Quelle est la frontière entre la Relativité Générale et la Mécanique Quantique ?
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Quelle est la frontière entre la Relativité Générale et la Mécanique Quantique ?



  1. #1
    daniel100

    Quelle est la frontière entre la Relativité Générale et la Mécanique Quantique ?


    ------

    Bonjour à tous,

    Je suppose qu’il y a des formulations propres à la RG et à la MQ, à quel moment est-on dans la physique RG et MQ.

    Dans le cas d’une planète, on est dans la RG, et dans la MQ pour des atomes. Mais quand passe-t-on d’une physique à l’autre ? au niveau moléculaire ? ou plus gros encore ?

    Merci,

    -----

  2. #2
    papy-alain

    Re : Quelle est la frontière entre la Relativité Générale et la Mécanique Quantique ?

    Citation Envoyé par daniel100 Voir le message
    Bonjour à tous,

    Je suppose qu’il y a des formulations propres à la RG et à la MQ, à quel moment est-on dans la physique RG et MQ.

    Dans le cas d’une planète, on est dans la RG, et dans la MQ pour des atomes. Mais quand passe-t-on d’une physique à l’autre ? au niveau moléculaire ? ou plus gros encore ?

    Merci,
    La grande unification est en route. Patience...

  3. #3
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Quelle est la frontière entre la Relativité Générale et la Mécanique Quantique ?

    Salut,

    Typiquement, le domaine de la RG est celui des masses importantes (que ce soit sur de grandes distances ou très concentrées).

    La MQ est celui des petites distances (grosso modo sous les molécules, mais il n'est pas rare d'avoir des manifestations macroscopiques impossibles à expliquer sans la MQ, comme la superfluidité).

    Le problème est qu'il peut exister des domaines où on a les deux à la fois.

    Les domaines auquels on a accès sont toujours bien déconnectés (on n'a jamais la masse d'une planète entière dans une seule molécule). Donc :
    - Tant mieux, ça évite de rencontrer cette difficulté
    - Dommage, ça nous empêche de faire des tests dans ce domaine

    Et on n'a pas de théorie de ce domaine mixte (ou plutôt on en a plusieurs, non abouties et on ne sait pas laquelle est la bonne, peut-être aucune)
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  4. #4
    stefjm

    Re : Quelle est la frontière entre la Relativité Générale et la Mécanique Quantique ?

    Bonjour,
    Je dirais que c'est la masse de Planck qui fait la frontière entre les deux théories.

    m<<mp : MQ, constantes hbar, c, relations entre longueur d'onde et masse : L=hbar/(mc), L proportionnel à 1/m.

    m>>mp : RG, constantes G,c, relation entre longueur et masse : L=2Gm/c^2, L proportionnel à m

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

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    daniel100

    Re : Quelle est la frontière entre la Relativité Générale et la Mécanique Quantique ?

    Merci,

    Quand m=mp , peut-on dire que « hbar/(mc)=2Gm/c^2 » a un sens ?

  7. #6
    stefjm

    Re : Quelle est la frontière entre la Relativité Générale et la Mécanique Quantique ?

    http://fr.wikipedia.org/wiki/Micro_t...27un_trou_noir

    D'un coté, mp est la masse quantum de trou noir et de l'autre, c'est une masse énorme en terme d'énergie.

    Si on compare à l'électron, cela donne un rapport de 2.4 10^22.
    C'est justement l'ordre de grandeur du nombre d'Avogadro.
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  8. #7
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Quelle est la frontière entre la Relativité Générale et la Mécanique Quantique ?

    Salut,

    Citation Envoyé par stefjm Voir le message
    Je dirais que c'est la masse de Planck qui fait la frontière entre les deux théories.
    Ce n'est pas si simple Stef. La masse de Planck c'est à peu près celle d'un acarien. Mais l'observation des acariens ne nécessitent pas de solides connaissances en MQ ou RG.

    Ce serait plutôt la densité de Planck la limite (masse de Planck divisée par volume de Planck). Mais les effets mellant RG et MQ doivent déjà se faire sentir bien avant. Cette densité, c'est plutôt la limite où toutes nos théories (actuelles) s'effondrent.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  9. #8
    Amanuensis

    Re : Quelle est la frontière entre la Relativité Générale et la Mécanique Quantique ?

    Juste une remarque de passage sur le sujet en général plutôt que cette discussion en particulier, le sujet étant assez récurrent...

    Les réponses sont toujours ou presque en termes d'ordres de grandeur (de longueur, de durée, de masse, de densité, ce n'est pas très important (1)).

