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Champs magnétique et masse du photon



  1. #1
    propedeutique

    Champs magnétique et masse du photon


    ------

    Bonjour,
    Les champs magnétique sont omniprésents dans notre univers.
    Du fait de la formule définissant la masse/énergie du photon (E² = m²c^4 + p²c²) a-t-on une idée du pourcentage que représente cette masse par rapport à la masse baryonique?
    Merci.

    -----

  2. Publicité
  3. #2
    coussin

    Re : Champs magnétique et masse du photon

    Le photon a une masse nulle. La relation est donc E=pc pour le photon.

  4. #3
    mach3
    Modérateur

    Re : Champs magnétique et masse du photon

    Un photon en lui-même possède une masse nulle, par contre un ensemble de plusieurs photons se propageant dans des directions différentes aura une masse non nulle (simple addition des 4-impulsions). Cela ne vaut que pour le rayonnement, pas pour les champs statiques et est quelque peu "brouillon".
    Une manière plus juste et générale pour rendre compte de cela est de considérer le tenseur énergie-impulsion du champ électromagnétique.

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  5. #4
    propedeutique

    Re : Champs magnétique et masse du photon

    Oui, un photon n'a pas de masse. Mais l'équivalence masse/énergie se retrouve malgré tout dans la déviation des photons à proximité d'une étoile, par exemple. Il subit donc la déformation de l'espace dû à la gravité. Me trompe-je?

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    coussin

    Re : Champs magnétique et masse du photon

    Non vous ne vous trompez pas.
    Votre question est donc que l'univers est rempli de photons et que cela doit contribuer à la densité d'énergie totale. Oui, c'est vrai.
    Quant à la part que cela représente par rapport à la matière baryonique, aucune idée. Quelqu'un qui s'y connait sur les paramètres du modèle lambdaCDM pourra peut-être répondre.

  8. #6
    propedeutique

    Re : Champs magnétique et masse du photon

    Merci pour votre réponse. Je suis surpris de n'avoir rien lu (même si je ne suis pas un spécialiste de la cosmologie, loin de là) sur ce que cela pouvait représenter comme "masse" quant à la matière noire!

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  10. #7
    mach3
    Modérateur

    Re : Champs magnétique et masse du photon

    Mais l'équivalence masse/énergie se retrouve malgré tout dans la déviation des photons à proximité d'une étoile, par exemple.
    Attention, le fait qu'ils soient déviés n'a rien à voir avec leur masse. Même la théorie de Newton prédit que les corps sans masse sont déviés par les masses, elle prédit une valeur de déviation différente par contre.

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  11. #8
    Resartus

    Re : Champs magnétique et masse du photon

    Bonjour,
    Le rayonnement fossile ne représente aujourd'hui qu'environ 1 dix milllième de la densité de l'univers. Les autres rayonnements ne doivent pas rajouter grand chose.

    Mais il faudrait transferer la question au forum astrophysique, où les gens en sauront plus...
    Why, sometimes I've believed as many as six impossible things before breakfast

  12. #9
    obi76
    Modérateur*

    Re : Champs magnétique et masse du photon

    Citation Envoyé par Resartus Voir le message
    Mais il faudrait transferer la question au forum astrophysique, où les gens en sauront plus...
    Effectivement, c'est fait
    Paradoxalement, ce sont les débats stériles qui se reproduisent le plus.

