Courbure espace-temps et lumière
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Courbure espace-temps et lumière



  1. #1
    PPathfindeRR

    Courbure espace-temps et lumière


    ------

    Bonjour à tous,

    Une petite question rapide, suite à un documentaire (et oui encore de la relativité... désolé !)

    La lumière peut-elle courber l’espace-temps ou suis t-elle naturellement cette courbure causé par la présence d’un corps massif ?

    Merci pour vos réponse

    -----
    Dernière modification par PPathfindeRR ; 10/07/2013 à 19h35.
    « Un problème sans solutions est un problème mal posé ! » Albert Einstein.

  2. #2
    PPathfindeRR

    Re : Courbure espace-temps et lumière

    je rajoute une petite précision de plus a ma question :

    Une grande quantité de lumière peut-elle courb...
    « Un problème sans solutions est un problème mal posé ! » Albert Einstein.

  3. #3
    jacquolintégrateur

    Re : Courbure espace-temps et lumière

    Bonsoir
    Les deux ! La lumière est une forme d'énergie: elle crée donc un champ de gravitation, lequel consiste en une "courbure" de l'espace-temps. En outre, dans le champ créé par d'autres distributions d'énergie, elle suit les géodésiques correspondantes. Notons que, bien entendu, la lumière est influencée par son propre champ de gravitation.
    Cordialement
    Ne jetez pas l’anathème : il peut servir !

  4. #4
    PPathfindeRR

    Re : Courbure espace-temps et lumière

    C'est ce que j'espérais comme réponse, j'attendais une confirmation pour être sure de bien comprendre.

    et merci pour cette réponse rapide et claire !
    Dernière modification par PPathfindeRR ; 10/07/2013 à 20h21.
    « Un problème sans solutions est un problème mal posé ! » Albert Einstein.

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    invite5418555b

    Re : Courbure espace-temps et lumière

    Bonjour,

    Si la gravitation est transmise par les gravitons et que les gravitons se deplacent a la vitesse de la lumiere, la lumiere peut-elle courber l'espace temps devant elle ( ou bien juste dans un cone derriere elle, un genre de cone de gravitons, comme il y a un cone de lumiere )?

    Merci,
    Nicolas.

  7. #6
    invite34567123333
    Invité

    Re : Courbure espace-temps et lumière

    Bonjour,

    Citation Envoyé par PPathfindeRR Voir le message
    je rajoute une petite précision de plus a ma question :

    Une grande quantité de lumière peut-elle courb...
    Il eut peut-être fallu demander à ce Professeur de Physique avant

    S'agit-il de ce documentaire ?

  8. #7
    jacquolintégrateur

    Re : Courbure espace-temps et lumière

    Citation Envoyé par Nicolas321 Voir le message
    Si la gravitation est transmise par les gravitons et que les gravitons se deplacent a la vitesse de la lumiere, la lumiere peut-elle courber l'espace temps devant elle ( ou bien juste dans un cone derriere elle, un genre de cone de gravitons, comme il y a un cone de lumiere )?
    Bonsoir
    La gravitation n'est pas transmise par des gravitons. Ceux ci sont des objets purement hypothétiques censés représenter l'aspect quantique des phénoménes de gravitation. En tout état de cause, s'ils existent effectivement, ils n'interviennent que dans les processus d'interaction entre des ondes de gravitation et des particules. Rien de tel n'a été observé pour le moment et aucune théorie susceptible de décrire de tels processus n'a été complétée ni validée à ce jour. La production d'un champ de gravitation par des ondes lumineuses est entièrement régie par les équations d'Einstein. Il faut introduire, au second membre, le tenseur énergie-impulsion correspondant aux ondes électromagnétiques, pour le problème considéré et, de plus, y adjoindre les équations de Maxwell sous la forme compatible avec la métrique tirée des équations d'Einstein. Le système est couplé.
    Le "cône de la lumière" est l'hyper-cône (variété à trois dimensions) constitué par l'ensemble des géodésiques de l'espace-temps de longueur nulle. Il ne joue pas de rôle particulier dans la réponse à la question initiale. Si la distribution d'énergie transportée par les ondes électromagnétiques considérées ici (et décrite par le tenseur d'énergie impulsion correspondant) comporte un moment quadripolaire variable dans le temps, alors ces ondes lumineuses vont émettre des ondes de gravitation mais cette émission restera extrêmement faible, à moins que l'énergie des ondes lumineuses ne soit fantastique.
    Le champ de gravitation, créé par des ondes electromagnétiques, se propage dans la totalité de l'espace-temps, comme d'ailleurs, le champ créé par toute distribution d'énergie quelque soit ,sa nature.
    Cordialement
    Ne jetez pas l’anathème : il peut servir !

  9. #8
    jacquolintégrateur

    Re : Courbure espace-temps et lumière

    @ ooolivier
    Bonsoir
    L'article référencé de Ronald Mallett n'a vraiment pas l'air sérieux et a fait l'objet de critiques qui l'ont invalidé.
    Quant à la vidéo, j'aurais tendance à la qualifier de "funambulesque" !!
    Cordialement
    Ne jetez pas l’anathème : il peut servir !

