Merci à tous pour toutes ces réponses,
Je suis ravi d’en savoir un petit peu plus sur ces mystérieuses ondes gravitationnelles, c’est passionnant.
Juste une dernière petite remarque, avec tous les phénomènes denses ayant une grande cinétique (peu être mal formulé), une galaxie, doit émettre de multitudes d’OG, avec peut-être des résonances, de multiples fréquences, et pourquoi pas des harmoniques.
Le tout multiplié par des milliards de galaxies.
Après le visage de Dieu, le chant de Dieu.
Exemple d'une référence :Envoyé par vaincent
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Ok, je ne pensais pas. Si je comprends bien, pour qu'il y ait "apparition" d'une variation du moment quadrupolaire, il ne faut pas faire l'approximation que le soleil est fixe, ou autrement dit, que le barycentre du système Soleil-Terre coïncide avec celui du Soleil.
?? Dans le cas de deux corps en orbite l'un autour de l'autre, il y a variation du moment quadrupolaire simplement parce que celui-ci a une direction privilégiée, la direction joignant les deux corps. Comme il y a rotation de cette direction, le moment varie ; il a des dérivées non nulles à tous les ordres.
Le moment quadrupolaire est additif, et vaut pour une masse ponctuelle
Si on prend le cas de deux masses, et qu'on centre le repère sur une d'entre elle plutôt que sur le barycentre, il ne reste que la contribution de l'autre. Mais cela ne change rien au fait que cela varie ou non.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
pouir repondre à une question page précedente.
il me semble que l'on focalise les détections aujourd'hui:
soit sur une interaction gravitationnelle très forte entre deux corps ( exemple des pulsar )
soit par l'observation des trous noir hypermassifs.
Une étoile, à l'exception des hyperétoiles, ne se "trounoirise" pas doucement, elle doit être massive au départ, et l'effondrement survient après l'explosion de l'étoile en supernova, elle perd de la masse dans cet évènement.A défaut de faire disparaître un soleil, est-ce qu’une étoile, en s’effondrant pour devenir un trou noir, provoquerait des ondes gravitationnelles ?
J’ai bien compris que les planètes tournant autour de ce nouveau trou noir, n’auront pas (ou peu) de perturbation de leurs orbites, par contre le puits gravitationnel de l’ex étoile devenant gigantesque (infini même ?), on pourrait penser que quelques « vaguelettes » se formeront.
A l'occasion de cette perte de masse ultra-rapide, se déclenchera un onde gravitationnelle.
Si des planètes ont survécu à la séquence géante rouge de l'étoile, elle s'éloigneront de l'étoile, vu sa perte de masse
J'ai compris l'esprit, mais dire que le moment quadrupolaire à une direction est très abusif, même pour moi! C'est un projecteur orthogonal à la direction privilégiée joignant les 2 masses(considérées comme ponctuelles), mais de là à dire qu'un tenseur d'ordre (0,2) possède une direction, certainement pas. Il y a des enfants qui regardent quand même!
Etrange ce schéma ! En tout cas, ça change des représentations d'espace-temps représentées par un plan 2D déformé !Désolé de vous importuné mais j'ai fait un schéma 3D d'une déformation de l'espace-"temps" pour situer un peu le carnage !
Pièce jointe 209524
@ +
Bonjour,
J'ai un peu de mal à comprendre l'idée qu'il ne peut y avoir d'émission d'onde gravitationnelle autrement que par des systèmes (au minimum) "quadrupolaires".
On en parle un peu dans le dossier de Futura sur les ondes gravitationnelles:
"Relativité générale : comment l'espace-temps devint dynamique - 18/02/2005"
Il y est dit, par comparaison avec les ondes électromagnétiques, que ces dernières sont nécessairement dipolaires, à savoir qu'on doit associer aux charges des pôles "+" et des pôles "-" pour simplement pouvoir concevoir ces ondes.
Contrairement à l'onde acoustique qui elle est monopolaire (cette dernière est du coup beaucoup plus intuitive que les autres types d'ondes: modèle simple de la sphère vibrante).
Est-ce-que les quadrupôles de l'onde gravitationnelle signifie qu'il faudrait associer des pôles (par exemple i, j, k, l) à la masse, comme en EM où on associe des pôles aux charges?
