Gravitomagnétisme

[jojo17]

Bonjour,
Ah... Merci, je crois que je viens de comprendre, mais c'est pas sûr!
Dans l'effet Lense-Thirring, c'est l'interaction du spin source avec le moment orbital de l'objet en orbite qui crée une précession "verticale" du plan orbital , et cette précession et à l'origine d'un champ gravitationnel "autour" de l'objet en orbite.
Ce que je pensais est que cette précession orbital verticale influé l'axe des pôles de l'objet en orbite en le faisant précesser, c'est à dire en modifiant sa direction.
Aussi dans l'exemple des 2 objet massifs de spin alignés, et en orbite autour de leur centre de masse, pour moi l'axe des pôles du petit objet précesse en modifiant sa direction. Et je relie (mais par quelle relation?) cette variation (précession de l'axe) au champ gravitationnel induit par la précession (celle du plan orbital, induite par l'interaction spin (source)-orbite).
Quelle relation peut-il y avoir entre la précession de l'axe des pôles du petit objet, la précession orbital, et le champ gravitationnel induite par celle-là.
A moins qu'il n'y est pas de variation de direction de l'axe des pôles du petit objet, mais seulement précession verticale du plan orbital?
Merci.
-----

[jojo17]

Bonsoir,
Le mouvement de l'axe du petit objet serais la précession du satellite dans cet exemple :

si tu considères un système tel que la Terre et un satellite en orbite autour de celle-ci, la précession du satellite n'engendre pas un champ gravitationnel notable. La masse du satellite est négligeable par rapport à celle de la Terre et il en est de même du moment cinétique.

Donc la précession du satellite n'engendre pas de champ gravitationnel notable, mais, dans ce cas, la précession dû à l'effet Lense-Thirring oui, et si le satellite est en rotation, l'effet De Sitter aussi?
La relation que l'on pourrait trouver est celle dont tu parlais un peu avant (spin-spin), c'est à dire; precession du satellite-spin source.
Et n'est-ce pas cette variation de direction de l'axe des pôles que l'on cherche à observer avec GPB?
Si il y a effet Lense-Thirring, l'axe des pôles précesse avec plus "d'amplitude" que sans?
Et cette variation d'amplitude est connu par la relation "spin-spin"?

[invite40507569]

Il faut lire treatise on gravitomagnetism

Avant de passer au gravitomagnétisme, j'aimerai savoir, par exemple, si un satellite tournant autour d'une planète comme Jupiter génère des ondes gravitationnelles, détectables ou non?

[Calvert]

D'après mes restes de relativité générale, une source à symétrie sphérique ne peut pas produire d'ondes gravitationnelles; il faut une déviation à cette symétrie pour que cela soit possible.

Donc un satellite autour de Jupiter doit émettre des ondes gravitationnelles. Cependant, je doute fortement que cela soit observable, l'amplitude devant être très très petite.

[jojo17]

Bonjour,
Dans le cas de ce satellite, je dirai, comme je l'ai compris dans ce fil, qu'il fait office de particule test, dont le champ gravitationnel est négligeable (par rapport à celui de jupiter). Par contre, je dirai aussi qu'il doit subir les effets de précession et donc les champs gravitationnels associés.

Est-ce que j'ai bon?

[jojo17]

Bonjour,
Je fais remonter ce fil pour vous demander ce qu'il en est des analyses des résultats de Gravity probe B. Ils étaient attendus il me semble pour fin 2007, mais comme je n'ai pas vue passer l'info...

Merci.

[invitea29d1598]

salut,

aux dernières nouvelles ils ont pas mal avancé dans la résolution de leurs problèmes d'analyse de données et pensent pouvoir fournir des trucs scientifiques vers mai 2008...

[jojo17]

Merci.
Mais comment font-ils pour faire la part des choses entre des effets perturbatifs (ceux qui posent problème) et d'autres phénomènes (ceux recherchés ou à découvrir)?