    Il me semble pourtant qu'il y a une différence beaucoup plus profonde, qui est le "type" de théorie. La RG reste une théorie "classique", type de théorie pour lequel n'apparaît pas le "problème de la mesure". La Physique quantique se distingue de toutes les autres par son formalisme, ce qui se présente de diverses manières, dont le "problème de la mesure" ou le fait que les prédicats sont de forme probabiliste.

    Les ordres de grandeur délimitent des domaines d'application bien plus qu'une frontière entre les théories. Les deux théories ne vivent pas dans le "même monde" et, vu comme cela, n'ont pas plus de frontière qu'entre un pays sur Terre et un autre sur une planète dans la galaxie d'Andromède.

    (1) Ils sont tous interchangeables en utilisant c, h et G pour convertir les uns dans les autres.

  10. #9
    stefjm

    Re : Quelle est la frontière entre la Relativité Générale et la Mécanique Quantique ?

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Ce n'est pas si simple Stef. La masse de Planck c'est à peu près celle d'un acarien. Mais l'observation des acariens ne nécessitent pas de solides connaissances en MQ ou RG.
    Je n'en suis pas si sûr.
    Exemple de ce que j'ai en tête :
    On connait mieux la constante GM que la constante G toute seule et c'est d'autant plus sensible que le rapport de masse est important.
    La gravité classique se vérifie déjà mal avec un acarien. (alors la RG!)
    Si je cherche à le peser, je vais avoir des tas d'ennuis avec ce que l'on va appeler des artéfacts de mesures, influence du genre rayonnement, de la poussée d'Archimède, plus tous les effets indésirables que j'oublie...

    Coté MQ, l'énergie de l'acarien est délirante.

    D'où ma question : avec quelle physique étudies-tu un acarien?
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  11. #10
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Quelle est la frontière entre la Relativité Générale et la Mécanique Quantique ?

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message
    Il me semble pourtant qu'il y a une différence beaucoup plus profonde, qui est le "type" de théorie. La RG reste une théorie "classique", type de théorie pour lequel n'apparaît pas le "problème de la mesure". La Physique quantique se distingue de toutes les autres par son formalisme, ce qui se présente de diverses manières, dont le "problème de la mesure" ou le fait que les prédicats sont de forme probabiliste.
    Très bonne remarque.

    Citation Envoyé par stefjm Voir le message
    Je n'en suis pas si sûr.
    Encore quelqu'un qui est en avance d'un mois et demi

    Citation Envoyé par stefjm Voir le message
    La gravité classique se vérifie déjà mal avec un acarien. (alors la RG!)
    BIS

    Stef, j'arrive pas à croire que tu confonds domaine de validité des théories et prcésision des appareils de mesure servant à déterminer une constante. Ou bien c'est parceque c'est la fatigue du vendredi ou bien tu plaisantes. Rassure-moi.

    Enfin Stef, on a même déjà étudié la chute libre d'atomes et des neutrons. Et tu doutes pour les acariens ? Arrête. En plus, cette expérience avec les neutrons, on en avait déjà discuté ensemble.

    Citation Envoyé par stefjm Voir le message
    D'où ma question : avec quelle physique étudies-tu un acarien?
    Pas avec la physique du professeur Nimbus (Stef Nimbus pour les intimes).

    Si, si, je te jure
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  12. #11
    DomiM

    Re : Quelle est la frontière entre la Relativité Générale et la Mécanique Quantique ?

    Bonsoir,

    Vous oubliez le paramètre température ou je me trompe ?
    Car me semble il, plus c'est proche de 0 plus c'est quantique et plus c'est dans les milliards de degrés aussi même si c'est gros
    Mesurer la masse de la situation permettrait de connaitre sa gravité :)

  13. #12
    stefjm

    Re : Quelle est la frontière entre la Relativité Générale et la Mécanique Quantique ?

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

  14. #13
    DomiM

    Re : Quelle est la frontière entre la Relativité Générale et la Mécanique Quantique ?

    Merci pour ce lien
    Mais il ont bien refroidit/ralenti les neutrons pour arriver a situer la MQ en deçà de quelques dizaines de micromètres

    Si on refroidi plus on arrive au condensat de Bose-Einstein ou à l'hélium supercritique qui sont bien quantique non ?
    Les premières études
    ont montré, en particulier, qu’il n’y a pas de modification
    notable de la loi Newtonienne à l’échelle de quelques
    dizaines de micromètres.
    La recherche de déviations de la
    loi universelle de la gravitation aux courtes distances est
    un domaine très actif, puisque ces déviations pourraient
    signer l’existence de dimensions spatiales supplémentaires,
    prédites en particulier par les modèles d’unification
    dérivés de la théorie des cordes.
    Mesurer la masse de la situation permettrait de connaitre sa gravité :)

  15. #14
    daniel100

    Re : Quelle est la frontière entre la Relativité Générale et la Mécanique Quantique ?