(en ce sens, autre exemple avec celui de l'interaction forte, où l'on a des charges "rouges ", "vertes" et "bleues", est-ce que l'interaction forte est dite ainsi "tripolaire" ?)
Ou alors est-ce que l'idée de quadrupôle fait référence aux quatre coordonnées de l'espace-temps (x,y,z,t) ?
( en tout cas, la seule chose que je comprends c'est que le quadrupôle ne fait pas référence à la présence de 4 objets massifs, puisque vous dites justement plus haut que le système composé de 2 masses en orbite( comme le système Soleil / Terre) peut s'interpréter comme la variation d'un moment quadrupolaire . )
Salut,
Grmmmbll, pas facile d'expliquer ce genre de chose.
Non, pas à la masse (les quatre pôles) mais aux mouvements/accélérations. Ca ne peut pas être trop symétrique sinon il n'y a pas 'émission d'O.G.
Et ce n'est pas lié aux quatre dimensions.
voici un exemple en électrostatique http://fr.wikipedia.org/wiki/Quadrup%C3%B4le
sans doute plus facile à comprendre.
On peut aussi avoir des octupole / moments octupolaires, etc....
Le champ magnétique terrestre, par exemple, a une composante dipolaire principale mais aussi des composantes quadrupolaires, octupolaires, ...
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Oui c'est ce que je voulais dire par "actuelle", c'est "anticipée" par rapport à ce qu'on voit. Mais je crois qu'on est d'accord, simple question de formulation.
Il existe donc bien un décalage, si infime soit-il, entre la position vue et la direction de l'attraction effective au même instant,
tu vas me dire que je me répète mais pour moi il y a bien une info supplémentaire...
SAUF si l'anticipation ne correspond qu'à une prédiction en fonction des conditions "vues" (emplacement + vitesse)
et que un mouvement (ex demi tour) qui ne pourrait être prédit par l'observation ne peut pas non plus être ressenti (attraction dans la position exacte)
dans ce cas en effet, si cette info ne peut nous parvenir, il n'y a pas de contradiction
En fait l'objet est attiré vers la position "vers laquelle il croit devoir être attiré" (qui est sans doute la bonne : déterminisme, mais pas forcément : impondérables)
Bref c'est pas très clair tout ça
Merci pour tes réponses
Dernière modification par Mailou75 ; 11/02/2013 à 16h23.
Trollus vulgaris
Bonjour,
Concernant l'anticipation, est ce que cela pourrait être induit par une sorte de force fictive?
Cordialement,
Zefram
je peux croire que je sais, mais si je sais que je ne sais pas, je ne peux pas croire
La notion de quadripôle fait référence une décomposition en termes successifs d'une fonction sur une sphère. Cela a une relation étroite avec les harmoniques sphériques. En gros :
Terme monopolaire : terme de symétrie sphérique, constante scalaire (le rayon moyen de la Terre par exemple, plus généralement c'est la moyenne prise sur toutes les directions spatiales) ;
Terme dipolaire : déséquilibre dans une direction (la latitude est un terme dipolaire, + d'un côté, - de l'autre) ; en gravitation (répartition de masses toutes "positives") ce terme est annulé si on prend comme référence le centre de masse.
Terme quadripolaire : un ellipsoïde de révolution présente un moment quadrupolaire.
La terminologie vient de l'électricité statique.
Le terme monopolaire est le total des charges, et peut être nul en électricité. Il ne l'est jamais en gravitation (c'est la masse).
Un dipôle est obtenu en électricité avec une charge + et une charge -, dans ce cas le terme monopolaire est nul. En gravitation (répartition des masses) tout système a un moment dipolaire nul en prenant comme référence le centre de masse;
Un quadripôle de termes monopolaire et dipolaire nuls est obtenu en électricité avec 4 charges deux + symétriquement par rapport au centre, et deux - à 90°. En gravitation on ne peut pas annuler le terme dipolaire ; un exemple simple est la Terre, parce qu'elle est écrasée selon l'axe des pôles.