[ordage]

salut,

aux dernières nouvelles ils ont pas mal avancé dans la résolution de leurs problèmes d'analyse de données et pensent pouvoir fournir des trucs scientifiques vers mai 2008...

Effectivement l'expérience a déçu. A l'époque du lancement nous avions fait un petit résumé à la SAF sur l'expérience, montrant entre autres la différence entre l'effet de Sitter et l'effet Lense Thirring.

http://www-cosmosaf.iap.fr/Gravity-probe-B.htm

[jojo17]

salut,
aux dernières nouvelles ils ont pas mal avancé dans la résolution de leurs problèmes d'analyse de données et pensent pouvoir fournir des trucs scientifiques vers mai 2008...

Bonjour,
Comme nous sommes à l'échéance que tu m'indiquais, je remonte ce fil pour savoir (enfin) si nous avons pu détecter ce que nous cherchions?

[invitea29d1598]

salut,

sauf erreur de ma part il y a eu une news FS au sujet de mauvaises nouvelles récentes... je la lirai pour voir (quand j'aurai un peu plus de temps) et si elle ne contient pas toutes les infos récentes, je complèterai ici...

[jojo17]

OK! Merci, je vais lire cette news...

Edit : je l'ai trouvé, et effectivement elle est récente, par souci de clarté, je la mets ici en lien

[jojo17]

Désolé, le lien que j'ai mis n'est pas directement la news.
Ceci dit, apparemment, on ne saura jamais si l'effet lense-thirring est une réalité.
Mais comme l'effet de sitter à été mis en évidence et que c'est deux effets sont proches théoriquement, est-ce qu'on peut affirmer quand même que l'effet LT existe, même si on ne peut pas le vérifier, et en tenir compte dans nos calculs?
Une question subsidiaire : est-il indispensable que nous prenions en compte ces effets dans le calcul des trajectoires de nos satellites?

[invitea29d1598]

Désolé, le lien que j'ai mis n'est pas directement la news.

on la trouve facilement quand même avec ton lien

Ceci dit, apparemment, on ne saura jamais si l'effet lense-thirring est une réalité.

peu de gens doutent de son existence... la question était plutôt de mesurer précisément sa valeur pour voir si encore une fois on avait un bon accord avec la prédiction de la RG

Mais comme l'effet de sitter à été mis en évidence et que c'est deux effets sont proches théoriquement, est-ce qu'on peut affirmer quand même que l'effet LT existe, même si on ne peut pas le vérifier, et en tenir compte dans nos calculs?
Une question subsidiaire : est-il indispensable que nous prenions en compte ces effets dans le calcul des trajectoires de nos satellites?

s'il est si difficile à mettre en évidence, c'est justement parce que dans la plupart des situations il est négligeable. Reste que tout n'est pas perdu à longs termes : pas mal de gens pensent qu'on le mettra en évidence pour de bon grâce à l'observation précise de jets près de trous noirs en rotation [pour lesquels il est bien plus intense en raison de leur champ gravitationnel plus fort que celui de la Terre]. Sans parler d'autres qui pensent qu'on peut l'observer indirectement grâce à des satellites en orbite autour de la Terre [et qui mesurent initialement autre chose] et/ou avec des rayons laser envoyés depuis la Terre sur la Lune où ils se réfléchissent...

[jojo17]

Merci pour ces précisions Rincevent.
Ce qui est bien en sciences c'est qu'il y a toujours moyen de faire autrement.
Pour ce qui est du laser terre-lune, est-ce que l'on pourrait détecter l'effet LT par une déviation du rayon, ou est-ce plus compliqué, genre différence de longueur d'onde ou je ne sais quoi (je dis cela parce que je ne connais presque rien en physique, mais je comprend quand même quelque peu quand c'est bien expliqué)

