gravité vue autrement...

[ilelogique]

Bonjoir,
petite question :
Ainsi que le suggère l'exemple classique du ballon pour illustrer l'expansion de l'univers (et j'ai bien noté que ce modèle à dimensions inferieures illustre le fait que ce ne sont pas les amas de galaxies qui s'éloignent entre eux mais carrément l'univers dans lequel elles sont qui gonfle...). Je me suis alors dit qu'on pouvait ainsi se dire qu'une force ("l'élan du Big bang") s'exerce sur tous les corps (étoiles, planètes, etc.) et surtout dans tous les sens !
C'est à dire que je vois alors la Terre subir une force constante attirante venant de partout, ou ce qui revient à dire une infinité de forces tirant la Terre dans tous les sens.
Ces forces étant constantes (force d'élan du Big bang) et tirant dans tous les sens : on peut alors, de la façon que l'a fait Einstein avec sa boite perdue dans l'espace et tirée par un cable accélérant, se dire que la force de gravité serait juste l'élan du Big bang...

Autre façon de dire : l'expansion de L'univers revient à une force allant "vers l'exterieur" et s'exercant dans tous les sens, elle tire donc la Terre en même temps dans tous les sens et si je suis collé à la Terre c'est juste que celle-ci est en train de partir vers l'exterieur de l'univers dans une direction étant celle de mes pieds vers ma tête (et bien sûr c'est pareil pour le chinois).

Je ne sais pas si ce que je dis est divangant ou non, et serais ravi d'avoir vos points de vue, cela dit, si on considère ce que j'ai dit, ça veut dire que la force exercée sur la Terre correspond à une accélération de l'expansion de l'Univers de 9,81 m/s-2... et si cela dure depuis 15 milliards d'années,: je ne vous dis pas la taille et la vitesse de l'expansion (10 puiss 20 km/h...) largement au delà de C !).

Enfin la force exercée sur chaque astre (Terre, soleil etc) doit être la même et c'est leur propension à y résister (leur masse) qui fera que l'accélération (pesanteur) sera plus forte...

Bon voila, c'est dit...

Merci.
-----

[invite499b16d5]

Bonjour,
est-il nécessaire de rappeler que des forces égales constantes s'exerçant sur un point vers toutes les directions à la fois ont une résultante nulle?

[ilelogique]

On dirait que ma question n'est pas claire ?
Einstein nous parle de la pièce tirée dans un espace galiléen par une force constante, et donc avec une accélération constante, pour nous dire que cela revient au même que la gravité. Je cherche juste à inverser l'idée (comme il le fait souvent) et donc à assimiler la gravitation terrestre (masse grave) à une réelle accélération dans l'espace (masse inertielle) :
Si on se dit que lorsqu'une pomme tombe sur le sol : ce n'est pas plus la Terre qui l'attire que la Terre qui est accélérée (par cette force de l'expansion de l'univers) vers la pomme et donc la pomme en apesanteur qui se retrouve percutée par la Terre qui vient vers elle.
Le souci est alors qu'on est embété par une pomme qui tomberait elle aussi mais à l'autre bout de la Terre : la planète devrait alors se déplacer dans deux directions opposées.
Or cela n'est pas concevable, bien sûr, dans un espace Galiléen. Cependant nous savons que l'Univers n'est pas Galiléen : puisque l'Univers (donc ce dans quoi est toute chose) est en expansion je ne vois pas pourquoi la Terre ne peut pas aller en même temps dans "deux directions opposées" puisque l'Univers s'agrandit ? (par exemple, sur le ballon qui se gonfle)

Et deux forces égales opposées ne s'annulent que dans les référentiels GALILEENS !!

Le seul souci, selon moi, est que plus la masse d'un corps est grand, plus il doit resister à la force exercée par l'expansion de l'Univers et donc moins sa gravité devrait être grande !

[invitea29d1598]

salut,

Je cherche juste à inverser l'idée (comme il le fait souvent) et donc à assimiler la gravitation terrestre (masse grave) à une réelle accélération dans l'espace (masse inertielle) :

c'est déjà fait dans la RG....