  13. #10
    mtheory

    Re : Champs magnétique et masse du photon

    Citation Envoyé par propedeutique Voir le message
    Bonjour,
    Les champs magnétique sont omniprésents dans notre univers.
    Du fait de la formule définissant la masse/énergie du photon (E² = m²c^4 + p²c²) a-t-on une idée du pourcentage que représente cette masse par rapport à la masse baryonique?
    Merci.
    Oui, que dalle, rien, pas plus que le champ magnétique du Soleil ou de la Terre compte pour les forces gravitationnelles Soleil-Terre et Terre Lune. Et dans une galaxie c'est des ordre de grandeur de l'énergie cinétique thermique/turbulente du gaz interstellaire, donc que dalle par rapport à l'énergie de masse de ce gaz https://ned.ipac.caltech.edu/level5/...eck/Beck4.html Bien évidemment ce n'est ni une explication pour la matière noire ou l'énergie noire.
    “I'm smart enough to know that I'm dumb.” Richard Feynman

  14. #11
    Mailou75

    Re : Champs magnétique et masse du photon

    Salut,

    Citation Envoyé par propedeutique Voir le message
    a-t-on une idée du pourcentage que représente cette masse par rapport à la masse baryonique?
    Comme il t’a déjà été répondu cette valeur ne sera pas donnée sous forme de masse mais sous forme d’énergie. Dans le modèle FLRW on évalue la densité de rayonnement à 0,000082392 soit 0,0082392% de l’énergie totale de l’univers, visible du moins. Mais cette valeur tient compte que 73% sont dévolus à l’énergie noire. Si on retire ce chiffre, appartenant à la théorie puisque pure inconnue en fait, ça augmentera légèrement la densité d’énergie, on atteindra ~0,03%. En retirant aussi la matière noire, elle aussi théorique (environ 82% à retirer de la densité de matière valant les 27% restant), la valeur augmentera encore, mais ça sera toujours pas bezef... rien que l’addition 73+27 te laisse imaginer quelle est la place du rayonnement dans tout ça ! Mais, il faut tout de même comprendre que le premier chiffre indiqué (en gras) est en fait une pure inconnue, absolument pas mesurée. C’est ce que j’appelle un «réglage fin» dans la formule de H(z) où la densité de rayonnement est multipliée par une puissance 4 du redshift, ce qui redonne une prépondérance à la densité de rayonnement pour des redshifts élevés (fond de l’univers visible). En fin de compte ce chiffre est simplement déduit de ce qu’on cherche à obtenir car tout écart (mis à la puissance 4) fera rapidement sortir des clous (tu pourras toujours titiller les formules pour t’en convaincre, jeu plutôt amusant). En résumé, en ordre de grandeur les photons en ballade représenteront toujours moins de 0,2% de l’énergie totale (en physique «connue»), mais si tu cherches une valeur précise, alors celle ci n’est pas mesurable, elle est pour l’instant déduite de «ce qu’on croit qu’il est» combiné à «comment on pense que ça marche» autant dire honnêtement qu’on en sait rien.
    Trollus vulgaris

  15. #12
    Lansberg

    Re : Champs magnétique et masse du photon

    Bonjour,

    dire que l'oméga du rayonnement est "simplement déduit de ce qu'on cherche à obtenir" c'est du n'importe quoi.
    On l'obtient à partir du spectre du CMB qui est celui d'un corps noir presque parfait à la température de 2,725 K.
    On a donc bien une mesure à partir de laquelle et de la loi de Planck du corps noir permet de calculer l'équivalent massique du rayonnement et partant de là, sa densité grâce à la densité critique (plus une correction liée aux neutrinos).
    Donc à part remettre en cause les données obtenues par les satellites WMAP et Planck, la théorie du corps noir etc.. je ne vois pas comment on peut affirmer que la densité de rayonnement est une "pure inconnue".
    Elle est connue avec une incertitude sur la valeur, comme pour toute valeur physique.

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  17. #13
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Champs magnétique et masse du photon

    Mailou merci de t'abstenir quand tu maîtrises aussi peu le sujet.


    Sur les 4 Ω, celui du rayonnement est le SEUL qui puisse faire l'objet d'une mesure instrumentale directe. Les autres sont issus du modèle de concordance (ajustement sur la courbe du spectre de puissance des fluctuations du CMB).
    Dernière modification par Gilgamesh ; 18/04/2021 à 15h54.
    Parcours Etranges

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