[ordage]

on la trouve facilement quand même avec ton lien



peu de gens doutent de son existence... la question était plutôt de mesurer précisément sa valeur pour voir si encore une fois on avait un bon accord avec la prédiction de la RG



s'il est si difficile à mettre en évidence, c'est justement parce que dans la plupart des situations il est négligeable. Reste que tout n'est pas perdu à longs termes : pas mal de gens pensent qu'on le mettra en évidence pour de bon grâce à l'observation précise de jets près de trous noirs en rotation [pour lesquels il est bien plus intense en raison de leur champ gravitationnel plus fort que celui de la Terre]. Sans parler d'autres qui pensent qu'on peut l'observer indirectement grâce à des satellites en orbite autour de la Terre [et qui mesurent initialement autre chose] et/ou avec des rayons laser envoyés depuis la Terre sur la Lune où ils se réfléchissent...

D'après
http://www.nasa.gov/vision/earth/loo...arth_drag.html


le satellite Lageos II l'a mesuré avec une précision de + - 5%.

La méthode est différente de celle de Gravity probe qui tentait de le mesurer directement par l'entraînement de l'axe des gyroscopes (mais la précision n'est pas au RV).
Ici en fait c'est un "résidu" de mouvement sur son orbite (qu'on peut mesurer par télémétrie laser avec précision car Lageos II comporte de nombreux miroirs sur sa suface).
Quand on a fait toutes les corrections orbitales connues liées à la Terre (vu le nombre de satellites qu'on a lancé on dispose de nombreuses données), il reste un mouvement résiduel qui correspond à 5% près à ce que prédit l'effet Lense Thirring.

[invitea29d1598]

Quand on a fait toutes les corrections orbitales connues liées à la Terre (vu le nombre de satellites qu'on a lancé on dispose de nombreuses données), il reste un mouvement résiduel qui correspond à 5% près à ce que prédit l'effet Lense Thirring.

mais il y a de nombreuses "sources de bruit" et pas mal de gens disent que les barres d'erreur et autres inconnues sont trop grandes pour que l'on puisse honnêtement dire avec certitude que oui, effectivement LAGEOS a vu l'effet Lense-Thirring. Je n'ai volontairement pas cité le nom car à l'heure actuelle ce n'est pas admis comme une "preuve expérimentale".

Pour ce qui est du laser terre-lune, est-ce que l'on pourrait détecter l'effet LT par une déviation du rayon, ou est-ce plus compliqué, genre différence de longueur d'onde ou je ne sais quoi (je dis cela parce que je ne connais presque rien en physique, mais je comprend quand même quelque peu quand c'est bien expliqué)

l'idée est plutôt d'observer très finement l'évolution de l'orbite de la Lune en mesurant sa position très précisément et régulièrement avec un laser.

[jojo17]

l'idée est plutôt d'observer très finement l'évolution de l'orbite de la Lune en mesurant sa position très précisément et régulièrement avec un laser.

bonjour,
Evidemment!
Et donc, en mesurant précisément l'orbite, on peut arriver à calculer l'effet LT par soustraction, comme le "résidu" dont parlais ordage.
On connait toute les influences que subit la lune, donc on connait sa trajectoire orbitale théorique, et si en mesurant précisément, on s'aperçoit d'un "écart", on l'attribut à l'effet LT, est-ce bien cela la démarche?

[invitea29d1598]

c'est bien cela l'idée. C'est d'ailleurs la même qui est utilisée pour tester la RG par rapport à des théories "alternatives" de la gravitation dans le cadre des "développements post-newtoniens".

[jojo17]

c'est bien cela l'idée. C'est d'ailleurs la même qui est utilisée pour tester la RG par rapport à des théories "alternatives" de la gravitation dans le cadre des "développements post-newtoniens".

Bonjour,
j'ai fait quelques recherches sur les mots "clés", et je tente plusieurs questions, simplement par curiosité (advienne que pourra).
D'après cette référence (paramètres post-newtoniens) s'agirait-il, comme il est dit, du paramètre post-newtonien

β obtenu par combinaison avec les contraintes sur l'effet Nordtvedt, η=4b -γ -3=0.0002 +/- 0.0009, grâce à la télémétrie Laser Lune (Lunar Laser Ranging) (Wi2001).