    La frontière est peut-être située au niveau de notre perception sensorielle.

    Je vais probablement écrire des inexactitudes, voire pire, merci de me corriger.

    J’ai l’impression que la RG a été établie en fonction de nos sens, afin de nous représenter l’univers en fonction de notre perception.

    Par exemple, dans l’Univers de la RG, la notion de température est de la chaleur, permettant des phénomènes physiques, que nous concevons grâce au sens du toucher et de la vue.

    Mais en MQ, il n’y a pas de notion de chaleur, c’est juste la vibration des électrons des atomes (ou quelque chose comme ça). Dans le monde quantique, il n’y a pas de thermomètre.
    Je me pose d’ailleurs la question : la thermodynamique existe-t-elle en MQ ?

    De même avec la notion du « temps », je crois qu’elle n’existe pas en MQ (à corriger).

    Sans parler de l'intrication, qui dépasse notre entendement, et autres phénomènes difficilement concevables avec nos modestes sens.

    Bref, soit on essaye d’étudier l’Univers avec nos sens, et on utilise la RG, soit on fait abstraction de nos sens (obligé dans « le tout petit »), et on a la MQ.

    Ce n’est qu’une vision personnelle, pardon si elle est idiote.

    PS : je viens de découvrir un nouveau site www.lunivers.tv avec des tonnes de vidéos sympa.

  16. #15
    Gloubiscrapule

    Re : Quelle est la frontière entre la Relativité Générale et la Mécanique Quantique ?

    Citation Envoyé par daniel100 Voir le message
    Par exemple, dans l’Univers de la RG, la notion de température est de la chaleur, permettant des phénomènes physiques, que nous concevons grâce au sens du toucher et de la vue.
    Là tu confonds avec la thermodynamique!! La RG c'est une théorie de la gravitation.
    Quand le sage montre la lune, l'imbécile regarde le doigt...

  17. #16
    doul11

    Re : Quelle est la frontière entre la Relativité Générale et la Mécanique Quantique ?

    Bonjour,

    je vais essayer d'apporter quelques réponses

    Citation Envoyé par daniel100 Voir le message
    J’ai l’impression que la RG a été établie en fonction de nos sens, afin de nous représenter l’univers en fonction de notre perception.
    Arrives-tu a te représenter mentalement un espace-temps en 4 dimensions dont la courbure est dynamique ? la relativité n'a rien d'intuitif, il suffit de voir les très nombreuse questions sur le forum a propos des soit disant "paradoxes" et autres problèmes liés au temps comme coordonné locale.

    La RG comme la MQ on été établie pour décrire l'univers ou la nature comme tu veut, afin de nous les représenter en fonction de notre perception au travers des appareils de mesures (a commencer par nos sens qui sont aussi des appareils de mesures), ça s'appelle faire de la physique : observation -> théorie -> prédiction, on ne peut pas modéliser autrement qu'au travers de notre perception !

    Mais en MQ, il n’y a pas de notion de chaleur, c’est juste la vibration des électrons des atomes (ou quelque chose comme ça). Dans le monde quantique, il n’y a pas de thermomètre.
    Je me pose d’ailleurs la question : la thermodynamique existe-t-elle en MQ ?
    Tu réponds toi même a ta question : la température c'est "l'amplitude" de "l'agitation" des électrons. La MQ nous donne un plancher minimum de température : le zero absolu qui ne peut être nul a cause du principe d'indétermination, tu peut regarder aussi les phénomènes de super fluides et super conducteurs.

    De même avec la notion du « temps », je crois qu’elle n’existe pas en MQ (à corriger).
    L'équation de Schrödinger donne l'évolution d'une particule en fonction du temps, une partie de la MQ est relativement restreinte, ce qui a permis la découverte de l'antimatière.

    Sans parler de l'intrication, qui dépasse notre entendement, et autres phénomènes difficilement concevables avec nos modestes sens.
    Pas plus que de voir "avec nos modestes sens" ce qui ce passe pour un trou noir , non ?
    La logique est une méthode systématique d’arriver en confiance à la mauvaise conclusion.

  18. #17
    daniel100

    Re : Quelle est la frontière entre la Relativité Générale et la Mécanique Quantique ?

    Bonjour doul11,

    Citation Envoyé par doul11 Voir le message
    Arrives-tu a te représenter mentalement un espace-temps en 4 dimensions dont la courbure est dynamique ?
    Oui, grâce à vous tous.