---
Que le moment dipolaire n'intervienne pas pour l'émission d'onde se "comprend" de par le principe de relativité : comme il est constamment nul si la référence est le centre de masse, il ne varie pas dans le référentiel où le centre de masse est immobile, et ce référentiel est de chute libre si on prend le système isolé.
Dernière modification par Amanuensis ; 11/02/2013 à 17h01.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Je ne comprends pas. Une force fictive au sens usuel est liée aux accélérations d'entraînement, donc à des choix de référentiels. Comment cela s'appliquerait-il ?
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
PS sur le moment quadripolaire.
Pour ceux que cela intéresse et/ou aide, il y a une relation étroite avec les orbitales monatomiques : s <-> monopôle, p <-> dipôle, d <-> quadripôle, f <-> octopôle. (Et le point commun est les harmoniques sphériques.)
C'est du moins ce que je comprends, et cela m'aide à comprendre ! On retrouve les symétries que j'ai indiquées : les orbitales s sont sphériques, les p dissymétriques +/-. Les p sont montrées soit composées de 4 lobes +-+- (quadripôle, m non nul, ou xy, xz, yz, x²-y²) soit de symétrie ellipsoïdale (m=0, z² dans les représentations usuelles).
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
C'est très très intéressant tout ça ! En feuilletant quelques articles sur Internet (notamment sur Wikipépdia), je n'ai trouvé aucune allusion au fait que les orbitales s, p, d, f soient respectivement associées aux monopôle, dipole, quadripôle, octopôle...
C'est bien dommage car ça rend la chose bien plus intelligible!
( Par exemple, en méca Q, il est souvent fait allusion que le nombre quantique secondaire l, dont les valeurs sont les s, p, d, f (orbitale simple, principale, diffuse, fondamentale), définit la géométrie de l'orbitale, mais sans précisions supplémentaires, et c'est bien dommage...)
Et je voudrais présenter ici mon point de vue et poser quelques questions
Dans le cas général du modèle de la sphère vibrante, les harmoniques sphériques donnent "tout simplement" les modes possibles de vibration de la sphère. Il me semble que ce résultat de mécanique ondulatoire ne change pas vraiment suivant qu'on change la nature de l'onde (onde acoustique, onde électro-magnétique, ou encore onde gravitationnelle) http://fr.wikipedia.org/wiki/Harmonique_sph%C3%A9rique.
Le mode le plus intuitif de la vibration de la sphère c'est le mode monopolaire: c'est la sphère qui se contracte (isotropiquement), puis se dilate, alternativement, pendant une période T si par exemple l'onde est périodique.
Les modes dipolaires, quadripolaires etc. peuvent devenir eux aussi assez intuitifs de mon point de vue si on conçoit la chose suivante :
Considérons, d'une part, qu'un monopôle est une "zone de l'espace" qui se contracte et qui se dilate successivement.
D'autre part, on adopte la "convention de signe" suivante : les "zones +" (pôle +) et les "zones - " (pôle -) sont simplement définies par le fait que ce sont des zones en opposition de phase: lorsqu'une "zone +" se contracte, la "zone -" se dilate simultanément, et vice-versa.
On conçoit alors très simplement qu'une sphère peut vibrer périodiquement dans un mode dipolaire en imaginant qu'une moitié de sphère se contracte (pôle +) pendant que l'autre (pôle -) se dilate; le mouvement s'inverse une demi-période plus tard, et il recommence une période plus tard.
De la même manière on peut faire vibrer une sphère de façon quadripolaire très simplement. Vous avez ici une animation ( c'est l'animation avec le cercle jaune avec les points rouges dessus): http://www.futura-sciences.com/fr/do...510/c3/221/p6/
ce qu'on observe alors c'est simplement une sphère qui vibre en "s'écrasant" alternativement sur un plan vertical puis sur un plan horizontal.
C'est bien la vibration intuitive attendue pour une sphère répartie en 4 zones (deux "pôles +" en haut et en bas, 2 "pôles -" à droite et à gauche) , lorsque les 2 "pôles +" se contractent, les 2 "pôles -" se dilatent symétriquement, et vice-versa une demi-période plus tard...
Pour dédiaboliser la chose, c'est typiquement la vibration d'un ballon de basket après avoir fait rebondir le ballon sur le sol par exemple...