.
Et si oui, comment peut-on trancher entre la RG et une théorie "alternative"?
L'argument décisif est-il celui qui consiste en la plus faible différence entre les observations et le calcul théorique?
Et si oui toujours, n'est-on pas limité par la tolérance dû à la précision de la mesure (puisqui'l s'agit de comparer avec l'observation)?
L'observation est-elle suffisamment précise pour au moins satisfaire à la précision théorique, ou en d'autre termes, les valeurs théoriques sont-elle précisent en-deça que ce que peuvent l'être les mesures (télémétrie laser)?

Enfin une petite dernière : comment est expliqué le gravitomagnétisme de la RG dans le cadre d'une théorie "alternative"?

Merci beaucoup en tout cas.

[invitea29d1598]

salut,

D'après cette référence (paramètres post-newtoniens) s'agirait-il, comme il est dit, du paramètre post-newtonien .

je me doutais qu'en utilisant ce terme j'allais générer des questions supplémentaires de ta part

j'ai failli prendre le devant mais n'avais pas trop le temps ni le courage...

pour tenter de faire bref : il existe de nombreuses théories de la gravitation relativistes. Parmi celles-ci, celles qui vérifient le principe d'équivalence faible [qui dit que localement la physique est décrite par la RR] ont un statut particulier car elles peuvent être en accord avec la RG quand le champ de gravitation est faible [c'est-à-dire dans les conditions où celle-ci a passé le plus de tests] et surtout, elles vérifient ce principe qui semble pas mal tenir la route. Techniquement, cela implique que l'effet de la gravitation peut être décrit à l'aide d'une métrique et on appelle donc toutes ces théories des "théories métriques" de la gravitation [un exemple de théorie métrique qui ne soit pas la RG est la théorie de Brans-Dicke où la constante de la gravitation est remplacée par un champ qui varie potentiellement dans l'espace et le temps].

ces théories reposant sur une métrique, on peut prendre un point de vue "empirique" inverse et se dire : quelle est la forme la plus générale (mais raisonnable) pour la métrique qui décrit un champ de gravitation assez faible et qui redonne la théorie de Newton de la gravitation dans certaines limites ? une fois qu'on a une telle métrique, il est assez facile d'exprimer chacun de ses termes à l'aide d'un ensemble de paramètres (dits post-newtoniens car ils permettent de décrire un théorie qui n'est pas juste la gravitation newtonien mais prend en compte quelques corrections supplémentaires) que l'on relie à des grandeurs physiques et/ou directement mesurables.

si tu regardes le wiki anglophone, tu verras dans la section 2 une liste de paramètres et de leur sens physique [sens qu'on obtient par exemple en étudiant le mouvement d'une particule test dans la métrique générale écrite à l'aide des divers paramètres].

selon la RG, ces paramètres ne sont pas tous indépendants et ont certaines valeurs bien précises. Selon d'autres théories, les valeurs sont différentes. Ainsi, l'étude précise observationnelle (dans la vraie vie donc) de systèmes physiques [orbite de la Lune mais aussi évolution de binaires d'étoiles à neutrons, cf le pulsar de Taylor et Hulse) permet de mettre de bonnes contraintes sur les valeurs possibles de ces paramètres [certains sont moins contraints que d'autres toutefois], ce qui a permis à ce jour de montrer que les prédictions de la RG étaient toujours en très bon accord avec les résultats expérimentaux et aussi d'invalider complètement certaines théories [ou de fortement en contraindre d'autres].