  10. #9
    invite34567123333
    Invité

    Re : Courbure espace-temps et lumière

    Citation Envoyé par jacquolintégrateur Voir le message
    @ ooolivier
    Bonsoir
    L'article référencé de Ronald Mallett n'a vraiment pas l'air sérieux et a fait l'objet de critiques qui l'ont invalidé.
    Quant à la vidéo, j'aurais tendance à la qualifier de "funambulesque" !!
    Cordialement
    Bonsoir,
    Vous l'aurez compris, mon intervention était surtout humoristique, et je n'ai pas pu m'empêcher de faire le lien (implicite ?) avec la question
    De plus, l'article de Wikipédia donne plus d'éléments qu'il n'en faut pour discréditer le projet de Mallett.
    J'ai du mal à croire qu'on puisse financer ces "travaux", quel qu'en soit le but (pédagogique ? fuite de la réalité depuis l'enfance ?)

    La seule chose qui me semble crédible dans son projet, c'est la démonstration expérimentale qu'un faisceau lumineux peut effectivement créer un effet de Frame-Dragging...(ce qui rejoint notre sujet par contre) et encore, je crois qu'on n'a même pas encore réussi à mesurer cet effet pour la rotation de la Terre - à confirmer - (un petit peu plus lourde qu'un petit faisceau Laser quand même)
    Dernière modification par invite34567123333 ; 11/07/2013 à 22h41.

  11. #10
    PPathfindeRR

    Re : Courbure espace-temps et lumière

    Citation Envoyé par ooolivier Voir le message
    Bonjour,



    Il eut peut-être fallu demander à ce Professeur de Physique avant

    S'agit-il de ce documentaire ?
    Whoaa ! tout à fait !!!!! il s'agit bien de Ronald Mallett !
    Comment as tu deviné que je pensais à lui précisément ?!

    Par contre ce n'est pas le même documentaire que j'ai vu.
    Dernière modification par PPathfindeRR ; 12/07/2013 à 01h50.
    « Un problème sans solutions est un problème mal posé ! » Albert Einstein.

  12. #11
    PPathfindeRR

    Re : Courbure espace-temps et lumière

    Maintenant que vous savez à qui je pensais (on ne peut rien vous cacher)...
    bien sure, après... pour toute son histoire de machine à explorer le temps, je suis resté un peu méfiant !

    Mais merci pour ces précisions concernant ces travaux, ça confirme également l'impression que j'en ai eu !
    Dernière modification par PPathfindeRR ; 12/07/2013 à 02h04.
    « Un problème sans solutions est un problème mal posé ! » Albert Einstein.

  13. #12
    invite34567123333
    Invité

    Re : Courbure espace-temps et lumière

    Citation Envoyé par PPathfindeRR Voir le message
    Whoaa ! tout à fait !!!!! il s'agit bien de Ronald Mallett !
    Comment as tu deviné que je pensais à lui précisément ?!

    Par contre ce n'est pas le même documentaire que j'ai vu.
    C'était pas bien difficile de deviner ce qui se cachait derrière le titre.
    Maintenant vous avez les infos et des arguments bien tranchants de Ken Olum et Allen Everett (ps : "documentaire" était ironique de ma part).
    Pas de longueur infinie (comme pour Tipler), pas de singularité..et une grosse bourde (volontaire ?) concernant la lumière ralentie (cf effet Tcherenkov).

    Pour se limiter à l'observation d'un effet gravitationnel mesurable, il me semble que la quantité de lumière nécessaire serait telle que des effets de second ordre (et au-delà) empêcherait le faisceau de grimper en intensité (polarisation du vide, créations de paires), avant même que les miroirs soient complètement vaporisés..

    (ça c'est juste pour la petite mesure d'effet Lense-Thirring)

    Le reste, c'est un vieux rêve d'enfant, qui est peut-être longtemps resté un espoir sincère mais vain de fuir la dure réalité, avant de devenir ce qui ressemble à une opportunité financière de vendre un bouquin d'autobiographie parsemé de "spectaculaire" pour faire vendre...

  14. #13
    Mailou75

    Re : Courbure espace-temps et lumière

    Annulé trompé de fil ;p
    Trollus vulgaris

  15. #14
    invite5418555b

    Re : Courbure espace-temps et lumière

    Bonjour jacquolintégrateur et merci pour ta reponse.

