Lentille gravitationnelle et onde

[moijdikssékool]

hello
dites, je vois que dans la résolution de problème à base de lentille gravitationnelle, on utilise surtout des équations de trajectoires de photons. Mais est-ce que l'on peut raisonnablement utiliser l'équation de propagation d'un champs monochromatique au travers d'une lentille convergente pour obtenir des résultats similaires? Sinon, quelles seraient les modifications à apporter? (je ne m'intéresse pas aux histoires de tgéom vs tgrav) quelles serait l'équivalence en convergence entre ces deux lentilles?
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[phys4]

Bonjour,
La lentille optique équivalente à une lentille gravitationnelle, n'est pas a faces sphériques :
pour une lentille optique, le chemin optique décroit avec la distance à l'axe comme le carré de cette distance, donc de plus en plus vite
pour la lentille gravitationnelle, le chemin optique varie de plus en plus lentement en s'éloignant de l'axe, la variation est hyperbolique et la lentille équivalente devrait avoir des faces en hyperboloïde. Un telle lentille ne donne pas une image simple, elle peut donner deux images d'un objet.

[Resartus]

Bonjour,
Dans tous les cas, c'est de l'optique, c'est à dire qu'on calcule des différences de parcours.

Mais l'optique géométrique habituelle des lentilles minces est une configuration très simplifiée, où la différence de parcours est proportionnelle au carré de la distance à l'axe. Grâce à cette approximation, le problème est linéaire et on peut obtenir les formules classiques. C'est déjà un peu plus compliqué avec des lentilles épaisses, mais on peut souvent traiter cela comme une perturbation du cas linéaire.

Aucune simplification comparable dans les lentilles gravitationnelles, où la différence de parcours varie comme 1/r. Les solutions sont nettement plus complexes et donnent des configurations comme image multiples plus ou moins distordues, anneaux d'Einstein, etc.

Il n'y a que dans le cas où la lumière d'un astre lointain passerait d'un même coté et assez loin d'un objet massif qu'on retrouverait un problème linéaire, mais la solution est alors sans intérêt (simple déviation) sauf dans le cas très particulier du passage à coté du soleil (qui n'est, heureusement pour nous, pas très massif)...

[LPFR]

Bonjour.
Et quand on voit des résultats comme celui-ci :
https://apod.nasa.gov/apod/ap170227.html
on se pose des questions sur la forme du champ gravitationnel.
Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[moijdikssékool]

Et quand on voit des résultats comme celui-ci :
https://apod.nasa.gov/apod/ap170227.html
on se pose des questions

mouarf, ça ressemble au mode dans les guides d'onde, justement quand la source ne se trouve pas sur l'axe du guide, faisant donc penser au cas où l'on observe plusieurs images lorsque l'évènement ne se trouve pas exactement aligné avec la lentille gravitationnelle et nous. Bon ceci dit, ce n'est pas un guide, et les images semblent se former, d'après Phys4, quand la lentille est de profil hyperboloïde et de plus

sur la forme du champ gravitationnel.

lapsus, il n'est pas ici question du champs gravitationnel. L'aspect géométrique de la courbure de l'espace temps est plutôt utilisé pour expliquer la courbure de la trajectoire des photons, non le champs gravitationnel. S'il fallait parler de l'intéraction entre ce dernier et le champs EM, ben... faudrait déjà arriver à définir ce qu'est vraiment un champs gravitationnel (pas encore bien saisi). Limite il faudrait faire de la physique quantique et déterminer les interactions entre un photon et un... graviton, in fine arriver à caractériser les fluctuations du vide lorsque champs EM et champs G se rencontrent (on parle de ça dans la gravité à boucle?)... Donc, ça pourrait aller loin! Disons que pour l'instant il s'agit de faire des analogies à la louche.

Les solutions sont nettement plus complexes et donnent des configurations comme image multiples plus ou moins distordues, anneaux d'Einstein

j 'ai vu que par le calcul on peut arriver à un dédoublement, mais arrive-t-on à une solution quadruple, du genre apparition d'un imaginaire?

