Principe d"équivalence

[invite3f9af307]

Bonjour

1)Si j'ai bien compris le principe d'équivalence stipule l'égalité entre masse gravitationelle et inertielle donc deux corps de masses différentes soumis à un même champ de gravitation chutent simultanément quand ils sont lâchés simultanément. Se principe est t'il valable a tout les echelles? Y a t'il des expériences ou se principe est violé?

2)Wikipédia (qui n'est pas une source sur) dit:
"Ce « principe » est un constat expérimental, jamais démenti et aux conséquences bien pratiques, élevé au rang de principe car inexpliqué."

Comment ca inexpliqué?


Merci
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[Deedee81]

Bonjour,

1)Si j'ai bien compris le principe d'équivalence stipule l'égalité entre masse gravitationelle et inertielle donc deux corps de masses différentes soumis à un même champ de gravitation chutent simultanément quand ils sont lâchés simultanément.

On parle parfois de principe d'équivalence faible.

Le principe d'équivalence fort stipule non seulement que ces deux masses sont égales mais encore plus fort : c'est une seule et même masse. Cela conduit (après quelques raisonnements "géométriques") à la formulation du principe d'équivalence en relativité générale : localement, il y a toujours un repère (repères dit "en chute libre") où la relativité restreinte est totalement valide.

Se principe est t'il valable a tout les echelles?

On n'en sait rien, probablement pas à petite échelle où la gravitation quantique devrait s'appliquer.

Y a t'il des expériences ou se principe est violé?

Non.

Bien qu'on essaie de vérifier avec des précisions de plus en plus grande car on aimerait bien mettre en défaut les théories actuelles que l'on sait incomplète mais qui marchent toujours

2)Wikipédia (qui n'est pas une source sur) dit:
"Ce « principe » est un constat expérimental, jamais démenti et aux conséquences bien pratiques, élevé au rang de principe car inexpliqué."
Comment ca inexpliqué?

Inexpliqué car simplement constaté. On sait que c'est comme ça mais on ne sait pas pourquoi.

[invite3f9af307]

Bonjour,



Le principe d'équivalence fort stipule non seulement que ces deux masses sont égales mais encore plus fort : c'est une seule et même masse. Cela conduit (après quelques raisonnements "géométriques") à la formulation du principe d'équivalence en relativité générale : localement, il y a toujours un repère (repères dit "en chute libre") où la relativité restreinte est totalement valide.

1)Merci , je pensais que le principe d'équivalence faible considéré deja qu'il s'agissait la de la meme masse, mais sous deux formes différentes, Comme est t'ont passé de deux masses (g,i) a une seul? Et quel est se raisonnement "géométrique"?


2)La violation du principe d'équivalence (faible) pourrait t'elle se traduire par le fait que de corps soumis a un meme champ gravitationelle, lâchés simultanéments, subissent une accélération différentes ?

3)A partir de quel masse la gravitation prend le dessus sur les autres forces?

[Deedee81]

Bonjour,

1)Merci , je pensais que le principe d'équivalence faible considéré deja qu'il s'agissait la de la meme masse, mais sous deux formes différentes,

Il se peut qu'il y ait différentes définitions ou de légère variation d'un auteur à l'autre. Donc méfiance.

Originellement, on considérait que :
"masse pesante" = "masse inerte" * C

C étant une constante. Sa valeur dépend des unités mais si on utilise les mêmes unités pour les deux masses (c'est quand même mieux ), C=1.

Comme est t'ont passé de deux masses (g,i) a une seul?

Ben, du fait que C=1, à force de dire et vérifier avec une précision de plus en plus grande que masse pesante = masse inerte, on a fini par se dire "et si c'était la même chose ?"

Et quel est se raisonnement "géométrique"?

Si la masse inerte est strictement la masse pesante, alors la trajectoire d'un corps dans un champ de gravitation ne dépend plus de sa masse. On peut donc tenter une description géométrique de la gravité à l'aide d'un espace-temps courbe où les trajectoires en chute libre sont les géodésiques.

Un corps en chute libre ne ressent que la gravité, puisque masse inerte = masse pesante cela signifie qu'aucune autre force n'agit dessus. Le repère propre de l'objet est donc inertiel et donc la relativité restreinte applicable.

Voir aussi :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Principe_d'%C3%A9quivalence#L. 27ascenseur_d.27Einstein
Avec un dessin :
http://www-cosmosaf.iap.fr/iap_web/R...s/image016.jpg

Il y a plein de sites pas mal foutus sur le principe d'équivalence.

2)La violation du principe d'équivalence (faible) pourrait t'elle se traduire par le fait que de corps soumis a un meme champ gravitationelle, lâchés simultanéments, subissent une accélération différentes ?

Oui.

3)A partir de quel masse la gravitation prend le dessus sur les autres forces?

Pour les interactions faibles et nucléaires c'est une question de distance. Ces forces diminuent très vite avec la distance. Au delà de environ un noyau d'atome, fini.

