Une question sur la Gravité

[GaetanVoudraitComprendre]

Bonjour,

C'est, la première fois que je pose une question sur un forum donc j’espère ne pas trop faire n'importe quoi.

Mon problème, est le suivant:
Dans un ouvrage de vulgarisation scientifique, j'ai lu que l'auteur définie l'attraction gravitationnelle d'un astre comme la déformation que l'astre effectue dans le tissu de l'univers, cette déformation est une sorte de "pente" invisible. Si l'objet est sphérique et à peu près homogène, la pente se dirige vers le centre de la sphère.
Je ne comprend pas comment un objet peut dévaler cette pente si la gravité est cette déformation en personne. Il faut à mon sens qu'une force attractive attire l'objet.
Pour tenter d’être plus clair je ne comprend pas cette notion de pente étant donné que l'univers n'a pas de haut ou de bas.

Voila, je ne crois pas avoir été très clair mais j’espère que des esprits plus futés que le mien pourront m'éclairer. (je précise que je ne remet pas en cause les traveaux de l'auteur, j'ai conssience que le problème vient de mon incompréhenssion) Gaetan
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[pm42]

Ce qu'on t'a donné est une image de vulgarisation pour t'aider à comprendre que la gravité fonctionne comme cela : par déformation de l'espace-temps.
Mais cette image a ses limites bien sur et notamment, elle est en dimension 2 : on suppose qu'on déforme une surface alors qu'en réalité, on déformation une dimension 3 (ou 4 avec le temps).

Mais cela n'est pas représentable graphiquement. C'est tout le problème de faire comprendre avec des images "simples" ce qui s'exprime en réalité avec des équations qui décrivent des métriques, des géodésiques, etc...

[GaetanVoudraitComprendre]

Merci beaucoup pour votre réponse.
Je ne dois donc pas trop me fier aux images trop imagées de vulgarisations peut être trop vulgarisées.

[mach3]

Je ne dois donc pas trop me fier aux images trop imagées de vulgarisations peut être trop vulgarisées.

le problème est dans l'interprétation de l'image. C'est censé illustrer la courbure de l'espace-temps et donc justifier les trajectoires courbes des objets dans l'univers : les masses courbent l'espace-temps, et cela courbe donc les trajectoires qui coïncident alors avec les trajectoires de chutes libres déjà connues en mécanique classique. La rupture étant qu'il n'y a plus de force de gravitation, mais seulement des corps qui vont tout droit devant eux (inertie), dont la trajectoire apparait courbe parce que l'espace-temps est courbe.
Ces trajectoires courbes de chute libre dans l'espace-temps s'appellent des géodésiques, ce sont les chemins les plus "courts" de l'espace-temps, comme le sont les droites dans le plan ou l'espace euclidien plat.
Pour faire une analogie, on peut considérer la surface d'une sphère : les géodésiques y sont les grands cercles (les cercles qui ont le même rayon et le même centre que la sphère). Pour aller d'un point A à un point B sur la sphère, il suffit d'aller "tout droit" de l'un à l'autre et cela mène à se déplacer le long d'un grand cercle de la sphère qui passe par A et B (Notons que l'on fait comme cela pour les routes aériennes et maritimes voir ici : https://fr.wikipedia.org/wiki/Orthodromie ).
Ainsi se déplacer tout droit sur une sphère revient à tourner en rond, on finit forcément pas repasser là d'où on est parti. On peut ensuite imaginer des surfaces courbes de plus en plus complexe et s'interroger sur la forme des géodésiques de ces surfaces, puis même des espaces courbes (on ajoute une dimension) et pour finir des espace-temps courbe (encore une dimension de plus, mais avec un signe différent dans la métrique).

m@ch3

[A voir en vidéo sur Futura]

[orbiter28]

My 2 cents...

A propos de la vulgarisation, la relativité restreinte et l'effet doppler repose tous 2 sur la géométrie de lorentz il me semble.

Donc, peut-être serait-il une bonne idée de faire doppler puis relativité restreinte, pas mal d'analogie peuvent être faites, et à partir de la tu pourrais plus facilement comprendre où veulent en venir les représentation qui vulgarisent.

Du parlais du besoin d'une force attractive :

Il faut à mon sens qu'une force attractive attire l'objet.

Je suis passé par un peu de doppler, et à force d'imaginer les évènements dans un éther (je me débrouille comme je peut pour visualiser ) j'ai finit par me dire que pour attirer un objet, pas besoin de force, si l'endroit dans lequel il baigne est en mouvement.

Alors du coup, les planètes et étoiles sont juste de gros aspirateur à fluide, et l'info (les photons) voyagent dedans. Mais plus besoin de force.

