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Relations RR et expansion



  1. #1
    ylona

    Relations RR et expansion

    Bonjour,
    Même en avançant à pas de loup dans l'apprentissage des lois physiques de base, il arrive certaines étapes où je confonds tout et ai besoin d'une aide pour faire le point.
    C'est ce qui m'arrive actuellement: après avoir trouvé et acquis ici des informations simples, de mon niveau (donc basiques), concernant l'expansion de l'univers, je n'arrive pas à trouver la porte logique m'expliquant dans quelle mesure les données ou équations liées peuvent participer des même référentiels que celles concernant la RR. Dans quelle hiérarchie peut-on intégrer l'une dans l'autre, où se situent les limites du croisement s'il y en a, en bref quelles sont les équations de base les prenant toutes deux en considération?
    Ma question est sûrement idiote, mais si c'est le cas, le fait de m'expliquer pourquoi elle l'est me permettra d'avancer.
    Merci

    -----


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  3. #2
    physikaddict

    Re : Relations RR et expansion

    Bonsoir,

    Ce n'est absolument pas la une demarche idiote.

    Neanmoins, il me semble que l'expansion de l'univers s'accorde avec les equations de la RG et que le cadre restreint () de la RR ne permet pas d'expliquer l'expansion.

    Mais il vaut mieux attendre confirmation de la part d'un plus fin connaisseur, d'autant que j'ai la memoire qui flanche un peu..

    Cordialement,
    Il est plus facile de désintégrer un atome qu’un préjugé. (A.E)
    La matière noire, c'est ce qu'on met quand la matière grise vient à manquer. (Une sage tortue de Savoie)

  4. #3
    ylona

    Re : Relations RR et expansion

    Citation Envoyé par physikaddict Voir le message
    Bonsoir,

    Ce n'est absolument pas la une demarche idiote. :
    Merci, en mon nom et en celui de celles-ceux qui hésitent par timidité. Ici, on ne tape pas sur la tête...

    Neanmoins, il me semble que l'expansion de l'univers s'accorde avec les equations de la RG et que le cadre restreint () de la RR ne permet pas d'expliquer l'expansion.
    C'est précisément ce que j'avais préalablement cru entrevoir. Il ne s'agit pas ici pour moi d'obtenir un exposé explicatif de l'expansion par la RR, allant à l'encontre de toute analyse. Ce n'ai pas cette question absurde que j'ai posée. A l'opposé, ma question porte sur les adéquations entre l'une et l'autre. (je ne les considère donc pas comme confondues, au contraire, j'en appelle à des informations sur la "géométrie" de leur coexistence , si elle existe).

    Peut-être devrais-je mieux expliquer ma demande : peut-on considérer chacune de ces deux fonctions comme un élément de deux ensemble, et en définir l'intersection? Alors, quels sont les applications résultantes?

    Mais il vaut mieux attendre confirmation de la part d'un plus fin connaisseur, d'autant que j'ai la memoire qui flanche un peu.."
    Cordialement,
    Merci encore. Et j'attends avec appétit.

  5. #4
    Carcharodon

    Re : Relations RR et expansion

    J'aimerais bien essayer de répondre... si je comprenais la question !
    Et vu le succès du topic, je pense que je ne suis pas le seul a ne pas la piger

    Chère Ylona, pourriez vous essayer d'être plus précise dans votre interrogation svp ?
    Car je ne vois pas de relation entre la Relativité Restreinte et le taux d'expansion.

    La Relativité Générale, par contre, explique comment la présence de masse/energie (la masse étant une représentation spécifique de l'energie, selon E=mc²) courbe l'espace temps, mais ne rend pas compte a elle seule de la présence d'expansion a très grande échelle, sauf a manipuler une variable appelée constante cosmologique.
    Je vous renvoie a une autre discussion qui a eu lieu récemment (et que je connais pour y avoir participé, mais ce n'est pas la seule, loin de là) sur ce sujet.

    Je vous incite a prendre le temps de recomposer votre question afin qu'elle soit plus claire, pour vous comme pour nous, quitte, comme c'est souvent nécessaire, à la segmenter en parties différentes, afin que nous puissions mieux la comprendre pour tenter d'y répondre.

