Une future remise en question de la relativité générale

[mpfff]

Bonjour,

Je suis tombé par hasard sur cette article :
http://news.sciencemag.org/scienceno...tte.html?rss=1

Va il falloir remettre en question ce qu'on sait de la gravitation ? qu'en pensez vous ?

[Xoxopixo]

Bonjour,

Va il falloir remettre en question ce qu'on sait de la gravitation ?

Ca va pas être difficile, vu ce que l'on en sait

Sinon, serieusement, j'avais deja entendu parler de cette mise en cause de la gravité à l'echelle des galaxies. Il y a environ six mois.

Dans l'article que tu cites ici, il est dit que

Specifically, Milgrom assumed that for very small accelerations, the square of the acceleration, not just the acceleration, is proportional to the gravitational force.

ce qui revient à dire que pour de grandes echelles d'espace, la force de gravité est proportionelle à la distance. Et non pas à la distance au carré.

Et que cette interpretation permet d'avoir un model galactique plus proche de l'observable, ceci sans faire appel à la matiere noire.

En gros tu as une "force" gravitique:
F=G*m₁*m₂/d^e
F la force resultante du phenomene gravitique
G la constante Universelle de la Gravitation.
m1 et m2 les deux masses des corps considérés
d la distance entre les centres de masse des corps considérés
e : ce que j'appeleratit le facteur d'echelle
e=2 sur terre
e=1 dans la galaxie

Ce qui me gène ici, c'est ce passage de e=2 à e=1
Car si on n'exprime pas e selon le "facteur d'echelle"...on a un model en "si alors". Un peu comme on dit en Aerodynamique que l'on passe en mode turbulent selon le nombre de Raynolds..
Operationel, mais assez peu physique à mon sens.

J'aurais préféré un e=f(d), puisque d reflete l'echelle.
Et on a donc une formule d^f(d)
Un peu bizare non ?

A moins que l'on n'envisage un peu comme pour des photons un ensemble d'etats superposés, avec des "forces" sous la forme d'onde dont la construction spatiale donne les valeurs locales.

donc une somme de e^a1+e^a2+...e^an
La, d'accord, c'est peut-être une voie interresante.
A creuser. Je serais interresé d'avoir des avis eclairés à ce sujet egalement.

[mpfff]

Bonjour,



Ca va pas être difficile, vu ce que l'on en sait

Sinon, serieusement, j'avais deja entendu parler de cette mise en cause de la gravité à l'echelle des galaxies. Il y a environ six mois.

Dans l'article que tu cites ici, il est dit que


ce qui revient à dire que pour de grandes echelles d'espace, la force de gravité est proportionelle à la distance. Et non pas à la distance au carré.

Et que cette interpretation permet d'avoir un model galactique plus proche de l'observable, ceci sans faire appel à la matiere noire.

En gros tu as une "force" gravitique:
F=G*m₁*m₂/d^e
F la force resultante du phenomene gravitique
G la constante Universelle de la Gravitation.
m1 et m2 les deux masses des corps considérés
d la distance entre les centres de masse des corps considérés
e : ce que j'appeleratit le facteur d'echelle
e=2 sur terre
e=1 dans la galaxie

Ce qui me gène ici, c'est ce passage de e=2 à e=1
Car si on n'exprime pas e selon le "facteur d'echelle"...on a un model en "si alors". Un peu comme on dit en Aerodynamique que l'on passe en mode turbulent selon le nombre de Raynolds..
Operationel, mais assez peu physique à mon sens.

J'aurais préféré un e=f(d), puisque d reflete l'echelle.
Et on a donc une formule d^f(d)
Un peu bizare non ?

A moins que l'on n'envisage un peu comme pour des photons un ensemble d'etats superposés, avec des "forces" sous la forme d'onde dont la construction spatiale donne les valeurs locales.

donc une somme de e^a1+e^a2+...e^an
La, d'accord, c'est peut-être une voie interresante.
A creuser. Je serais interresé d'avoir des avis eclairés à ce sujet egalement.

Je vois !
Mais pour définir l'amplitude de la force en fonction de la distance du centre de la galaxie, on se base sur quoi ?