[pm42]

et à force d'imaginer les évènements dans un éther

Pourquoi alors qu'on a rejetté cette approche depuis plus d'un siècle ?

Alors du coup, les planètes et étoiles sont juste de gros aspirateur à fluide, et l'info (les photons) voyagent dedans. Mais plus besoin de force.

Cela me semble relever de la théorie personnelle et ne pas vouloir dire grand chose.

[orbiter28]

et à force d'imaginer les évènements dans un éther

Pourquoi alors qu'on a rejetté cette approche depuis plus d'un siècle ?

La question intéressante c'est plutôt : imaginer les événements dans un ether peut-il aider à comprendre par la suite à comprendre la rr et la rg ?
Pourquoi tant d'ouvrage traitant de la rr commence par parler de cette approche historique ? Peut-être par qu'il y-a un intérêt à procéder par étape.

Alors du coup, les planètes et étoiles sont juste de gros aspirateur à fluide, et l'info (les photons) voyagent dedans. Mais plus besoin de force.

Cela me semble relever de la théorie personnelle et ne pas vouloir dire grand chose.

Le fait de mettre une boule au milieu d'un tissus, qu'elle s'y enfonce et crée une dépression, c'est une image.
Ici il s'agit d'une image aussi, je ne vais pas avoir pour théorie personnelle qu'une étoile est un gros aspirateur à fluide ^^
Cette image permet au moins, elle permet un passage en 3 dimensions spatiales.

De plus, si on place une source sonore dans ce fluide, les ondes générer par ce fluide serons affectés par les dépressions qui s'y trouvent, et n'irons pas forcément en ligne droite. Et le fait de se déplacer par rapport à ces ondes peut changer la fréquence entendu. Si l'onde est émise par une source régulière comme une horloge, ça commence à faire pas mal d'analogie pour vulgariser à propos de la rg, et c'est bien mieux qu'un boule au milieux d'un tissus.

[Deedee81]

Salut,

De plus, si on place une source sonore dans ce fluide, les ondes générer par ce fluide serons affectés par les dépressions qui s'y trouvent, et n'irons pas forcément en ligne droite. Et le fait de se déplacer par rapport à ces ondes peut changer la fréquence entendu. Si l'onde est émise par une source régulière comme une horloge, ça commence à faire pas mal d'analogie pour vulgariser à propos de la rg, et c'est bien mieux qu'un boule au milieux d'un tissus.

Il y a même un modèle de trou noir avec la mécanique des fluides. Mêmes équations (pour une partie, et en 2+1D si ma mémoire est bonne) et donc plus qu'une analogie.

Je dois dire que je n'ai jamais aimé la boule et le tissus, je trouve cela trop trompeur. Même Thorn (qui s'adressait pourtant à des étudiants en RG, donc du type master, pas de la gnognotte) mettait en garde contre cette analogie.

[pm42]

La question intéressante c'est plutôt : imaginer les événements dans un ether peut-il aider à comprendre par la suite à comprendre la rr et la rg ?

Non, c'est pour ça qu'on y a renoncé.

Pourquoi tant d'ouvrage traitant de la rr commence par parler de cette approche historique ? Peut-être par qu'il y-a un intérêt à procéder par étape.

Parce qu'ils commencent par l'historique, la supposition d'un ether, la recherche des preuves de son existence, les indices de son absence avant d'introduire justement la RR qui s'en passe entièrement.

ça commence à faire pas mal d'analogie pour vulgariser à propos de la rg, et c'est bien mieux qu'un boule au milieux d'un tissus.

Comme le fait remarquer un autre participant, il faut faire attention avec les analogies. Encore plus quand on ne maitrise pas le sous-jacent et qu'on ne raisonne que par analogie.

[orbiter28]

La question intéressante c'est plutôt : imaginer les événements dans un ether peut-il aider à comprendre par la suite à comprendre la rr et la rg ?

Non, c'est pour ça qu'on y a renoncé.

Je crois qu'on ne s'est pas compris.
"Imaginer les évènements dans un ether peut-il aider à comprendre", dans le cadre d'une démarche didactique, non pas pour faire des calculs en labo.

"Non, c'est pour ça qu'on y a renoncé."

A utiliser l'ether dans les labo, sans aucun doute, mais à imaginer les événements dans un ether pour aider à comprendre par la suite la rr, et dans le cadre d'une démarche didactique puisqu'il faut préciser cela, je ne crois pas qu'on y est renoncé.

N'as-tu pas remarqué que GaetanVoudraitComprendre est dans le cadre d'une démarche didactique ?