    Citation Envoyé par jacquolintégrateur Voir le message
    Bonsoir
    La gravitation n'est pas transmise par des gravitons. Ceux ci sont des objets purement hypothétiques censés représenter l'aspect quantique des phénoménes de gravitation. En tout état de cause, s'ils existent effectivement, ils n'interviennent que dans les processus d'interaction entre des ondes de gravitation et des particules. Rien de tel n'a été observé pour le moment et aucune théorie susceptible de décrire de tels processus n'a été complétée ni validée à ce jour. La production d'un champ de gravitation par des ondes lumineuses est entièrement régie par les équations d'Einstein. Il faut introduire, au second membre, le tenseur énergie-impulsion correspondant aux ondes électromagnétiques, pour le problème considéré et, de plus, y adjoindre les équations de Maxwell sous la forme compatible avec la métrique tirée des équations d'Einstein. Le système est couplé.
    Le "cône de la lumière" est l'hyper-cône (variété à trois dimensions) constitué par l'ensemble des géodésiques de l'espace-temps de longueur nulle. Il ne joue pas de rôle particulier dans la réponse à la question initiale. Si la distribution d'énergie transportée par les ondes électromagnétiques considérées ici (et décrite par le tenseur d'énergie impulsion correspondant) comporte un moment quadripolaire variable dans le temps, alors ces ondes lumineuses vont émettre des ondes de gravitation mais cette émission restera extrêmement faible, à moins que l'énergie des ondes lumineuses ne soit fantastique.
    Le champ de gravitation, créé par des ondes electromagnétiques, se propage dans la totalité de l'espace-temps, comme d'ailleurs, le champ créé par toute distribution d'énergie quelque soit ,sa nature.
    Cordialement
    Ok, oublions les gravitons. La gravitation est quand meme sensee se propager a la vitesse de la lumiere, donc est-ce qu'un photon va deformer l'espace-temps devant lui?

    Au niveau du tenseur energie-impulsion, est-ce qu'on tient compte a la fois de l'energie et de la quantite de mouvement du photon, ou bien est-ce que c'est juste un des 2 qu'on utilise?

    Et de maniere generale, est-ce que la deformation de l'espace-temps autour d'une particule est toujours la meme dans toutes les directions, ou bien est-ce qu'elle depend de la direction et de la vitesse de deplacement de la particule? Par exemple, est-ce qu'un electron qui se deplace a 99% de c va deformer l'espace temps de la meme maniere devant lui et derriere?

    Desole si je raconte n'importe quoi.

    Nicolas.

  16. #15
    invite34567123333
    Invité

    Re : Courbure espace-temps et lumière

    Bonsoir Nicolas,

    Citation Envoyé par Nicolas321 Voir le message
    Bonjour jacquolintégrateur et merci pour ta reponse.

    Ok, oublions les gravitons. La gravitation est quand meme sensee se propager a la vitesse de la lumiere, donc est-ce qu'un photon va deformer l'espace-temps devant lui?

    Au niveau du tenseur energie-impulsion, est-ce qu'on tient compte a la fois de l'energie et de la quantite de mouvement du photon, ou bien est-ce que c'est juste un des 2 qu'on utilise?

    Et de maniere generale, est-ce que la deformation de l'espace-temps autour d'une particule est toujours la meme dans toutes les directions, ou bien est-ce qu'elle depend de la direction et de la vitesse de deplacement de la particule? Par exemple, est-ce qu'un electron qui se deplace a 99% de c va deformer l'espace temps de la meme maniere devant lui et derriere?

    Desole si je raconte n'importe quoi.

    Nicolas.
    Il ne faut pas perdre de vue que la vitesse est relative.
    Par conséquent la réponse à toutes ces questions va dépendre du référentiel.

    Pour la première question, le photon dont la vitesse est par définition constante et égale à c quelque soit le référentiel, ne peut pas servir de référentiel.
    La question devient :
    Le photon qui se dirige vers un observateur peut-il exercer une influence gravitationnelle sur cet observateur avant de lui parvenir (?)
    La réponse est non.
    Si tel était le cas, nous enfreindrions la base de la relativité qui veut qu'aucune information ne va plus vite que c en cumulant les 2 vitesses, et nous aurions c+c=2c, or nous savons que c+c=c.

    Pour des particules massives dont la vitesse est inférieure à c dans tous les référentiels, la contrainte s'applique de la même façon de sorte que l'effet de la gravitation de ces particules parviendra à c à tous les observateurs, quelque soit leur vitesse relative.
    Il suffit d'utiliser la formule de composition des vitesses de la RR, du moins...tant qu'il n'y a pas "d'entraînement" de ces référentiels (Lense-Thirring) car après, ça devient beaucoup plus complexe, et il faut faire appel à la RG....
    Dernière modification par invite34567123333 ; 12/07/2013 à 21h18.

  17. #16
    Amanuensis

    Re : Courbure espace-temps et lumière

    Citation Envoyé par Nicolas321 Voir le message
    Au niveau du tenseur energie-impulsion, est-ce qu'on tient compte a la fois de l'energie et de la quantite de mouvement du photon, ou bien est-ce que c'est juste un des 2 qu'on utilise?
    Les deux. Et on ne peut pas faire autrement, la "division" entre énergie et quantité de mouvement dépend du choix de référentiel en toute généralité, et cela serait contraire au principe de relativité qu'un seul des deux ait de l'effet.

    La notion même de tenseur en 4D est là pour prendre les deux aspects en compte, sans qu'on ait besoin de les distinguer.