donc c'est bien ce que tu dis : on considère comme "pas encore invalidée" la théorie qui a le plus faible écart entre ses prédictions et les valeurs expérimentales. Enfin, plutôt qu'un "plus faible écart", ce qui compte c'est que la valeur prédite soit à l'intérieur de l'intervalle des valeurs possibles d'après les mesures, compte tenu des barres d'erreur dont sont entachées celles-ci.

une illustration du bon accord entre la RG et les observations faites à ce jour est la figure 1 de cet article qui est la célèbre mesure de Taylor et Hulse qui a "prouvé" l'existence des ondes gravitationnelles grâce à plus de 20 ans de suivi minutieux de l'évolution du pulsar binaire. Le calcul (qui a montré que la RG prédisait cette évolution) reposait sur un calcul post-newtonien et a ainsi au passage montré que certaines théories alternatives ne pouvaient pas être valables. En particulier, cela a montré que la théorie de Brans-Dicke [dans laquelle existe un paramètre libre tel que la théorie tend vers la RG quand ce paramètre devient très grand] ne pouvait être "valable" que si le paramètre était très grand [je n'ai plus en tête les dernières contraintes].

en clair, tout ça pour dire : tout discours du genre "cette théorie est vraie" n'a aucun sens en physique (et cela est vrai de manière générale en physique). Tu ne peux que dire "cette théorie est en accord avec les mesures faites à ce jour". Et il existe donc toujours plusieurs théories concurrentes qui permettent de rendre compte des observations et on est bel et bien limité par la précision des mesures comme tu le disais. Simplement, plus celles-ci sont précises, moins il reste de théories, et surtout, le principe du rasoir d'Ockham aide aussi à faire du tri... la RG repose sur un nombre très petit de postulats et cela est l'une de ses grandes forces. Pour conclure, l'approche post-newtonienne est donc juste une sorte "d'outil théorique" qui permet de faire le tri parmi certaines théories en facilitant la comparaison avec l'expérience, mais sans reposer sur une théorie en particulier. L'expérience décrite dans le lien que tu as donné vise à mesurer certains de ces paramètres.

Enfin une petite dernière : comment est expliqué le gravitomagnétisme de la RG dans le cadre d'une théorie "alternative"?

ça dépend de la théorie

pour te donner un exemple : en RG, tu sais que la gravitation n'est que l'expression de la courbure de l'espace-temps. Le gravitomagnétisme est alors un certain type de courbure. Dans d'autres théories, il existe un espace-temps absolu (celui de Minkowski bien souvent) et le champ tensoriel d'ordre deux que l'on nomme "métrique" est interprété non pas comme un objet géométrique mais comme un champ physique (au même titre que le champ électromagnétique) vivant dans cet espace-temps absolu. Avec ce genre de théories, le gravitomagnétisme s'interprète donc comme l'interaction entre la matière et un champ de gravitation qui est un champ physique et non géométrique. Mais il n'y a pas 1 réponse à ta question....

[jojo17]

Merci d'avoir pris le temps d'avoir le courage.
Je fais l'impasse sur ce qui est hors de ma portée, mais j'ai compris l'essentiel de ce que tu as voulu dire, enfin en tout cas tu as comblé ma curiosité.

ça dépend de la théorie
[...] Mais il n'y a pas 1 réponse à ta question....

J'y ai réflechis après, et j'aurai du te parler d'exemple, mais c'est que que tu as formulé en prenant les devants cette fois-ci, merci.

pour te donner un exemple : en RG, tu sais que la gravitation n'est que l'expression de la courbure de l'espace-temps. Le gravitomagnétisme est alors un certain type de courbure. Dans d'autres théories, il existe un espace-temps absolu (celui de Minkowski bien souvent) et le champ tensoriel d'ordre deux que l'on nomme "métrique" est interprété non pas comme un objet géométrique mais comme un champ physique (au même titre que le champ électromagnétique) vivant dans cet espace-temps absolu. Avec ce genre de théories, le gravitomagnétisme s'interprète donc comme l'interaction entre la matière et un champ de gravitation qui est un champ physique et non géométrique.

