Que voit-on de l'univers ?

[PlaneteF]

Bonjour Gwyddon,

J'ai plusieurs remarques concernant tes remarques

En effet dis comme ça on a l'impression que jamais la physique ne joue un rôle, que tout découle d'une démarche totalement déductive.

Je parle bien à un moment d'expérience qui permet de "calibrer" la constante structurelle.

Deux de ces 4 formes sont écartées pour des raisons de causalité, il n'en reste donc que deux viables physiquement à ce stade : newtonienne et lorentzienne.

Oui, ... juste une précision, la forme galiléenne (ou newtonienne) n'est qu'un cas particulier de la forme lorentzienne, forme dite "dégénérée" correspondant à la limite quand la "vitesse limite structurelle" tend vers l'infini.

Et c'est là que le principe de relativité joue un rôle essentiel, et que la lumière joue indirectement un rôle : en effet c'est en particulier parce que les lois de l'électromagnétisme ne sont pas compatibles avec la forme newtonienne qu'en vertu du principe de relativité on doit terminer à la fin avec la forme lorentzienne qui implique une constante de structure de l'espace-temps, qui par la suite s'identifie avec la vitesse de la lumière uniquement parce ce que cette dernière est sans masse.

Mais l'électromagnétisme joue un rôle quand même dans la démarche

Formulé comme cela, je te répond "oui" historiquement, "pas vraiment d'accord" conceptuellement :

Les expériences qui montrent un défaut dans la mécanique classique permettent d'exclure de fait la forme galiléenne, les expériences qui mettent en jeu des effets relativistes vont permettre de "calibrer" la constante structurelle et voir que l'on est bien dans le cas de la forme lorentzienne, ... et ces expériences ne font pas forcément appel à l'éléctromagnétisme (collisions de particules, horloges atomiques, etc ...).

Alors effectivement, cela ne s'est pas passé comme cela historiquement mais conceptuellement l'éléctromagnétisme n'a pas de rôle fondateur dans la théorie !


Un document intéressant qui détaille tout cela : http://o.castera.free.fr/pdf/Une_derivation_de_plus.pdf

Le dernier paragraphe intitulé "CONCLUSION" est une bonne synthèse de la question.


Lien du site de ce document : http://o.castera.free.fr/relativite.html
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[invite9c9b9968]

Bonjour PlanèteF,

Encore une fois je ne vois pas pourquoi conceptuellement tu écartes l'électromagnétisme. Cette théorie fait partie du champ de la physique, et conceptuellement il faut que le principe de relativité et cette théorie s'accommodent mutuellement. Donc je maintiens encore une fois ce que j'ai dit

Autrement dit, conceptuellement l'électromagnétisme n'est pas cohérent avec la mécanique newtonienne, et le problème c'est que toutes les autres expériences que tu mentionnes font appel d'une manière ou d'une autre à l'électromagnétisme (d'ailleurs tu mentionnes les horloges atomiques, ça rentre entièrement dans le domaine de l'électromagnétisme donc je n'ai pas compris ton exemple). Quand on collisionne des particules, on fait aussi TOUJOURS de l'électromagnétisme : pour mesurer les dépôts d'énergie, pour mesurer les trajectoires des particules, etc. Ne serait-ce que pour les accélérer déjà ! [d'ailleurs petite remarque personnelle : j'ai personnellement mis en évidence expérimentalement il y a 8 ans le fait que la mécanique newtonienne échouait en accélérateur, c'était fascinant et c'était une chouette expérience ]

Bien entendu une fois la relativité restreinte établie comme corpus conceptuel de base, on peut faire le chemin à rebours et reconstruire l'électromagnétisme, puis ensuite faire toutes les autres interactions. C'est en faisant ainsi d'ailleurs qu'on se rend compte que la première théorie relativiste est... l'électromagnétisme, 31 ans avant la formulation de la relativité restreinte

Un excellent cours (mathématisant) détaillant tout ça peut se trouver ici : http://www.phys.ens.fr/cours/notes-d...magnetisme.htm

Cordialement,

G.

