Matière espace-temps

[invitea29d1598]

Les solutions mathématiques pour un espace-temps sans matière ne correspondraient-elles pas davantage à des approximations physiques ou à des hypothèses de travail ?

ni plus ni moins que celles qui décrivent un espace-temps avec matière. La notion d'espace-temps n'est qu'une "modélisation" qui est pratique et semble bien marcher dans certaines limites. Mais la physique ne fera jamais rien de plus que des modèles. Or, quand on se place dans le modèle de la relativité générale, un ET vide ou un ET "plein", ça a le même degré de "réalisme". La seule différence étant que le modèle précis qui semble décrire le mieux l'ET actuel n'est pas vide.

Je crains une identification abusive entre le modèle et ce qu’il modélise.

dès que l'on utilise le mot "existence" c'est effectivement ce qu'on fait.

Le rayonnement doit-il alors être considéré comme immatériel ?

en RG c'est simple : tout ce qui n'est pas ET est matériel. Après, y'a aussi la convention [hors RG] de nommer matière les champs qui ne sont pas des champs bosoniques fondamentaux associés à des interactions.

la différence d’approche doit être liée au sens que l’on attribue aux mots « existence » ou « éternité », ou plus simplement au fait d’identifier bonne approximation et assise théorique.

ça va même plus loin car je le répète : la physique ne fera jamais rien de plus que des modèles qui ont des domaines de validité plus ou moins larges et plus ou moins bien connus

Je profite d’ailleurs de l’occasion pour demander comment il faut comprendre la formule : endroit contenant des ondes.

en RG c'est défini comme un 4-volume d'espace-temps dans lequel
- soit on a un tenseur énergie-impulsion pour le champ EM qui est "du genre lumière" [ça se caractérise par les invariants scalaires associés au tenseur] et dans ce cas on a une onde EM
- soit dans laquel le tenseur de Ricci est nul mais le tenseur de Weyl ne l'est pas et est caractérisé par certains invariants scalaires précis [en termes moins "barbares" : la courbure est pas n'importe comment et correspond, au moins localement, à des vagues de champ gravitationnel qui se promènent]

Oui, on peut toujours les conceptualiser. De là à employer le terme « d’existence », il y a un pas à franchir qui à mon avis ne doit pas être autorisé…

pas plus qu'il ne doit/peut l'être quand on dit "les atomes existent". Dans les deux cas, ce sont des "modèles" et on ne peut pas prétendre "démontrer" leur existence

Où ça ?

dans le cadre de la théorie actuellement reconnue comme étant celle qui décrit le moins mal la réalité. Quand on parle d'existence en physique, on se place toujours dans un cadre théorique fixé

La Nasa nous a fait des photos ? On a découvert une particule d’espace-temps sans matière au LHC ?Ça par contre, ça me paraît hyper-intéressant. Mis à part le verbe "exister" qui, chacun l’aura compris, me pose de gros soucis, j’aimerais beaucoup que quelqu’un consente à en dire davantage.

je vois pas ce que tu veux dire ici...
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[Les Terres Bleues]

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Merci pour l'ensemble du message.

Le dernier point, c'était à propos de l'expression "localement le vide existe...".
J'aurais aimé savoir ce que la théorie prédisait pour tout ce qui se situe au-delà de ce vide justement.

On entend parler de fluctuations par exemple, et la curiosité nous pousse à essayer de découvrir ce qui se cache "derrière".

Cordiales salutations.

[invitebd2b1648]

en RG c'est simple : tout ce qui n'est pas ET est matériel. Après, y'a aussi la convention [hors RG] de nommer matière les champs qui ne sont pas des champs bosoniques fondamentaux associés à des interactions.

Purement conceptuel ...

en RG c'est défini comme un 4-volume d'espace-temps dans lequel
- soit on a un tenseur énergie-impulsion pour le champ EM qui est "du genre lumière" [ça se caractérise par les invariants scalaires associés au tenseur] et dans ce cas on a une onde EM
- soit dans laquel le tenseur de Ricci est nul mais le tenseur de Weyl ne l'est pas et est caractérisé par certains invariants scalaires précis [en termes moins "barbares" : la courbure est pas n'importe comment et correspond, au moins localement, à des vagues de champ gravitationnel qui se promènent]

Donc qui amène le graviton sur le devant de la scène ... sans tenseur énergie-impulsion ... nan ???

dans le cadre de la théorie actuellement reconnue comme étant celle qui décrit le moins mal la réalité. Quand on parle d'existence en physique, on se place toujours dans un cadre théorique fixé

Comme la QED qui associe à tout champs une particule ... !!!

@ +

Cordialement,

Octani le fou !!!

[invitea29d1598]

.Le dernier point, c'était à propos de l'expression "localement le vide existe...". J'aurais aimé savoir ce que la théorie prédisait pour tout ce qui se situe au-delà de ce vide justement.