De ce point de vue, j'ai beaucoup de mal à comprendre pourquoi les ondes "triviales" monopolaires et dipolaires ne sont pas prédites par la théorie ondulatoire de la gravitation.
Dans le cas de la vibration monopolaire, je cite la définition d' Amanuensis :Si je prends l'exemple d'une collision majeure entre la Terre et un astéroïde, on imagine très bien que, pendant quelques temps après la collision, la Terre puisse vibrer sismiquement (donc acoustiquement) sur un mode monopolaire, et à supposer que cette déformation sismique soit si intense qu'elle occasionnerait une déformation de l'espace temps - aussi faible soit-elle -, elle engendrerait donc une onde gravitationnelle -. Pourquoi ne peut-on alors pas envisager théoriquement le mode vibratoire monopolaire en gravitation?Terme monopolaire : terme de symétrie sphérique, constante scalaire (le rayon moyen de la Terre par exemple, plus généralement c'est la moyenne prise sur toutes les directions spatiales)
De même pour l'onde dipolaire :La déformation de la Terre qu'occasionne la position de la Lune autour d'elle peut donner l'impression de ce déséquilibre dans une direction (la Terre est plus "dilatée" d'un côté que de l'autre ; et à partir d'un taux de dilatation moyen je peux définir une "zone +" et une "zone -"). D'ailleurs, le centre de masse de la Terre doit légèrement bouger en fonction de la position de la Lune, non ?Terme dipolaire : déséquilibre dans une direction (la latitude est un terme dipolaire, + d'un côté, - de l'autre) ; en gravitation (répartition de masses toutes "positives") ce terme est annulé si on prend comme référence le centre de masse.
En ce sens, on s'attendrait à ce que la Terre émette des ondes "dipolaires" - aussi faibles soient-elles - à cause des passages successifs de la Lune autour d'elle( la période de l'onde ne serait rien d'autre que la période de la Lune autour de la terre); et réciproquement d'ailleurs, la Lune émettrait une onde dipolaire à cause de la Terre. Du coup, le système Terre-Lune serait bien un système quadripolaire (comme vu précédemment dans la discussion) ...mais là j'ai l'impression de retomber sur mes pieds alors que je vois bien que j'ai pas tout compris....
On arrive a le retrouver assez facilement, en regardant d'une part la relation entre les orbitales et des harmoniques sphériques, et d'autre part la relation entre les "moments" et les mêmes harmoniques sphériques.
Il y a des tas d'autres parallèles qui en découlent : par exemple il y a 3 orbitales p, et un terme dipolaire a trois degrés de liberté, et c'est "tout bêtement" les 3 coefficients d'un polynôme réduit au 1er degré à trois variables (x, y, z) ; il y a 5 orbitales p, et le terme quadrupolaire a 5 degrés de liberté, ce sont les coefficients d'un polynôme réduit au seconde degré, sachant qu'on vire le degré de liberté monopolaire (x²+y²+z²) : en partant de 6 cas (x², y², z², xy, xz, yz) il en reste 5... Tout cela n'est pas une coïncidence (on peut appliquer la même chose aux degrés 0 (s, monopole) ou 3 (d, octopole)), les maths montrent aisément que ce sont trois "visions" de la même chose, la décomposition en harmoniques sphériques !
Il y a des tas de manière de le voir, et c'est lié au fait que la gravitation au sens moderne est un phénomène "au deuxième ordre" (la gravitation vue de la RG ne se manifeste pas par l'accélération, par une "force", mais par les "forces de marées" ; en effet la force est annulée par un choix adapté de référentiel, les "référentiels de chute libre", qui sont ceux dans lesquels les lois de la physique sont "simples").De ce point de vue, j'ai beaucoup de mal à comprendre pourquoi les ondes "triviales" monopolaires et dipolaires ne sont pas prédites par la théorie ondulatoire de la gravitation.
