Que se passerait il si la matière ou l'énergie pouvaient, du jour au lendemain, être créées

[Ithiofia]

C'est vrai que la question posée revient à "Que se passerait-il si l'énergie n'était pas un invariant ?". Et oui ça a peu de sens.
-----

[invite06459106]

Noether, c'est local, et l'univers étant en expansion, on doit avoir du mal à satisfaire le truc.
Quand à lire "l'énergie n'était pas un invariant"...c'est vraiment extrêmement...bizarre pour le moins.

[sunyata]

Noether, c'est local, et l'univers étant en expansion, on doit avoir du mal à satisfaire le truc.
Quand à lire "l'énergie n'était pas un invariant"...c'est vraiment extrêmement...bizarre pour le moins.

"L'univers est en expansion" : C'est un peu gonflé comme assertion non ?

Cordialement

[LeMulet]

C'est vrai que la question posée revient à "Que se passerait-il si l'énergie n'était pas un invariant ?". Et oui ça a peu de sens.

Peu de sens, je ne sais pas, peu utile plus certainement..
Ca reviendrait à devoir inventer une nouvelle physique proposant un autre invariant que l'énergie, non ?

[invite06459106]

"L'univers est en expansion" : C'est un peu gonflé comme assertion non ?

Cordialement

En regard de la théorie, non, maintenant on est libre de revenir à un univers statique bien que difficile à concilier avec les observations.

[Ithiofia]

Peu de sens, je ne sais pas, peu utile plus certainement..
Ca reviendrait à devoir inventer une nouvelle physique proposant un autre invariant que l'énergie, non ?

Peux-tu développer ?
Merci

[Ithiofia]

Noether, c'est local, et l'univers étant en expansion, on doit avoir du mal à satisfaire le truc.
Quand à lire "l'énergie n'était pas un invariant"...c'est vraiment extrêmement...bizarre pour le moins.

L'univers est en expansion mais il contient toujours la même chose. Ca reste un système isolé et son énergie est constante.

L'hypothèse par exemple de la mort thermique de l'univers, ne réfute pas du tout ça. C'est juste que l'entropie est max, l'énergie est distribuée au max. Il fait froid partout mais si on fait la somme de chaque point, on aura la même énergie qu'aujourd'hui.

[mmanu_F]

Salut,

L'univers est en expansion mais il contient toujours la même chose. Ca reste un système isolé et son énergie est constante.

Et cette constante est nulle (cf lien dans mon message #19).

[Ithiofia]

Lire le lien que tu m'as conseillé est un petit supplice, le blanc sur fond vert j'ai vraiment du mal. En revanche j'aimerais bien que tu me résumes la chose... Si tu veux bien.

[mmanu_F]

Lire le lien que tu m'as conseillé est un petit supplice, le blanc sur fond vert j'ai vraiment du mal. En revanche j'aimerais bien que tu me résumes la chose... Si tu veux bien.

ah ... OK (semé d'embuches incroyables est le chemin de la connaissance ). tu peux lire la version imprimable, elle est en noir sur fond blanc.

[LeMulet]

Peu de sens, je ne sais pas, peu utile plus certainement..
Ca reviendrait à devoir inventer une nouvelle physique proposant un autre invariant que l'énergie, non ?

Peux-tu développer ?
Merci

Au hasard, et juste pour exemple, on pourrait prendre l'entropie et définir l'entropie comme étant invariante, ou peut-être dit autrement, l'entropie se conserverait au sein d'un système isolé, alors que nous avons opté pour une définition qui fait que l'entropie d'un système isolé ne peut que croitre (ou rester constante, cas où la flèche du temps n'existe pas, situation de réversibilité parfaite).
Dans ce cas de figure, il est certes nécessaire de revoir l'interdépendance de l'entropie avec les autres grandeurs physiques, mais rien n'interdit ce tour de passe-passe mathématique/physique.

Un exemple de cette approche :

La thermodynamique relativiste est une discipline hautement controversée sur des questions comme la variance de la température ou de la chaleur; les résultats concernant ces deux grandeurs (T et Q), de Planck-Einstein (1907) ont été
inversées en 1963 par le physicien Ott en suivant du reste une suggestion formulée par Einstein lui-même en 1952.
Il existe depuis cette date deux écoles principales de thermodynamique relativiste avec une série de variantes.

Einstein adopte en 1907 les formules de Planck qui établissent la même variance pour le volume et la température:
Le statut quelque peu étrange de la thermodynamique relativiste invite à se poser des questions sur les relations quelque peu spéciales qu'entretiennent la RR sans ether et la thermodynamique.
L'existence de plusieurs ecoles au sein de cette discipline tient au fait qu'il n'y a pas de dénition univoque, notamment de la température dans un système en mouvement.