[PlaneteF]

Bonjour PlanèteF,

Encore une fois je ne vois pas pourquoi conceptuellement tu écartes l'électromagnétisme. Cette théorie fait partie du champ de la physique, et conceptuellement il faut que le principe de relativité et cette théorie s'accommodent mutuellement. Donc je maintiens encore une fois ce que j'ai dit

Autrement dit, conceptuellement l'électromagnétisme n'est pas cohérent avec la mécanique newtonienne, et le problème c'est que toutes les autres expériences que tu mentionnes font appel d'une manière ou d'une autre à l'électromagnétisme (d'ailleurs tu mentionnes les horloges atomiques, ça rentre entièrement dans le domaine de l'électromagnétisme donc je n'ai pas compris ton exemple). Quand on collisionne des particules, on fait aussi TOUJOURS de l'électromagnétisme : pour mesurer les dépôts d'énergie, pour mesurer les trajectoires des particules, etc. Ne serait-ce que pour les accélérer déjà ! [d'ailleurs petite remarque personnelle : j'ai personnellement mis en évidence expérimentalement il y a 8 ans le fait que la mécanique newtonienne échouait en accélérateur, c'était fascinant et c'était une chouette expérience ]

Bien entendu une fois la relativité restreinte établie comme corpus conceptuel de base, on peut faire le chemin à rebours et reconstruire l'électromagnétisme, puis ensuite faire toutes les autres interactions. C'est en faisant ainsi d'ailleurs qu'on se rend compte que la première théorie relativiste est... l'électromagnétisme, 31 ans avant la formulation de la relativité restreinte

Un excellent cours (mathématisant) détaillant tout ça peut se trouver ici : http://www.phys.ens.fr/cours/notes-d...magnetisme.htm

Cordialement,

G.

Gwyddon,

Pourquoi écarter conceptuellement l'électromagnétisme ? Je retourne cette question , ... pourquoi utiliser les éléments d'une théorie qui ne sont pas nécessaires ? Dans le lien pdf que j'ai donné et qui traite la question en détail, où dans ce document utilise t-on les concepts de l'électromagnétisme ? ... Justement le but de cet article c'est de montrer que cela n'est pas nécessaire (je peux retrouver d'autres références de documents qui traitent le sujet grosso modo de la même manière).

Quant à l'exemple de l'horloge atomique (ou des collisions), je ne l'ai pas explicité, au temps pour moi, du coup on ne s'est pas compris : Peu importe la technologie de l'horloge que l'on veut utiliser, en fait la question n'était pas là, mais l'idée était simplement de dire que par une expérience mesurant des données d'espace et de temps on peut déterminer la constante structurelle, du coup sans passer conceptuellement par l'électromagnétisme. Là encore on retrouve cela, toujours dans le même document cité plus haut.

Cordialement

[invite9c9b9968]

Bonjour PlaneteF,

Je cite la conclusion de cette (très mauvaise du point de vue du français ) traduction de l'article de Lévy-Leblond :

Nos quatre hypothèses générales suffisent donc à mettre en avant les transformations de Lorentz et leur limite dégénérée galiléenne comme les seules transformations inertielles possibles. Le cas Lorentzien est caractérisé par un paramètre ayant les dimensions d’une vitesse qui est une constante universelle associée à la structure même de l’espace-temps. Une analyse plus poussée des objets pouvant se déplacer dans un tel espace-temps, montre que cette constante se trouve être la vitesse (invariante) des objets de masse nulle.

Les deux transformations sont donc à ce stade encore possibles. Donc je réitère encore une fois mon propos : il est absolument nécessaire d'appliquer une dernière fois le principe de relativité sur tous les modèles, et donc en particulier l'électromagnétisme, pour rejeter la limite dégénérée galiléenne comme transformation valable en toute circonstance. Bien entendu, l'apport d'une telle vision (que j'ai personnellement fait mienne depuis le début de ma rencontre avec la relativité qui s'est faite sur le cours que j'ai donné en lien, et qui reproduit exactement la démarche de Lévy-Leblond) est de montrer que la constance de la vitesse de la lumière est une hypothèse non nécessaire, ce que je rappelle souvent sur ce forum

Mais il faut obligatoirement aller jusqu'au bout de la démarche pour ne retenir que les transformations de Lorentz.