Le souci est alors qu'on est embété par une pomme qui tomberait elle aussi mais à l'autre bout de la Terre : la planète devrait alors se déplacer dans deux directions opposées.

tu raisonnes comme si la Terre était un point matériel ou un truc indéformable, ce qui est doublement faux

etc.

[A voir en vidéo sur Futura]

[papy-alain]

Il faut bien réaliser que l'expansion de l'espace n'est pas l'expansion de la matière. Celle-ci accompagne l'expansion, mais les forces gravitationelles l'emportent localement, et ceci est vrai partout.

[invite499b16d5]

Je vois un peu mieux l'idée.
Il faut vraiment se figurer un espace très tordu pour visualiser ça!
Mais pourquoi pas?
Seulement, le problème est dans ce qu'on appelle accélération ou mouvement. Pour définir ces termes, on est obligé de séparer le temps et l'espace. Or, en Relativité, si l'espace-temps est effectivement assez déformé par la Terre, l'espace seul ne l'est pratiquement pas (à ce que j'ai compris). Donc on assisterait bien à une gonflement hyper rapide de la Terre, chose que depuis les Grecs, on n'a pas encore observée!
D'autre part, l'expansion n'est pas accélérée (du moins sur un temps à l'échelle humaine). Et enfin la vitesse à laquelle deux corps de la Terre s'éloignent sous l'effet de l'expansion est absolument négligeable, et ne saurait en aucun cas atteindre des mètres par seconde!

[invite6c093f92]

Bonjour,

en Relativité, si l'espace-temps est effectivement assez déformé par la Terre, l'espace seul ne l'est pratiquement pas (à ce que j'ai compris)

.
Si tu tiens à séparer l'espace-temps, en deux termes, celui qui definit l'espace est tout de meme déformé par la présence d'une masse(ici la terre), et d'autant plus suivant la vitesse de rotation de cette dernière non?

D'autre part, l'expansion n'est pas accélérée (du moins sur un temps à l'échelle humaine).

Là aussi si tu pouvais m'expliquer, si l'expansion est accélérée, ce que les observations tendent à montrer, alors comment expliquer une accélération non-linéaire...? J'ai surement mal compris tes propos ce qui me fais poser des questions.......
Cordialement,

[invite499b16d5]

Si tu tiens à séparer l'espace-temps, en deux termes, celui qui definit l'espace est tout de meme déformé par la présence d'une masse(ici la terre), et d'autant plus suivant la vitesse de rotation de cette dernière non?

Si tu veux parler de l'effet Lense-Thirring, ce n'est pas ce que j'ai en tête ici. Restons simples!
De toute façons, cet effet est bien trop faible pour voir des Terres monter à la rencontre de pommes!

Là aussi si tu pouvais m'expliquer, si l'expansion est accélérée, ce que les observations tendent à montrer, alors comment expliquer une accélération non-linéaire...? J'ai surement mal compris tes propos ce qui me fais poser des questions.......

Et moi je comprends mal tes questions!
Qu'entends-tu exactement par accélération non-linéaire?
Je voulais seulement dire qu'en quelques dizaines d'années la constante de Hubble ne doit pas changer énormément, sinon il y aurait du souci à se faire.

[inviteec0d6e6f]

Salut,

Bonjoir,
petite question :
Ainsi que le suggère l'exemple classique du ballon pour illustrer l'expansion de l'univers ...

Un meilleur exemple est celui d'une mousse expansée.
L'expansion, c'est l'augmentation de la taille des bulles de la mousse, mais ça ne concerne pas une quelconque augmentation de la taille des atomes qui constituent les parois des bulles.
Ainsi, localement, l'expansion n'a aucun effet.
Sa mise en évidence ne peut se faire qu'a des échelles considérables, en l'occurrence la dizaine de Mpc au minimum.
Même si l'unité de mesure du taux d'expansion est LE Mpc, (le fameux 70 km/s/Mpc) elle n'a pas d'effet à cette échelle, a laquelle c'est toujours la gravité (des amas galactiques) qui prédomine.