Le but n'est pas ici de prendre parti pour l'une ou l'autre école ni de rentrer dans la complexité de la démonstration de la covariance de la loi du corps noir [21, p138-139] mais d'approfondir un point précis sur lequel il y a unanimité, à savoir l'invariance de l'entropie (pour montrer que la loi du corps noir est covariante, il faut que l'entropie, représentée
par la constante de Boltzmann k, soit invariante

Planck présente en 1907 un programme de recherche systématique des invariants relativistes:

http://aflb.ensmp.fr/AFLB-271/aflb271p019.pdf

[mmanu_F]

Salut,


si je peux vous recommander un peu de lecture, pour fixer quelques définitions, éviter certaines conclusions trop hâtives et profiter du repas gratuit ultime de Alan Guth .

ah ben tiens, j'y pense : en cliquant sur le pirate (ou en ajoutant "?m=1" à la fin de l'url) tu as la version tablette du blog : http://motls.blogspot.fr/2010/08/why...ed-in.html?m=1

[mmanu_F]

ah ben tiens, j'y pense : en cliquant sur le pirate (ou en ajoutant "?m=1" à la fin de l'url) tu as la version tablette du blog : http://motls.blogspot.fr/2010/08/why...ed-in.html?m=1

pour ceux qui n'ont pas de contre-indication médicale concernant le blanc sur vert mais qui sont allérgiques à l'anglais, en cliquant sur le drapeau français (ou un autre drapeau) on a une version google-traduite du blog (je ne sais pas si les deux "améliorations" sont cumulables)

[mmanu_F]

(je ne sais pas si les deux "améliorations" sont cumulables)

si ! http://translate.google.com/translat...%3D1&sandbox=1

[mmanu_F]

par contre google-translate massacre les équations. semé d'embuches le chemin, disais-je.

[Chanur]

si ! http://translate.google.com/translat...%3D1&sandbox=1

C'est sûr que c'est tout de suite beaucoup plus clair :

L'énergie est la quantité scalaire qui est conservée à la suite de l'invariance temps-traduction des lois de la physique.

[JPL]

C'est l'ambiguïté du mot translation en anglais.

[Cotissois31]

Cette définition de l'énergie est je pense trop compliquée car elle inverse le raisonnement logique. Les étudiants apprennent facilement ce genre de définitions renversée, cela permet de mémoriser l'équation, mais on perd la logique.
Il est plus logique de dire que l'invariance dans le temps existe suite à la conservation de l'énergie.
Ce qui laisse entier une définition claire de l'énergie et c'est normal.

Imaginer que l'énergie peut se créer du jour au lendemain je pense que c'est possible si on a le courage de mieux définir la vie. Pour un physicien, la vie est le complément de l'Univers et se voit comme un perturbateur. La conservation de l'énergie marche dans l'Univers, mais la vie ce n'est pas le problème du physicien. En définissant mieux la vie, on aboutirait factuellement à une meilleure définition de l'Univers, i.e. son complément, donc de l'énergie.

[ansset]

Imaginer que l'énergie peut se créer du jour au lendemain je pense que c'est possible si on a le courage de mieux définir la vie. Pour un physicien, la vie est le complément de l'Univers et se voit comme un perturbateur. La conservation de l'énergie marche dans l'Univers, mais la vie ce n'est pas le problème du physicien. En définissant mieux la vie, on aboutirait factuellement à une meilleure définition de l'Univers, i.e. son complément, donc de l'énergie.

que voilà une bien drôle d'envolée philosophico-spirituelle !

[Ithiofia]

[...] Il est plus logique de dire que l'invariance dans le temps existe suite à la conservation de l'énergie.
[...]
Imaginer que l'énergie peut se créer du jour au lendemain je pense que c'est possible si on a le courage de mieux définir la vie. Pour un physicien, la vie est le complément de l'Univers et se voit comme un perturbateur. La conservation de l'énergie marche dans l'Univers, mais la vie ce n'est pas le problème du physicien. En définissant mieux la vie, on aboutirait factuellement à une meilleure définition de l'Univers, i.e. son complément, donc de l'énergie.

Aux étudiants du lycée, on n'enseigne pas le théorème de Noether. On leur enseigne la conservation de l'énergie sans aborder l'invariance. Dommage, avec ce théorème peut-être qu'on serait plus convaincus.

Quant à la vie, qu'est-ce qu'elle vient faire là dedans ? Le concept d'énergie, c'est bien l'humain qui l'a "inventé", "théorisé", peu importe, mais par sa raison plus que par sa vie. En revanche, on est d'accord que la vie est liée à l'énergie, on en crée et on en consomme, comme toute machine thermique. Même chose pour les végétaux et micro organismes.