    Et de maniere generale, est-ce que la deformation de l'espace-temps autour d'une particule est toujours la meme dans toutes les directions, ou bien est-ce qu'elle depend de la direction et de la vitesse de deplacement de la particule? Par exemple, est-ce qu'un electron qui se deplace a 99% de c va deformer l'espace temps de la meme maniere devant lui et derriere?
    Un peu pareil. La question est posée dans le cadre d'un référentiel (on ne peut parler de vitesse, de direction de la vitesse, de devant ou derrière au sens spatial, etc. sans que cela dépende du choix de référentiel). La "déformation" (qui n'en est pas une...) est décrite tensoriellement de manière indépendante du choix de référentiel, et donc d'une manière telle que la question ne peut même pas être posée.

    Il y a néanmoins un aspect de la question qui a un aspect intéressant: l'effet "devant" et "derrière" au sens temporel, qui a un sens en 4D (contrairement aux avant et arrière au sens spatial). Les équations sont symétriques dans le temps, et s'il y a un effet "vers l'avant du temps" (solution dite "retardée"), il y en a aussi un "vers l'arrière du temps" (solution dite "avancée"). L'existence des deux solutions pose un problème, et c'est pratiquement par postulat qu'on ne choisit que la solution causale (c'est un poil caricatural, mais la question est difficile).
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  18. #17
    invite5418555b

    Re : Courbure espace-temps et lumière

    Citation Envoyé par ooolivier Voir le message
    Bonsoir Nicolas,



    Il ne faut pas perdre de vue que la vitesse est relative.
    Par conséquent la réponse à toutes ces questions va dépendre du référentiel.

    Pour la première question, le photon dont la vitesse est par définition constante et égale à c quelque soit le référentiel, ne peut pas servir de référentiel.
    La question devient :
    Le photon qui se dirige vers un observateur peut-il exercer une influence gravitationnelle sur cet observateur avant de lui parvenir (?)
    La réponse est non.
    Si tel était le cas, nous enfreindrions la base de la relativité qui veut qu'aucune information ne va plus vite que c en cumulant les 2 vitesses, et nous aurions c+c=2c, or nous savons que c+c=c.

    Pour des particules massives dont la vitesse est inférieure à c dans tous les référentiels, la contrainte s'applique de la même façon de sorte que l'effet de la gravitation de ces particules parviendra à c à tous les observateurs, quelque soit leur vitesse relative.
    Il suffit d'utiliser la formule de composition des vitesses de la RR, du moins...tant qu'il n'y a pas "d'entraînement" de ces référentiels (Lense-Thirring) car après, ça devient beaucoup plus complexe, et il faut faire appel à la RG....
    Salut Ooolivier et merci pour ton explication,

    Le photon cree donc un champ gravitationnel derriere lui.

    A part cela, est-ce que tu sais si il y a un effet doppler sur la gravitation? Si une particule se deplace en direction d'une autre, produira-t-elle un effet gravitationnel plus ou moins important a cause de l'effet doppler sur les ondes gravitationnelles du a leur vitesse relative? Si oui, que se passe-t-il dans le cas d'un photon qui emet en direction d'une autre particule derriere lui des ondes gravitationnelles, la difference de vitesse etant dans ce cas c?

    Des questions plutot tordues...

    Nicolas.

  19. #18
    invite34567123333
    Invité

    Re : Courbure espace-temps et lumière

    Bonsoir Nicolas,

    Citation Envoyé par Nicolas321 Voir le message
    Salut Ooolivier et merci pour ton explication,

    Le photon cree donc un champ gravitationnel derriere lui.
    Faut pas voir les choses comme ça, et il faut se méfier des images intuitives trompeuses auxquelles on est habitué dans la vie quotidienne.
    Comme dit, on ne peux pas se placer dans un référentiel "photon", puisque sa vitesse n'est pas relative mais absolue.
    Attention aussi, n'oublions pas l'indétermination quantique, vaut mieux pas parler d'un photon isolé.

    Ce qui est sûr, c'est que l'effet gravitationnel d'un faisceau lumineux (depuis la cible) ne peut pas être perçu avant son "impact" sur la cible.

    A part cela, est-ce que tu sais si il y a un effet doppler sur la gravitation? Si une particule se deplace en direction d'une autre, produira-t-elle un effet gravitationnel plus ou moins important a cause de l'effet doppler sur les ondes gravitationnelles du a leur vitesse relative? Si oui, que se passe-t-il dans le cas d'un photon qui emet en direction d'une autre particule derriere lui des ondes gravitationnelles, la difference de vitesse etant dans ce cas c?
    L'effet doppler s'applique aux ondes.
    On ne peut pas plus parler d'effet doppler pour un champ de gravitation que pour un champ électromagnétique.
    C'est comme si dans le domaine acoustique on parlait d'effet doppler pour une pression constante (pas de son).

    L'effet doppler s'applique à des ondes, donc, pour des ondes gravitationnelles, celles générées par un système binaire par exemple, il y a forcément un effet doppler qui s'applique aux OG pour un observateur qui s'éloigne ou s'approche de cette étoile binaire.

