Déformation de l'espace-temps

[bel23]

Bonjour,

Je souhaiterais savoir

1- si l'on pouvait considérer une particule comme une déformation de l'espace-temps à un niveau quantique ?

2- s'il était possible de déformer l'espace-temps avec seulement des ondes ?
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[phys4]

1- si l'on pouvait considérer une particule comme une déformation de l'espace-temps à un niveau quantique ?

2- s'il était possible de déformer l'espace-temps avec seulement des ondes ?

La quantification de la relativité générale n'est pas encore faite, donc il n'y a pas de réponse à votre première question.

Pour la seconde, la réponse est positive, des ondes représente de l'énergie, et cette énergie intervient dans le tenseur qui régit la courbure.

[Deedee81]

Salut,

Compléments.

1- si l'on pouvait considérer une particule comme une déformation de l'espace-temps à un niveau quantique ?

L'idée est très tentante quand on voit l'équation d'Einstein qui égalise le tenseur de courbure d'Einstein et le tenseur énergie-impulsion de la matière.
Cette idée m'avait aussi effleuré l'esprit il y a longtemps de ça.
Mais ça ne marche pas car la courbure n'est pas entièrement décrite par le tenseur de courbure d'Einstein (ou son alter ego, le tenseur de courbure Ricci).
La courbure complète est donnée par le tenseur de courbure de Riemann-Christoffel (en gros il faut ajouter le tenseur de Weyl au tenseur d'Einstein).
Et quand on résout l'équation il faut tenir compte des conditions initiales/aux limites, ce qui suffit à avoir la solution complète.

En gros, on peut dire que la matière courbe l'espace-temps mais que l'espace-temps est également courbé dans le vide, en l'absence de matière (du moins en gravité pour un espace-temps à quatre dimensions).

Et de fait, dans les théories candidates à la gravitation quantique, en tout cas pour les deux les plus connues, les particules ne sont pas des déformations de l'espace-temps.

Ainsi en théorie des cordes on a un espace-temps quasi classique (on doit tenir compte des superpositions quantiques) + le graviton (un état de corde particulier) (c'est équivalent à une linéarisation et quantification de l'équation d'Einstein et on doit retrouver l'espace-temps complet quantique à la limite non perturbative).
Et les autres champs/particules sont des états de cordes en plus de l'espace-temps.

Et en gravité quantique à boucles, on a un espace-temps quantique (espaces à boucles ou réseaux de spins ou mousses de spins, selon la représentation) et les champs de matière sont en plus, sous forme de valeurs aux noeuds du réseau de spins par exemple.

EDIT cette différence est aussi manifeste dans les interactions fondamentales. La gravité est une manifestation de la courbure de l'espace-temps et est UNE des interactions fondamentales. Mais il y en a quatre en tout, donc trois en plus de cette courbure. Et même une unification totale, comme le fait la théorie des cordes (ce qui se voit ci-dessus, le graviton ET les autres particules sont tous des états de corde), ne fait pas disparaitre cette dichotomie courbure / autres particules. Ce qu'on retrouve dans l'actuelle théorie électro-faible (unification électromagnétisme et interaction faible, théorie très bien validée cette fois, ce n'est pas une théorie candidate), l'interaction dérive d'une symétrie unique et les champs de jauge (qui transmettent l'interaction) se sépare en multiplets, mais le photon reste UN élément de ces multiplets et les bosons W,Z (de l'interaction faible) ne sont PAS du champ électromagnétique.

2- s'il était possible de déformer l'espace-temps avec seulement des ondes ?

On peut même avoir une déformation de l'espace-temps rien qu'avec des ondes gravitationnelles, elles interviennent aussi. Et on pourrait même en théorie, si on pouvait concentrer les ondes gravitationnelles (les focaliser, ce qu'on ne sait pas faire facilement, il faudrait y aller à grand coup d'amas de galaxies pour faire des lentilles gravitationnelles), des ondes très intenses (et là aussi c'est rare, elles sont toujours faibles à cause de raisons techniques liées à leur émission, exception notable : aux abords de deux trous noirs qui fusionnent), alors on pourrait avoir assez d'énergie pour créer..... un trou noir !!!! Un trou noir, sans matière.

[bel23]

merci beaucoup,

donc l'énergie du vide ne suffit pas à déformer l'espace-temps tel qu'il est déformé dans le vide ?

J'ai du mal à comprendre pourquoi l'interaction de l’énergie sous ses différentes formes (ondes, particules) avec le champs de higgs n'est pas l'explication à la déformation de l'espace-temps (pourquoi introduire l'idée de graviton ?)

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite54165721]

merci beaucoup,

donc l'énergie du vide ne suffit pas à déformer l'espace-temps tel qu'il est déformé dans le vide ?

J'ai du mal à comprendre pourquoi l'interaction de l’énergie sous ses différentes formes (ondes, particules) avec le champs de higgs n'est pas l'explication à la déformation de l'espace-temps (pourquoi introduire l'idée de graviton ?)

je pense que le champ de Higgs n'a pas grand chose a faire dans ce probleme de déformation

[Deedee81]

donc l'énergie du vide ne suffit pas à déformer l'espace-temps tel qu'il est déformé dans le vide ?

On ignore totalement si l'énergie du vide a une influence sur la courbure de l'espace-temps
(ce n'est qu'une des hypothèses pour l'énergie noire et elle n'est pas sans problème)

J'ai du mal à comprendre pourquoi l'interaction de l’énergie sous ses différentes formes (ondes, particules) avec le champs de higgs n'est pas l'explication à la déformation de l'espace-temps (pourquoi introduire l'idée de graviton ?)

Les champs, ondes, particules, higgs... sont la source qui déforme l'espace-temps.
Mais si des objets sont influencés par la gravité, c'est à cause de cette déformation.
Et le graviton est la forme quantique (hypothétique) de cette influence.

Tout comme en électromagnétisme, la charge électrique est la source et le photon le vecteur de l'interaction.

[Deedee81]

Précision

je pense que le champ de Higgs n'a pas grand chose a faire dans ce probleme de déformation

Vu ce que j'ai dit, qu'on ignore si l'énergie du vide intervient, c'est vrai. Tu as raison car il ne fait qu'intervenir dans la forme de l'énergie propre dont une partie se manifeste comme de la masse.
Et des Higgs libre... c'est très rare !!!!

Ne pas oublier que l'espace-temps est courbé par l'énergie sous toute ses formes. l'énergie E, peu importe qu'elle soit de la masse, de l'énergie cinétique, de l'énergie potentiel.
Et le Higgs lui c'est la masse propre des particules élémentaires qu'il donne.