L'énigme des galaxies

[invite6b1a864b]

Il parait qu'il y a une enigme concernant la vitesse de rotation...
J'avais proposé il y a longtemps qu'il s'agissait d'une conséquence de l'existence de la relativité du moment de rotation..
Y a t'on déjà réflechie ?
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[invite8c514936]

Cette "énigme", c'est le fait que la vitesse de rotation est liée à la masse qu'elles contiennent par des formules simples. Or si d'un côté on mesure la vitesse et de l'autre on applique la formule, on se rend compte que les galaxies doivent contenir beaucoup plus de masse que ce qu'on en voit. C'est une des facettes du problème de la matière noire en astrophysique (voir le dossier Futura sur la question.

Quant à l'importance de la relativité générale là-dedans, tu peux jeter un œil ici pour un exemple récent de gens qui se sont posé la même question.

[invite6b1a864b]

hum, merci, je suis au courant.
Je propose une autre altérnative :
La relativité de la rotation.. la simple composante linéaire de la relativité, est trés cohérente, et semble bien marcher.
Seulement je propose d'ajouter une variation supplémentaire des lois, propre à la rotation.
En effet, le simple principe de la relativité restreinte peut s'appliquer sur les vitesses radiales de ce qui tourne mais cela ne décrit pas forcément une relativité propre à la rotation. La rotation elle-même est relative.
Il me semble que dans le livre d'Einstein, la question de la relativité de la rotation est rapidement traité, notamment en se limitant à utilisé un repère basé sur l'univers..
Mais l'univers tourne t'il ?

[invite6b1a864b]

Sinon c'est gentil pour l'article mais je vois pas en quoi cela permet de comprendre quoi que ce soit.
Avez-vous plus d'info que "deux trois scientifique ont fait un e théorie et on utiliser une singularité "non physique"" ..

Moi c'est simple :
une équation du style

Vac=(Vab+Vbc)/1+((Vab*Vbc)/c²)

Ou v ne serait plus la vitesse mais la vitesse angulaire..
et c une constante considéré comme une vitesse angulaire maximum...

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite8c514936]

hum, merci, je suis au courant.

Ben désolé, c'est pas écrit dans ton profil que tu connais la réponse aux questions que tu poses.

Avez-vous plus d'info que "deux trois scientifique ont fait un e théorie et on utiliser une singularité "non physique""

Oui, j'ai, il se trouve que c'est mon domaine de recherche. Maintenant c'est demandé si gentiment, je ne sais pas si je peux résister à l'envie de te répondre.

Moi c'est simple :
une équation du style

Vac=(Vab+Vbc)/1+((Vab*Vbc)/c&#178

Sauf que l'astro (et la physique en général), ça ne consiste pas à trouver des formules empiriques qui passent bien par les points de donénes, mais à troiuver des lois dont ces formules découleraient.

[invite6b1a864b]

Ben désolé, c'est pas écrit dans ton profil que tu connais la réponse aux questions que tu poses.


Oui, j'ai, il se trouve que c'est mon domaine de recherche. Maintenant c'est demandé si gentiment, je ne sais pas si je peux résister à l'envie de te répondre.


Sauf que l'astro (et la physique en général), ça ne consiste pas à trouver des formules empiriques qui passent bien par les points de donénes, mais à troiuver des lois dont ces formules découleraient.

bon cool.. mon idée est pas de trouver une formule au pif..
Il s'agit de la transformation des vitesses en relativité restreinte..
Bon l'idée est plus complexe : il s'agit de définir une rotation dans la relativité, qui ne serait non plus relative à la rotation de tout l'univers, mais à celle du champs gravitationnel environnant, c'est à dre celui qui supporte les deux objets. L'idée est simple : si on imagine un espace complétement vide, ou on met deux planétes. Rien ne peut définir si les planétes tournent ou sont immobile l'une par rapport à l'autre.. arrêter dans le temps rien ne fait la différence.
Dans un cas elles restent en orbite l'une autours de l'autre, dans l'autre, elle s'écrasent l'une sur l'autre.
Il faut bien définir et expliquer la différence.. baser la rotation sur l'ensemble de l'univers me parait insuffisant
(l'univers tourne t'il ?).
Je propose à la place de définir la rotation par rapport au champs gravitationnel environnant, lui même pouvant être tournant par rapport à un observateur tiers au tout dans un autre champs gravitationnel.
J'ai toujours eu dans l'idée que c'est le champs gravitationnel qui "définit" l'espace inertiel.
Cela ne nécessiterait pas de nouvelle équation ?

