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Courbure de l'Espace - Temps



  1. #1
    gregoirefalque

    Question Courbure de l'Espace - Temps

    Une onde lumineuse passant à proximité d'un astre massif va voir sa trajectoire déviée. Cette onde suit la "topographie" de l'univers à proximité d'un objet massif. Plus un objet est massif, et plus l'espace temps est courbé.

    1>Est il possible de mesurer la déviation d'un rayon lumineux passant à proximité d'un objet massif?
    2> Si oui, ne pourrait on pas en déduire une topographie de l'Univers?

    Merci de m'éclairer à ce sujet.

    -----


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  3. #2
    Gilgamesh

    Re : Courbure de l'Espace - Temps

    Citation Envoyé par gregoirefalque
    1>Est il possible de mesurer la déviation d'un rayon lumineux passant à proximité d'un objet massif?
    2> Si oui, ne pourrait on pas en déduire une topographie de l'Univers?
    On mesure les effet de lentilles gravitationnel et ça permet en effet de se faire une idée du chemin suivi par la lumière et donc de la répartition des masse dans la ligne de visée. Mais attention c'est un effet local : on ne sonde qu'un tube d'univers de cette façon.


    a+

  4. #3
    gregoirefalque

    Re : Courbure de l'Espace - Temps

    Merci beaucoup pour votre réponse, mais une chose m'échappe.
    Dans la représentation vulgarisée de ce phénomène, on utilise souvent l'image d'une boule de pétanque posée sur un lit. La boule crée effectivement une dépression, qui dévie de la trajectoire une bille s'en approchant.
    Si nous regardons le lit du dessous, nous ne voyons pas une dépression, mais une bosse créee par la boule de pétanque.
    Question : pourquoi un rayon lumineux ne peut il pas être repoussé à proximité d'un objet massif, comme une bille s'approchant de la bosse créée par la boule de pétanque?

  5. #4
    peamak

    Re : Courbure de l'Espace - Temps

    Citation Envoyé par gregoirefalque
    Question : pourquoi un rayon lumineux ne peut il pas être repoussé à proximité d'un objet massif, comme une bille s'approchant de la bosse créée par la boule de pétanque?
    D'une manière assez simple, il me semble juste que la lumière "n'interragit" pas avec la matière, avec la gravitation, donc la lumière se sera ni attirée ni repoussée par un corps dans l'univers. Par contre le corps déformant l'espace, la lumière sera affectée par cette déformation : elle va suivre la courbe d'espace créée par le corps.

    Est-ce que ça réponds (un peu) à ta question ?

  6. #5
    yat

    Re : Courbure de l'Espace - Temps

    Citation Envoyé par gregoirefalque
    Merci beaucoup pour votre réponse, mais une chose m'échappe.
    Dans la représentation vulgarisée de ce phénomène, on utilise souvent l'image d'une boule de pétanque posée sur un lit. La boule crée effectivement une dépression, qui dévie de la trajectoire une bille s'en approchant.
    Si nous regardons le lit du dessous, nous ne voyons pas une dépression, mais une bosse créee par la boule de pétanque.
    Question : pourquoi un rayon lumineux ne peut il pas être repoussé à proximité d'un objet massif, comme une bille s'approchant de la bosse créée par la boule de pétanque?
    Cette représentation vulgarisée peut préter à confusion si elle n'est pas bien expliquée. En effet, quand on visualise la bille qui arrive à proximité du trou formé par la boule de pétanque dans le lit, on peut s'imaginer que c'est le poids de la bille qui la fait s'approcher de la boule de pétanque parce que "ca descend". Ce n'est pas de ça qu'il s'agit en réalité : il faut enlever la notion de poids de l'expérience, et bien comprendre que c'est uniquement la courbure qui dévie la trajectoire de la bille. Pour ça je pense qu'il est plus judicieux d'imaginer une petite voiture, avec 4 roues bien droites et qui ne peut aller que tout droit. Elle sera dans ce cas déviée vers la boule de pétanque, que celle-ci forme un trou ou une bosse.

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

    Re : Courbure de l'Espace - Temps

    Vous dites "Par contre le corps déformant l'espace, la lumière sera affectée par cette déformation : elle va suivre la courbe d'espace créée par le corps."
    Merci pour votre réponse, je comprends cela, mais aimant bien mettre des images sur des principes, quel peut être la forme de la courbe autour du corps. Si vous deviez prendre votre crayon et dessiner cette courbure, que feriez vous.
    J'essai de comprendre, et d'imager quel peut être la "topographie" autour d'un corps

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  10. #7
    peamak

    Re : Courbure de l'Espace - Temps

    je dirais que ça peut ressembler à quelque chose comme ça... ce n'est qu'une image car il faut imaginer ça en 3D... voir même en 4D vu que le temps est affecté aussi par la présence d'énergie...

    http://www.arcanes.free.fr/images/do...geodesique.jpg

  11. #8
    gregoirefalque

    Re : Courbure de l'Espace - Temps

    C'est cette représentation que je ne comprends pas malgré les explication de Yat (message ci-dessus)
    l'objet repose sur un plan. Ce plan sépare l'univers en deux. Il y a un endroit et un envers.
    A l'endroit le rayon suit la courbure et est dévié. Que se passe t il à l'envers si un rayon rencontre l'objet. Visuellement on pourrait penser qu'il rencontre une bosse. Mais la réalité est tout autre comme le souligne Yat (message ci-dessus).
    Cette représentation est pour moi incomplète non?

