Détection des ondes gravitationnelles

[invitee6f0086a]

Bonjour à tous,

J’ai essayé d’en savoir plus sur les ondes gravitationnelles, je suis donc allé sur wiki et j’ai visionné quelques vidéos.

J’en ai compris que celles-ci étaient une ondulation de l’espace-temps, et que nous n’en avions pas encore directement observé.

Voilà donc ma question (d’autres suivront probablement) :

Si notre soleil disparaît d’un coup (exercice de pensée), détecterions- nous des ondes gravitationnelles sur terre.

Au bout de 8 minutes, on devrait recevoir un gros « bip » de variation d’espace-temps.

Je suis peut-être dans l’erreur dans ma représentation de celle-ci.

Merci pour vos interventions,
-----

[invite240682c5]

D'après ce que j'ai compris pour les ondes gravitationnelles, elles se produisent suite à l'accélération d'objet céleste très massif (trou noir notamment).
Pour ce qui est du Soleil, s'il venait à s'éclipser (réellement !), on subirait son attraction et le verrait durant 8 minutes avant que la Terre ne parte en ligne droite (grosso modo), je ne pense pas qu'on puisse parler d'ondes gravitationnelles ici.

[invitee6f0086a]

Sur ce lien, une vidéo sur l’interféromètre VIRGO, qui est un appareil permettant de détecter les ondes gravitationnelles, pour ceux comme moi qui découvrent ces phénomènes.

[Mailou75]

Salut,

La seule raison pour que le soleil "disparaisse" c'est qu'il devienne un trou noir.
Ceci ne changera rien à la rotation de la Terre... enfin ce qu'il en restera après s’être fait grillée par la "compression" du soleil
L'exercice de pensée ou tu l’enlèves instantanément de la scène est une aberration,
cf lavoisier "rien ne se perd" et ça parait logique qu'en RG on ne fasse pas disparaitre une "courbure" (masse) comme par magie.
La matière se déplace ou se contracte, le reste est amoral !
Quant à la dimension du "temps" elle est déjà courbe (et fixe) si il y a oscillation d'une onde c'est dans une autre dimension,
et qui ne sont apparemment pas les dimensions "électromagnétiques", sinon on les aurait déjà détectées

Sinon j'aurais une petite question sur le sujet
A-t-on pu vérifier par l'expérience que la vitesse d'interaction gravitationnelle n'est pas instantanée, qu'elle est limitée à c ?
En gros, si on dit que l'info gravitationnelle est instantanée dans les équations de la RG est-ce que les "prédictions" deviennent fausses ?

Merci

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite60be3959]

Bonjour,

L'exercice de pensée ou tu l’enlèves instantanément de la scène est une aberration

Par définition un exercice de pensée est une expérience irréalisable. La disparition du soleil de daniel100 n'est pas plus aberrante qu'Einstein sur son photon!

[Amanuensis]

Si notre soleil disparaît d’un coup (exercice de pensée)

Cela fait partie des "fausses" expériences par la pensée, les expériences contra-factuelles. Elles n'amènent en général que des incohérences (au mieux).

En l'espèce, le problème est la conservation locale de l'énergie-quantité de mouvement (et donc de masse). La relativité générale est contradictoire avec l'idée d'une disparition de quelque chose sans que son énergie quantité de mouvement se retrouve localement (dans un premier temps) sous une autre forme.

Pour demander une réponse dans le cadre de la relativité générale, il faut commencer par une hypothèse qui ne lui soit pas contradictoire. Simple logique, non ? Faudrait donc, au très grand minimum(1), préciser sous quelle forme se retrouve l'énergie-quantité de mouvement du Soleil ; c'est non seulement nécessaire par souci de cohérence, mais encore nécessaire, la réponse en dépendant.

(1) On peut douter qu'il soit possible de décrire correctement le scénario, tant sont les points à préciser.

[invitec1411666]

Bonjour,

vous êtes un peu dur avec Daniel100 !

Prenons un exemple plus simple: un iceberg au repos qui flotte sur l'eau. Je retire "instantanément" l'iceberg de l'eau.