[invite6b1a864b]

L'extension logique à tout ça, c'est de définir la rotation des objets sur la base d'un "champs magnétique" gravitationnel, puisqu'il s'agit bien de ça. Ainsi la cohésion de la rotation des objets entre eux, serait comme la résultant de l'effet d'un champs magnétique sur une charge en rotation. L'effet serait trés faible, du fait de l'inexistence de charge négative, mais pourrait pourtant jouer sur la répartition des masses.

[invite6b1a864b]

Je précise, concernant l'idée des planétes, qu'on peut trés bien imaginé des planétes qui tourne l'une autours de l'autre dans un espace vide, tout en étant immobile l'une par rapport à l'autre : la lune est un parfait exemple, si la terre tournait sur elle même en 29 jours, la lune nous apparaitrait parfaitement immobile.

[invite8c514936]

Je propose à la place de définir la rotation par rapport au champs gravitationnel environnant, lui même pouvant être tournant par rapport à un observateur tiers au tout dans un autre champs gravitationnel.
J'ai toujours eu dans l'idée que c'est le champs gravitationnel qui "définit" l'espace inertiel.
Cela ne nécessiterait pas de nouvelle équation ?

Non, c'est déjà ce que fait la relativité générale. La métrique (qui représente à la fois la structure du champ gravitationnel et celle des observateurs "au repos", en accord avec le principe d'équivalence) est définie par les énergies et ses flots (la présence des masses, de la lumière et leur mouvement, y compris la rotation). Ceci permet de définir les référentiels inertiels. Tout mouvement de rotation par rapport à ces référentiels inertiel se traduit par l'apparition de forces de type "centrifuge" ou "d'entrainement", comme en physique classique. Il n'y a pas de problème particulier avec la rotation en RG.

[invite6b1a864b]

Mais alors comment définir la différence dans l'expérience des deux planètes dans un univers vide ?
Imagine :
Dans un cas une orbite stable, les deux planétes tournant simultanément sur elle même et présentant la même face.
Dans un autre, deux planétes immobiles (qui finissent par ce tomber dessus).
.. ?

[invite6b1a864b]

En d'autre terme, deux bonhomme sur une des planétes immobiles pourrait décider : maintenant, planétes, vous tourner toute les deux en orbites l'une par rapport à l'autre, et vous n'étes plus immobiles, et zuip : ils évitent ainsi qu'elles se tombent dessus. Sinon il faudrait que l'univers soit infini.

[invite6b1a864b]

de plus, bien que tout ça soit un peu flou pour moi, il ne s'agit pas de la définition de la métrique par la densité d'énergie..
on arrive au même probléme que pour la vitesse : si la vitesse est définit par l'observateur (ce qui donne à notre univers la jolie forme d'un arbre).. il en va de même pour la rotation.
Imaginons une série infinie de plaque circulaire tournant parallélement les unes aux autres, de plus en plus vite, de l'une à l'autre dans sens donnée. Ma question est simple : laquelle tourne, laquelle ne tourne pas. On est d'accord que cela dépend du point de vue, pourtant le gradient de vitesse entraine la force centrifuge qui permettrait à priori de déterminer laquelle est immobile (on peut faire un picnic dessus). Mais alors pourquoi y en aurait il une immobile et les autres en rotation ?
Le gradient de vitesse (puisque tout les centres des plaques sont immobiles les uns par rapport aux autres) lui même doit être soumis à un principe relativiste. sinon la niéme plaque (dont la vitesse des bords approcherais de c) volerait en éclat, alors même que d'autre type pourrait faire un picnic dessus sans se douter de rien... (et continue ainsi puisque l'univers serait parfaitement symétrique de celui des autres)..