Qualifier la vie de "perturbateur de l'univers" me semble un poil anthropocentriste, non ? Ou du moins géocentriste. Les seuls qu'on perturbe, c'est nous, l'univers n'a que faire de notre présence.

On pourrait, éventuellement, réfléchir à la légitimité de notre conception de l'énergie, mais alors on n'est pas sortis de l'auberge et on va sur le forum de philo.

[b@z66]

Cette définition de l'énergie est je pense trop compliquée car elle inverse le raisonnement logique. Les étudiants apprennent facilement ce genre de définitions renversée, cela permet de mémoriser l'équation, mais on perd la logique.
Il est plus logique de dire que l'invariance dans le temps existe suite à la conservation de l'énergie.
Ce qui laisse entier une définition claire de l'énergie et c'est normal.

Imaginer que l'énergie peut se créer du jour au lendemain je pense que c'est possible si on a le courage de mieux définir la vie. Pour un physicien, la vie est le complément de l'Univers et se voit comme un perturbateur. La conservation de l'énergie marche dans l'Univers, mais la vie ce n'est pas le problème du physicien. En définissant mieux la vie, on aboutirait factuellement à une meilleure définition de l'Univers, i.e. son complément, donc de l'énergie.

Non, au contraire, la précédente définition est la bonne car justement elle déshabille justement ce concept physique de tous ces oripeaux métaphysiques ou ésotériques pour ne garder que l'essentiel de ce qui est à son origine fondamentale. De plus, franchement, ce n'est pas la définition la plus facile(même si c'est la plus simple, dans le sens de "fondamental"), ce n'est pas pour rien qu'au lycée, on s'en tient encore juste à la vision de la "vis viva" des débuts de la mécanique classique. Enfin, en parlant de l'univers, et du fait qu'il évolue en grandissant, cela prouve qu'il ne respecte en fait l'invariance par translation temporelle et que le principe de conservation de l'énergie n'est pas respecté à l'échelle de l'univers(énergie noire).

[mmanu_F]

Salut

Aux étudiants du lycée, on n'enseigne pas le théorème de Noether. On leur enseigne la conservation de l'énergie sans aborder l'invariance. Dommage, avec ce théorème peut-être qu'on serait plus convaincus.

le mieux serait de le présenter aux lycéens dans sa version quantique parce qu'il est vraiment plus simple sous cette forme (les commutateurs c'est plus simple que les crochets de Poisson) et qu'il est plus fondamentalement correct, mais bon, la conjoncture bio-astrale ne me semble pas favorable (puisqu'appremment on est dimanche).

[ansset]

Salut
le mieux serait de le présenter aux lycéens dans sa version quantique parce qu'il est vraiment plus simple sous cette forme (les commutateurs c'est plus simple que les crochets de Poisson) et qu'il est plus fondamentalement correct, mais bon, la conjoncture bio-astrale ne me semble pas favorable (puisqu'appremment on est dimanche).

bon courage........
je préfèrerai partir en solo sur le Vendée Globe !

[invite06459106]

L'univers est en expansion mais il contient toujours la même chose. Ca reste un système isolé et son énergie est constante.

Cela me pose problème.
- Comment définir un référentiel pour tout l'univers?
- Comment définir l'énergie gravitationnelle (ya pas que la matière...) localement qui soit indépendante du système de coordonnées (invariante de jauge) et globalement ?
- Dans le lien de mmanu_F, on montre une "possibilité" qui est vachement restrictive, cela est-il approprié de l'étendre à la cosmologie? (J'ai lu en diagonale...ça se trouve, j'ai manqué le principal...).

Bref, j'aurai plein d'autres questions, mais en gros celle qui me préoccupe : Est-ce que la notion d'énergie (pour moi, cette notion est résumé en un mot: Action) est invariante de jauge?

Je précise que je commence à regarder la RG, mais que mes incompréhensions/incompétences me laissent dans le noir...et le peu que je crois comprendre ne permet pas d'affirmer qu'il y a conservation de l'énergie...au contraire, mais croire comprendre étant dangereux, merci de clarifier les concepts.

le mieux serait de le présenter aux lycéens dans sa version quantique parce qu'il est vraiment plus simple sous cette forme (les commutateurs c'est plus simple que les crochets de Poisson) et qu'il est plus fondamentalement correct.

Question de néophyte:
Si je prends les inégalités de Heisenberg, je pense que c'est un exemple qui peut poser question sur la conservation de l'énergie. Plus l'échelle de temps est réduite plus la "violation" est importante. C'est une pensée d'incompétent bien sûr...
Un aiguillage?