    Pour la lumière, et pour ta question sur les ondes gravitationnelles éventuellement générées par le faisceau, je suis à peu près sûr que l'effet doppler n'existe pas.
    En effet, la vitesse des OG est exactement égale à c. (suffit de faire la calcul pour voir qu'on aboutit à des incohérences)

    Des questions plutot tordues...
    Je m'en suis déjà posé des beaucoup plus tordues

  20. #19
    invite5418555b

    Re : Courbure espace-temps et lumière

    Bonjour Amanuensis et merci pour ton explication,

    C'est complique... en tout cas pouir moi.

    Les deux. Et on ne peut pas faire autrement, la "division" entre énergie et quantité de mouvement dépend du choix de référentiel en toute généralité, et cela serait contraire au principe de relativité qu'un seul des deux ait de l'effet.

    La notion même de tenseur en 4D est là pour prendre les deux aspects en compte, sans qu'on ait besoin de les distinguer.
    Je comprends que la quantite de mouvement ( et donc l'energie cinetique) depende du referentiel. ( L'energie au repos mc2 reste toujours constante).

    Ce que je me dis, c'est qu'on pourrait dire que c'est l'energie totale ( mc2 + energie cinetique ) qui cree la courbure de l'espace temps et point final.

    Mais si je comprends bien ce que tu dis, Il faut tenir compte des 2 separement pour pouvoir construire le tenseur, qui lui est independant du referentiel. C'est la separation des deux qui permet de faire "disparaitre" le referentiel. Est-ce que c'est bien ca?

    Un peu pareil. La question est posée dans le cadre d'un référentiel (on ne peut parler de vitesse, de direction de la vitesse, de devant ou derrière au sens spatial, etc. sans que cela dépende du choix de référentiel). La "déformation" (qui n'en est pas une...) est décrite tensoriellement de manière indépendante du choix de référentiel, et donc d'une manière telle que la question ne peut même pas être posée.

    Je comprends a peu pres. .La courbure ( plutot que la "deformation" ) de l'espace temps est independante du referentiel.

    Ma question posee de maniere plus pragmatique serait: si un electron se deplace a 99% de c ( par rapport a l'espace) et est separee d'une distance d de 2 particules qui sont fixes par rapport a l'espace, une devant et derriere. Les 2 particules seront-elles accelerees de la meme maniere vers l'electron? Je ne sais pas si la question a plus de sens sous cetter forme...

    Il y a néanmoins un aspect de la question qui a un aspect intéressant: l'effet "devant" et "derrière" au sens temporel, qui a un sens en 4D (contrairement aux avant et arrière au sens spatial). Les équations sont symétriques dans le temps, et s'il y a un effet "vers l'avant du temps" (solution dite "retardée"), il y en a aussi un "vers l'arrière du temps" (solution dite "avancée"). L'existence des deux solutions pose un problème, et c'est pratiquement par postulat qu'on ne choisit que la solution causale (c'est un poil caricatural, mais la question est difficile).
    Le fait que la gravitation se transmet a une vitesse finie ne pose-il pas un probleme pour cette symetrie passe/futur? Tient-on compte du fait que la vitesse de la gravitation est finie dans la RG? Du peu que j'en sais j'ai l'impression que non, meme si la RG predit des ondes du champ gravitationnel qui devraient se propager a c.

    Merci,
    Nicolas

  21. #20
    invite34567123333
    Invité

    Re : Courbure espace-temps et lumière

    Citation Envoyé par Nicolas321 Voir le message
    si un electron se deplace a 99% de c ( par rapport a l'espace) et est separee d'une distance d de 2 particules qui sont fixes par rapport a l'espace, une devant et derriere. Les 2 particules seront-elles accelerees de la meme maniere vers l'electron? Je ne sais pas si la question a plus de sens sous cetter forme...
    Aïe aïe aïe.
    Moi j'ai compris le fond de ta pensée, mais ta question posée ainsi, certains vont te trucider et prétendront ne rien comprendre

    Le fait que la gravitation se transmet a une vitesse finie ne pose-il pas un probleme pour cette symetrie passe/futur? Tient-on compte du fait que la vitesse de la gravitation est finie dans la RG? Du peu que j'en sais j'ai l'impression que non, meme si la RG predit des ondes du champ gravitationnel qui devraient se propager a c.
    C'est l'approche qui est différente.
    C'est encore plus compliqué lorsqu'il y a "entrainement des référentiels".

  22. #21
    invite34567123333
    Invité

    Re : Courbure espace-temps et lumière

    Citation Envoyé par ooolivier Voir le message
    C'est encore plus compliqué lorsqu'il y a "entrainement des référentiels".
    Regarde ici : http://en.wikipedia.org/wiki/Ergosphere

    Citation Envoyé par Wikipedia
    Within the ergosphere, spacetime is dragged along in the direction of the rotation of the black hole at a speed greater than the local speed of light in relation to the rest of the universe.This process is known as the Lense-Thiring effect or frame-dragging.[2] Because of this dragging effect, objects within the ergosphere could not be stationary with respect to the rest of the universe unless they were to travel faster than the speed of light with respect to local spacetime. A suspended plumb, held stationary outside the ergosphere, will experience infinite/diverging radial pull as it approaches the static limit. At some point it will start to fall, resulting in gravitomagnetically induced spinward motion. Another result of this dragging of space is the existence of negative energies within the ergosphere.