Pour la force électromagnétique, ça dépend de la charge électrique et des courants.

Une planète qui aurait une forte charge électrique ne serait pas dominée par la gravitation.

Dans des conditions habituelles, disons des masses planétaires. Mais, tu sais, dans l'espace, même deux petits pois s'attirent Par contre, un simple aimant du commerce suffit à vaincre l'attraction terrestre (en soulevant une aiguille). Et les forces de cohésions, à courte portée, peuvent facilement dominer en agissant de proche en proche (bloc de roche). Tout dépend de ce qu'on compare dans quelles circonstances. J'ai dans l'idée que le champ magnétique d'un trou noir, ça doit pas être de la gnognotte .

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite3f9af307]

D'accord merci

[invite5456133e]

on a fini par se dire "et si c'était la même chose ?"

Même si la masse n'est pas exactement la quantité de matière, elle n'en est quand meme pas loin (http://fr.wikipedia.org/wiki/Masse). Aussi je ne vois pas qu'elle peut être la différence entre masse inertielle et masse pesante.

[Deedee81]

Bonjour,

Même si la masse n'est pas exactement la quantité de matière, elle n'en est quand meme pas loin (http://fr.wikipedia.org/wiki/Masse). Aussi je ne vois pas qu'elle peut être la différence entre masse inertielle et masse pesante.

C'est facile de dire ça après coup

C'est comme si tu disais "la matière est composée d'atomes, c'est évident comment quelqu'un pourrait-il en douter ?" Sais-tu qu'au début du vingtième siècle il y avait encore des doutes ? (et voilà un débat de plus où Einstein a d'ailleurs joué un rôle avec le mouvement brownien) Et va t'en dire à Ptolémée que c'est la Terre qui tourne autour du Soleil. C'était pas si évident pour lui.

La matière a bien des propriétés, la masse (sic), la charge électrique, le moment angulaire, la couleur, la dureté, la température, l'amour Certaines sont des quantités extensives comme la masse : la charge, l'entropie,...

Pourquoi n'y aurait-il pas pu y avoir une propriété "masse inerte" différente d'une propriété "masse pesante", toutes les deux extensives, mais pouvant légèrement différer suivant la nature de la matière considérée ? En particulier, si on considère la "masse inerte" comme la quantité de matière, pourquoi cette quantité de matière aurait-elle dû obligatoirement être la propriété sensible à la gravitation ? Cela aurait pu être quelque chose de légèrement différent.

Il s'avère que ce n'est pas le cas. Mais ça n'avait rien d'évident "à l'époque". Il faut toujours se remetre dans le contexte historique quand on juge une découverte.

Et puis, c'est une saine attitude que de douter. Que les scientifiques aient pensé "est-ce vraiment le même ? Hum, vérifions" (expérience d'Eotvos, par exemple) c'est bien naturel. Si c'était si évident, pourquoi se seraient-ils casser le c.. pour vérifier ?

[invite5456133e]

C'est facile de dire ça après coup..

ça c'est vrai; n'empêche que je ne trouve pas génial le fait de dire qu'un corps n'a qu'une seule masse. Est-ce parce que j'ai appris que la masse est une grandeur extensive, intégrale sur un volume donné d'une valeur intensive?
C'est un peu comme si l'on me disait qu'un solide n'a qu'une capacité thermique; ça me ferait ni chaud ni froid.

[Deedee81]

ça c'est vrai; n'empêche que je ne trouve pas génial le fait de dire qu'un corps n'a qu'une seule masse. Est-ce parce que j'ai appris que la masse est une grandeur extensive, intégrale sur un volume donné d'une valeur intensive?

Tiens, c'est marrant ça, en effet, je n'ai jamais entendu parler de densité inertielle et de densité pesante !!! Pourtant, le concept devait exister !

C'est un peu comme si l'on me disait qu'un solide n'a qu'une capacité thermique; ça me ferait ni chaud ni froid.

[invite6754323456711]

Aussi je ne vois pas qu'elle peut être la différence entre masse inertielle et masse pesante.

Pourtant on investi encore aujourd'hui beaucoup d'argent sur la vérification du principe d'équivalence entre la masse grave et la masse d'inertie.

La mission MICROSCOPE (MICRO Satellite à traînée Compensée pour l'Observation du Principe d'Equivalence) a pour objectif le test du principe d'équivalence dans l'espace selon le principe décrit ci-dessus avec une précision relative de 10^-15

http://eost.u-strasbg.fr/semipgs/microscope.pdf

Patrick

[Deedee81]

Bonjour,

Pourtant on investi encore aujourd'hui beaucoup d'argent sur la vérification du principe d'équivalence entre la masse grave et la masse d'inertie.

Certaines théories unifiées (je ne sais pas lesquelles) prédisent une infime violation de ce principe. C'est donc un test intéressant.

Pas mal le lien