ça dépend de la théorie

grossièrement, on peut faire la classification suivante pour la description "du vide interstellaire" en partant du "plus grossier" et allant jusqu'au "plus sophistiqué"

1) la description la plus "naïve" est newtonienne : l'espace est une grosse boite, dedans on a des boules qui sont les atomes. Là où y'a pas d'atomes, c'est le vide

2) pour être plus réaliste, on doit prendre en compte la théorie de Maxwell qui décrit le comportement de la lumière en disant que celle-ci est liée à l'existence d'un "champ électromagnétique", sorte de "fluide" [y'a des guillemets car c'est quand même différent de ça] qui existe partout (sauf où il est nul ). Avec ce point de vue, le vide interstellaire est vide d'atomes, mais comporte un champ EM, en particulier parce qu'il y a de la lumière qui se promène (visible ou pas), et entre autres sous la forme de ce que l'on appelle le "rayonnement de fond cosmologique", vestige de l'époque où l'univers était un plasma dense et chaud. Mais dans cette modélisation, on pourrait imaginer sur le papier l'existence d'un espace [ou une portion de celui-ci] vide de tout, même de champ électromagnétique

3) si on essaie d'affiner cette modélisation en introduisant la relativité générale, ça ne change pas grand chose à la description tant qu'on rentre pas dans des subtilités

4) dès qu'on essaie de prendre en compte des effets quantiques, tout se complique même si dans un premier temps on garde une description non-quantique de la gravitation. La théorie quantique des champs nous expliquent en effet que même quand un champ a une valeur "classique" nulle [c'est-à-dire même si l'on a un champ EM totalement nul au sens classique], le "champ quantique" "existe" et ses fluctuations donnent lieu à des effets physiquement mesurables. Avec cette modélisation, le "vide total" [en tant que néant dénué de propriétés physiques] ne peut pas coexister avec quoique ce soit. On redéfinit d'ailleurs le "vide" non plus comme l'absence de particules, mais comme un état des champs quantiques d'énergie minimale [ce qui correspond à une absence de particules pour certains observateurs comme on peut le montrer]. Il y a ici deux sauts conceptuels importants : a) on peut imaginer "plusieurs vides différents" (c'est-à-dire dont certaines propriétés ne sont pas identiques) b) l'existence (ou non) de particules devient observateur dépendante et la notion de particule perd son caractère fondamental. D'une certaine façon, il n'est pas exagéré de dire que la théorie quantique des champs nous explique que les "particules" n'existent pas vraiment.

5) si on cherche à s'approcher d'une modélisation la plus cohérente possible, il est naturel de supposer que la gravitation elle-mème doit ètre décrite dans un cadre quantique et relativiste. Si c'est le cas, il devient apparemment nécessaire de renoncer à l'idée selon laquelle l'espace-temps est un "objet qui existe pour de vrai" [en fait la RG nous avait déjà dit que a) c'est pas juste une boite mais un truc physique dont les propriétés sont dynamiques et b) que si vraiment on s'intéresse à "ce qui existe indépendamment de l'observateur", alors faut pas imaginer l'espace-temps comme une sorte de patatoïde qui est là : l'invariance sous les difféomorphismes complique "l'image" et même si y'a vraiment "quelque chose" qui "existe", cela n'est pas un machin tordu par son contenu matériel].

Un premier pas pour approximer cette "description" de la gravitation quantique [cad d'un "espace-temps quantique"] consiste à adopter une image "semi-classique" dans laquelle on garde le point de vue de la RG [le patatoïde], mais on le représente comme animé de fluctuations aux petites échelles [un peu comme la mer qui semble un truc bien lisse vue de loin mais qui est animée d'écumes et de turbulence quand on la regarde de près]. Reste que cette image n'est qu'un demi-pas vers une théorie quantique de la gravitation. Toutes les tentatives de théories pour décrire la gravitation quantique semblent nous dire que dans celle-ci il nous faut absolument faire un saut conceptuel encore plus important et renoncer aux notions usuelles d'espace et de temps. Ces "concepts" ne seraient rien d'autres que des "machins pratiques pour nous aider à vivre au quotidien", mais dénués de toute "véritable existence" (on dit souvent que ce seraient des "concepts émergents"). Ce qui existe "pour de vrai" dépend ensuite de la théorie, mais vu qu'elles ne sont que spéculatives, le plus raisonnable est de dire qu'on en sait fichtre rien. Et je remets une couche finale sur le fait que même le jour où on aura une théorie quantique de la gravitation cohérente et validée par des experiences, il ne faudra cependant pas oublier que cela ne sera jamais plus qu'une "carte du monde" à ne pas confondre avec "la réalité".