    The outer limit of the ergosphere is called the stationary limit or static limit. At the stationary limit, objects moving counter spinward at the speed of light are stationary with respect to the rest of the universe. This is because the space here is being dragged at exactly the speed of light relative to the rest of space. Outside this limit space is still dragged, but at a rate less than the speed of light.
    On parle allègrement "d'espace" entraîné et de vitesse supérieure à la vitesse locale de la lumière dans le reste de l'Univers.

    Le vocabulaire fait parfois défaut pour expliquer toutes ces choses, et, employé dans la bouche d'amateurs, ceux-ci seraient invités à apprendre qu'il n'y a pas de mouvement par rapport......à l'espace..
    Dernière modification par invite34567123333 ; 13/07/2013 à 23h41.

  23. #22
    Mailou75

    Re : Courbure espace-temps et lumière

    Et pourtant... Parler d'immobilité ne pose aucun problème (=comobile)
    Trollus vulgaris

  24. #23
    Calvert

    Re : Courbure espace-temps et lumière

    Et pourtant... Parler d'immobilité ne pose aucun problème (=comobile)
    On peut toujours parler d'immobilité par rapport à un référentiel, non ? Sans pour autant que ce soit vrai dans d'autres ?

  25. #24
    Amanuensis

    Re : Courbure espace-temps et lumière

    Citation Envoyé par Nicolas321 Voir le message
    C'est complique... en tout cas pouir moi.
    C'est compliqué pour tout le monde.

    Ce que je me dis, c'est qu'on pourrait dire que c'est l'energie totale ( mc2 + energie cinetique ) qui cree la courbure de l'espace temps et point final.
    L'énergie totale ne donne pas toute l'information nécessaire. Cela se voit aisément en étudiant un changement de référentiel, et ce même en classique.

    Si on dit que dans le référentiel R l'énergie d'un point matériel est E, et qu'on demande l'énergie dans le référentiel R' de vitesse relative le vecteur v, on ne peut pas répondre. Par contre, si on vous donne à la fois E et le vecteur p, on peut répondre non seulement pour E' mais aussi pour p' (précisément on a p' = Ep/p² + v, et E'=Ep'²/p²). En relativité restreinte, les formules sont bien plus simples, car la relation est linéaire. Et cette linéarité permet de grouper E et P en un seul "objet" (un vecteur quadri-dimensionnel), contenant l'information aussi bien sur E que sur le vecteur p.

    On ne peut donc pas espérer décrire une cause indépendante du référentiel sans qu'elle dépende de l'énergie totale et de la quantité de mouvement. Que la cause de la gravitation, exprimée de manière indépendante du choix de référentiel, soit la 4-impulsion fait donc parfaitement sens.

    Mais si je comprends bien ce que tu dis, Il faut tenir compte des 2 separement pour pouvoir construire le tenseur, qui lui est independant du referentiel.
    Oui, c'est l'idée, on peut le dire comme ça.

    C'est la separation des deux qui permet de faire "disparaitre" le referentiel. Est-ce que c'est bien ca?
    C'est plutôt le regroupement des deux en un seul "objet". C'est le choix d'un référentiel qui les "sépare".


    Je comprends a peu pres. .La courbure ( plutot que la "deformation" ) de l'espace temps est independante du referentiel.
    Oui. Un référentiel n'est qu'un outil de calcul, comme un système de coordonnées. Où se trouve Sydney est indépendant du système de coordonnées (longitude, latitude), mais ce système permet de "mettre en chiffres" (la longitude et la latitude) cet endroit, et éventuellement de faire des calculs.

    Ma question posee de maniere plus pragmatique serait: si un electron se deplace a 99% de c ( par rapport a l'espace) et est separee d'une distance d de 2 particules qui sont fixes par rapport a l'espace, une devant et derriere. Les 2 particules seront-elles accelerees de la meme maniere vers l'electron? Je ne sais pas si la question a plus de sens sous cetter forme...
    Elle a un sens, du moins si on réalise que "espace" n'a de sens qu'une fois choisi un référentiel, qu'on ne le confond pas avec un "espace absolu".

    Et la réponse est oui. Le choix d'un référentiel permet de "mettre en chiffres" la force exercée, de "mettre en chiffres" les accélérations et on peut étudier la relation entre les deux. Le rapport est l'inertie, dont la valeur dépend de la vitesse de la particule relativement au référentiel (à "l'espace), et donc du choix de référentiel. Dans le référentiel considéré, si les deux particules ont la même charge, on peut dire que la force exercée par l'électron est la même (on suppose que tout se fait sur un même axe), et, comme l'inertie des particules est la même dans ce référentiel (elles ont la même vitesse), l'accélération sera la même.