    Cordialement.
    Restons superficiel pour ne pas fâcher

  6. #5
    Carcharodon

    Re : Relations RR et expansion

    Citation Envoyé par Carcharodon Voir le message
    mais ne rend pas compte a elle seule de la présence d'expansion a très grande échelle, sauf a manipuler une variable appelée constante cosmologique.
    arghhh c'est pas trop correct ça ...
    la notion de densité critique (en gros, le nombre moyen d'atomes par mètres cube) se passe de la nécessité de manipuler la constante cosmologique pour expliquer l'avenir de l'univers (big crunch / big rip) , mais la constante cosmologique peut modifier très significativement les bornes de cette densité critique, sous l'effet d'une force répulsive...
    Comme Gloubiscrapule l'explique dans le lien sur la discussion précédente que je vous donne dans le message au dessus.
    Restons superficiel pour ne pas fâcher

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    Gilgamesh

    Re : Relations RR et expansion

    Citation Envoyé par ylona Voir le message
    Bonjour,
    Même en avançant à pas de loup dans l'apprentissage des lois physiques de base, il arrive certaines étapes où je confonds tout et ai besoin d'une aide pour faire le point.
    C'est ce qui m'arrive actuellement: après avoir trouvé et acquis ici des informations simples, de mon niveau (donc basiques), concernant l'expansion de l'univers, je n'arrive pas à trouver la porte logique m'expliquant dans quelle mesure les données ou équations liées peuvent participer des même référentiels que celles concernant la RR. Dans quelle hiérarchie peut-on intégrer l'une dans l'autre, où se situent les limites du croisement s'il y en a, en bref quelles sont les équations de base les prenant toutes deux en considération?
    Ma question est sûrement idiote, mais si c'est le cas, le fait de m'expliquer pourquoi elle l'est me permettra d'avancer.
    Merci
    La RG consiste simplement à prendre chaque éléments du système de coordonnées (x, y, z, ct noté souvent x1, x2, x3, x4) par des potentiels gravitationnels, analogue au potentiel newtonien mais généralisé à chacune des composantes et de leur dérivées partielles.

    En espace-temps minkowskien l'élément infinitésimal de distance ds s'écrit :



    qu'on peut écrire également :



    ou encore, plus compact et évitant les confusions entre notation de puissance et d'indice :

    , le carré scalaire d'un quadrivecteur dans la notation d'Einstein.

    En champs de gravitation faible (newtonien) on peut rajouter un coefficient à l'élement temporel de la métrique (cdt ou dx4).




    ce coef correspond au potentiel dans la notation d'Einstein, qui généralise la notion de potentiel newtonien à toutes les coordonnées de l'espace temps.




    Je ne sais pas si c'est le début de réponse que tu attendais ?

    a+
    Parcours Etranges

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  10. #7
    ylona

    Thumbs up Re : Relations RR et expansion

    Bonsoir à tous et merci
    Gilgamesh, Le smiley est explicite, mais j'écris tout de même:
    Au vu des premières lignes de ta réponse, voilà un prof qui a écouté et donc compris la demande de l'élève, et je vais tâcher de faire en sorte que la réciproque soit vraie, et d'assimiler tranquillement et sans erreur l'intégralité de ta contribution
    Merci encore, et à plus j'espère

  11. #8
    Gilgamesh

    Re : Relations RR et expansion

    Citation Envoyé par ylona Voir le message
    Bonsoir à tous et merci
    Gilgamesh, Le smiley est explicite, mais j'écris tout de même:
    Au vu des premières lignes de ta réponse, voilà un prof qui a écouté et donc compris la demande de l'élève, et je vais tâcher de faire en sorte que la réciproque soit vraie, et d'assimiler tranquillement et sans erreur l'intégralité de ta contribution
    Merci encore, et à plus j'espère
    Donc dans l'idée : dans un espace plat (mikowskien), les dx1,2,3,4 sont les seuls à considérer. Dans un espace courbe (rienmanien), il faut envisager également les dx1dx2, dx1dx3, etc. Chaque combinaison a "son" potentiel g11, 12, 13...34,44. Mais comme c'est symétrique, il n'en reste au final que 9 indépendants. Et la prise en compte du seul g44, sur la coordonnée temporelle (et donc sans effet sur la partie spatiale) donne la gravité newtonienne. Les autres modes "s'activent" au passage d'une onde gravitationnelle, par exemple, ou sous l'effet de l'expansion qui modifie donc également la géométrie spatiale.

