Définition de la réalité en astrophysique.

[papy-alain]

Bonjour à tous.
Je sais que le titre de ce post va déjà en faire sourire (ou bondir) plusieurs d'entre vous.
Mais est il possible de donner une définition, en physique, de ce qu'est la réalité des évènements ?
La plupart des choses que nous observons au quotidien ne sont qu'illusions.
Le meilleur exemple que je connaisse est celui des couleurs, qui en réalité n'existent pas.
Tout ce qui est visible ne l'est que par la lumière qui parvient à notre oeil, avec des longueurs d'ondes variables.
Ces longueurs d'ondes sont analysées par le cerveau (pour faire simple) et c'est ce dernier qui "invente" les couleurs pour nous faire percevoir les nuances de ces différentes fréquences.
Les couleurs ne sont donc pas réelles, seule la fréquence est mesurable physiquement.
Si on parle d'observation de l'univers, il existe souvent deux descriptions différentes d'un même phénomène, selon qu'on prend le point de vue d'un observateur local et celui d'un observateur distant. Et ces deux descriptions sont contradictoires, car elles découlent de l'application de la RG pour des endroits différents.
Un exemple simple est celui des trous noirs.
Pour un observateur local, un trou noir capture toute matière, tout rayonnement, qui passe à sa portée. Sous l'horizon, plus de retour possible.
Pour un observateur distant, il s'agit d'une étoile gelée, car de son point de vue, le temps est à l'arrêt au niveau de l'horizon du TN et donc la matière s'y fige et s'accumule en formant une croûte sphérique.
N'y a-t-il donc aucune réalité en astrophysique ?
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[papy-alain]

Désolé pour la coquille du titre. Il faut lire astrophysique, bien sûr.

[phys4]

Bonjour,
L'interprétation des couleurs par l'oeil a un coté pratique qu'il est facile de rendre rigoureux par l'analyse spectrale, très utilisée en astronomie.
L'on rencontrerai la même objection pour le son, dont le timbre est un effet des diverses composantes.

Le problème de la réalité des événements est un complexe très rencontré chez les personnes qui n'ont pas pu se débarrasser du temps universel de Newton : ils veulent absolument identifier ce qui se produit de ce qui c'est déjà produit !
Cette question n'a pas réponse puisque la réalité dépend de chaque observateur et l'on ne peut définir une réalité absolue, pas plus qu'un temps absolu.
AU revoir.

[noir_ecaille]

Je nuance : ça ne dépend pas de l'observateur mais du point de vue. De fait, deux observateurs partageant la même ligne d'univers percevront les mêmes effets. Ce qui n'est pas le cas de deux observateurs ne partageant pas la même ligne d'univers.

[A voir en vidéo sur Futura]

[papy-alain]

Mais on sait que la description de ce qui est observé ne correspond à aucune réalité physique. Si l'on observe une étoile proche du champ de vision du Soleil, on voit qu'elle a changé de place. Mais on ne dit pas que l'étoile a changé de place. On sait que c'est une illusion d'optique due à la RG et l'on admet que les rayons sont déviés.
Ce que je cherche ici, c'est une définition de la notion de réalité.
Ou alors, si cette définition ne peut être formulée, on doit se résoudre à admettre l'impossibilité de décrire l'univers, puisque tout n'est qu'illusion.

[papy-alain]

En fait, je me demande si cette notion de réalité ne devrait elle pas correspondre à ce que décrit par un observateur local, dés lors où il est le mieux placé pour se soustraire aux illusions d'une observation distante ?

[ordage]

Bonjour à tous.

N'y a-t-il donc aucune réalité en astrophysique ?

Salut

Pourquoi te limites-tu à l'astrophysique? Penses-tu qu'en physique ce soit différent?

Ton débat, qui a fait couler beaucoup, mais vraiment beaucoup d'encre, est plus de nature philosophique que scientifique et le problème n'est pas nouveau (cf "L'allégorie de la caverne de Platon").
Il y a des réflexions tout à fait pertinentes sur le sujet (moi j'aime bien le "nouvel esprit scientifique" de Bachelard, facile à lire) et il y a des contributions très intéressantes plus récentes (voir par exemple S. Majid : http://www.researchgate.net/publicat...c_Self-Duality , mais plus difficile à lire)

Cordialement

[papy-alain]

Pourquoi te limites-tu à l'astrophysique? Penses-tu qu'en physique ce soit différent?

Non, c'est pareil dans de nombreux domaines scientifiques. Mais en astrophysique c'est particulièrement criant, à cause de la RG.
Les astrophysiciens admettent le concept d'étoile gelée pour un observateur distant. Mais ces mêmes observateurs distants donnent une description physique des trous noirs qui indique que ceux-ci absorbent toute matière qui passe à sa portée. Là ce n'est même plus un problème observationnel (de toute manière, on ne pourra jamais rien observer de ce qui se passe sur l'horizon), mais un problème conceptuel qui varie au gré de ce qu'on veut décrire. On ne peut pas affirmer en même temps tout et son contraire.

[ordage]

Non, c'est pareil dans de nombreux domaines scientifiques. Mais en astrophysique c'est particulièrement criant, à cause de la RG.
Les astrophysiciens admettent le concept d'étoile gelée pour un observateur distant. Mais ces mêmes observateurs distants donnent une description physique des trous noirs qui indique que ceux-ci absorbent toute matière qui passe à sa portée. Là ce n'est même plus un problème observationnel (de toute manière, on ne pourra jamais rien observer de ce qui se passe sur l'horizon), mais un problème conceptuel qui varie au gré de ce qu'on veut décrire. On ne peut pas affirmer en même temps tout et son contraire.