Si je retire l'iceberg instantanément de l'au et que je vous demande ce qu'on observera en conséquence: me répondriez-vous:" nan, il est complètement débile ton problème, tu peux pas faire disparaître instantanément un objet sans remettre en cause la conservation de l'énergie!"

Ok, est tous d'accord la dessus! Mais, je pense qu'on sera aussi tous d'accord pour jouer le jeu et répondre, entre autre, qu'on observera juste après la disparition de l'iceberg des "vagues" à la surface de l'eau (un train d'onde quoi) qu'engendrera cette disparition - tout aussi peu scientifique soit-elle -.

Donc, de ce point de vue, la question me semble légitime pour le soleil : sa disparition instantanée pourrait-elle engendrer, par exemple un " train d'onde gravitationnelle" ? Cette onde se déplace-t-elle à la vitesse de la lumière ? Comment la Terre réagirait sous le passage de ce train d'onde (avant de partir "tout droit")? Se mettrait-elle à osciller ? à vibrer ? etc.

[invite23876543123]

Non ça n'a aucun intérêt de considérer l'impossible/inconcevable (rayer la mention inutile) !
Moi je dis qu'il apparaîtra des bisounours, une expérience de pensée doit rester rigoureuse !

[Amanuensis]

Autre exemple :

Supposons que ma tante en ait, faut-il l'appeler mon oncle ?

Cela s'appelle une contrafactualité : on suppose une situation contradictoire dans ses termes mêmes, et on en demande les conséquences.

Je répète : il est absurde de supposer une situation en contradiction avec la RG, et de demander quelles conséquences la RG permet-elle de prévoir ?

On ne peut pas avoir le beurre et l'argent du beurre, pour continuer dans les poncifs (qui ne s'appliquent pas moins).

PS : Il n'y a rien de spécifique contre daniel100, il n'est pas l'auteur original d'une telle question, ni d'autres contrafactualités absurdes comme "assis sur un photon" citée précédemment, qui autant absurde qu'elle soit a un beau pedigree).

[invitee6f0086a]

On arrive souvent à appréhender certains phénomènes en appliquant des circonstances extrêmes, bien qu’impossible.

Cette question n’a que pour seul but de me donner une représentation de la variation de l’espace-temps qualitativement et quantitativement.

J’avoue avoir un peu de mal à me représenter les ondes gravitationnelles avec l’exemple de deux étoiles à neutron tournant l’une autour de l’autre.

[invite6c093f92]

Bonjour,
Se poser la question avec un micro-TN(potentiellement réalisable au LHC) serait-il ok?si oui, qu'est-ce qui se passerait en théorie au niveau des OG(puisque pour l'observation, nada, du moins pour les OG)?
Cordialement,

[invite23876543123]

On arrive souvent à appréhender certains phénomènes en appliquant des circonstances extrêmes, bien qu’impossible.

Cette question n’a que pour seul but de me donner une représentation de la variation de l’espace-temps qualitativement et quantitativement.

J’avoue avoir un peu de mal à me représenter les ondes gravitationnelles avec l’exemple de deux étoiles à neutron tournant l’une autour de l’autre.

http://pulsar.ama.obspm.fr/Presentations/entn04.pdf et avec ça ?

[invite6c093f92]

Pour compléter, répondre à une question sur les micro-TN, c'est utiliser la PQ, mais est-ce calculable pour une OG?(faudrait une théorie qui intègre RG et quantique mais quand on l'aura?)
Cordialement,

[Amanuensis]

On arrive souvent à appréhender certains phénomènes en appliquant des circonstances extrêmes, bien qu’impossible.

On arrive souvent (et peut-être plus souvent) à obtenir du n'importe quoi faisant croire qu'on appréhende.

Pensez-vous pouvoir appréhender mieux les nombres premiers en demandant

"Dans le cadre de l'arithmétique des entiers naturels et en supposant que 4=5, peut-on démontrer que 4 est un nombre premier ?"

Ce que vous demandez avec le Soleil disparaissant est parfaitement comparable.