[pm42]

A utiliser l'ether dans les labo, sans aucun doute, mais à imaginer les événements dans un ether pour aider à comprendre par la suite la rr, et dans le cadre d'une démarche didactique puisqu'il faut préciser cela, je ne crois pas qu'on y est renoncé.

Ben si aussi. "Je ne crois pas" n'est pas un exemple et plus haut, quand tu as ressorti la notion, tu n'a pas pointé sur un cours, un lien mais sur ton approche personnelle laquelle n'a pas pour le moment fait la preuve de son efficacité.

N'as-tu pas remarqué que GaetanVoudraitComprendre est dans le cadre d'une démarche didactique ?

Ce genre de remarque à connotation méprisante gagnerait à être évitée.

[Deedee81]

A utiliser l'ether dans les labo, sans aucun doute, mais à imaginer les événements dans un ether pour aider à comprendre par la suite la rr, et dans le cadre d'une démarche didactique puisqu'il faut préciser cela, je ne crois pas qu'on y est renoncé.

Sur ce point, je suis d'accord avec Orbiter. Pas mal de cours (pas tous !) sur la RR commencent de manière historique, décrivent les anciennes expériences et donc forcément parlent de l'éther.
Ici par exemple c'est ce que j'ai fait :
http://fr.scribd.com/doc/166636239/C...restreinte-pdf
Et je consacre une bonne partie à réfuter l'éther !!!

N'as-tu pas remarqué que GaetanVoudraitComprendre est dans le cadre d'une démarche didactique ?

Oui mais attention, ce n'est pas pour ça qu'on doit tout déballer depuis l'éther On est sur un Forum et il est difficile d'y mettre une explication de cent pages. Il vaut mieux ici :
- soit donner des références
- soit aller plus directement au but

EDIT croisement avec pm42. C'est ce point sur la manière d'expliquer dans un forum qui amha a créé la discussion malheureuse et généré les incompréhensions. Essayons tous de garder notre calme.
pm42, ne fait pas de procès d'intention. Je n'ai pas vu de connotation méprisante dans la remarque de orbiter. Il ne fait que souligner la démarche que Gaetan sembler vouloir souhaiter suivre.
L'art de communiquer est parfois difficile

[orbiter28]

Comme toutes les réponses que tu m'a faite dans ce sujet et dans d'autre sujet sont des critiques négatives, ça me semble plausible que tu ai omis l'aspect didactique afin de pouvoir rester sur une critique négative. C'est pour cela que j'ai fait cette précision sur l'aspect didactique.

Il n'y-a pas de méprise dans ma dernière question. De toute façon on ne peut pas mépriser quelqu'un pour une omission. Quand je veux mépriser, je le fait ouvertement.

De mon point de vue, les ouvrage qui parlent de la rr et rg parlent de l'ether non pas uniquement parce qu'il y-a un aspect historique, mais aussi parce qu'il y-a un aspect didactique. Que les savants de l'époque se soient orienté vers l'hypothèse d'une ether amène simplement vers une remise en question de la géométrie et du transfert des informations.

Maintenant, comment prouver que parler de cette histoire d'ether est également didactique et non pas seulement par culture historique ? Je ne sais pas. Prouver l'inverse est aussi difficile il me semble. Mais ça peut intéressé Gaetan. C'est là l'essentiel. Je ne veux plus perdre de temps à me justifier.

[Deedee81]

Orbiter,

Tu remarqueras qu'énormément de réponses dans futura sont.... des critiques. Et c'est bien normal. Quand quelqu'un a déjà apporté une réponse, les messages qui suivent ne peuvent être que des compléments ou des critiques. On envoie peu de messages pour dire "je suis d'accord" (contrairement à ce qui se passe dans une conversation orale). On peut le déplorer (ça donne parfois un ton faussement agressif aux conversations) mais c'est ainsi.
Donc, là aussi il faut éviter de faire un procès d'intention. Ce n'est pas parce que pm42 a posté des critiques qu'il a omis le coté didactique !!!!!

Attention, il y a des cours des pédagogique qui n'abordent jamais l'aspect éther. Le meilleur des cours sur la RG est très certainement Gravitation de Misner, Thorn et Wheeler et ils ne parlent pas un iota de l'éther.
Certains préfèrent le cours de Wheeler mais lui non plus d'en parle pas.
Le cours de Lebellac est connu est pas mal aussi et lui non plus ne parle pas de l'éther.
Le livre très pédagogique de Ougarov sur la RR par contre en touche un mot (à peu près deux ou trois paragraphes). Contrairement au cours que j'ai écrit ci-dessus qui en parle beaucoup plus.