Autrement dit, les seules certitudes que nous donne la physique concernent ce qui n'existe pas et ce que n'est pas le monde. Mais même si cela peut sembler peu, ça permet quand même déjà de comprendre beaucoup de choses et de "manipuler" la "nature" efficacement. C'est cette "déraisonnable efficacité" qui fait que l'on oublie parfois que les théories ne sont que des théories et pas "la réalité".

[invite6754323456711]

ça dépend de la théorie
Toutes les tentatives de théories pour décrire la gravitation quantique semblent nous dire que dans celle-ci il nous faut absolument faire un saut conceptuel encore plus important et renoncer aux notions usuelles d'espace et de temps. Ces "concepts" ne seraient rien d'autres que des "machins pratiques pour nous aider à vivre au quotidien", mais dénués de toute "véritable existence" (on dit souvent que ce seraient des "concepts émergents"). Ce qui existe "pour de vrai" dépend ensuite de la théorie, mais vu qu'elles ne sont que spéculatives, le plus raisonnable est de dire qu'on en sait fichtre rien. Et je remets une couche finale sur le fait que même le jour où on aura une théorie quantique de la gravitation cohérente et validée par des experiences, il ne faudra cependant pas oublier que cela ne sera jamais plus qu'une "carte du monde" à ne pas confondre avec "la réalité".

Au moins c'est clair et je me sens moi seul dans cette interprétation que j'avais décrypté de cette manière, à mon niveau, des différentes lectures sur le sujet.

Patrick

[invite6754323456711]

J'irai toutefois encore plus loin dans l'idée d'attirer l'attention sur les abus de langage (mais les physiciens ne sont pas nécessairement des linguistes) en soulevant par exemple le problème de l'emploi du terme de création dans l'expression création-annihilation de particules. Il s'agit en fait davantage d'exprimer avec des mots (mais pas obligatoirement dans leur sens philosophique) un phénomène objectif d'interaction.

Ou un phénomène objectif de transformation. L'objectivité du changement.

Interaction, transformation, changement sont ils des concepts formalisés de manière non ambigus en physique ? En existe t-il un plus fondamental que les autres ?

Patrick

[invite6754323456711]

Interaction, transformation, changement sont ils des concepts formalisés de manière non ambigus en physique ? En existe t-il un plus fondamental que les autres ?

En fait c'est une analogie avec les mathématiques pour lesquels il existe des concepts primitifs comme les notions d'ensemble, de fonction à partir duquel on peut construire le reste.

La nature pourrait-elle s'interpréter par un nombre restreint de concepts primitifs à partir duquel découlent des concepts secondaires comme matière espace-temps. Champs, actions, symétrie ... ?

Patrick

[invitebd2b1648]

OUI !!!

Cordialement,

Octani le fou !

PS : J'en sais rien fait mais je suis une piste ...

[invite7ce6aa19]

La nature pourrait-elle s'interpréter par un nombre restreint de concepts primitifs à partir duquel découlent des concepts secondaires comme matière espace-temps. Champs, actions, symétrie ... ?

Patrick

Bonjour,

C'est effectivement (presque) le cas. En raccourcis il s'agit des actions de groupe.

[Deedee81]

Salut,

C'est effectivement (presque) le cas. En raccourcis il s'agit des actions de groupe.

C'est un concept unificateur extraordinaire, mais il faut quand même d'autres ingrédients, non ? C'était ton "presque" ?

Je suis d'accord avec l'opinion générale que tout peut se construire sur des bases simples.

Mais j'ai parfois l'irritante impression d'avoir une soupe de cailloux
(référence à Weinberg, voir par exemple dans http://xxx.lanl.gov/abs/hep-th/9410046, la théorie de KK en perspective, où l'auteur en parle)

[invite6754323456711]

C'est effectivement (presque) le cas. En raccourcis il s'agit des actions de groupe.

Si on ne s'intéresse qu'au concept physique comme l'énergie que l'on ne peut définir que par ses propriétés. La particule ne me semble pas être un bon choix car elle vise à définir un "être". L'exemple du champ me semble mieux approprié car il ne se définit que par ces propriétés toute comme la notion d'ensemble.

Patrick

[invitebd2b1648]

C'est oublier la MQ même si la QFT est plus imposante, ondes-corpuscules ... nan ???

@ +

Octani le fou !!!

[invite7ce6aa19]

Salut,


C'est un concept unificateur extraordinaire, mais il faut quand même d'autres ingrédients, non ? C'était ton "presque" ?

Bien entendu dans les "presques" il y a beaucoup de choses mais l'architecture de la physique théorique est gouvernée par les actions de groupe. Cela a commencé par le programme d'Erlangen de F.Klein en 1872 et "complété" par la théorie des fibrés au début de XX ième siècle (Cartan et cie..).