[invite8c514936]

Mais alors comment définir la différence dans l'expérience des deux planètes dans un univers vide ?

C'est le problème de Mach, qui a proposé au siècle dernier une expérience de pensée du même type. Dans cet Univers hypothétique, on serait en effet confronté à un problème et de fait, ce problème a fait couler beaucoup d'encre. Dans le nôtre, la présence de masses partout fixe une bonne fois pour toutes les référentiels inertiels et l'ambiguité qui te chagrine n'est pas présente.

[invite8c514936]

Pour être un peu plus précis, Wheeler propose une explication que j'aime beaucoup pour analyser la même expérience de pensée -- la mise en rotation d'un sceau plein d'eau je crois -- de deux manière différentes. Vu d'un référentiel fixe par rapport au gars qui tient le sceau, c'est la force centrifuge qui tient l'eau au fond du sceau. Vu d'un référentiel lié au sceau, c'est la composante "gravimagnétique" (ou Lense-Thirring si tu préfères) du champ créé par la rotation du reste de l'Univers qui est responsasble du même effet !!

[invite6b1a864b]

ok ok ! mais alors l'univers est infinie.. ou fermé.. n'empèche, j'ai dans l'idée que la réponse que tu me donne est précisément l'endroit du mystère insondé, ou il faut chercher.. la réponse à l'énigme

[invite6b1a864b]

Pour être un peu plus précis, Wheeler propose une explication que j'aime beaucoup pour analyser la même expérience de pensée -- la mise en rotation d'un sceau plein d'eau je crois -- de deux manière différentes. Vu d'un référentiel fixe par rapport au gars qui tient le sceau, c'est la force centrifuge qui tient l'eau au fond du sceau. Vu d'un référentiel lié au sceau, c'est la composante "gravimagnétique" (ou Lense-Thirring si tu préfères) du champ créé par la rotation du reste de l'Univers qui est responsasble du même effet !!

ah ben ça me fait plaisir, ça rejoint ma vision "magnétique" du probléme !!

[invite8c514936]

Attention cependant, le terme "gravitomagnétisme" ne doit pas laisser penser que c'est du magnétisme. Si on veut exprimer les effets de la gravité en termes de forces (ce qui n'est paaaaas bien en relativité, mais on peut toujours essayer pour rigoler), on s'aperçoit que cette force a deux facettes, une qui ressemble fort à l'électrostatique (une force radiale proportionnelle à la masse et décroissant en 1/r2) et l'autre qui ressemble fort au magnétisme (avec une force qui dépend de la vitesse de la vitesse). On appelle parfois cette seconde composante "gravitomagnétisme" par analogie.

[invite6b1a864b]

Eureka !!
j'ai trouvé. En fait le paradoxe n'en est pas un, pas plus que l'énigme. En réalité, rien n'empéche de considéré, comme Einstein, que l'éclatement du disque n'a lieu que du point de vue du type qui ne tourne pas !!
Il suffit de considéré que l'éclatement est relatif, et que d'un point de vue comme de l'autre, tout les picniqueurs qui ne sont pas sur le même disque éclatent, sans qu'aucune ne s'en rende compte.
Appliqué au galaxy, cela signifie tout simplement que le simple fait que la galaxy tourne à une vitesse différente de la notre implique qu'elle apparaissent plus grande et se dilatant plus qu'elle ne le fait en réalité, de son point de vue.
ça signifierais :
- que l'eau ne subit pas (seulement) un effet magnetogravifique, mais bien un changement de repére accélérant, tout comme le fais une masse dans le cadre de la gravitation.
- que l'image d'une galaxie qui tourne subit une transformation spatiotemporelle (l'onde des photons) qui nous donne l'illusion parfait qu'elle sont plus grande qu'en réalité. Les photons subissent simplement la force centrifuge tout comme il subissent la courbure gravitationnelle...
Je me disait aussi.. la force magnétogravifique serait proportionnel à l'intensité du champs gravitationnel, ce qui me semble peut probable, tout comme je vois mal l'ensemble de l'univers avoir un impact direct sur un saut d'eau.
Bref tout rotation implique un effet relativiste sur les particules qui fait qu'elle nous apparaissent s'éloignant alors que de leur point de vue, rien ne change..

