moins.

Y -a-t-il quelqu’un qui peut éclairer ma lanterne la dessus?

Merci
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[Deedee81]

Salut,

- concernant la masse, voir wikipedia https://fr.wikipedia.org/wiki/Masse
Tu peux aussi regarder mon document (si tu as accès, si tu dois t'inscrire et payer, laisse tomber) : http://fr.scribd.com/doc/151008374/La-masse-pdf C'est juste une synthèse vulgarisée.
- concernant la courbure de l'espace-temps, coïncidence, la question vient d'être posée. Voir :
http://forums.futura-sciences.com/ph...ace-temps.html

[mach3]

La plus simpliste étant que la masse d'un objet est la somme des masses des atomes qui le compose. Mais je suis sûr que ce n'est pas complet.

Hélas, beaucoup trop simpliste, il faut aussi prendre en compte l'énergie cinétique des atomes et l'énergie d'interaction entre ces atomes dans le bilan pour obtenir la masse de l'objet.

Je repost une ancienne réponse à ce propos

Chaque particule possède une 4-impulsion, qui est un vecteur de l'espace-temps (tangent). La "longueur" de ce vecteur est la masse de la particule, sa projection sur un axe temps est l'énergie et sa projection sur l'espace 3D orthogonal à cet axe temps est l'impulsion. La "longueur" est un invariant, elle ne dépend pas du référentiel, ce qui n'est pas le cas pour l'énergie et l'impulsion, qui dépendent de l'axe temps choisi, donc du référentiel.

Quand on considère un système fait de plusieurs particules, leurs 4-impulsions s'ajoutent vectoriellement pour former la 4-impulsion du système. Conséquence importante, si ces vecteurs ne sont pas tous parallèles les uns aux autres, alors la norme de la 4-impulsion n'est pas la somme des normes des 4-impulsions (c'est analogue à l'inégalité triangulaire) : la masse n'est pas parfaitement additive (alors que l'énergie et l'impulsion le sont parfaitement). Elle ne l'est qu'en première approximation, quand les 4-impulsions sont presque parallèles (ce qui se traduit par des vitesses relative faibles des particules qui constituent le système).

Par contre, "bizarreries" due à la métrique de Minkowski (ce qui donne leur longueur au 4-vecteurs, comme la métrique d'Euclide en géométrie euclidienne qui permet le produit scalaire et donc fournit la norme des vecteurs euclidiens) :
-une 4-impulsion peut être de "longueur" nulle sans être le vecteur nul : masse nulle, mais énergie et impulsion non nulles, c'est le cas des photons
-la somme de deux 4-impulsions possède une norme supérieure à la somme de leurs normes. Notamment, deux photons qui vont dans une direction différentes constituent un "système" de masse non nulle : le rayonnement pèse!
A cela il faut ajouter que les champs d'interactions (comme le champ electromagnétique) possèdent une 4-impulsion (on parle en fait de tenseur énergie-impulsion, c'est un cran plus loin parce qu'on considère les flux et les densités d'énergie et d'impulsion, et si on intègre cela sur un domaine on obtient une 4-impulsion) et comptent dans la balance. Ainsi, un atome d'hydrogène possède une masse (=longueur de la 4-impulsion) inférieure à la somme des masses du proton et de l'électron séparé.

je reviendrais pour la partie courbure

m@ch3

[mach3]

quelques fils intéressants sur le sujet (les liens pointent vers des messages de ma plume qui sont en rapport avec le sujet) :

http://forums.futura-sciences.com/as...ml#post5997631

http://forums.futura-sciences.com/ph...ml#post6127476

Le sujet a été abordé tout récemment ici également : http://forums.futura-sciences.com/ph...ace-temps.html

m@ch3

[A voir en vidéo sur Futura]

[papyneo]

Si la masse est en partie une énergie, celle ci est confinée à l'objet, par exemple la terre a une certaine masse et donc une certaine énergie, donc elle se réparti comme la terre de manière sphérique (simplification de la forme de la terre). De quoi se compose l'espace temps pour que l’énergie de la masse de la terre interagisse avec et la déforme?.

[mach3]

Si la masse est en partie une énergie, celle ci est confinée à l'objet, par exemple la terre a une certaine masse et donc une certaine énergie, donc elle se réparti comme la terre de manière sphérique (simplification de la forme de la terre). De quoi se compose l'espace temps pour que l’énergie de la masse de la terre interagisse avec et la déforme?.

Hélas, pas de réponse à cette question. La relativité générale ne fait que nous dire comment la matière courbe l'espace-temps et comment l'espace-temps dicte le mouvement de la matière. Elle ne nous dit en revanche pas pourquoi il en est ainsi. Il faudra attendre les progrès des théories candidates à la gravitation quantiques (par exemple la gravité quantique à boucle) pour pouvoir répondre, éventuellement, sur la "composition" de l'espace-temps.

m@ch3

[manukatche]

Bonjour,

J'ai déjà posé cette question il y a peu ( voir ici : http://forums.futura-sciences.com/as...tationnel.html ).

Je mets l'accent sur cette réponse de Papy Alain mais tu vas être déçu Papy Neo

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.