    a+
    Parcours Etranges

  12. #9
    physikaddict

    Re : Relations RR et expansion

    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    Donc dans l'idée : dans un espace plat (mikowskien), les dx1,2,3,4 sont les seuls à considérer. Dans un espace courbe (rienmanien), il faut envisager également les dx1dx2, dx1dx3, etc. Chaque combinaison a "son" potentiel g11, 12, 13...34,44. Mais comme c'est symétrique, il n'en reste au final que 9 indépendants. Et la prise en compte du seul g44, sur la coordonnée temporelle (et donc sans effet sur la partie spatiale) donne la gravité newtonienne. Les autres modes "s'activent" au passage d'une onde gravitationnelle, par exemple, ou sous l'effet de l'expansion qui modifie donc également la géométrie spatiale.

    a+
    Merci !

    Moi aussi, ca m'eclaircit quelque peu les idees.

    Rq personelle : je suis fascine par cette propriete "d'activation" qui a mes yeux prouve la richesse de la RG dans la description de l'univers. La capacite d'adaptation dont elle fait preuve pour decrire les nombreux aspects de l'espace-temps (malgre les singularites) est admirable.

    Bien cordialement,
    Il est plus facile de désintégrer un atome qu’un préjugé. (A.E)
    La matière noire, c'est ce qu'on met quand la matière grise vient à manquer. (Une sage tortue de Savoie)

  13. #10
    ylona

    Re : Relations RR et expansion

    Bonjour,
    Alors-là, je suis estomaquée: j'ai pu aller plus loin, et même beaucoup, après un grand doute et l'envie de fuite devant une forêt trop touffue. Puis ce post de Gilgamesh et, incroyable, j'ai pu (enfin, je crois...) suivre le fil du raisonnement et des égalités. Après, c'est vrai, avoir passé du temps inutile sur le coté semblant initialement arbitraire de l'exposant de puissance "2". (sauf -> voir le bas de page)
    Et ça continue: je suis revenue pour quémander la suite du feuilleton, c'est-à dire les translations envisageables des égalités déjà données, et la route est livrée avant même le rendez-vous.
    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    Dans un espace courbe (rienmanien), il faut envisager également les dx1dx2, dx1dx3, etc.
    Voilà la preuve que l'enseignement est devenu enfin gratuit, et vraiment merci à vous qui le rendez tel.
    Tout de même ce petit bas de page :
    Dans ce lien: http://www.astro.umontreal.ca/~paulc...os/lab4www.pdf , je n'ai pas pu interpréter la mention, au chapitre 4.3 , égalité référencée 4.4: "(et noir)". Quelle est sa signification?
    Et dans ce topic et surtout, ceci:
    "Mais comme c'est symétrique, il n'en reste au final que 9 indépendants." Là, j'ai dû manqué une marche. Gilgamesh, ou un autre, peut-il m'aider dans la compréhension de cette allégation?
    Encore grand merci et cordialement.

  14. #11
    Gilgamesh

    Re : Relations RR et expansion

    Citation Envoyé par ylona Voir le message
    "Mais comme c'est symétrique, il n'en reste au final que 9 indépendants." Là, j'ai dû manqué une marche. Gilgamesh, ou un autre, peut-il m'aider dans la compréhension de cette allégation?
    J'ma gourré en fait . C'est 10, pas 9.


    Tu as 4 coordonnées et tu fais des couples.

    On va écrire dx1dx2 comme ça (1,2), pour simplifier.