En résumé, dans l'image, les atomes de la mousse expansée sont les amas galactiques, leur taille ne change pas (en fait ils se contractent, s'effondrent sur eux même, au lieu de s'épandre, mais considérons ça comme un détail) alors que la taille de l'espace qui les sépare, elle augmente : c'est le phénomène d'expansion, l'augmentation de la taille des bulles.

L'expansion, c'est le fait que les super amas galactiques s'éloignent les uns des autres comme les pépites d'un gâteau au chocolat en train de gonfler au four.
Mais uniquement les super amas galactiques et rien d'autre de plus petit.
Aux échelles inférieures, l'expansion n'existe pas.
Il n'existe que la gravitation.

[papy-alain]

Aux échelles inférieures, l'expansion n'existe pas.
Il n'existe que la gravitation.

Ne serait il pas plus judicieux de penser que l'expansion existe partout, même au sein des galaxies, mais que son effet étant considérablement plus faible que la gravitation, cette dernière masque complètement les effets de l'expansion ?

[invite6c093f92]

Re,

Et moi je comprends mal tes questions!

C'est normal, j'ai trop souvent du mal à formuler mais je ne désespere pas

Je voulais seulement dire qu'en quelques dizaines d'années la constante de Hubble ne doit pas changer énormément, sinon il y aurait du souci à se faire.

dis comme ça je comprends mieux et suis d'accord, merci d'avoir précisé.
Cordialement,

[invite499b16d5]

Ne serait il pas plus judicieux de penser que l'expansion existe partout, même au sein des galaxies, mais que son effet étant considérablement plus faible que la gravitation, cette dernière masque complètement les effets de l'expansion ?

J'ai longtemps pensé comme ça. Mais à la réflexion, le problème doit être beaucoup plus difficile à appréhender, et je ne sais même pas s'il suffit de jongler avec les équations de la RG pour répondre précisément. Que je sache, tous les modèles d'univers relativistes que l'on sait résoudre sont des approximations, des simplifications. Sommes-nous seulement capable de résoudre ces équations pour un univers hétérogène?
Peut-être que l'espace s'expanse partout au même taux. Peut-être le fait-il moins là où il y a plus de matière...
Ce dont je suis persuadé, c'est qu'il le fait partout à des degrés divers, car on voit mal comment une limite nette pourrait être tracée entre zones en expansion et zones parfaitement rigides. Le pauvre espace serait obligé de se déchirer continuellement sur cette frontière, pauvre bête!

[papy-alain]

J'ai longtemps pensé comme ça. Mais à la réflexion, le problème doit être beaucoup plus difficile à appréhender, et je ne sais même pas s'il suffit de jongler avec les équations de la RG pour répondre précisément. Que je sache, tous les modèles d'univers relativistes que l'on sait résoudre sont des approximations, des simplifications. Sommes-nous seulement capable de résoudre ces équations pour un univers hétérogène?
Peut-être que l'espace s'expanse partout au même taux. Peut-être le fait-il moins là où il y a plus de matière...
Ce dont je suis persuadé, c'est qu'il le fait partout à des degrés divers, car on voit mal comment une limite nette pourrait être tracée entre zones en expansion et zones parfaitement rigides. Le pauvre espace serait obligé de se déchirer continuellement sur cette frontière, pauvre bête!

D'accord avec tout ce que tu dis, mais pourquoi voudrais tu qu'il y ait une frontière précise ? La gravitation diminue proportionnellement au carré de la distance, et c'est donc progressivement, au plus on s'éloigne de la matière, que la force répulsive de l'énergie noire reprend le dessus. Mais il est vrai que ce genre de discussion sera moins spéculative le jour où l'on aura compris ce qu'est cette mystérieuse énergie noire. Hélas, à mon avis, ce n'est pas demain qu'on en saura beaucoup plus. Sans compter tout ce qu'on peu encore découvrir avant ça. Imagine un peu qu'un jour on doive se rendre à l'évidence qu'il existe une relativité de la relativité. Ca, au moins, ce serait du boulot pendant des siècles pour les théoriciens.