[tempsreel1]

ou alors on peut avoir un potentiel gravitationnel sous la forme d'une somme de termes ( un peu comme le champ de Higgs)

[Xoxopixo]

un peu comme le champ de Higgs

interressant ce Champs de Higgs.

Mais pour définir l'amplitude de la force en fonction de la distance du centre de la galaxie, on se base sur quoi ?

Ce n'est pas le centre de la galaxie qui est important, à mon avis.
La formule s'applique entre deux masses. C'est la "distance" qui les sépare qui est prise en compte.
La "distance" etant celle parcouru par un photon. la distance que l'on observe. Je pense plutot à quelque-chose comme une densité de matiere. Qui joue d'ailleurs sur la vitesse et la trajectoire du photon réél comme ça avait été prédit par Einstein concernant la trajectoire et que l'on observe sur la vitesse du photon dans un materiaux dense et transparent.
Le photon suit bien la courbe de l'espace-temps non ? L'espace physique gravitique sans trop essayer de le nommer.

[Pio2001]

Va il falloir remettre en question ce qu'on sait de la gravitation ? qu'en pensez vous ?

Je pense qu'en étant pas sur place, on a énormément d'incertitude sur ce qui se passe réellement dans ces galaxies.
Cette observation est intéressante, mais elle est largement insuffisante pour dire s'il faut revoir la relativité générale ou non.

Comme le disent les scientifiques cités, voilà des observations intéressantes, qui méritent davantage de recherches. Est-ce que nos connaissances sur la matière noire ou la gravitation en sortiront changées, l'avenir le dira.

[obi76]

Bonjour,

ça a déjà été envisagé il y a pas mal de temps par la théorie MOND (Modified Newtonian dynamics) .

Cordialement,

[shamrock]

Bonjour

Remarque sur l'explication de Xoxopixo : ta présentation n'est pas tout à fait correcte. La formule de F pour e=1 n'est plus homogène à une force !

MOND repose sur une modification de la deuxième loi de Newton qui dit que la somme des forces extérieures est égale à la masse multipliée par l'accélération


Milgrom, qui a inventé la théorie MOND, suppose que la relation n'est vrai que pour des grandes accélérations et que pour des accélérations extrèmement faibles, la relation devient



où est une fonction qui vaut 1 quand l'accélération est grande et vaut quand l'accélération est petite avec une constante homogène à une accélération qui est déterminée en essayant d'ajuster cette théorie aux observations.

Mais la force F de gravitation garde la même forme



MOND date du début des années 80, ça fait donc trente ans que cette hypothèse est connue. Si on compare au scénario de la matière noire, elle a des avantages et des inconvénients. A mon sens, bien que travaillant sur la matière noire, je trouve intéressant d'avoir des alternatives, j'ai juste un peu de mal avec le tapage.

Pour ce qui est de modifier la gravitation, MOND n'est pas la seule piste. Les cosmologistes explorent de nombreuses pistes qui permettraient d'expliquer l'expansion accélérée de l'Univers par exemple. En général, ils partent de la relativité générale et ajoutent un petit terme correctif dans l'action de la relativité générale (théories f(R), scalaire-tenseur...). MOND a en fait une variante de ce type là appelée TeVeS.

Pour les anglophones, Sean Carroll, un cosmologiste de Chicago, a commenté sur le papier de Stacy McGaugh
http://blogs.discovermagazine.com/co...t-fine-thanks/

[stefjm]

Bonjour,
Il y a un truc que je ne comprend pas bien.
Si on considère un univers homogène, la loi de gravitation naturelle ne devrait-elle pas être linéaire en fonction de la distance? (comme dans la terre quand on néglige l'extérieur)

Du genre :

F=MM'(r/R^3)

Avec
r : distance à partir de chez nous.
R : Rayon de Hubble ou équivalent.

Cordialement.

[Pio2001]

Si on considère un univers homogène, la loi de gravitation naturelle ne devrait-elle pas être linéaire en fonction de la distance? (comme dans la terre quand on néglige l'extérieur)

Peut-être, mais il n'existe aucun modèle d'univers avec un bord et rien après. Tous les modèles contiennent de la matière jusqu'à l'infini.