Donc pas de probléme avec les galaxy : c'est juste l'image qui est dilaté selon leur axe de rotation en entrant dans le champs gravitationnel de notre galaxy.

[invite6b1a864b]

De plus cela permet une chose qui me semblait à moi possible depuis longtemps : en isolant un systéme d'un champs gravitationnel, rien n'empéche de le faire tourné aussi vite que l'on veut (sauf l'énergie) : il n'éclatera que pour les autres
(BIEN SUR, loin de tout champs gravitationnel non vectorisé, c'est à dire pris comme la somme des intensités et non des vecteurs... nous baignons dans la gravité de notre environnement même si les forces s'additionne.. c'est aussi ce qui fait que le temps s'écoule).

[invite6b1a864b]

Cela confirme mon idée que les particules, dans le vide, ne subissent en elle même aucune force, tout comme l'eau dans le seau ne subit qu'un changement de repére. Les particules sont "hors de l'espace temps", c'est simplement la structure de leur relation qui change selon le point de vue et qui sont absolument relativiste..

[invite8c514936]

Heu... Tu t'emballes, là... L'éclatement du disque n'est pas "relatif", il éclate ou pas, mais ça ne dépend pas de qui le regarde. Quand tu es dans ta voiture à 130 km/h et que tu prends un virage à 90 degrés à la TRON (ne le fais pas), tu seras colléà ta portière, et le gars qui te regarde du bas-côté verra lui aussi ta tête horrifiée et un peu déformée par l'écrasement contre la vitre...

[invite6b1a864b]

Heu... Tu t'emballes, là... L'éclatement du disque n'est pas "relatif", il éclate ou pas, mais ça ne dépend pas de qui le regarde. Quand tu es dans ta voiture à 130 km/h et que tu prends un virage à 90 degrés à la TRON (ne le fais pas), tu seras colléà ta portière, et le gars qui te regarde du bas-côté verra lui aussi ta tête horrifiée et un peu déformée par l'écrasement contre la vitre...

Non ! tu es écrasé, par l'inertie, c'est à dire la volonté des particule à ne pas changé de repére. J'y pensé concernant le saut d'eau.. tout s'explique si on considére que l'inertie dépend d'une métrique énergétique.... tu t'écrase à cause de notre galaxy, mais pas à cause de tout l'univers..
La même voiture, isolé dans une zone vide de galaxy, même si l'univers n'est pas vide, ne s'écraserait peut être pas. C'est ça l'idée.. l'inertie est proportionnel à quelque chose comme l'intensité de la métrique, tout comme le champs magnétique est proportionnel à l'intensité du déplacement de charge qui le génére.. Si on considére que l'effet est similaire, il faut une masse proche, pour que l'inertie aie un sens.. c'est la masse qui génére la métrique .. mais entre les galaxies, il y a le vide.. c'est une histoire d'échelle et d'intensité..

[invite6b1a864b]

si ça peut te rassurer, ça fait des années que je réflechie la dessus

[invite8c514936]

Je suis allé à la pêche aux discussions pour toi, et tu peux jeter un œil à celles-ci (entre autres) :

http://forums.futura-sciences.com/sh...ad.php?t=48994
http://forums.futura-sciences.com/sh...ad.php?t=12966

[invite6b1a864b]

Je suis allé à la pêche aux discussions pour toi, et tu peux jeter un œil à celles-ci (entre autres) :

http://forums.futura-sciences.com/sh...ad.php?t=48994
http://forums.futura-sciences.com/sh...ad.php?t=12966

