Bonjour,
Dans quelle équation inscrit-on le champ d'accélération des corps célestes aux confins de l'Univers, conformément aux observations qui ont été faîtes sur son existence.. ?
Parce que je cherche précisément l'existence d'une tel champ, ici, sur Terre, qui régirait de façon théorique certains retours d'impulsions négatifs dans le temps.
Si tu veux parler de l'expansion, ça ne s'interprète pas comme une accélération du corps : la galaxie éloignée, dont on voit la lumière redshiftée ne subit pas de force qui l'aurait accéléré à cette vitesse, pas plus que la nôtre. Le redshift cosmologique s'interpète comme un accroissement de toutes les distance proportionnellement à un taux, la cte de Hubble-Lemaitre, notée H.Envoyé par RaviShankar
Cette constante H est en fait une fonction du temps et de la densité d'énergie de l'univers, mais dans le modèle standard de cosmologie dit ΛCDM, H tend vers une valeur constante (dépendant directement de la constante cosmologique notée Λ).
On note a(t) le facteur d'échelle, qui mesure la distance entre deux points éloignés de l'Univers en fonction du temps t.
Dans le cas d'un H constant on a :
a(t) ~ exp(Ht)
La dérivée da/dt a la dimension d'une vitesse. Et comme la dérivée d'une fonction exponentielle est elle même une exponentielle, la vitesse de récession augmente exponentiellement. Par récurence on peut de la même façon conceptualiser la dérivée de cette vitesse ayant la dimension d'une accélération, qui est toujours une exponentielle et ainsi de suite.
C'est précisément cette fonction exponentielle appliquée au facteur d'échelle qu'on appelle "l'accélération de l'expansion".
Comme dit, ni la vitesse ni l'accélération ne sont celle du corps, ça s'applique à l'univers dans son entier. Et dans le cas d'un univers comprenant une constante cosmologique, il est possible de relier l'existence de cette constante (si elle est véritablement constante, ce qui n'est pas encore bien établi) à un champ physique, par exemple un champ scalaire. Cette question de l'origine de Λ est aujourd'hui complètement ouverte (ce qui ne veut pas dire qu'on peut affirmer n'importe quoi à son endroit, bien sûr, surtout sur Futura).
Ce que j'ai mis en gras n'a pour moi aucune signification physique, donc attention à ne pas me faire écrire en vert.
Dernière modification par Gilgamesh ; 04/01/2024 à 15h14.
Parcours Etranges
Merci, Gilgamesh, pour ces explications très précises.
N'empêche, l'accélération de l'expansion, c'est très joli de dire que "c'est une vue d'ensemble". Parce qu'au niveau local, on peut mettre en valeur ici le principe de Mach sur la relativité de l'accélération (les groupes d'astres accélérant en s'éloignant les uns par rapport aux autres) qui ne font rien de moins que s'éloigner en accélérant.
Quant à l'existence d'un champ scalaire, permettez-moi de m'interroger sur sa nature physique plutôt que mathématique.. puisqu'il est scalaire !!!
Le principe de Mach est une conjecture selon laquelle l'inertie des objets matériels serait induite par l'ensemble des autres masses présentes dans l'univers. Selon ce principe, parler d'accélération ou de rotation par rapport à un espace absolu n'a pas de sens, elle n'existe que par rapport à "l'ensemble des masses".
Mais ce n'est qu'une question d'interprétation du phénomène, l'effet physique local est exactement le même évidemment : dans une voiture qui accélère je mesurerais localement une variation du poids apparent des objets par exemple, et ça me donnera une valeur de l'accélération non ambigue, indépendante de l'observateur.
Dans le cas où la force qui génère l'accélération est la gravité, comme tous les corps sont soumis localement au même champ, l'effet local est nul. On ne peut discerner localement l'accélération de la pesanteur d'une absence de pesanteur. Et ça, qqsoit le postulat sur l'inertie que l'on invoque (Mach ou autre, comme une caractéristique sui generis de chaque masse prise individuellement).