    La RG comme la MQ ont été établie pour décrire l'univers ou la nature comme tu veux, afin de nous les représenter en fonction de notre perception au travers des appareils de mesures (a commencer par nos sens qui sont aussi des appareils de mesures), ça s'appelle faire de la physique : observation -> théorie -> prédiction, on ne peut pas modéliser autrement qu'au travers de notre perception !
    Entièrement d’accord !

    Pas plus que de voir "avec nos modestes sens" ce qui ce passe pour un trou noir , non ?
    Voilà un bel exemple de « nos modestes sens », des milliards de masses solaires « concentrées » en un point, et qui n’interfèrent plus sur notre univers ( d’après gloubi sur un autre sujet), à se demander si toute cette masse n’a pas quitté ce que l’on appel « la réalité » ou notre univers.

  19. #18
    doul11

    Re : Quelle est la frontière entre la Relativité Générale et la Mécanique Quantique ?

    Citation Envoyé par daniel100 Voir le message
    Oui, grâce à vous tous.
    Tu as de la chance, moi je n'y arrive pas
    je peut voir une courbure 3D mais en 4D ça coince ...

    Voilà un bel exemple de « nos modestes sens », des milliards de masses solaires « concentrées » en un point, et qui n’interfèrent plus sur notre univers ( d’après gloubi sur un autre sujet), à se demander si toute cette masse n’a pas quitté ce que l’on appel « la réalité » ou notre univers.
    Même si il a y bien une perte d'information, car on ne peut plus avoir accès a quelque chose une fois qu'il est passé de l'autre coté de l'horizon (-> fuite de notre "réalité" ? ) il reste quand même l'attraction gravitationnelle qui interfère avec l'extérieur du trou noir.
    La logique est une méthode systématique d’arriver en confiance à la mauvaise conclusion.

  20. #19
    daniel100

    Re : Quelle est la frontière entre la Relativité Générale et la Mécanique Quantique ?

    Citation Envoyé par doul11 Voir le message
    il reste quand même l'attraction gravitationnelle qui interfère avec l'extérieur du trou noir.
    Oui, par contre, si j’ai bien compris certains débats ici, toute la masse qui est « concentrée » dans la singularité (un point ! ? ), n’interagit sur rien.

    Et donc, toute cette masse a comme quitté l’univers (et/ou réalité), tel que nous nous le représentons avec nos sens.

    Toujours, si j’ai bien compris, l’intérieur d’un trou noir (la singularité) ne dépend ni de la RG, ni de la MQ, mais de la GQ (Gravitation Quantique) qui est encore a déterminer.

    Mais bon, on ne sait rien de l’intérieur d’un trou noir, ce ne sont que des supputations.

    Personnellement, je suis convaincu que les humains regardent l’Univers de la même façon, qu’un chat regardant notre soleil, quoique, sur un autre sujet, il paraît que les chats sont des ET maîtrisant les maths d’une façon innée.

    A corriger bien sûr,

  21. #20
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Quelle est la frontière entre la Relativité Générale et la Mécanique Quantique ?

    Salut,

    Citation Envoyé par daniel100 Voir le message
    A corriger bien sûr,
    Tout bon. Enfin, les chats ça reste à confirmer (quoi que, lorsque j'observe le mien, j'ai des doutes. Elle est gentille comme tout, pourtant mon chien semble s'en méfier. Pas de doute, il est au courant de quelque chose ).

    Le champ gravitationnel à l'extérieur d'un TN est comme "gelé". C'est le champ gravitationnel de l'étoile qui a formé le TN un micro poil avant l'apparition de l'horizon des événements.

    Tu peux relier ça à la dilation du temps extrême au bord d'un TN.

    Quand au contenu d'un TN, sauf au centre qui nous échappe "un peu", il y a peu de doute. Pour un TN super massif, ça peut parraitre étonnant, mais les conditions physiques ne sont guère plus violentes qu'auprès de la terre Et la RG est fort bien validée dans ces conditions.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  22. #21
    Pio2001

    Re : Quelle est la frontière entre la Relativité Générale et la Mécanique Quantique ?

    Citation Envoyé par daniel100 Voir le message
    à quel moment est-on dans la physique RG et MQ.
    Bonjour,
    On est en RG pour tout ce qui concerne la gravitation, et en MQ pour tout ce qui concerne les trois autres forces fondamentales, électromagnétisme (et ses dérivés, chimie, thermodynamique, mécanique...), nucléaire forte et nucléaire faible.

    A notre échelle, gravitation et électromagnétisme se manifestent en même temps.
    Dans un espace vectoriel discret, les boules fermées sont ouvertes.

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