    Le fait que la gravitation se transmet a une vitesse finie ne pose-il pas un probleme pour cette symetrie passe/futur? Tient-on compte du fait que la vitesse de la gravitation est finie dans la RG?
    Oui. Disons que c'est une conséquence naturelle de l'idée qu'à la limite locale, l'espace-temps a la structure de l'espace-temps de Minkowski, celui de la RR.

    Il y a une sorte d'illusion que la gravitation est "instantanée" (terme qui n'a pas grand sens en RG), qui vient de ce que sous certaines hypothèses simplificatrices (valides par exemple pour l'étude du Système Solaire) la gravitation de la RG se simplifie en la gravitation newtonienne, qui, elle, modélise la gravitation comme instantanée (ce qui a un sens en mécanique newtonienne, le modèle étant celui d'un temps absolu). Que les deux soient compatibles n'est pas un point trivial (il y a eu quelques discussions sur le sujet dans le passé).

    De manière intéressante, l'idée que la quantité de mouvement de la source intervient dans la gravitation permet d'avoir une ombre d'explication. La gravitation de Newton ne la fait dépendre que de la masse. Mais on peut obtenir l'illusion de l'instantanéité si la gravitation dépend aussi de la vitesse de la source, et ce de manière à ce qu'elle semble venir du point où sera la source si elle allait à vitesse constante: en effet la position et la vitesse passées permet alors de calculer la position présente. On peut, en simplifiant, dire que la gravitation newtonienne "cache" l'influence de la vitesse (de la quantité de mouvement, en fait) légèrement passée (prenant en compte la propagation à vitesse finie) dans la modélisation d'une action "instantanée". Au lieu de dire la gravitation dépend de la position S présente de la source et de sa masse, on aurait pu modéliser en disant que la gravitation dépend de la position, la masse et la quantité de mouvement de la source dans le passé (une durée d/c plus tôt). Il se trouve que les formules sont approximativement les mêmes, avec une approximation telle que l'erreur est (presque) négligeable dans un cas comme le Système Solaire. Plus simple alors de prendre le modèle avec dépendance de la quantité de mouvement "cachée" dans l'instantanéité, qui se révèle illusoire.
    Dernière modification par Amanuensis ; 14/07/2013 à 07h02.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  26. #25
    Mailou75

    Re : Courbure espace-temps et lumière

    Citation Envoyé par Calvert Voir le message
    On peut toujours parler d'immobilité par rapport à un référentiel, non ? Sans pour autant que ce soit vrai dans d'autres ?
    Oui parfaitement. Les objets dits comobiles sont en mouvement relatif par rapport à l'observateur.

    Ce qui me chagrine c'est quand on entend qu'ils sont immobiles dans l'espace et s'éloignent parce que celui ci grandit...
    En fait non c'est même pas ça qui me dérange car c'est (presque) juste, mais l'explication du redshift :
    il est du au mouvement relatif conséquent à l'expansion et non à la variation du facteur d'échelle entre émission et réception !

    Discussion vue et revue... inutile d'aller plus loin, on entre dans le domaine de la religion et je suis athée !!
    Trollus vulgaris

  27. #26
    invite5418555b

    Re : Courbure espace-temps et lumière

    Merci Amanuensis pour ton explication detaillee, cette fois j'ai plutot bien compris.

    Nicolas.

  28. #27
    invite5418555b

    Re : Courbure espace-temps et lumière

    Bonjour Ooolivier et merci pour tes explications,

    L'effet doppler s'applique aux ondes.
    On ne peut pas plus parler d'effet doppler pour un champ de gravitation que pour un champ électromagnétique.
    C'est comme si dans le domaine acoustique on parlait d'effet doppler pour une pression constante (pas de son).

    L'effet doppler s'applique à des ondes, donc, pour des ondes gravitationnelles, celles générées par un système binaire par exemple, il y a forcément un effet doppler qui s'applique aux OG pour un observateur qui s'éloigne ou s'approche de cette étoile binaire.

    Pour la lumière, et pour ta question sur les ondes gravitationnelles éventuellement générées par le faisceau, je suis à peu près sûr que l'effet doppler n'existe pas.
    En effet, la vitesse des OG est exactement égale à c. (suffit de faire la calcul pour voir qu'on aboutit à des incohérences)
    Je pensais naivement que la gravitation etait transmise par les ondes gravitationnelles, mais de ce que je vois ca n'a rien a voir et on ne sait pas exactement comment elle est transmise. En electromagnetisme ( ou plutot electrodynamique quantique ) le champ est genere par l'emission de particules virtuelles, mais dans le cas de la gravitaton c'est encore mysterieux.

    Si ce ne sont pas les ondes gravitationnelles qui transmettent la gravitation, comment peut-on savoir sur qu'elle se propage a la vitesse de la lumiere?

    Regarde ici : http://en.wikipedia.org/wiki/Ergosphere

    Citation Envoyé par Wikipedia
    Within the ergosphere, spacetime is dragged along in the direction of the rotation of the black hole at a speed greater than the local speed of light in relation to the rest of the universe.This process is known as the Lense-Thiring effect or frame-dragging.[2] Because of this dragging effect, objects within the ergosphere could not be stationary with respect to the rest of the universe unless they were to travel faster than the speed of light with respect to local spacetime. A suspended plumb, held stationary outside the ergosphere, will experience infinite/diverging radial pull as it approaches the static limit. At some point it will start to fall, resulting in gravitomagnetically induced spinward motion. Another result of this dragging of space is the existence of negative energies within the ergosphere.