[pm42]

S'il fallait parler de l'intéraction entre ce dernier et le champs EM, ben... faudrait déjà arriver à définir ce qu'est vraiment un champs gravitationnel (pas encore bien saisi). Limite il faudrait faire de la physique quantique et déterminer les interactions entre un photon et un... graviton, in fine arriver à caractériser les fluctuations du vide lorsque champs EM et champs G se rencontrent (on parle de ça dans la gravité à boucle?)... Donc, ça pourrait aller loin!

La relativité générale fait ça très bien, ses prévisions sont vérifiées avec une très grande précision et il n'y a pas besoin de graviton pour expliquer, calculer et utiliser les lentilles gravitationnelles...

[moijdikssékool]

la lentille équivalente devrait avoir des faces en hyperboloïde

une simulation plus tard

pulse gaussien au travers du profil hyperboloïde, version convergent ou divergent

J'imagine que c'est la lentille divergente dont tu parlais
En 3D, ça donne une couronne? je veux dire, le champs se propage en forme de tube?

[phys4]

Les formes obtenues peuvent être très variées, pour les lentilles gravitationnelles courantes, l'on obtient deux images ou plusieurs en couronne.

C'est imposé si la symétrie de la lentille est sphérique.

[moijdikssékool]

Les formes obtenues peuvent être très variées, pour les lentilles gravitationnelles courantes, l'on obtient deux images ou plusieurs en couronne

ok
Au passage, j'ai vu les calculs permettant d'obtenir deux images. Je n'ai peut-être pas cherché assez, mais on peut trouver par le calcul les 4images de la 'croix d'Einstein'?

[arsenil]

Petit rappel.........

Quand on étudie la diffraction, on regarde où arrive la lumière. Pas d'où elle vient. Et c'est une onde.
Quand on s'intéresse à la déviation gravitationnelle, on regarde d'où vient la lumière. Pas où elle va. Et c'est une particule.

Il me semble.

Arsenil.

[LPFR]

Petit rappel.........

Quand on étudie la diffraction, on regarde où arrive la lumière. Pas d'où elle vient. Et c'est une onde.
Quand on s'intéresse à la déviation gravitationnelle, on regarde d'où vient la lumière. Pas où elle va. Et c'est une particule.

Il me semble.

Arsenil.

Bonjour.
C’est faux. La diffraction dépend aussi de la direction d’où vient la lumière.
Mais il est possible qu’on ne vous ait enseigné que le cas particulier (et le plus simple) de l’incidence de la lumière perpendiculairement au plan qui contient les fentes ou le réseau de diffraction.
Au revoir.

[arsenil]

Bonsoir

Merci de votre intervention.

Oui oui. La diffraction dépend de "où vient la lumière".
On peut être en "incidence très peu oblique". Lorsque la source de lumière est très loin (à l'infini) et que les "rayons de lumière" sont presque parallèles. (Et/ou que les trous ou objets sont petits).
On peut être en incidence oblique. Quand on ne peut pas considérer les rayons comme parallèles.

Quand on regarde l'ombre du bord d'un écran, Incidence oblique ou pas, on voit que "de la lumière" rentre dans l'ombre géométrique. Elle n'arrive pas là en ligne droite. Qu'est ce qui l'a dévié?
C'est une bonne question.
Mais je pense qu'il faudra encore quelques siècles avant qu'on ne s'y intéresse.
En attendant, bonne soirée.

Arsenil

[Resartus]

Bonjour,
Oui, deux siècles, à condition d'accepter les nombres négatifs. Le problème de la diffraction d'une onde plane par un bord d'écran est connu et résolu mathématiquement depuis la fin du 19ème siècle...

[arsenil]

Bonjour

Merci pour votre intervention.

Oui, bien sûr. On peut calculer la diffraction d'une onde plane par le bord d'un écran depuis très longtemps. Depuis Fresnel. Il y a même une méthode graphique dans un des livres de Mr Feynman. Vous avez entièrement raison.......