    Ca nous donne :

    Code:
    (1,1) (1,2) (1,3) (1,4)
    (2,1) (2,2) (2,3) (2,4)
    (3,1) (3,2) (3,3) (3,4)
    (4,1) (4,2) (4,3) (4,4)
    4 x 4 = 16 composants.

    Mais c'est symétrique à savoir que
    dx1dx2 = dx2dx1
    donc (1,2) = (2,1)

    Il ne nous en reste plus que 10 indépendants (c'est à dire pouvant prendre des valeurs distinctes les unes des autres) :

    Code:
    (1,1) 
    (2,1) (2,2)
    (3,1) (3,2) (3,3)
    (4,1) (4,2) (4,3) (4,4)
    Cela forme le tenseur métrique G.

    Dans le cas minkowskien (espace "plat", pseudo-euclidien) les 10 composantes du tenseur métrique forment une matrice diagonale (seuls les éléments de la diagonale sont non nuls) :

    Code:
    -1 
     0    -1
     0     0    -1
     0     0    0   +1


    a+
    Parcours Etranges

  15. #12
    Gilgamesh

    Re : Relations RR et expansion

    Citation Envoyé par ylona Voir le message
    Dans ce lien: http://www.astro.umontreal.ca/~paulc...os/lab4www.pdf , je n'ai pas pu interpréter la mention, au chapitre 4.3 , égalité référencée 4.4: "(et noir)". Quelle est sa signification?
    Ça devrait former le premier post en fait, car c'est vraiment la base de la métrique

    Soit un point P dans un espace en deux dimensions. Ses coordonnées dans cet espace sont (x,y). Ici x=5 et y=3
    Code:
    Axe y
    4
    3---------P (5,3)
    2         |
    1         |
    O 1 2 3 4 5 Axe x
    (0,0)
    Quelle est la distance s qui relie P(5,3) à l'origine du repère, le point O(0,0) ? Tu reconnais un triangle rectangle, avec x le coté adjacent, y le coté opposé et s l'hypothénuse. Donc trouver la distance consiste à calculer l'hypothénuse ce qui se fait grâce à la relation de Pythagore.




    Tu vois, c'est pas bien compliqué, les bases de la métrique, c'est ce bon vieux Pythagore .

    Et ça se généralise immédiatement en 3 dimensions. Si j'ai P(x, y, z), la métrique s'écrit :



    Bon, mais là je ne veux pas calculer la distance de P à l'origine O(0,0) mais à P'(x',y',z'). Ça ne complique pas beaucoup :



    Simplement, dans toutes la suite des événement on considère toujours la distance à l'origine pour ne pas alourdir, sans que ça particularise le problème, puisque c'est un simple changement de référentiel à opérer (P' = O).

    Et maintenant, je rajoute le temps... Le problème c'est que jusque là j'avais des grandeurs homogène à savoir des longueur, qui se mesurent en mètre. Qu'à cela ne tienne, on va mesurer le temps en mètre également. Pour cela on va multiplier le temps t par une variable disons k pour obtenir des mètres

    t[seconde] * k [?] = L [mètre]

    il suffit que k soit une grandeur divisant par des secondes et multipliant par des mètres : k [m/s]

    Des m/s autrement dit : une vitesse. Un vitesse qui relie fondamentalement l'espace au temps de sorte qu'ils forment ensemble un bloc inséparable. La Traductrice, en quelque sorte. On la note c, on devrait l'appeler constante d'Einstein, qqchose comme ça, mais usuellement on la désigne comme la vitesse de la lumière, ce qui n'est certe pas faux, mais c est plus fondamental que ça (elle n'est pas lié en particulier à la lumière, c'est juste que tous les corps sans inertie, dont la lumière, se déplacent dans l'espace à cette vitesse).

    Donc ma coordonnées temporelle s'écrira toujours ct (en mètre).

    Une autre particularité tout à fait fondamentale de cette coordonnées temporelle est le changement de signe. On le vois expliqué parfois comme ça, il parait que ce n'est pas correct mais dans l'idée le coordonnée temporelle en fait ce serait ict, i le nombre imaginaire tel que i2=-1. D'où le changement de signe qui intervient dans l'invariant de Lorentz:



    soit :



    sachant que les deux formes de la métriques -+++ et +--- sont correctes (usuellement on utilise la seconde).