Donc, attention de ne pas généraliser abusivement. On peut être extrêmement didactique / pédagogique sans parler de l'éther.

[GaetanVoudraitComprendre]

Merci beaucoup pour toutes vos réponses. Je pense m'acheter un livre abordant plus en détail la relativité restreinte et la relativité générale, ça me semble plus que judicieux.

[IgorBosko]

Bonjour à tous,

il me semble que d'un point de vue 'manuel de cours', il n'est pas du tout nécessaire d'introduire la notion d'éther pour introduire la relativité restreinte ou la relativité générale. L'objectif d'un manuel est bien de donner tous les éléments caractérisant une théorie et pas obligatoirement faire l'inventaire de ce qui ne la caractérise pas ou de donner un résumé historique de la pensée ayant aboutie à cette dite théorie.

Par contre, d'un point de vue épistémologique, l'éther est de première importance! L'éther étant le milieux dans lequel l'onde lumineuse se propage selon les physiciens du 19ème siècle, trouver une théorie qui fonctionne et qui annonce fièrement que la lumière se propage dans le vide sans substrat c'est carrément déclarer que l'objet 'onde électromagnétique' devient un élément de l'ontologie du monde. Ce qui n'était qu'émergeant devient une entité concrète parmi le bestiaire de l'Univers. A partir de ce point là, rien n'empêche d'imaginer un champ, dont les paquets d'ondes sont les phénomènes émergeant, comme un objet élémentaire de l'Univers. Du coup, d'un point de vue épistémologique, ontologique et historique c'est très pertinent d'introduire l'éther et sa réfutation par les théories actuellement acceptées.

Par contre, présenter des phénomènes gravitationnels, bien décrit par la RG, en faisant la comparaison avec et sans éther me parait particulièrement difficile et très confus. J'ai pas forcément compris le chemin didactique qui passerait par l'éther au vue des post précédents.

[IgorBosko]

Je ne comprend pas comment un objet peut dévaler cette pente si la gravité est cette déformation en personne. Il faut à mon sens qu'une force attractive attire l'objet.
Pour tenter d’être plus clair je ne comprend pas cette notion de pente étant donné que l'univers n'a pas de haut ou de bas.

Remplacer cette image par une autre ne sera pas forcément plus pertinent... Après dire que la déformation de l'espace-temps engendrée par une masse induit une courbure sur toute trajectoire au voisinage de cette masse n'est pas très visuel...

Après je n'ai pas compris ces images avec l'éther. La situation avec ou sans éther est très très différente... Avec éther (théorie du 19ème siècle), l'espace-temps n'a pas de propriété intrinsèque générale comme la courbure généralisée. Sans éther, c'est le cas, d'où la dynamique de l'Univers et le modèle cosmologique standard. Où alors on appelle le champ spatio-temporel 'éther'... pourquoi pas après tout, ça le matérialisera un peu plus dans l'imaginaire des gens (bon, tout en mettant d'autant plus de confusion historique...).

[rik 2]

Je ne [comprends!] pas comment un objet peut dévaler cette pente si la gravité est cette déformation en personne. Il faut à mon sens qu'une force attractive attire l'objet.

Excellente remarque! Quelle est la "gravité" qui agirait dans l'espace-temps?

[IgorBosko]

Excellente remarque! Quelle est la "gravité" qui agirait dans l'espace-temps?

Pour rebondir : la réponse n'a-t-elle pas été donnée auparavant? Tout mouvement libre est inertiel en Relativité Générale et suit les courbes de l'espace-temps. Les particules n'ont pas le choix d'aller en ligne droite, elles sont obligées de suivre ces courbes dynamiquement imposé par le tissu espace-temps par toutes les particules qui s'y trouve. Aucun objet ne dévale une pente, l'objet suit la trajectoire qui nécessite le moins d'énergie possible dans l'espace-temps en respectant le principe de moindre action. Dit autrement, la ligne droite n'est pas le chemin le plus court dans un espace-temps déformable. Pour suivre une ligne droite, une particule aurait alors besoin d'un coup de pouce, sous la forme d'une force qui l'empêche de suivre naturellement les lignes courbe de moindre action, par exemple un tunnel électromagnétique linéaire pour une particule chargée, où pourquoi pas le sol aplanie sur une planète. La gravité dans le sens force attractive Newtonienne n'est plus en relativité générale. Le mouvement inertiel sous la forme d'une ligne droite n'est plus en relativité générale le mouvement nécessitant aucune action extérieure, c'est a priori une courbe, dont la droite est un cas particulier.