[ilelogique]

c'est déjà fait dans la RG....

Comment est-ce fait alors svp ?
C'est à dire quelle expérience de pensée simple illustre que la gravitation peut être vue comme une accélération ?

[invite6754323456711]

C'est à dire quelle expérience de pensée simple illustre que la gravitation peut être vue comme une accélération ?

Avec les mains http://sylvain.napoleon.free.fr/Phys...e/generale.php

Patrick

[invite80fcb52e]

Ne serait il pas plus judicieux de penser que l'expansion existe partout, même au sein des galaxies, mais que son effet étant considérablement plus faible que la gravitation, cette dernière masque complètement les effets de l'expansion ?

Non quand les halos (galaxies, amas etc...) se forment, qu'ils commencent à s'effondrer, ils vont d'abord être en expansion, puis arrive un moment où la gravité commence à être assez forte et le halo se contracte. Dans ce cas il se détache de l'expansion, et elle n'intervient plus en son sein!

Sommes-nous seulement capable de résoudre ces équations pour un univers hétérogène?

On peut résoudre un univers homogène avec des petites fluctuations. Dans ce cas les surdensités peuvent se comporter comme un système isolé (un mini univers) qui est en contraction. Voir ce que j'ai dit avant.

La gravitation diminue proportionnellement au carré de la distance, et c'est donc progressivement, au plus on s'éloigne de la matière, que la force répulsive de l'énergie noire reprend le dessus.

C'est pas l'énergie noire qui est responsable de l'expansion. Donc on s'en fout un peu de l'énergie noire ici...

C'est à dire quelle expérience de pensée simple illustre que la gravitation peut être vue comme une accélération ?

L'ascenseur d'Einstein par exemple.

[invite499b16d5]

Non quand les halos (galaxies, amas etc...) se forment, qu'ils commencent à s'effondrer, ils vont d'abord être en expansion, puis arrive un moment où la gravité commence à être assez forte et le halo se contracte. Dans ce cas il se détache de l'expansion, et elle n'intervient plus en son sein!

Bien sûr que le halo se contracte et que les nuages s'effondrent! Personne ne le met en doute. La question est plutôt "comment définit-on un espace en expansion? Si c'est juste une zone où les coprs s'éloignent, alors une zone où ils se rapprochent pourrait être dite "en contraction". Mais pourtant la contraction et l'expansion n'ont pas la même cause (pour l'une c'est la gravitation, pour l'autre c'est lié à l'inflaton et aux premiers instants).
Quand deux forces opposée s'annulent, ça ne veut pas dire qu'il n'y a pas de forces! Quand deux mouvements se compensent, il me semble que c'est pareil.
Quand une pomme tombe, il ne me semble pas qu'on puisse dire que c'est parce que l'univers dans le Lincolnshire connaît une phase de contraction phénoménale! C'est juste parce que la pomme est assez près du sol pour que son poids compense largement le mouvement d'expansion de tout l'univers. Je ne vois pas comment elle pourrait, même localement, l'abolir.

[ilelogique]

L'ascenseur d'Einstein montre en quoi l'accélération peut être vue comme de la pesanteur, ce n'est pas ce que je demandais mais le cobntraire.

[invite80fcb52e]

Bien sûr que le halo se contracte et que les nuages s'effondrent! Personne ne le met en doute. La question est plutôt "comment définit-on un espace en expansion?

S'il y a bien une chose à retenir avec la relativité c'est que matière et espace sont intimement mêlés. En d'autres termes si la matière s'effondre, l'espace aussi. Ou encore, si on a une surdensité, le modèle de Friedmann dans lequel on a l'expansion ne marche plus. Non il n'y a pas d'expansion dans un amas et à fortiori dans une galaxie. Peu importe qu'il y est des forces bien plus fortes, si je prends deux points telles que toutes les forces (autre que l'expansion) se compensent, les points ne vont pas s'éloigner!!

Ce n'est pas juste une question d'ordre de grandeur, si on est effondré suffisamment, exit l'expansion!!