    The outer limit of the ergosphere is called the stationary limit or static limit. At the stationary limit, objects moving counter spinward at the speed of light are stationary with respect to the rest of the universe. This is because the space here is being dragged at exactly the speed of light relative to the rest of space. Outside this limit space is still dragged, but at a rate less than the speed of light.
    On parle allègrement "d'espace" entraîné et de vitesse supérieure à la vitesse locale de la lumière dans le reste de l'Univers.
    Le vocabulaire fait parfois défaut pour expliquer toutes ces choses, et, employé dans la bouche d'amateurs, ceux-ci seraient invités à apprendre qu'il n'y a pas de mouvement par rapport......à l'espace..
    Cette histoire de frame dragging est tres interessante. Et elle me fait penser a une question que je me posais concernant la vitesse de rotation trop rapide des etoiles dans les galaxies ( probleme de la matiere noire ).

    Est-ce qu'il ne pourrait pas y avoir un effet de frame dragging dans ce cas la? Dans le sens ou on croit que la vitesse de l'etoile est trop rapide alors cet exces de vitesse est du a du frame dragging?

    Nicolas.

  29. #28
    Amanuensis

    Re : Courbure espace-temps et lumière

    Citation Envoyé par Nicolas321 Voir le message
    Si ce ne sont pas les ondes gravitationnelles qui transmettent la gravitation, comment peut-on savoir sur qu'elle se propage a la vitesse de la lumiere?
    Déjà, le terme "se propager" n'est pas clair. (Les cas où la notion de propagation des ondes est clair est quand cela implique un support matériel (le son par exemple); pour l'électromagnétisme ou la gravitation, supposer une propagation au sens classique revient à supposer un éther...)

    Ce qu'on sait, c'est que les équations différentielles amènent à exprimer ce qu'il se passe en un événement en terme de ce qui se trouve sur le cône de lumière passé de l'événement.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  30. #29
    invite34567123333
    Invité

    Re : Courbure espace-temps et lumière

    Citation Envoyé par Nicolas321 Voir le message
    Si ce ne sont pas les ondes gravitationnelles qui transmettent la gravitation, comment peut-on savoir sur qu'elle se propage a la vitesse de la lumiere?
    C'est pas vraiment ça.
    On parle d'onde dès qu'il y a variation de champ de gravitation, par exemple avec le cas d'une étoile binaire.
    Einstein avait prédit que la gravitation ne pouvait se "propager" plus vite que c (les OG sont de l'information, et aucune information ne peut voyager plus vite que c.
    Il aura fallu attendre le 8 septembre 2002 pour en avoir la confirmation expérimentale :

    http://www.cirs-tm.org/breve.php?id=123

    Cette histoire de frame dragging est tres interessante. Et elle me fait penser a une question que je me posais concernant la vitesse de rotation trop rapide des etoiles dans les galaxies ( probleme de la matiere noire ).

    Est-ce qu'il ne pourrait pas y avoir un effet de frame dragging dans ce cas la? Dans le sens ou on croit que la vitesse de l'etoile est trop rapide alors cet exces de vitesse est du a du frame dragging?
    Non, ça n'a rien à voir, cet effet est négligeable à l'échelle d'une galaxie, alors que les vitesses mesurées des étoiles restent beaucoup plus élevées que prévu à grande distance du centre.
    En fait, la décroissance de vitesse en s'éloignant du centre est quasi-linéaire, la vitesse variant en 1/R (au lieu de 1/R² attendu par les lois de la gravitation universelle).

  31. #30
    invite5418555b

    Re : Courbure espace-temps et lumière

    Cela dit dans cet article:
    http://en.wikipedia.org/wiki/Graviton

    Il est dit:
    If it exists, the graviton is expected to be massless (because the gravitational force appears to have unlimited range) and must be a spin-2 boson. The spin follows from the fact that the source of gravitation is the stress-energy tensor, a second-rank tensor (compared to electromagnetism's spin-1 photon, the source of which is the four-current, a first-rank tensor). Additionally, it can be shown that any massless spin-2 field would give rise to a force indistinguishable from gravitation, because a massless spin-2 field must couple to (interact with) the stress-energy tensor in the same way that the gravitational field does.[4] This result suggests that, if a massless spin-2 particle is discovered, it must be the graviton, so that the only experimental verification needed for the graviton may simply be the discovery of a massless spin-2 particle.[5]
    Ce qui signifie que la relativite generale predit leur existence, non?

    Ils disent que le graviton produirait une force indistinguable de la gravitation, est-ce que c'est reellement vrai?

    Et est-ce que les gravitons se propageraient forcement a la meme vitesse que les ondes gravitationnelles? ( etant donne qu'on devrait etre capable des les detecter )

    Merci,
    Nicolas.

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