Juste une question, c'est quoi la différence fondamentale entre un "objet géomùétrique" et un "champs physique"?
Qu'est-ce qu'une "métrique objet géométrique" par rapport à une "métrique champs physique" (seulement si cela peut être expliqué simplement) ?
Est-ce que l'on parle de champs parce que l'on parle de cadre dans lequel se décrive ces champs (espace-temps absolu), alors que l'orsque l'on parle d'objet géométrique on ne fixe pas de cadre et il n'y a rien que lui, il est l'ensemble, il est le "support" et le contenu à la fois?

[invitea29d1598]

Est-ce que l'on parle de champs parce que l'on parle de cadre dans lequel se décrive ces champs (espace-temps absolu), alors que l'orsque l'on parle d'objet géométrique on ne fixe pas de cadre et il n'y a rien que lui, il est l'ensemble, il est le "support" et le contenu à la fois?

c'est ça l'idée effectivement

[jojo17]

D'accord
j'ai deux autres questions qui sortent un peu du sujet, mais est-ce que l'on peut quantifier un objet géométrique ou est-on obligé pour ce faire de passé par un espace-temps absolu est des champs physiques?
La LQG a t-elle un cadre dans lequel évolue le champ gravitationnelle ou bien arrive (tente) t-elle à (de) quantifier un objet géométrique?
Perso je dirais que c'est une tentative de quantifier un objet géométrique sans passer par un cadre absolu, d'après ce que j'ai pu retenir d'une conférence de C.Rovelli.
Ceci dit, j'ai peut-être pas bien compris justement.

[invitebd2b1648]

Salut !

La LQG est une théorie indépendante de fond, donc pas de cadre absolu !

@ +

[jojo17]

d'accod, merci!
Et comment s'appelle dans cette théorie le "quantum" d'espace-temps?

[Deedee81]

d'accod, merci!
Et comment s'appelle dans cette théorie le "quantum" d'espace-temps?

Salut,

Il n'a pas de nom particulier.

Qui plus est, ce sont plutôt les variables qui sont quantifiées (opérateurs avec spectre discret de valeurs propres) comme l'opérateur aire ou l'opérateur volume. Curieusement, l'opérateur longueur est assez mal défini (je ne sais pas trop pourquoi). On peut aussi définir un opérateur courbure. Ces spectres sont très resserés, au début grosso modo des multiples de la longueur de Planck (à un facteur près, le paramètre d'Imirzi, le seul paramètre libre de la théorie, du moins en l'absence de champ de matière) mais après quelques centaines de longueur de Planck ça devient presque continu. Pour donner une idée, pour des distances de l'ordre du centimètre, deux valeurs propres successives sont séparées d'environ un millième de milliardième de milliardième de longueur de Planck.

Enfin, n'oublions pas que tout état quantique est une superposition quantique de plusieurs états purs. Par exemple, l'espace-temps classique de Minkowski doit être, au niveau quantique, une superposition d'une infinité d'espace-temps "granuleux" différents.

[jojo17]

Merci Deedee pour cette réponse.
J'arrête là le "hors topic". je rajoute quand même ce lien dans lequel j'ai aussi trouvé des infos (mais n'allez pas croire que j'ai tout compris , c'est (infiniment) loin d'être le cas)

Bonne journée à tous.

[Deedee81]

je rajoute quand même ce lien dans lequel j'ai aussi trouvé des infos

Je connaissais mais je ne savais pas que cela avait été traduit en français

(mais n'allez pas croire que j'ai tout compris , c'est (infiniment) loin d'être le cas)

Il est vrai que c'est plus une review que de la vulgarisation. C'est assez technique.

[jojo17]

Bonjour,
Je remonte ce fil pour demander à une âme charitable si elle veut bien partager les résultat de 2011 de Gravity Probe B? Un lien (en français) ou un bref résumé, parlant aussi des controverses.

Merci à vous.

Bonne journée.