Maintenant, libre à vous de poser la question. Vous aurez vraisemblablement, sur un forum comme celui-ci, une réponse qui vous satisfasse. De même peut-être que vous vous satisferiez aussi bien de la réponse "oui" ou de la réponse"non" à la question ci-dessus sur l'arithmétique !

Désolé ne pas vous satisfaire, de ne pas proposer une belle réponse "positive" avec des tas de mots qui font savant, mais dont je saurais, en mon fort intérieur, n'être que du n'importe quoi. Je préfère, par choix, indiquer les risques intrinsèques à une question de ce genre, aider à l'esprit critique plutôt qu'assouvir une soif de réponses "simples", du genre faisant plaisir à qui ne désire pas investir dans le long travail nécessaire pour appréhender des théories comme la RG.

[Deedee81]

Salut,

On pourrait imaginer que quelque chose vienne heurter le Soleil et l'envoie valdinguer très loin, très vite (ou plus exotique : un trou de ver s'ouvre et des E.T. nous volent notre Soleil ).

L'accélération du Soleil serait énorme. Et cela provoquerait des ondes gravitationnelles intenses.

Je ne saurais dire quel serait l'ordre de grandeur des effets qui en résulteraient. Probablement assez faibles mais aisément détectables (au pif ).

Mais, bon, si on veut arriver à détecter les O.G. (directement, la détection indirecte existe déjà), on doit pouvoir trouver mieux que de faire disparaitre le Soleil

Réponse à Mailou : non, on n'a pas pu vérifier directement la vitesse des ondes gravitationnelles. Le résultat fait cependant peu de doute car pour avoir des ondes gravitationnelles avec une vitesse différente, il faudrait fortement modifier la relativité générale. Ses prédictions n'ont aucune chance de rester les mêmes. Or la RG a passé jusqu'ici tous les tests expérimentaux (et il y en a pas mal). Certaines théories alternatives ont d'ailleurs déjà été validées (dont une qui donnait une théorie aux effets pratiquement identiques mais... sans ondes gravitationnelles. Comme la détection indirecte existe depuis un moment maintenant, cette théorie est tombée à l'eau).

[Amanuensis]

Bonjour,
Se poser la question avec un micro-TN(potentiellement réalisable au LHC) serait-il ok?

Cela ne change pas le principe. S'il s'agit du cas d'un micro-TN s'évaporant, on a au moins une idée du mode de "disparition", et le prendre en compte !

Ce qui va "partir" ne sera pas instantané, et ne "partira" pas à vitesse infinie.

Le point est que la RG parlant de l'effet de masses (d'énergie) et de déplacements non instantanés, il faut proposer un scénario dans ce cadre, même pour une expérience de pensée.

(La plupart des expériences de pensée proposées par des physiciens sérieux ne sont pas absurdes. Elles supposent négligeables certains aspects, tout en sachant que c'est en pratique difficile ; le physicien saura gérer cela, car ayant en tête ces aspects volontairement négligés. En d'autres termes, on peut faire sérieusement des expériences de pensée, mais ce n'est pas pour cela que la première expérience de pensée qui passe par la tête d'un non-spécialiste sera sérieuse !)

[invite6c093f92]

Ok,
Tant pis pour Daniel100
Cordialement,

[invitee6f0086a]

Décidément, je n’ai pas de chance avec mes questions !

Et c’est toujours la même personne qui intervient, et qui me rappelle que j’ai des questions à la noix, sacre bleu !

J’appends beaucoup en me disant : « tiens si … », mais ce n’est pas du goût d’un certain membre, car hors charte, paraît-il !

Bon ! je n’ai plus qu’à remettre le soleil à sa place, et me contenter des deux étoiles à neutrons, super !

@ amanuensis, c’est le 3ème question de suite que tu me fou en l’air, je te rappels que tu es sur un site de vulgarisation, si tu ne sais pas maîtriser cet art, merci de ne pas intervenir.

[Deedee81]

Pour le micro-TN, pire encore, il ne disparait pas dans le néant : son énergie est toujours là (sous forme de rayonnement).