[invite6754323456711]

L'ascenseur d'Einstein montre en quoi l'accélération peut être vue comme de la pesanteur, ce n'est pas ce que je demandais mais le cobntraire.

Accélération et gravitation c'est localement équivalent. L'universalité de la chute libre est la conséquence de cette équivalence. Les trajectoires suivies par une particule "en chute libre" ne dépend pas de la nature de la particule mais de la géométrie de l'espace-temps.

http://forums.futura-sciences.com/de...-mesure-t.html

Patrick

[invite499b16d5]

S'il y a bien une chose à retenir avec la relativité c'est que matière et espace sont intimement mêlés.
....
Ce n'est pas juste une question d'ordre de grandeur, si on est effondré suffisamment, exit l'expansion!!

Je sens qu'il va me falloir du temps pour m'habituer à cette idée!
Mais quid alors des modèles d'univers vides? (de Sitter et compagnie...)
(merci tout de même pour ta patience!)

[papy-alain]

J'ai également du mal à saisir cette idée. Si la matière s'effondre, l'espace aussi. L'absence d'expansion n'est donc pas liée à la présence de forces gravitationnelles ? Je prends l'exemple d'une galaxie qui serait aspirée par un trou noir. La galaxie disparaît, mais la masse du trou noir augmente. Et dans ce cas, il y a contraction de l'espace ?

[xxxxxxxx]

Bonjour,
est-il nécessaire de rappeler que des forces égales constantes s'exerçant sur un point vers toutes les directions à la fois ont une résultante nulle?

bonjour bétraton,

juste pour confirmer : il se passe quoi pour 2 points distants, subissant les mêmes forces égales constantes dans toutes les directions, ce pour chaque point ?

cordialement

[Deedee81]

Salut,

Je repond dans l'ordre inverse.

Je prends l'exemple d'une galaxie qui serait aspirée par un trou noir. La galaxie disparaît, mais la masse du trou noir augmente. Et dans ce cas, il y a contraction de l'espace ?

DAns un trou noir, tout fini dans une singularité où matière et espace-temps sont infiniment écrasés. Difficile de faire mieux. L'horizon grandit, mais ce n'est pas une dilatation/expansion de l'espace, juste le TN qui gagne du terrain.

Heu, non, je renonce à répondre à la première question. J'ai du mal à vous suivre. Dans les messages on parle d'expansion, de global, de local, de gravitation, de modèles de Friedmann Je n'arrive pas à voir quoi.

Le mieux ne serait-il pas de remettre tout à plat ? (sans gravité )

[papy-alain]

DAns un trou noir, tout fini dans une singularité où matière et espace-temps sont infiniment écrasés. Difficile de faire mieux. L'horizon grandit, mais ce n'est pas une dilatation/expansion de l'espace, juste le TN qui gagne du terrain.

Non, pas dans le trou noir, mais juste à côté, là où se trouvait la galaxie il y a contraction de l'espace ? J'ai vraiment du mal à suivre cette idée , car s'il y a contraction d'espace là où la matière s'effondre, cela signifie qu'il y a dilatation d'espace là où la matière explose, comme une supernova par exemple. Pourtant, là où il y a de la matière il n'y a pas d'inflation. Je ne comprends plus rien.

[Deedee81]

Non, pas dans le trou noir, mais juste à côté, là où se trouvait la galaxie il y a contraction de l'espace ?

Sans calcul, je dirais, a priori non.

En effet, avec l'augmentation de la masse du trou noir, sa gravité augmente ce qui provoque une contraction de l'espace et une dilatation du temps, dans le voisinage (pour un observateur extérieur, un objet approchant de l'horizon se retrouve tout applatit, or comme l'horizon grandit, ce qui était peu contracté se rapproche de l'horizon et donc...).

Mais dans le cas d'espèce, la différence doit être grosso modo minime (en moyenne) car la masse totale est inchangée en réalité. Le trou noir avait une masse plus faible mais la galaxie était là, et d'un point de vue extérieur, il n'y a rien qui change (un objet en orbite keplerienne autour du TN et de la galaxie n'y verrait que du feu).