Enfin sur l'idée exprimée ici :

par une expérience mesurant des données d'espace et de temps on peut déterminer la constante structurelle, du coup sans passer conceptuellement par l'électromagnétisme

Je ne suis pas d'accord, car il te faudrait me décrire ton expérience, et il est plus que probable que tu passerais conceptuellement par un modèle qui devrait donc passer l'épreuve du principe de relativité (et sans doute ce serait in fine l'électromagnétisme, qui joue un rôle si particulier car tout simplement c'est la seule interaction à longue portée qui soit de symétrie exacte) ; or j'ai choisi l'électromagnétisme, mais si tu préfères je peux choisir l'interaction forte ou l'interaction faible, du moment que j'arrive avec ce choix de modèle à discriminer entre relativité galiléenne et relativité newtonienne.

Tu ne m'as donc pas encore convaincu

[PlaneteF]

Les deux transformations sont donc à ce stade encore possibles. Donc je réitère encore une fois mon propos : il est absolument nécessaire d'appliquer une dernière fois le principe de relativité sur tous les modèles, et donc en particulier l'électromagnétisme, pour rejeter la limite dégénérée galiléenne comme transformation valable en toute circonstance.

Bonsoir Gwyddon,

Je commence à comprendre que l'on ne parle pas exactement de la même chose, et ainsi, je crois que l'on risque de tourner en rond longtemps comme çà

On est d'accord qu'il faut trouver la vitesse limite structurelle (infinie pour la forme galiléenne, finie pour la forme lorentzienne) afin, je te cite, d'"aller jusqu'au bout de la démarche".

A partir de là, peu importe l'expérience ou la théorie que l'on va utiliser pour y parvenir, dans tous les cas de figure on va arriver à définir/mesurer/calibrer cette vitesse structurelle, c'est tout (et c'est déjà pas mal )... mais ce n'est pas cette expérience ou cette théorie qui fixe/établit en amont les conditions d'existence de cette vitesse limite issue des postulats de base (qui eux fondent la théorie).

C'est exactement la même idée lorsque dans le message d'origine je disais que les photons ont juste la propriété d'aller à la vitesse limite, mais ce n'est pas la vitesse des photons qui fixe cette vitesse limite (si les photons allaient moins vite, cela ne changerait pas la vitesse limite), et en ce sens les photons n'ont pas un rôle structurant dans la théorie.

C'est dans ce sens là que je disais que la théorie de l'électromagnétisme n'avait pas un rôle fondateur, ... Alors après on pourrait débattre sur la sémantique utilisée, si c'est la bonne ou pas !

Maintenant si je reprends ce que tu disais, à savoir "l'électromagnétisme joue un rôle quand même dans la démarche", alors oui effectivement, on peut aussi dire cela, parce que l'on ne parlait pas exactement de la même chose


Cordialement

[invite9c9b9968]

Bonjour PlaneteF,

Là je suis en accord avec ton dernier message, même si je pinaillerais quand même sur "vitesse limite" associée à "vitesse infinie" pour le cas galiléen

G.

[Mailou75]

Bonjour,

Pardon de relancer cette vieille discussion, mais j'aimerais revenir sur la Fig 2 du premier message
Je rappelle qu'il s'agit d'un univers simplifié dont l'aspect fractal simule la gravité :
Les objets s'associent deux par deux à chaque itération, l'univers représenté est d'âge 5
L'observateur ne perçoit de l'espace temps que l'intersection de celui ci avec son cône de lumière (un feuilletage, merci Gilga )

A partir de là on imagine facilement qu'en faisant s'écouler le temps, l'intersection du cône avec t=0 va grandir
(2 points pour 1D comme le schéma, cercle pour univers 2D et sphère pour un univers 3D)
Traduction : L'horizon (CMB) recule au cours du temps
Jusqu'ici on arrive à expliquer ce que l'on voit de l'univers en fonction de l'âge de l'observateur sans parler d'expansion, mais uniquement de densification !