    Tu peux raccorder maintenant à mon premier post

    a+
    Dernière modification par Gilgamesh ; 25/07/2010 à 10h10.
    Parcours Etranges

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  17. #13
    stefjm

    Re : Relations RR et expansion

    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    J'ma gourré en fait . C'est 10, pas 9.
    [...]
    Code:
    (1,1) 
    (2,1) (2,2)
    (3,1) (3,2) (3,3)
    (4,1) (4,2) (4,3) (4,4)
    Pythagore a fait deux tours dans sa tombe! (et moi, j'étais tout perdu aussi...)
    10 est le 4ième nombre tiangulaire.

    Cordialement.
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  18. #14
    stefjm

    Re : Relations RR et expansion

    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    sachant que les deux formes de la métriques -+++ et +--- sont correctes (usuellement on utilise la seconde).
    Ben apparament, selon qu'on est en RR ou en RG on utilise l'une ou l'autre. J'ai trouvé cela assez fou quand je l'ai appris mais bon, si c'est l'usage...

    Signature métrique

    Cordialement.
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  19. #15
    Gilgamesh

    Re : Relations RR et expansion

    Citation Envoyé par stefjm Voir le message
    Pythagore a fait deux tours dans sa tombe! (et moi, j'étais tout perdu aussi...)
    10 est le 4ième nombre tiangulaire.

    Cordialement.
    La fameuse Décade (ou Tétrade) pythagoricienne .

    Photius : "Ils [les pythagoriciens] proclamaient que tout est nombre et que le nombre complet est dix. Le nombre dix, la [décade], est un composé des quatre premiers nombres que nous comptons dans leur ordre. C'est pourquoi ils appelaient Tétraktys [Tétrade] le tout constitué par ce nombre.
    1 + 2 + 3 + 4 = 10
    ".

    Sinon, pour la signature de la métrique, ça change juste le signe de la distance ds2 (qui peut donc être négative, ce qui peut paraître curieux pour un carré mais c'est comme ça).


    a+
    Parcours Etranges

  20. #16
    ylona

    Re : Relations RR et expansion

    Bonsoir à chacun(e)
    Booaawwaawwa, on s'en fout de la petite erreur, si c'était sur l'échelle de richter, (c'est une image, car elle est dimensionnée plus bas), ça ferait des morts en plus.
    Mais-là, poutaingg, je réitère: si j'ai mentionné mon incompréhension, ce n'était surtout pas pour souligner une erreur qui pourrait être apparentée à une faute de frappe ou je ne sais quel signe laissé au vestiaire.
    Bien au-delà, il s'agissait, pour moi qui démarre, d'être sûre d'avoir compris dans le bon sens. (Et si c'est le retournement du macchabée dans sa boîte qui a provoqué l'alerte, je ne suis pas au bout de mes investigations de causes à effet). En toute symphatie: les contributions sont phénoménales, et là où je voyais un mur, je parviens maintenant à suivre la logique et sa visualisation. Ce petit épisode est extrêmement, (à mon avis local), formateur: j'aurais donc suivi?
    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    Sinon, pour la signature de la métrique, ça change juste le signe de la distance ds2 (qui peut donc être négative, ce qui peut paraître curieux pour un carré mais c'est comme ça).
    a+
    Je ne le vois plus comme "si curieux" : c'était vrai et même inaccessible pour moi, y'a pas longtemps: mais grâce à vos contributions et à mes recherches, je vais tâcher de monter un petit essai sur la chose, qui sera soumis à votre appréciation et correction des erreurs éventuelles dans les égalités.
    Gilgamesh, t'en vas pas: tu as donné, le mendiant réclamera. Merci, à +

  21. #17
    stefjm

    Re : Relations RR et expansion

    Bonjour,
    Très loin de moi l'idée même de critiquer Gilgamesh. Je ne suis pas à l'aise en RG et c'est justement parce que je fais confiance à Gilgamesh que j'étais un peu perdu dans le compte. Il a rectifié avant même que je trouve.
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

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