[Ithiofia]

le mieux serait de le présenter aux lycéens dans sa version quantique parce qu'il est vraiment plus simple sous cette forme (les commutateurs c'est plus simple que les crochets de Poisson) et qu'il est plus fondamentalement correct, mais bon, la conjoncture bio-astrale ne me semble pas favorable (puisqu'appremment on est dimanche).

Mon esprit totalement supérieur et condescendant approuve ton idée !

Plus sérieusement, j'ai découvert Noether sur ce débat et j'avoue que j'ai un peu honte de ne pas avoir entendu parler du théorème plus tôt.. M'enfin peut-être que j'ai tout simplement oublié.

[invite75014153]

Malheureusement le vrai problème c'est qu'on enseigne pas le principe variationnel au lycée. Le principe de moindre action n'est même pas évoqué (ne serait-ce que le nom, et son existence en tant qu'autre approche de la mécanique). En deux ans de CPGE (en physique !) je n'ai entendu ce nom que pour un DM, et c'était sur le principe de Fermat et la démonstration de la loi de Descartes. En école d'ingénieur j'ai enfin entendu le nom "lagrangien" en deuxième année, sans aucune justification théorique (définition de l'action, uniformité et homogénéité de l'espace-temps, invariance par changement de référentiel galiléen, etc), simplement un machin qu'on "pose" pour résoudre quelques problèmes.

Je pense que les personnes qui font des masters de physique le voient, et peut-être ceux qui se spécialisent en physique du solide. Mais j'ai l'impression que les gens qui font les programmes considèrent que c'est anecdotique, c'est dommage, notamment parce que ça empêche d'aborder le théorème de Noether.

Du coup aborder le théorème de Noether sans avoir vu un peu ce que sont l'action et le lagrangien me paraît compliqué, c'est pour cela qu'il est généralement mal connu. Il n'a d'ailleurs été mentionné comme élément de réponse à la question originale qu'à la fin de la page 2.

[sunyata]

Bonsoir,

Pour moi dire que l'énergie est un invariant signifie que la relation entre différentes grandeurs physiques mesurables est stable dans le temps.
La relation E=MC² est vraie aujourd'hui, est elle le sera demain, mais personne ne sait dire ce qu'est l'énergie autrement que par le biais d'égalités mathématiques qui établissent
des relations entre différentes grandeurs mesurables. Personne n'a jamais vu l'énergie, ni ne sait ce qu'est l'énergie. L'énergie est un rapport invariant entre différentes grandeurs mesurables
relatives à divers phénomènes physiques.
L'énergie tout comme le temps sont des invariants mathématiques, qui permettent d'établir des relations d'équivalence entre différentes classes de phénomènes.
Mais l'énergie et le temps ne sont pas des phénomènes. Il n'y pas d'énergie-en-soi, pas plus qu'il n'y a de temps-en-soi.

Cordialement

[pascelus]

Il me semble que la constante cosmologique serait une densité d'énergie constante au cours du temps. Comme le volume de l'univers n'est pas conservé du fait de l'expansion, l'énergie totale ne serait pas conservée. Il y aurait donc augmentation de l'énergie totale de l'univers. Il n'y a que pour de la matière de pression nulle que l'énergie est conservée.

[mmanu_F]

Salut,

Si je prends les inégalités de Heisenberg, je pense que c'est un exemple qui peut poser question sur la conservation de l'énergie. Plus l'échelle de temps est réduite plus la "violation" est importante. C'est une pensée d'incompétent bien sûr...
Un aiguillage?

oui, cette réponse me parrait appropriée.

Elle rappelle l'importance des opérateurs/observables en quantique (et le fait que le temps n'en est pas un/une) et le point fondamental caché derrière les relations d'incertitude : en quantique les opérateurs ne commutent pas forcément.

Dans le formalisme de Heisenberg la dérivée temporelle d'un opérateur (O) est déterminée par le commutateur de cette quantité avec l'Hamiltonien : ih dO/dt = [O,H] (h est la constante de Planck réduite). Si tu choisis de suivre l'évolution temporelle de l'Hamiltonien lui-même (O=H), le membre de droite est trivialement nul et ainsi dH/dt = 0, l'énergie (précisément la valeur moyenne quantique de l'Hamiltonien) est conservée.

La réponse du lien redonne aussi les mises en garde de rigueur concernant l'interprétation nécessairement probabiliste de l'incertitude temps-énergie ainsi que celles concernant la non-réalité des particules virtuelles, qu'il présente comme un artefact du traitement perturbatif (ou comme on commence à en prendre conscience depuis un peu plus de 10 ans, un artefact lié aux redondances de jauge introduites en théorie quantique des champs pour expliciter le principe de localité.)

[ansset]

Et tu voudrais expliquer tout cela à des lycéens comme tu l'as évoqué plus haut ?