Mais j'ai parfois l'irritante impression d'avoir une soupe de cailloux
(référence à Weinberg, voir par exemple dans http://xxx.lanl.gov/abs/hep-th/9410046, la théorie de KK en perspective, où l'auteur en parle)

Ceci est une belle illustration de ce que je dis. On pourrait ajouter action de groupe et topologie globale (bien que la topologie s'intégre dans les fibrés: la cohomologie).

[stefjm]

Au moins c'est clair et je me sens moi seul dans cette interprétation que j'avais décrypté de cette manière, à mon niveau, des différentes lectures sur le sujet.

La pudique «émergence» a bon dos.
Le temps émerge en réel ou en complexe?
L'espace émerge en 3D, 2D, 1D, nD? sous forme scalaire, vectorielle, tensorielle?

[invite6754323456711]

Le temps émerge en réel ou en complexe?
L'espace émerge en 3D, 2D, 1D, nD? sous forme scalaire, vectorielle, tensorielle?

En ce qui est le plus commode pour en rendre compte

Patrick

[invite6754323456711]

La pudique «émergence» a bon dos.

Qu'est-ce qui fait varier t ? Notre modèle ? Le changement d'état d'un phénomène observable ?

Si nous étions un système stateless, c'est à dire sans mémoire, aurions nous conçu cette notion de temps ?

Le temps est-ce un phénomène naturel ou un concept que nous avons construit par utilité et simplification pour rendre compte de phénomène naturel ?

Patrick

[stefjm]

En ce qui est le plus commode pour en rendre compte

C'est logique!

Qu'est-ce qui fait varier t ? Notre modèle ? Le changement d'état d'un phénomène observable ?

Une instabilité? (chronique évidement )

Si nous étions un système stateless, c'est à dire sans mémoire, aurions nous conçu cette notion de temps ?

Difficile à dire! Nous ne sommes pas un système sans mémoire.
Un système combinatoire n'a pas besoin d'horloge.
Un système séquentiel asynchrone non plus, mais il en faut une pour un système synchrone.

Le temps est-ce un phénomène naturel ou un concept que nous avons construit par utilité et simplification pour rendre compte de phénomène naturel ?

L'univers est-il synchrone ou asynchrone?
S'il est asynchrone, on a construit le concept de temps.
S'il est synchrone, il y a une horloge extérieure au système, le fameux moteur du temps.
Le compteur ajoute 1 à chaque fois...
Cordialement.

[invite6754323456711]

L'univers est-il synchrone ou asynchrone?
S'il est asynchrone, on a construit le concept de temps.
S'il est synchrone, il y a une horloge extérieure au système, le fameux moteur du temps.

La géométrie de l'espace-temps n'a elle pas été construite par l'esprit à l'occasion de l'expérience mais sans nous être imposée par l'expérience ?

Le temps il a fallu en effet qu'il devienne mesurable : ce qui ne se mesure pas ne peut être objet de science.

Or, le temps mesurable est aussi essentiellement relatif. Si tous les phénomènes se ralentissaient, et s'il en était de même de la marche de nos horloges, nous ne nous en apercevrions pas et cela quelque soit la loi de ce ralentissement, pourvu qu'elle soit la même pour toutes les sortes de phénomènes et pour toutes les horloges. Les propriétés du temps mesurable ne sont donc que celles des horloges.

Donc si l'univers est synchrone on devrait trouver dans la nature des horloges d'une précision infini non ?

Patrick

[stefjm]

Donc si l'univers est synchrone on devrait trouver dans la nature des horloges d'une précision infini non ?

La précision infinie est une chimère.
Oui, on trouve de bonne horloge.
On en trouve même sans effet Doppler mesurable alors que cela implique des objets dont les redshifts sont très différents.
http://forums.futura-sciences.com/as...oherentes.html
Cordialement.

[invite6754323456711]

La précision infinie est une chimère.
Oui, on trouve de bonne horloge.

Ben alors nous sommes bien d'accord l'univers synchrone n'est qu'une chimère.

Comme a dit Poincaré : Nous n'avons pas l'intuition directe de l'égalité de deux intervalles de temps. Les personnes qui croient posséder cette intuition sont dupes d'une illusion.

Patrick

[invite6754323456711]

Difficile à dire! Nous ne sommes pas un système sans mémoire.

J'avais oublié. Nous sommes tout de même un système doté par la nature d'une intelligence qui nous permet d'imaginer comment nous interpréterons l'univers si nous n'avions pas de mémoire.

Impossible de détecter les changements.

Nous classons nos souvenir dans le temps, mais nous savons qui reste des cases vides car nous avons le sentiments qu'entre deux instants quelconques il y a d'autres instant.

Comment cela se pourrait-il si le temps n'était une forme préexistant dans notre esprit ? Pour qu'un ensemble de sensations soit devenu un souvenir susceptible d'être classé dans le temps il faut qu'il est cessé d'être actuel?

Patrick