J'ai vraiment du mal à suivre cette idée , car s'il y a contraction d'espace là où la matière s'effondre, cela signifie qu'il y a dilatation d'espace là où la matière explose, comme une supernova par exemple. Pourtant, là où il y a de la matière il n'y a pas d'inflation. Je ne comprends plus rien.

Comme dit plus haut, ce que j'explique n'est vrai qu'en moyenne. Idem pour une supernovae. Dans une grande sphère entourant l'étoile puis la supernovae, l'espace ne serait pas affecté.

C'est même un théorème, valable tout autant en RG qu'en physique newtonienne. On peut considérer, pour les effets extérieurs, que toute la masse dans une sphère est concentrée au centre de gravité.

Par contre, en un endroit précis, ça varierait. Par exemple, si on prend un point près de l'étoile, après explosion, une grande partie se retrouve au loin. La densité de masse voisine a diminué. Cela donne une légère dilatation de l'espace.

Mais cette dilatation, dans le cas d'espèce, est très très faible. C'est la masse qui provoque la gravité, et les effets relativistes associés (comme la contraction / dilatation de l'espace et du temps). Pas le mouvement de cette masse (effondrement ou explosion).

Plus exactement, c'est l'énergie qui compte. Mais l'énergie cinétique du gaz d'une supernovae n'est pas grand chose par rapport à l'énergie de masse (en fait, une grande partie de l'énergie est emportée par les neutrinos, mais ne compliquons pas)

Pour l'univers, c'est la même chose. Ce qui détermine le destin de l'univers (son comportement global, expansion ou contraction) est la densité moyenne de masse de tout l'univers. (à noter que la gravité y fonctionne aussi dans le bon sens : la gravité tend à ralenbtir l'expansion.... s'il n'y avait cette mystérieuse énergie noire).

La dilatation de l'espace est très faible (heureusement pour moi, j'ai déjà pris assez de tour de taille comme ça ).

Mais il y a une sacrée différence entre l'univers et un trou noir qui prend son repas ou un étoile qui a une indigestion (on voit que je viens de manger, hein ? ) : c'est la taille.

L'univers est gigantesque et la dilatation de l'espace sur toute sa taille. Donc, même faible, sur des distances "astronomiques", ça donne une dilatation de l'espace non négligeable.

Une des difficultés dans cette problématique est l'existence d'effets multiples. Imagine que l'espace est une feuille quadrillée. Les variations de masse, par exemple la supernovae) provoquent une légère déformation du quadrillage (sauf tout près d'un TN, évidemment). L'expansion, elle provoque un étirement global de tout le quadrillage.

Maintenant considérons le mouvement d'un objet. Il peut être vu comme le résultat de trois choses :
1) son mouvement propre, il suit les géodésiques de ce quadrillage déformé
2) Il se déplace avec l'espace si celui-ci est étiré
3) Il suit un mouvement non géodésique si d'autres forces agissent dessus.

Note qu'en fait le (1) et le (2) sont la même chose en relativité générale !!!! Il s'agit du mouvement d'un corps suivant les géodésiques de l'espace-temps. Mais on a tendance à visualiser l'univers par "tranche spatiale" et à voir l'évolution dynamique de l'espace comme une chose séparée (la tranche spatiale, le quadrillage, évolue au cours du temps). Ce qui donne le point de vue (2) différent du (1). Alors qu'en réalité c'est la même chose.

Voilà, j'espère que ça donne une vue plus compréhensible et plus unifiée de ce qui se passe. La RG est déjà une théorie difficile et souvent peu intuitive. Alors si en plus on mélange avec la cosmologie, gasp.

Je ne peux que conseiller la lecture du livre Gravitation de Thorn, Misner et Wheeler.

[papy-alain]

Expliqué comme ça, tout devient plus clair. Un tout grand merci d'avoir pu expliquer les choses en te plaçant à mon niveau de compréhension.

[invite499b16d5]

Merci également, ainsi que du rappel pour MTW... sauf que je ne sais toujours pas s'il existe un moyen d'accéder à ces merveilleuses 1100 pages... en français!