Par contre, on peut imaginer des scénarios comme celui que j'ai proposé : un phénoménal carambolage, par exemple un TN disons de un million de MS qui se déplacerait à une vitesse proche de la lumière. Heu.... reste à vérifier qu'il va entrainer et/ou absorber le soleil et pas juste passer à travers. Mais on peut prendre un TN de disons dix fois la masse du Soleil.

Ca reste fort S.F., mais c'est au moins physiquement plausible. Malheureusement, je serais bien en peine de calculer ce que ça ferait au niveau des O.G.

[Amanuensis]

Et c’est toujours la même personne qui intervient, et qui me rappelle que j’ai des questions à la noix, sacre bleu !

Oui. Je trouve d'ailleurs cela particulièrement choquant, j'aurais pensé que sur un forum comme celui-ci il y aurait bien plus d'intervenants pour le faire.

Au moins, personne ne me contredit

Peut-être que, sachant que je réagis couramment comme cela, on me laisse faire le "sale boulot", sachant que déplaire à des intervenants nuit à la réputation ? (Sur ce dernier point, pour preuve votre réaction ; mais tuer le messager ne change pas grand chose au message... Il y a aussi une histoire de Lune et de doigt sur le sujet...)

[Amanuensis]

PS : Le jour où la modération me demandera explicitement et avec de bons arguments d'arrêter la pratique en question, j'examinerai avec soin leurs arguments. Le contre-argument est bien évidemment déjà connu : le mot "sciences" dans l'intitulé du site, que j'interprète comme en rapport avec "démarche scientifique" (terme dans la charte, d'ailleurs)...

[Mailou75]

Salut,

Par définition un exercice de pensée est une expérience irréalisable. La disparition du soleil de daniel100 n'est pas plus aberrante qu'Einstein sur son photon!

Pas tout à fait d'accord, car Einstein peut s'imaginer en train d'aller à 0,99c sans contredire la "nature",
mais on ne peut pas supposer faire "disparaitre" de la matière, même 0,01%...
La question ne peut pas avoir de réponse comparable à ce qui peut être observé, elle a donc un intérêt limité (ce qui n’empêche pas à chacun de se l'être posée)
Pour moi masse totale du soleil définit une courbure indépendante de sa densité, seules la densité et la position de l'objet peuvent évoluer, mais pas la courbure.
Une perte de masse (énergie) n'entre pas dans la logique "naturelle", et je suis de l'avis d'Amanuensis pour dire que toute tentative de réponse sera bancale

Réponse à Mailou : non, on n'a pas pu vérifier directement la vitesse des ondes gravitationnelles. Le résultat fait cependant peu de doute car pour avoir des ondes gravitationnelles avec une vitesse différente, il faudrait fortement modifier la relativité générale. Ses prédictions n'ont aucune chance de rester les mêmes. Or la RG a passé jusqu'ici tous les tests expérimentaux (et il y en a pas mal).

Merci c'est ce que je voulais savoir

[Deedee81]

Bonjour,

Une expérience de pensée est :
- Soit une expérience idéalisée. Réalisable en pratique mais qui nécessiterait soit des moyens hors de notre portée soit des complications qui la rendrait beaucoup plus difficile à décrire.
- Soit une mise "en image" de la théorie (c'est en somme du "calcul visuel" et le mot "expérience" est totalement abusif, c'est le cas de beaucoup d'expériences de pensées en relativité).

Une expérience de pensée qui, déjà dans sa définition, contredit les théories existantes risque fort de mener à du grand n'importe quoi. Il faut au moins un scénario qui tienne la route.

A noter qu'Einstein sur son photon c'était avant la relativité. C'est un peu le genre d'interrogation qui le travaillait, dont il discutait avec des amis.... et qui l'ont amené (ça et ses interrogations sur l'incompatibilité de l'électromagnétisme et de la mécanique classique) à trouver la relativité..... ou cette question de voyager sur un photon n'a pas de sens !!!! (sauf si on voyage à 0.99c, par exemple assis sur un rayon lumineux dans l'air. A noter qu'il ne parlait pas non plus de photons : il n'avait pas encore non plus publié son article sur l'effet photoélectrique, acte de naissance du photon).