[tempsreel1]

Bonjour,
Il y a un truc que je ne comprend pas bien.
Si on considère un univers homogène, la loi de gravitation naturelle ne devrait-elle pas être linéaire en fonction de la distance? (comme dans la terre quand on néglige l'extérieur)

Du genre :

F=MM'(r/R^3)

Avec
r : distance à partir de chez nous.
R : Rayon de Hubble ou équivalent.

Cordialement.

je ne vois pas le rapport entre homogénéité et linéarité de la force de gravitation
de plus d'où tiens tu qu'à l'intérieur de la terre la force est linéaire ?

[mpfff]

Comme information sur la répartition des vitesses des étoiles dans une galaxie, on a uniquement la vitesse d'étoile particulière déterminé à partir du décalage Doppler qu'on observe (des étoiles dont on suppose le spectre propre) ..

Donc on connait la répartition des vitesses en fonction des distances au centre de la galaxie.. l'article en parle..

(je ne remet pas en cause la notion de distance : admettons qu'il s'agissent de la grandeur définit dans un repére plat moyen qui fait abstraction des courbures gravitationnelles locales)

Pour déterminer la valeur de la gravitation que subit une étoile dans une galaxie, on doit considérer la trajectoire supposé de l'étoile (parce qu'elle tourne trop lentement pour qu'on puisse réélement la voir faire un tour), et calculer l'accélération vers le centre qui expliquerait cette trajectoire circulaire.
On le fait classiquement en comparant cette trajectoire à une trajectoire linéaire, inertielle..

En particulier, si l'étoile à une orbite qu'on suppose circulaire, on calcul la valeur de la gravité tout simplement comme étant l'opposé de la force centrifuge qui s'expliquerait par l'inertie.

Donc pour rendre compte d'une trajectoire on a en réalité deux possibilités.. faire varié la force gravitationnel, ou faire varié la force "inertiel" (qui ne prend un sens que dans les référentiels accélérés), mais qui est bien réél puisqu'elle est l'énergie cinétique..

Non ?

[mpfff]

je ne vois pas le rapport entre homogénéité et linéarité de la force de gravitation
de plus d'où tiens tu qu'à l'intérieur de la terre la force est linéaire ?

Dans tous les cas, les fonctions en "1/d²" et "1/d^3" sont différentes. La formule qu'il donne pose une constante, elle est donc quand même en "1/d^3"

On observe dans notre systéme solaire des forces en "1/d²", pour des forces allant de l'attraction de petit corps à celle du soleil, ça signifie que la courbe n'est pas un polynome en 1/d^3....(ou alors il faudrait remettre en cause notre idée de la masse de tous les corps du systéme solaire ) .. il y a aussi l'anomalie des sondes pioneers..

Admettons que la gravitation est transmise par un hypothétique graviton, (la gravitation est quantifié, ça été démontré par le spectre de chute d'un proton).. On supposerait ensuite qu'il puisse muter aléatoirement (comme les neutrinos) en une autre particule, de sorte qu'une part mute en court de route sur les grandes distances et que l'intensité diminue.

On aurait alors une probabilité pour un graviton d'avoir muter de la forme
e^(- λd )


donc une force de la forme
e^(-λd) * (G / d²),

c'est à dire en gros,
G / d^(2 + ln(λ))

ou ln(λ) serait un trés petit nombre..

[stefjm]

Bonjour matinal,

Peut-être, mais il n'existe aucun modèle d'univers avec un bord et rien après. Tous les modèles contiennent de la matière jusqu'à l'infini.

Oui, mais l'infini en question n'est pas en relation causale avec nous.
Cela ne suffit-il pas pour justifier un modèle naïf de gravité linéaire en fonction du rayon?

je ne vois pas le rapport entre homogénéité et linéarité de la force de gravitation
de plus d'où tiens tu qu'à l'intérieur de la terre la force est linéaire ?

Cela se démontre très simplement avec un théorème de Gauss appliqué à une sphère. Plus on englobe de matière, plus on augmente la gravité. (comme pour l'électrostatique)

[tempsreel1]

la gravitation est quantifié, ça été démontré par le spectre de chute d'un proton

en tapant chute d'un proton sur internet je n'ai rien trouvé ...

peux tu nous expliquer ce dont il s"agit ?

merci