On peut calculer l'intensité de la lumière en chaque point de la surface où on observe l'ombre du bord de l'écran.
Et on constate entre autre que de la lumière rentre dans l'ombre géométrique............
Là, elle ne se déplace pas en ligne droite. Elle est déviée......................

Il y a quelqu'un qui a avancé une hypothèse il y a longtemps. C'est Mr Einstein.
La lumière est déviée par un champ de gravitation.
Et en 1919, cette hypothèse a été vérifiée. Bravo Mr Einstein.

Sauf que le bord d'un écran, qui ne pèse pas grand lourd, dévie aussi la lumière.
Enfin, c'est mon avis...

Arsenil

[LPFR]

...
Il y a quelqu'un qui a avancé une hypothèse il y a longtemps. C'est Mr Einstein.
La lumière est déviée par un champ de gravitation.
Et en 1919, cette hypothèse a été vérifiée. Bravo Mr Einstein.

Sauf que le bord d'un écran, qui ne pèse pas grand lourd, dévie aussi la lumière.
Enfin, c'est mon avis...
l

Bonjour.
Vous mélangez tout.
Un écran ne dévie pas la lumière.
Ce qui « rentre » dans la zone d’ombre est le résultat de la diffraction au niveau du bord de l’écran.
Ceci n’a STRICTEMENT rien à voir avec la déviation de la lumière par la courbure de l’espace-temps.
Au revoir.

[azizovsky]

Bonjour, une analogie entre indice de réfraction et gravitation :https://www.youtube.com/watch?v=ktZZlTiEdE4

[arsenil]

Bonjour LPFR

Merci pour votre intervention
Que veut dire la phrase: "Ce qui « rentre » dans la zone d’ombre est le résultat de la diffraction au niveau du bord de l’écran".
Qu'entendez vous par diffraction au niveau du bord de l'écran.

Oui, je mélange un peu tout, si vous voulez.
Disons que j'ai mis un peu les théories de côté et que je me suis intéressé aux expériences qui ont amené ces théories.

Je vous propose d'ailleurs deux expériences de pensées.
La première consiste à éteindre toutes les étoiles de l'univers sauf une. C'est bien une expérience de pensée...
Et d'étendre dans l'espace un immense écran blanc.
On vient ensuite placer le soleil, éteint, entre l'étoile et l'écran.
Et on "joue" avec tous les paramètres possibles. Distances, diamètre du soleil, masse du soleil..............
C'est fascinant d'imaginer l'ombre du soleil sur l'écran.
Ombre qui disparaît d'ailleurs si les paramètres sont bien choisis...
C'est bien de la déviation gravitationnelle. Je ne me trompe pas?

La seconde consiste à garder une seule étoile allumée. Mais on la choisit plutôt petite.
Sur l'écran, on accroche le télescope Humble. Et on l'oriente vers l'étoile.
Puis on fait passer un immense carton rond, du diamètre du soleil.
C'est fascinant d'imaginer l'ombre du carton sur l'écran.
On peut aussi jouer avec les paramètres. Les distances, le diamètre du carton...
C'est bien de la diffraction. Je ne me trompe pas?
Lorsque le carton "passe", l'étoile est-elle toujours à la même place sur les clichés pris par Humble?

Mais je suis d'accord. Je mélange un peu tout.

Bonne journée

Arsenil

[LPFR]

[Bonjour

...
Que veut dire la phrase: "Ce qui « rentre » dans la zone d’ombre est le résultat de la diffraction au niveau du bord de l’écran".
Qu'entendez vous par diffraction au niveau du bord de l'écran.
...

J’applique simplement le principe de Huygens-Fresnel.

Une des expériences fondamentales sur la nature ondulatoire de la lumière est celle de la tache de Poisson ou de Fresnel ou d’Arago

Avant d’inventer des expériences de pensée qui n’intéressent personne, je vous conseille d’étudier un peu le sujet (y compris les théories qui ne vous intéressent pas), et notamment ce qu’est la cohérence.