Dans le cas de l'expansion de l'univers, tout se passe comme si chacun mesurait les autres corps de l'univers plongés dans un champ de pesanteur croissant avec la distance. On peut donc parler de relativité de l'accélération, mais ça ne se superpose pas avec le principe de Mach, à mon sens.
Si on parle de champ agissant dans l'univers comme une cause physique, il s'agit forcément d'un champ de nature physique. Et ceci indépendamment de la nature scalaire, vectoriel, tensoriel, complexe, etc du champ. Les Mathématiques ne sont jamais qu'un élément du langage de la Physique, elles ne s'y substituent pas.Quant à l'existence d'un champ scalaire, permettez-moi de m'interroger sur sa nature physique plutôt que mathématique.. puisqu'il est scalaire !!!
En théorie quantique des champs, les champs scalaires sont l'apanage des particules de spin nul comme le boson de Higgs par exemple (et c'est le seul exemple actuellement).
Dernière modification par Gilgamesh ; 05/01/2024 à 09h40.
Parcours Etranges
Pour en revenir à la constante de Hubble que vous mentionnez.. (j'y reviendrai après).
Prenons un exemple ici sur Terre (parce qu'il faut se douter de la raison d'un accroissement des distances, pas si anodin que cela) : lorsque vous frappez violemment sur un ballon, même en admettant qu'il soit sur la Lune sans air, il ne va pas accélérer indéfiniment: ce n'est que quand toutes les particules du ballon auront atteint la même vitesse qu'il va cesser d'accélérer.
Autrement dit ici, une accélération semble avoir été fournie à l'ensemble des corps célestes, et tant que tous n'ont pas atteint "un équilibre réciproque", ils vont s'écarter les uns des autres. Si la "vitesse de récession" n'est pas une vitesse au sens propre, alors c'est que les corps deviennent topologiquement plus petits, et donc accroissent leur énergie (leur densité d'énergie locale)
A partir de ce moment-là, la seule chose qui puisse gérer tout le système est une puissance totale (que je nommerai W, pour "wattage") . Si W = énergieastre x fréquenceH, alors si l'énergie augmente, la constante H de Hubble diminue en fonction du temps et tout au moins à cet endroit-là.
H ne peut être constante.
Ce qui est en gras n'a aucun sens, physiquement parlant (je ne peux même pas te dire si c'est vrai ou faux, c'est comme si tu me disais que "la pression énergétique des nuages flotte dans une acoustique équilatère").
Pour reprendre l'exemple du ballon sur la Lune, qui est censé : s'il est lancé avec une vitesse inférieure à la vitesse de libération, il retombe sur l'astre, sinon il s'éloigne à l'infini avec une vitesse asymptotiquement constante. Pour l'Univers cela correspond respectivement à une densité supérieure ou inférieure à la densité critique. Et dans ces deux cas, le taux d'expansion, qui est l'analogue de la vitesse du ballon, diminue continuement, du fait de la force de rappel de la gravité. Cela correspond à ta conclusion, qui est correcte dans ce cas.
Mais ça, c'est pour la théorie dite classique, qui peut tout à fait être traitée dans un cadre newtonien (y'a pas besoin de la relativité générale pour faire les calculs qui vont bien).
A ceci se rajoute un éléments qui change la donne conceptuellement : la constante cosmologique. Ce terme n'existe pas en gravité newtonienne, et il correspond à un terme de gravité répulsive. C'est comme si, à partir d'une certaine distance de la Lune, un ballon posé dans l'espace sans vitesse initiale par rapport à la Lune s'en éloignait spontanément, alors que dans le cadre d'une gravité newtonienne, il finira toujours par tomber sur la Lune.
Dans le cas de l'Univers, quand celui-ci a suffisamment grandit, que sa densité est passée en dessous d'une certaine valeur critique, la force de rappel de la gravité (due au contenu matériel de l'univers) est supplanté par la gravité répulsive due à la constante cosmologique, et qui est propre à l'espace-temps (ou au vide contenu dans cet espace temps, c'est plutôt cette interprétation qui est privilégiée aujourd'hui). Le taux d'expansion H tend alors vers une valeur constante et j'ai traité les conséquence dans mon message précédent : a(t) ~ exp(Ht), etc.