Bonjour

La relativité générale est une théorie (géométrique) de la gravitation. Je ne suis pas sûr qu'on puisse la classer dans l'astrophysique. Pour les phénomènes liés à l'horizon d'un trou noir, le "paradoxe" que tu soulèves et qui a donné lieu à une multitude de posts sur ce forum, n'est qu'apparent et est, en fait, une conséquence de la théorie.

Cordialement

[papy-alain]

Pour les phénomènes liés à l'horizon d'un trou noir, le "paradoxe" que tu soulèves et qui a donné lieu à une multitude de posts sur ce forum, n'est qu'apparent et est, en fait, une conséquence de la théorie.

Comment définis tu "apparent" alors que les équations disent le contraire ?

[ordage]

Comment définis tu "apparent" alors que les équations disent le contraire ?

Salut

Les équations de la RG montrent qu'un observateur en chute libre radiale, par exemple, traverse l'horizon d'un TN en un temps (propre) fini, s'il part d'une distance finie du TN, (à l'extérieur de l'horizon) alors qu'un observateur statique (à coordonnée radiale constante) à l'extérieur de l'horizon du TN ne le voit jamais atteindre cet horizon. Ce qui n'a rien de contradictoire, car en RG il n'y a pas de temps universel, chaque observateur a son temps propre et il est en général différent de celui des autres.

Cordialement

[papy-alain]

Les équations de la RG montrent qu'un observateur en chute libre radiale, par exemple, traverse l'horizon d'un TN en un temps (propre) fini, s'il part d'une distance finie du TN, (à l'extérieur de l'horizon) alors qu'un observateur statique (à coordonnée radiale constante) à l'extérieur de l'horizon du TN ne le voit jamais atteindre cet horizon. Ce qui n'a rien de contradictoire, car en RG il n'y a pas de temps universel, chaque observateur a son temps propre et il est en général différent de celui des autres.

Bien d'accord. Donc pour nous, Terriens, observateurs distants, tous les TN de l'univers se sont figés dés leur apparition et, de notre point de vue, aucun ne correspond donc à la description physique qu'on leur attribue. On définit l'horizon comme une frontière immatérielle, alors que selon notre point de vue, toute la matière "absorbée" est figée juste au-dessus de l'horizon, puisque celui-ci n'est jamais atteint, et constitue donc une sphère creuse. Et comme l'essentiel de la matière se trouve à l'extérieur du TN, cette "croute" entourant l'horizon annule le rayonnement Hawking qui ne peut se produire qu'à l'horizon.
Il est clair qu'on touche à l'absurde avec ce type de raisonnement.
Il faut se rendre compte, in fine, que les équations mathématiques décrivant la RG cessent d'être valable quand elles débouchent sur un résultat infini. La notion même de singularité impose de réfléchir à la pertinence du "jusqu'au boutisme" de ces équations.

[mach3]

Bien d'accord. Donc pour nous, Terriens, observateurs distants, tous les TN de l'univers se sont figés dés leur apparition et, de notre point de vue, aucun ne correspond donc à la description physique qu'on leur attribue. On définit l'horizon comme une frontière immatérielle, alors que selon notre point de vue, toute la matière "absorbée" est figée juste au-dessus de l'horizon, puisque celui-ci n'est jamais atteint, et constitue donc une sphère creuse. Et comme l'essentiel de la matière se trouve à l'extérieur du TN, cette "croute" entourant l'horizon annule le rayonnement Hawking qui ne peut se produire qu'à l'horizon.
Il est clair qu'on touche à l'absurde avec ce type de raisonnement.
Il faut se rendre compte, in fine, que les équations mathématiques décrivant la RG cessent d'être valable quand elles débouchent sur un résultat infini. La notion même de singularité impose de réfléchir à la pertinence du "jusqu'au boutisme" de ces équations.

On en a discuté assez récemment et cette vision n'est pas correcte. On considère la métrique de Schwarzschild pour décrire un trou noir réel, alors qu'elle décrit un trou noir idéal qui n'existe pas : statique, existant depuis toujours et pour toujours, aucune matière autour, le reste de l'univers étant absolument vide. Et on considère ensuite ce qui se passe pour des "particules tests" (de masse négligeables pour ne pas perturber la métrique) qui se déplacent dans cette métrique. Un trou noir réel n'est pas un trou noir de Schwarzschild (ni de Kerr si il est en rotation mais c'est ici un détail), il a un début (effondrement d'une étoile en fin de vie) et il est entouré de matière qui lui tombe dessus.
Pour un trou noir réel, l'horizon s'agrandi, même pour un observateur distant, il n'est pas figé. Imaginez qu'il soit figé, alors vu de l'observateur distant la matière s'accumule dessus sous forme d'une coquille sphèrique, d'une densité toujours croissante, elle devrait donc s'effondrer à son tour et former plein de petits trous noirs autour du trou noir... En fait la masse du trou noir de rayon R additionnée celle d'une coquille sphérique d'épaisseur r autour de lui fini forcément par dépasser la masse admise pour un rayon R+r.

m@ch3

[papy-alain]

Pour un trou noir réel, l'horizon s'agrandi, même pour un observateur distant, il n'est pas figé.

Eh bien voilà ! C'est exactement là où je voulais en venir : les "étoiles gelées" n'ont aucune réalité physique.
Merci beaucoup pour cette intervention.