[Amanuensis]

Une expérience de pensée qui, déjà dans sa définition, contredit les théories existantes risque fort de mener à du grand n'importe quoi.

Oui.

Et mon point allait un peu plus loin : si par définition elle contredit la théorie A, utiliser la théorie A pour évaluer les conséquences amène nécessairement à du grand n'importe quoi.

Un cas un peu moins dangereux (mais guère), est quand la définition contredit une théorie A, mais qu'on cherche les conséquences avec une théorie B qu'on peut considérer comme relativement indépendante de A. Là, je dirais "risque fort".

Le cas d'un objet retiré de l'eau serait plutôt dans la seconde catégorie (la théorie B étant l'hydrodynamique). Mais le cas de la disparition du Soleil reste dans la première catégorie.

[invitee6f0086a]

Hé ben !

Je souhaitais juste avoir quelques précisions concernant ces mystérieuses ondes gravitationnelles.

Bon, je vais corriger la question :

« De quel ordre de grandeur, un phénomène doit-il être, afin de détecter un début d’ondes gravitationnelles ? »

[Médiat]

Une expérience de pensée est :
- Soit une expérience idéalisée. Réalisable en pratique mais qui nécessiterait soit des moyens hors de notre portée soit des complications qui la rendrait beaucoup plus difficile à décrire.
- Soit une mise "en image" de la théorie (c'est en somme du "calcul visuel" et le mot "expérience" est totalement abusif, c'est le cas de beaucoup d'expériences de pensées en relativité).

Est-ce qu'on ne peut pas ajouter certains passage à la limite (dans le respect de la théorie à laquelle on fait appel, bien sûr) ?

[bb98]

Hé ben !

Je souhaitais juste avoir quelques précisions concernant ces mystérieuses ondes gravitationnelles.

Bon, je vais corriger la question :

« De quel ordre de grandeur, un phénomène doit-il être, afin de détecter un début d’ondes gravitationnelles ? »

Bonjour

Virgo est "capable", théoriquement, de détecter une coalescence de binaires à 100 Mpc
Mais, pour le moment, la calibration de l'instrument, l'isolation des parasites, etc, n'a pas permis de "conclure"

On doit pouvoir mesurer des déplacements de 10-18m sur quelques km... pas facile !

Bonnes lectures :
http://icfa-nanobeam.web.cern.ch/icf...inio_Virgo.pdf

[bb98]

On doit pouvoir mesurer des déplacements de 10-18m sur quelques km... pas facile !

Lire : 10 puissance moins 18

[invitee6f0086a]

Merci bb98,

100 Mpc, ça ne me parle pas beaucoup pour une image mentale des OG, je vais donc affiner ma question :

« De quel ordre de grandeur, un phénomène doit-il être, afin de détecter un début d’ondes gravitationnelles ? »

« phénomène se produisant dans notre système solaire »

Exemple : deux planètes tournant l’une autour de l’autre, le tout en orbite autour du soleil, ben oui ! faut rester cohérent.

[bb98]

Les détecteurs sont faits pour.....détecter des phénomènes possibles et détectables !

Les phénomènes possibles, qui peuvent produire des ondes gravitationnelles avec un niveau
éventuellement détectable ici et maintenant, sont des phénomènes heureusement rares et
lointains, comme la "fusion" d'étoiles binaires

Il n'y a dans le système solaire AUCUN phénomène pouvant créer des ondes gravitationnelles
avec un niveau détectable ici et maintenant

Il faut donc rechercher dans l'univers ( proche...) ce genre de "fusion d'étoiles"
Il s'en produit rarement et lointainement :100 Mpc est un distance, lire 100 méga parsec
Le parsec est une unité très utilisée : l'orbite de la Terre autour du Soleil est vue sous un angle
d'une seconde d'arc( environ 3,2 années de lumière si cela vous parle plus )


Bonnes lectures