Au revoir.

[arsenil]

Bonjour

Merci de votre réponse. Elle est intéressante.

Il me semble - je n'ai pas de certitude - que le principe de Huyghens-Fresnel est que chaque point de l'espace atteint par la lumière (l'onde lumineuse...) est considéré comme une source de lumière.
Quand Mr Feynman calcule géométriquement l'intensité de la lumière du bord d'un objet opaque, intensité sur l'écran d'observation, il tient compte de tous les points situés depuis le bord de l'écran jusque l'infini (oui, théoriquement...). Et il "additionne"chaque "source secondaire". Etant entendu que en chaque point de l'écran, chaque "source secondaire" à une intensité qui dépend de la distance qu'elle doit parcourir. Et une phase qui dépend elle aussi de la distance qu'elle parcourt. Mr Feynmam construit géométriquement cela en considérant que la "lumière d'origine" n'est pas oblique. En d'autres mots, les rayons de lumière sont parallèles............
Tout cela est bien difficile à exprimer avec des mots...

Je ne comprends donc toujours pas ce que vous avez voulu dire par: "Ce qui « rentre » dans la zone d’ombre est le résultat de la diffraction au niveau du bord de l’écran".

Je suis tout à fait d'accord pour la tache de Poisson. Mais il me semble que cette expérience n'a pas été pleinement exploitée. C'est mon avis.

Euh. Les théories m'intéressent. Mais j'ai trouvé intéressant de reconstruire leurs origines.
Fresnel est un petit bijou de précision dans ses écrits.........

Bonne journée.

Arsenil

[arsenil]

Bonjour LPFR.

Vous écrivez: "ce qui rentre dans la zone d'ombre est le résultat de la diffraction au niveau du bord de l'écran."
Que veut dire cette phrase?
De quelle lumière parlez-vous?
A quelle distance du bord de l'écran?
Merci de m'éclairer...

Je vous ai cité mes sources. Fresnel lui même et Mr Feynman. Qui calculent l'intensité dans la zone d'ombre géométrique et les interférences hors de la zone d'ombre d'ailleurs, l'un analytiquement et l'autre graphiquement.
C'est tout à fait possible que je n'ai rien compris. Oui, tout à fait possible.
Mais la théorie de Fresnel-Huyghens, c'est bien que chaque point devient une source de lumière omnidirectionnelle......

Il existe une théorie sur le comportement humain...
Les hommes ont des "vérités internes". Tout ce qui les renforce, ils prennent à bras ouverts. Tout ce qui les fragilise, ils repoussent au plus loin.
Veuillez m'excuser mais comme toutes les théories qu'on me présente, j'en cherche les origines. C'est en cours. Qui? quand? sur base de quoi? Et je les teste.
Vous pensez que ce qui rentre dans la zone d'ombre est le résultat de la diffraction au niveau du bord de l'écran.
Merci de me citer vos sources.

Bonne journée

Arsenil

[arsenil]

Bonjour

Ben non. Je ne mélange pas tout.
Avez vous déjà regardé une expérience de diffraction en regardant vers la source de lumière, juste cachée par le bord de l'écran en carton?
On dirait que la lumière est déviée.
On ne dirait pö. Elle est déviée.
Mais vous n'avez jamais regardé.
Et là, dans une expérience de diffraction, on ne peut pô évoquer la masse du carton pour évoquer cette déviation.
C'est donc que la masse du soleil (caché par la lune en 1919) n'est pö responsable de la déviation de la lumière.
C'est juste sa présence.
Et la lumière rentre "dans son ombre" (et dans celle de la lune d'ailleurs).

Effacer; effacer. C'est déjà sur ma page facebook.

[pm42]

Légère confusion entre gravitation et diffraction*qui n’ont rien à voir et ne donnent pas les mêmes effets.
Il serait bien d’apprendre un minimum de physique élémentaire avant de tout remettre en cause.