Dernière modification par Gilgamesh ; 05/01/2024 à 17h58.
Parcours Etranges
Sans revenir sur l'explication de Gilgamesh concernant la vitesse initiale, cette façon de voir les choses (en gras) est physiquement ou "newtonnement" "tortueuse".
Sur la Lune, à supposer la vitesse initiale inférieure à la vitesse de libération, le ballon après l'impulsion voit sa vitesse diminuer (il décélère et non accélère), atteint le sommet de sa trajectoire avec une vitesse nulle par rapport au sol, puis retombe en accélérant. Tout ceci parce qu'il est soumis à une force résultante qui est la gravité (sur Terre on tiendrait compte également de la résistance de l'air).
Si le ballon n'est soumis à aucune force résultante, il poursuit son chemin à vitesse constante (première loi de Newton).
Ce qui m'étonne fortement chez tous les physiciens, c'est que, en considérant cet exemple hors-champ (de gravité), ils ne s'interrogent pas de savoir pourquoi l'accélération n'est pas constante (sur ce ballon, par exemple). Non, pour eux, c'est la vitesse qui est constante. Car ils considèrent pourtant l'accélération indépendante de la masse dans l'application d'une force !Landsberg: Si le ballon n'est soumis à aucune force résultante, il poursuit son chemin à vitesse constante (première loi de Newton).
Ok, alors là, on comprend beaucoup mieux avec votre façon de traiter le ballonGilgamesh: A ceci se rajoute un éléments qui change la donne conceptuellement : la constante cosmologique. Ce terme n'existe pas en gravité newtonienne, et il correspond à un terme de gravité répulsive. C'est comme si, à partir d'une certaine distance de la Lune, un ballon posé dans l'espace sans vitesse initiale par rapport à la Lune s'en éloignait spontanément, alors que dans le cadre d'une gravité newtonienne, il finira toujours par tomber sur la Lune..
Donc si je regarde bien les choses (sans trop m'avancer), il existe alors 2 sortes d'accélération.
Premièrement l'une est celle qui est imposée à un ballon par un footballeur, accélération qui s'éteint "lorsque toute l'énergie a été communiquée", c'est ce que vous allez me répondre. Et c'est trivial dans l'explication puisque l'énergie est calculée elle-même en joules, ce qui fait intervenir la masse dont on vient de se séparer (désolé, mais pour moi cette façon de calculer l'énergie est un serpent qui se mange la queue; et Planck le fait aussi dans l'infiniment petit avec le calcul de la dimension de h dans E=h.nu).
Deuxièmement, l'autre accélération est due au battement temporel H, une fréquence ou une oscillation, qui intervient sur tout, de préférence quand les objets célestes sont éloignés (du lieu originel du Big Bang ?). Un battement temporel, c'est aussi quelque chose qu'il faut considérer de façon "irrégulière". Lorsqu'on prend le poulx d'une personne, on dit par exemple que le coeur bat à 60 pressions par seconde. Les gens se fichent du temps qui passe, ou du temps-qui-est-utilisé !
Alors qu'en fait ils ignorent tout de sa "consistance", et donc de son influence..
Tandis que vous, vous avez constaté que le temps n'est pas une référence anodine, car la constante de Hubble posssède un "sens physique palpable".
Dîtes-nous en plus sur la consistance de H, svp.
Dernière modification par RaviShankar ; 06/01/2024 à 16h22.
Pour avoir une accélération, il faut une cause qui la produit : la poussée d'un réacteur, la Terre, la Lune, un coup de pied dans le ballon. À partir du moment où la cause disparaît, l'accélération cesse et la vitesse devient constante tant qu'aucune autre cause n'intervient pour la modifier.
Sur ce point : "Les physiciens....considèrent l'accélération indépendante de la masse dans l'application d'une force." ??
La relation du principe fondamental de la dynamique, F=m.a (Newton), montre bien le lien entre force (F), masse(m) et accélération (a).
Si aucune force résultante n'intervient sur un objet (F=0) alors "a" est nulle et la vitesse est constante.