D'accord je comprend l'idée de l'effet des masses lointaines.. mais ça rejoint exactement ma définition, mine de rien. En effet, mon idée est de dire que la masse produit en chaque point de l'espace un nouveau champs (le champs de Higgs) qui lui ne s'additionne pas cvectoriellement. Ce champs définit l'inertie, inertie qui fait la différence entre une homothétie et une force centrifuge..
Nous sommes complétement tiraillé par les champs gravitationnel qui nous entours.. mais tu es d'accord que entre les galaxies, se même effet, bien que la somme vectoriel reste nulle, et beaucoup, beaucoup plus faible. (logique puisque les sphéres proches sont vides.. ). Cela explique la possibilité de la relativité de la rotation : nos disques, placé dans cette espace vide, (mais pas totalement, simplement beaucoup moins) pourrait trés bien se comporté comme je l'ai dit. Le principe de Mach lui même définit une nouvelle grandeur : la somme des intensités des gravitations.. (si les particules était des sphéres, on pourrait imaginé le tirallement de chaque point de la surface par l'univers)..
Dans une zone vide, le tirallement est beaucoup plus faible. Donc on peut trés bien imaginé que cette grandeur définit l'inertie, et donc la différence entre l'homothétie et la gravitation.. donc oui, dans le vide, loin des galaxys, on peut très bien faire tourner les disques, car il sont bien moins soumis à la somme des forces décrit par Mach..

[invite8c514936]

Je ne comprends pas tout ton raisonnement. Tu parles d'un champ de Higgs, évite le terme il est déjà pris pour un truc bien spécifique. Par contre, l'idée d'un champ scalaire qui s'ajoute au champ tensoriel (attention, pas vectoriel !) habituel a été formulée plusieurs fois, et les théories de la gravitation qui en découlent s'appellent Brans-Dicke ou tenseur-scalaire.

Ceci dit je ne voit pas bien le lien avec les sphères dont tu parles (je ne dis pas que c'est faux, c'est juste que je ne comprends pas).

Le principe de Mach lui même définit une nouvelle grandeur : la somme des intensités des gravitations

Non, la somme des intensités de la gravitation, c'est simplement ce qu'on a le droit de faire pour des champs faibles (c'est faux en général en RG), et ça n'a rien avoir avec Mach.

Nous sommes complétement tiraillé par les champs gravitationnel qui nous entours.. mais tu es d'accord que entre les galaxies, se même effet, bien que la somme vectoriel reste nulle, et beaucoup, beaucoup plus faible.

oui ça je comprends.

Cela explique la possibilité de la relativité de la rotation : nos disques, placé dans cette espace vide, (mais pas totalement, simplement beaucoup moins) pourrait trés bien se comporté comme je l'ai dit.

là je décroche.

[invite6b1a864b]