Le terme monopolaire est la masse, et est un invariant pour un système isolé . Le terme dipolaire est la position du centre de masse, et est un invariant (vitesse uniforme=vitesse nulle selon le principe de relativité : le choix du référentiel inertiel n'a pas d'effet sur la physique, et il suffit de choisir le référentiel du centre de masse pour annuler la variation de ce centre de masse). On voit ainsi une relation profonde avec le principe de relativité. Et ce principe a une relation étroite avec la notion d'inertie, qui est la "même chose" que la gravitation en RG. Seuls les moments à partir du second (termes quadrupolaire et au-dessus) peuvent avoir un sens en physique avec le principe de relativité.
Parce que la symétrie sphérique rend l'effet de gravitation identique à celui d'une masse ponctuelle. Pour que le moment d'ordre 0 change, la seule possibilité est de changer la masse.Si je prends l'exemple d'une collision majeure entre la Terre et un astéroïde, on imagine très bien que, pendant quelques temps après la collision, la Terre puisse vibrer sismiquement (donc acoustiquement) sur un mode monopolaire, et à supposer que cette déformation sismique soit si intense qu'elle occasionnerait une déformation de l'espace temps - aussi faible soit-elle -, elle engendrerait donc une onde gravitationnelle -. Pourquoi ne peut-on alors pas envisager théoriquement le mode vibratoire monopolaire en gravitation?
De même, un système isolé ne peut pas vibrer en mode dipolaire "pur", parce que cela demanderait un déplacement du centre de masse autre qu'uniforme. La déformation proposée aurait bien des moments vibrant, mais ce sera d'ordre plus grand.De même pour l'onde dipolaire :
Les moments sont des "moyennes". Le 0 est la masse totale quelle que soit sa répartition. Le 1 est la position du centre de masse, quelle que soit la répartition de la masse. C'est à partir du 2 que la répartition, vue dans le référentiel du centre de masse, intervient et peut faire varier le moment.
---
PS : Je précise que tout cela est "ma manière de voir", construite à partir de toute une collection de sources, chacune en donnant quelques bribes, avec recoupements. Il doit y avoir des sources donnant un type de synthèse similaire (du moins je l'espère !), mais je ne saurais en citer. Et évidemment cela m'intéresse d'en trouver, j'apprécie beaucoup--c'est arrivé plusieurs fois sur d'autres points--ce type de confirmation. Ou d'infirmation, cela arrive aussi!)
Dernière modification par Amanuensis ; 13/02/2013 à 20h44.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Bonsoir,
Il y a quelque temps, vous m’avez appris que même une particule courbait l’espace-temps.
En théorie, y a-t-il création d’ondes gravitationnelle au niveau atomique ? comme les électrons tournant autour du noyau.
Merci,
Salut,
En théorie, d'après la relativité générale, oui (enfin, pas pour un simple électron en orbite, c'est trop symétrique, mais par exemple lorsqu'un électron change d'orbitale).
Mais c'est invérifiable. Et peut-être même faux. En effet :
- on n'a pu vérifier les lois de Newton sur la gravité que sur des distances de l'ordre du centimètre (deux masses qui s'attirent avec leurs centres de masse séparés de un centimètre). C'est déjà un exploit vu la faiblesse de la gravité.
- La mécanique quantique a une incompatibilité de principe avec la relativité générale (on peut les marier, mais cela ne se fait pas sans mal, c'est même très très très difficile). Par exemple : la mécanique quantique prévoit que si l'on considère des distances ou des durées extrêmement courtes, alors il y a une grande indétermination dans l'énergie et la quantité de mouvement. C'est ce phénomène qui est à l'origine des fluctuations du vide observé par l'effet Casimir, le déplacement Lamb, etc... Si l'on prend une distance suffisamment courte, on devrait même avoir des fluctuations d'énergie suffisamment grandes pour créer un trou noir. L'univers devrait donc être remplis de trous noirs, partout, en tout point et à tout instant. Ce n'est clairement pas vrai !!!!! Donc, la gravité doit se comporter de manière différente à cette échelle. D'une manière ou d'une autre.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Merci Deedee,
Si la gravitation est différente (voire absente) au niveau quantique, ce n’est pas gagné pour la théorie de la gravitation quantique
Salut,
Tu as tout à fait raison. Car cela signifie qu'il ne suffit pas de marier gravité et mécanique quantique (ce qui est déjà un casse-tête) mais qu'il faut en plus trouver le comportement à très petite échelle. Il y a une infinité de possibilité. Comment savoir laquelle est la bonne ?Si la gravitation est différente (voire absente) au niveau quantique, ce n’est pas gagné pour la théorie de la gravitation quantique
Les données expérimentales manquent et risquent de manquer encore longtemps (typiquement à l'échelle de Planck, mais probablement quand même pas aussi pire, par exemple si on arrive à détecter des fluctuations quantiques due à la gravité quantique, des expériences existent mais celles que j'ai lu me laissent quelque peu dubitatif. Mais, bon, on peut avoir de bonne surprise, on verra).