Je me trompe où c'est du grand n'importe quoi avec comme d'habitude quelqu'un qui ne comprend absolument pas les bases mais se permet de critiquer "les physiciens" parce qu'il croit que faire des phrases n'ayant pas de sens sur le forum, c'est la même chose que de la science ?
On remarquera qu'il y quand le "lieu originel du Big Bang", c'est à dire encore quelque chose n'ayant aucun sens et prouvant qu'il n'a vraiment rien compris.
Après, on peut lui répondre rigoureusement mais il me semble que c'est sans espoir. Il est comme tous les autres intervenants du même genre : il va continuer éternellement et le fait d'être contredit va le conforter dans son sentiment illusoire de supériorité.
Ce qui est en gras est difficilement compréhensible.
Déjà de quelle expression parle t'on ? La formule de l'énergie cinétique E = 1/2 mv² ?
Tout ce qui est en gras est du grand n'importe quoi, il n'y a rien à répondre.Deuxièmement, l'autre accélération est due au battement temporel H, une fréquence ou une oscillation, qui intervient sur tout, de préférence quand les objets célestes sont éloignés (du lieu originel du Big Bang ?). Un battement temporel, c'est aussi quelque chose qu'il faut considérer de façon "irrégulière". Lorsqu'on prend le poulx d'une personne, on dit par exemple que le coeur bat à 60 pressions par seconde. Les gens se fichent du temps qui passe, ou du temps-qui-est-utilisé !
Alors qu'en fait ils ignorent tout de sa "consistance", et donc de son influence..
Je suppose que la confusion provient du fait que tu as lu que H avait pour dimension l'inverse d'un temps, qui est aussi l'unité de fréquence (Hertz) ? En tout cas non, H n'exprime pas une fréquence, un battement temporel ou que sais-je de cyclique. Ce qui est physiquement significatif c'est 1/H qu'on appelle le temps de Hubble et qui représente au premier ordre l'âge de l'univers.
Dernière modification par Gilgamesh ; 06/01/2024 à 19h11.
Parcours Etranges
Oh oui.. Excusez-moi si je parle de trop de choses en même temps.
Voici la phrase wikipedia concernant h, la constante de Planck: "La relation ainsi mise en évidence par Planck et Einstein relie l'énergie E d'un photon avec sa fréquence f ou sa fréquence angulaire ω" :
Constante de Planck — Wikipédia.jpg
Et au final, on a ce tableau qui situe bien les unités utilisées pour h: des joules x secondes
Constante de Planck — Wikipédia bis.jpg
L'ennui, c'est que, si mes souvenirs sont bons, le photon n'a pas de masse.
Donc, pour "construire h" (qui donne des résultats corrects, j'en conviens) faudrait ajouter la mention: "son créneau d'action est "identifiable provisoirement" à n joules x sec".
Je dis simplement que la nature même de l'énergie est peut-être beaucoup plus simple que cela, ou que, tout au moins, des discussions sont possibles.
Le problème n'est pas de parler de trop de choses en même temps. Le problème c'est qu'on ne voit pas de quoi il faut parler !
Exemple :
Ce petit "h" n'a rien à voir avec l'autre H sur lequel portait la discussion plus haut.Voici la phrase wikipedia concernant h, la constante de Planck: "La relation ainsi mise en évidence par Planck et Einstein relie l'énergie E d'un photon avec sa fréquence f ou sa fréquence angulaire ω"
Où est le problème ?L'ennui, c'est que, si mes souvenirs sont bons, le photon n'a pas de masse.
"h" ne vient pas de rien ! Ce n'est pas une "construction", mais une constante obtenue à partir de l'expérience et conduisant à la mécanique quantique (excusez du peu). Du coup l'expression : "donne des résultats corrects" est largement au-dessous de la réalité.Donc, pour "construire h" (qui donne des résultats corrects, j'en conviens)
D'un point de vue économique, derrière ce petit "h" négligeable se cache environ 30% du PIB mondial rien que sur le secteur de l'électronique !
Ça n'a pas de sens.faudrait ajouter la mention: "son créneau d'action est "identifiable provisoirement" à n joules x sec".