  12. #9
    peamak

    Re : Courbure de l'Espace - Temps

    Oui c'est vrai... c'est pour ça que de disais qu'il faut imaginer ça en 3D... soit une quantité "infinie" (ou TRES grande) de plans, dans tous les degrés à 360° autour du corps... suis-je clair... hum...

    Bref, quel que soit l'angle avec lequel un photon arrive sur un corps, il verra partout l'espace-temps se courber autour de ce corps (tout autour, il n'y a pas de plan préféré qui séparerais l'espace en deux... c'est pour ça que l'image que j'ai donnée est à prendre avec des pincettes)

    c'est plus clair ou pas ? je vais chercher une image plus représentative sur le net...

  13. #10
    yat

    Re : Courbure de l'Espace - Temps

    Citation Envoyé par gregoirefalque
    l'objet repose sur un plan. Ce plan sépare l'univers en deux. Il y a un endroit et un envers.
    A l'endroit le rayon suit la courbure et est dévié. Que se passe t il à l'envers si un rayon rencontre l'objet. Visuellement on pourrait penser qu'il rencontre une bosse.
    Si tu te fais une bonne représentation, il doit se passer exactement la même chose si l'objet est au dessus du plan et rencontre un trou et quand il est en dessous et qu'il rencontre une bosse. Il est dans le plan, et se contente d'aller tout droit. C'est comme si tu prenais une feuille de papier, que tu traçais une ligne droite dessus et que tu pliais ta feuille. Imagine un long ruban de papier, traversé de part en part par une trajectoire rectiligne. Tu tors ce ruban à 90 degrés, puis tu lui fais effectuer un virage, et enfin tu redresse l'autre extrémité du ruban pour se retrouver à plat. Dans notre espace en 3D, la trajectoire est maintenant courbe, alors que dans le plan déformé du ruban, elle est toujours rectiligne. Le sens de torsion du ruban, et le coté de la feuille sur lequel la trajectoire est dessinée ne changent rien.
    Citation Envoyé par gregoirefalque
    Cette représentation est pour moi incomplète non?
    Même si on a bien compris le truc, cette représentation ne permet que de visualiser comment la courbure d'un espace peut aboutir à une géométrie non euclidienne et à des géodésiques non rectilignes (donc, trajectoires déviées).
    Une limite de ce modèle est qu'il faudrait encore descendre d'un cran en dimensions pour avoir une représentation fidèle : en effet, dans l'exemple du matelas, la trajectoire d'un objet est la même quelle que soit sa vitesse, si on lui donne la même direction au départ. Dans la réalité, un objet qui va plus vite sera moins dévié.

  14. #11
    gregoirefalque

    Re : Courbure de l'Espace - Temps

    [QUOTE=peamak]Oui c'est vrai... c'est pour ça que de disais qu'il faut imaginer ça en 3D... soit une quantité "infinie" (ou TRES grande) de plans, dans tous les degrés à 360° autour du corps... suis-je clair... hum...

    C'est très clair, merci, mais c'est cela que je n'arrive pas à imaginer, et je me demande même si il ne faut pas abandonner toute espoir de représentation de la courbue autour d'un corps. Que nous manque t il pour pouvoir visualiser cette courbure?

  15. #12
    peamak

    Re : Courbure de l'Espace - Temps

    Le mieux serait de faire ça avec un logiciel de 3D... ça ne dois pas être très dur (pour avoir une représentation pas un schema précis)

    déjà en 2D, peut-être que cette image pourra t'aider (fais très très vite... )

    http://www.dizdar.net/tompk/esp-tps.gif

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  17. #13
    gregoirefalque

    Re : Courbure de l'Espace - Temps

    Citation Envoyé par yat
    Une limite de ce modèle est qu'il faudrait encore descendre d'un cran en dimensions pour avoir une représentation fidèle : en effet, dans l'exemple du matelas, la trajectoire d'un objet est la même quelle que soit sa vitesse, si on lui donne la même direction au départ. Dans la réalité, un objet qui va plus vite sera moins dévié.
    Merci Yat, ce que je comprends c'est que la représentation de la courbure n'est pas si simple que cela. Il me faut abandonner mes "outils actuels" de représentation et en trouver d'autres.
    C'est tout de même frustrant, et pour moi très curieux de ne pas pouvoir visualiser "une courbure" . Les choses ne sont elles pas plus simples?
    Ne sommes nous pas en train d'essayer de faire coller une représentation de notre univers à une théorie fausse?

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