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Bonjour,
Je remonte le sujet, car j’ai une dernière question sur les ondes gravitationnelles.
Je me pose une question sur le big-bang, je sais bien que ce n’est pas une explosion, mais un tel phénomène devrait quand même pas mal secouer l’espace-temps, pourquoi ne recevons-nous pas d’OG de la création de l'univers ?
L’espace-temps étant créé instantanément, et les OG allant à c, on devrait en observer les échos tout comme le CMB.
J’ai plusieurs hypothèses :
-les OG n’existent pas : pas vraiment à la mode,
-les OG ne vont pas à la vitesse de la lumière,
-la création instantanée de l’espace-temps n’a pas émis d’OG,
-nos moyens de détections ne sont pas encore performants,
-d’autres idées ?
Merci pour vos éventuelles interventions,
Bonsoir,
Le mot création n'est peut-etre pas le mieux choisit, pour le reste voir plus bas*.
Pareil, Espace-temps créé instantanément..;on peut pas dire ça avec certitude.L’espace-temps étant créé instantanément, et les OG allant à c, on devrait en observer les échos tout comme le CMB.
Pourtant tu viens de l'écrire juste avant(bonne intuition), ce qui serait étonant c'est qu'elle n'aillent pas à c.-les OG ne vont pas à la vitesse de la lumière
Tu sait ce que je vais écrire quant à la 1ère partie de la phrase...pour la seconde, c'est une esperance pour "voir" avant le CMB.-la création instantanée de l’espace-temps n’a pas émis d’OG
Bingo*...mais ce n'est qu'une question de temps(celui-ci étant relatif, on sera peut-etre 6pieds sous terre)-nos moyens de détections ne sont pas encore performants
Cordialement,
Mince, je n’ai pas fait gaffe !
Apparition est-il mieux ? sinon quel mot ?
Le plus utilisé:Big-Bang, c'est suffisament fourre-tout, perso, j'y met transition, ou suivant sa sensibilié, on peut y mettre singularité.
cordialement,
Il semble que ce soit la dernière de tes propositions qui est la bonne! --> ICI
Merci,
Implicitement, il semblerait que vous envisagiez qu’il y eût des ondes gravitationnelles lors du big bang, mais non détectables actuellement.
C’est ça ?
Si oui, ce serait source de nombreuses informations sur le big-bang, complémentaires au CMB.
Pardon si je n’ai pas tout comprit,
Oui il y a des ondes gravitationnelles émises très tôt dans l'histoire de l'univers, et particulièrement après l'inflation.
Certes on n'a toujours pas détecté d'ondes gravitationnelles donc on est pas prêt de voir celles du fond cosmologique mais les cosmologistes ont plus d'un tour dans leur sac. Leur arme? Un certain satellite Planck!
Si vous croyez qu'on s'amuse à lancer un nouveau satellite pour obtenir une meilleure précision des anisotropies de température du CMB, vous vous trompez, il faut quelque chose de nouveau, sinon les financements ne sont pas obtenus. La nouveauté avec Planck et le gros enjeu finalement c'est la mesure de la polarisation.
Et les ondes gravitationnelles permettent justement de laisser une trace dans la polarisation du CMB. Mais ce signal est très faible, et c'est pas encore gagné que Planck pourra le détecter sans trop de barre d'erreurs. Mais quoiqu'il en soit ce signal pourrait donner des informations directement sur l'inflation et les ondes gravitationnelles qu'elle a générée.
Pour plus d'infos: http://www.apc.univ-paris7.fr/APC_CS...b#polarisation
Merci à tous pour vos réponses et liens, tout ceci est très instructif.