Ah oui, la confusion en h la cte de Planck et H la cte de Hubble, je ne l'avais pas vu venir
Parcours Etranges
le "lieu originel du Big Bang" était un bon prédicteur pourtant.Ah oui, la confusion en h la cte de Planck et H la cte de Hubble, je ne l'avais pas vu venir
Oui, mais H ça restait cohérent avec le big bang.
Avec h, on est déjà sur un autre registre !
C'est juste que pour nous qui observons la physique, nous voyons qu'à un moment donné vous décidez qu'une fois que les unités sont respectées, ça n'a plus d'intérêt. Par exemple dans E=Mc², c'est l'ordre de grandeur des chiffres qui comptent pour vous, pas ce que peut bien représenter en images mentales (he oui, je refuse d'étudier sans image) des m²/sec².
Pareillement quand vous réaffirmez..
.. je me demande pourquoi ont été introduites des Joules "massifs par nature" pour calculer "la partie h" d'un photon non massif, qui va s'associer avec une fréquence pour former une énergie. Bien sûr que son calcul fonctionne, mais ce contresens n'aurait dû être que provisoire. Seulement il dure depuis 100 ans.Lansberg : "h" ne vient pas de rien ! Ce n'est pas une "construction", mais une constante obtenue à partir de l'expérience et conduisant à la mécanique quantique (excusez du peu).
Où est la rigueur ?
Et non je n'ai pas confondu h de Planck et H de Hubble. A ce propos, comment un profane doit interpréter cette phrase de.. ! Si l'inverse de H est le temps de Hubble (un temps passé qui représenterait l'âge de l'univers? AdmettonsGilgamesh: Je suppose que la confusion provient du fait que tu as lu que H avait pour dimension l'inverse d'un temps, qui est aussi l'unité de fréquence (Hertz) ? En tout cas non, H n'exprime pas une fréquence, un battement temporel ou que sais-je de cyclique. Ce qui est physiquement significatif c'est 1/H qu'on appelle le temps de Hubble et qui représente au premier ordre l'âge de l'univers.), pourquoi H lui-même ne serait pas une fréquence, ou tout au moins quelque chose de cyclique ?
Mais voilà, je vais pas pousser les choses plus loin, puisque: comment m'exprimer différemment ? La nature des composants -de vos plus grandes équations- ne vous chagrine pas. Alors, quid ? Que pasa ?
Chez les gens qui comprennent, pas ceux qui comme vous ne pigent rien, n'essaient pas, sortent des énormités, font semblant de rien quand ils sont pris en flagrant délit de n'importe quoi et viennent expliquer que le problème, c'est ceux qui eux ont fait l'effort d'apprendre.
La relation entre la masse et l'énergie est plus compliquée que ça. E=mc² c'est bon pour la vulgarisation ou les cours pour lycéens. La formule complète est E²=m²c4+p²c², avec p l'impulsion. Si la masse est nulle, l'énergie peut ne pas l'être, il suffit qu'il y ait de l'impulsion.
Et encore, on pourrait aller plus loin dans le raffinement et parler du quadrivecteur énergie-impulsion, voire du tenseur énergie-impulsion.
L'inverse d'un temps ne signifie pas forcément quelque chose de cyclique. Le rapport d'une vitesse instantanée à une distance parcourue est l'inverse d'un temps, peut-on pour autant y voir quoi que ce soit de cyclique ? L'inverse de ce rapport est le temps qu'il faut pour parcourir cette distance à cette vitesse là si on la suppose constante.A ce propos, comment un profane doit interpréter cette phrase de .. ! Si l'inverse de H est le temps de Hubble (un temps passé qui représenterait l'âge de l'univers? Admettons
H est du même genre, c'est la variation du facteur d'échelle par rapport au temps divisée par le facteur d'échelle. L'inverse de H est juste le temps qu'il faudrait au facteur d'échelle pour aller de 0 à sa valeur actuelle en supposant que la variation du facteur d'échelle par rapport au temps est constante (ce qui n'est pas tout à fait le cas, ce qui fait que l'age d'univers est un peu différent du temps de Hubble)
L'inverse d'une durée ne s'interprète correctement comme une "fréquence" que si la durée en question caractérise une "période", c'est-à-dire la durée d'un cycle.
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