Je reprend l'idée de Mach :
Il dit que l'effet gravitationnel est le même pour les masses lointaines que pour les masses proches. Cela à la base me semble t'il servait pour illustrer la gravitation et l'évitement de ces paradoxes. Mon idée consiste à définir une grandeur qui serait définit comme la tension que subirait une sphére dans lequelle la gravitation est absente. Prends toutes les masses de l'univers et la force qu'elles générent, au lieu de faire une somme vectoriel qui les ramènes à zéro, et dont la seul différence importante est locale, fait la somme de leur norme. Tu obtient une grandeur qui pourrait trés bien définir l'intensité de l'inertie.
Imagine par exemple dix types qui tire ton pulle chacun dans des directions opposé. Même si tu ne subit aucune force, ton pull sera plus ou moins dilaté selon qu'il sont fort ou faible.. De ce fait la présence de masse, indépendament de la seul force gravitationnel / courbure de l'espace temps, entrainerais une seconde grandeur (la mesure du "conflit locale entre les masses") .. qui forme un cadre parfait pour les autres forces... et définit "l'échelle relative des phénomènes physiques".
De ce fait, la voiture, porté entre les galaxies, subirait une tension beaucoup moins fortes :
Dans une galaxie, on est entouré de masse proche qui générent une intensité en 1/d². Elles s'additionne et peuvent trés bien généré, une apparente absence de force (ou faible). par contre la valeur correspondant à la sommes des intensités, qui correspond à la densité d'énergie, pourrait définir une grandeur qui expliquerais l'inertie. En présence d'une valeur faible de cette grandeur, on pourrait alors imaginé que le type qui tourne dans sa voiture ne ressente rien : la distance expliquant une apparente absence d'inertie.. En clair, la grandeur en question fixerait l'intensité de la force centrifuge. De fait, notre seau, placé entre les galaxies pourrait tourné sur lui même sans que l'eau ne se courbe.
Ainsi, l'expérience des plaques tournante comme celle des planétes vides devient parfaitement possible : l'eclatement relatif n'a pas d'effet particulier en l'absence d'inertie : C'est une homothetie neutre dans l'espace temps (du point de vue des autres : l'homothétie est la transformation qu'il observe : l'agrandissement démeusur&#233. Cela correspond parfaitement au champs de Higgs qui définirait les constantes de couplage et l'inertie. Puisque les constantes de couplage définissent l'intensité des interaction EM. Un atome par exemple tournant sur lui même loin, pourrait se dilater continuellement de notre point de vue et rester stable, inchangé, du sien... Comme si le champs de Higgs définissait l'intensité de la force EM et donc la solidité des disques..
Donc : ce n'est pas tout l'univers qui fait monter l'eau du saut : seulement la masse proche, c'est à dire la terre et notre galaxi. Tout comme l'effet d'une charge tournant, le champs magnétique, dépend à la fois de la charge, de la distance et de la rotation... même si le champs éléctrique, tout comme le champs gravitationnel entre deux soleils peut être quasiment nulle.

[invite6b1a864b]

Ainsi d'une galaxie, en regardant une autre, comme elle sont trés éloigné de toute masse à part la leur et à cause de l'échelle, elle peuvent se comporter comme les disques : chacune apparait en dilatation (mais dans tout les cas, la gravitation simple si oppose) pour l'autre. Et les galaxy opposés apparaissent chacune plus grande qu'elle même.
Il s'agirait simplement d'un changement de repère, pas uniquement du à la métrique gravitationnel, mais à la métrique donné à une autre échelle, un autre effet de la densité d'énergie. En d'autre terme le photon (l'onde, l'image qu'il compose) qui quitte une galaxy pour arriver dans une autre, subit une dilatation, comme une lentille gravitationnel, du à la rotation, qui n'a lieu qu'a cause du gradient, à cette échelle, de masse. Quelque chose de plus faible que le gradient gravitationnel et la seul courbure de l'espace temps et propre à la rotation.

[invite8c514936]

Heu... Tu n'as pas le droit de rédéfinir ce qu'est un changement de référentiel comme ça ! Les changements d'échelle n'en font pas partie (il y a des tentatives en ce sens, mais c'est plus compliqué que ça...)

Quelque chose de plus faible que le gradient gravitationnel et la seul courbure de l'espace temps et propre à la rotation.

Encore une fois, la rotation se porte très bien en RG, merci pour elle ! Pourquoi veux-tu réécrire la relativité générale, donner un autre nom aux changements de référentiels et tout ça ?

[invite6b1a864b]

Heu... Tu n'as pas le droit de rédéfinir ce qu'est un changement de référentiel comme ça ! Les changements d'échelle n'en font pas partie (il y a des tentatives en ce sens, mais c'est plus compliqué que ça...)

Quelque chose de plus faible que le gradient gravitationnel et la seul courbure de l'espace temps et propre à la rotation.

mais pourquoi pas.. j'ai tout les droits moi ? depuis n'a ton pas le droit de proposé une théorie ??
Moi ça me correspond tout à fait ! ça résout le paradoxe des disques et l'énigme des galaxy que demande le peuple ?