Donc la faiblesse se trouve dans l'explication du redshift, puisque celui-ci (observé) est synonyme de mouvement, ou d'expansion de l'espace...
En guise d'explication j'aimerais paraphraser notre cher Deedee (parce que je ne retrouve pas sa citation )
"Le redshift du CMB peut s’apparenter à un photon qui partirait du fond de l’univers visible (de la singularité) et remonterait un champ de gravité énoooorme"
Et si l'on tient compte du fait avéré que la matière en s'associant (système gravitaire ?) perds du poids, on peut développer...
(ex : le système terre-lune pèse moins lourd que la somme des objets pesés séparément)

Dans cet univers fractal et parfaitement isotrope, les objets qui me sont contemporains mais invisibles, situés à t=5,
pèsent exactement le même poids que moi, mais la somme des objets qui le composent est plus lourde !!
Autrement dit la répartition des masses dans l’univers visible (cône) n'est pas régulière :
Plus l'objet est vieux, plus il est "multiple" et plus il est donc lourd ! A t=0 la masse de "l'unité de matière" est gigantesque
Ensuite on raisonne de la même façon que dans une galaxie, ce n'est pas le TN central qui la maintient mais l'ensemble du bulbe
Ici, le photon ne doit pas seulement remonter le champ de gravité de la singularité, mais le champ défini par la répartition décroissante des masses

Et voilà une définition de l'univers qui arrive à expliquer ce qu'on voit + le redshift en se passant d'expansion (et de BB), CQFD !

Bon ben voilà
soyez pas trop durs j'essaye de raisonner avec mes maigres moyens

Merci d'avance
Maïlou

[Mailou75]

Bon alors une petite question :

Si je pèse la voie lactée et que je pèse séparément tous les atomes qui la composent, la différence serait de quel ordre de grandeur svp?

Merci
Maïlou

[Gilgamesh]

L'écart de masse ΔM global est égal au défaut d'énergie de liaison gravitationnelle soit qqchose de l'ordre de :



avec

G la cte de gravitation
M la masse de la Galaxie
R son rayon
c la vitesse de la lumière

[Mailou75]

L'écart de masse dM global est égal au défaut d'énergie de liaison gravitationnelle

Voilà, avec le bon vocabulaire et la formule

En chiffre c'est 10 puissance combien environ ? moi les formules c'est pas mon truc

Merci
Mailou

[Gilgamesh]

Rhô... Tu es un peu cossard quand même.

Bon en prenant M = 10¹² masses solaires (en comptant le halo de matière noire) et R = 10⁵ al

ΔM ~ -10³⁶ kg soit ~10^-6 M

a+

[Mailou75]

Rhô... Tu es un peu cossard quand même.

Bon en prenant M = 10¹² masses solaires (en comptant le halo de matière noire) et R = 10⁵ al

ΔM ~ -10³⁶ kg soit ~10^-6 M

a+

Arf on a pas le même résultat, avec :

G = 6,67x10^-11 m^3.kg^-1.s^-2
M = 1,15x10^42 kg (5,8x10^11 Mo et Mo=1,99x10^30 kg)
R = 4.75x10^20 m
c = 2,99x10^6 m/s

J'obtiens dM = -2,09x10^40 kg soit 1,81% de M, ça fait pas lourd

Cela tient-il compte de "l’énergie des atomes" ? Pour aller au bout de l'idée il faudrait scinder toute la matière "lourde" en éléments simples (H)

Une 'tite formule sioupli ? Je suis chaud là

Mailou

[Gilgamesh]

c = 2,99x10^8 m/s

[Mailou75]

c = 2,99x10^8 m/s

C'est ballot

Ok ça fait 2.10^36 kg et 1,81.10^-6 M en effet, donc keudale en fait !

Si on essaye d'évaluer la quantité de matière lourde (U, Fe... tout quoi) et de "fissionner" tous les atomes pour n'obtenir que des H,
aurais tu une idée de l'ordre de grandeur ?

Merci
Mailou

[Mailou75]

Si on essaye d'évaluer la quantité de matière lourde (U, Fe... tout quoi) et de "fissionner" tous les atomes pour n'obtenir que des H,
aurais tu une idée de l'ordre de grandeur ?

Ok... question idiote !
D'une part l'univers est constitué à 90% d'H
D'autre part l'augmentation de masse par fission/désintégration est un facteur compris entre 2 et 3
On est donc très loin de ce que j’espérais
Oublions cela...

A+
Mailou