Bonjour,
J'étudie en ce moment les théories de gravité modifiée (Brans-Dicke en particulier) et je voulais vous faire partager dans ma recherche biblio un passage dans un
rapport qui parle du principe de Mach. Il est écrit :
J'ai du mal à comprendre l'explication qui est faite pour illustrer le principe de Mach.Cependant, cette constante cosmologique ne produit un effet significatif que
tardivement par rapport à l’âge de l’Univers (z < 2). Cet effet se traduit par un
changement radical dans le comportement de l’Univers, qui passe d’une phase
de décélération à une phase d’accélération. Malgré le fait que cette constante
cosmologique permette de retrouver les observations cosmologiques d’un Univers
récent, son origine physique reste une énigme. De plus, sa valeur numérique est
en désaccord total avec les estimations de l’énergie du vide obtenues par la microphysique. En effet, les valeurs des densités d’énergie de ces deux estimations
de la constante cosmologique sont séparées d’environ 120 ordres de grandeurs.
L’idée de ce stage est de considérer un modèle ne reposant pas sur la constante cosmologique Λ mais plutôt sur la constante gravitationnelle de Newton,
G, que l’on fait varier dans le but d’obtenir le même comportement d’accélération
de l’Univers. Pour cela, j’utilise un modèle cosmologique élaboré à partir de la
théorie de gravitation modifiée de Brans-Dicke [1].
Cette théorie fut développée en 1961 par Brans et Dicke pour expliquer l’expérience de pensée suivante: supposons un univers vide
de matière et prenons un expérimentateur seul dans un laboratoire.
L’expérimentateur tire une balle depuis son laboratoire tel que la
trajectoire de la balle soit tangentielle au laboratoire. Cette action
devrait entraı̂ner une rotation du laboratoire d’après la Relativité
Générale. Le gyroscope présent dans le laboratoire pointera toujours
dans la même direction par rapport à la direction du mouvement
de la balle tiré malgré le fait que la balle soit bien plus légère que
le laboratoire. Donc la balle aurait un impact plus important dans
la détermination des référentiels inertiels que le laboratoire. Pour
Brans et Dicke cette expérience prouve que la Relativité Générale
telle que nous la connaissons ne permet pas de décrire de façon correct cette expérience de pensée mais que le principe de Mach donne
une meilleure explication à ce phénomène. C’est pourquoi la théorie
de Brans-Dicke peut être vu comme une généralisation de la Relativité Générale dans laquelle la constante de gravitation est une variable dynamique qui dépend du temps et de l’espace. Cependant, ce
modèle est étudié à l’échelle cosmologique donc d’après le principe
cosmologique cité plus haut, seule la dépendance temporelle sera
considérée. La ”constante gravitationnelle” est alors définie comme
l’inverse d’un champ scalaire φ(t) qui dépend du temps tel que:
Contrairement à la Relativité Générale, cette théorie respecte complètement le
principe de Mach qui stipule que l’inertie d’un point matériel est engendrée par
la totalité de la distribution de masse dans l’Univers et offre donc une solution
au problème d’inertie.
Je saisis mieux l'explication qui est donnée sur Wikipedia, c'est-à-dire :
1) on "vide l'Univers de toute matière-énergie"
2) on place un astronaute quelque part
3) Il tourne sur lui-même
4) La rotation pousse ses bras vers l'extérieur dû à la force centrifuge
5) Il y a donc une inertie par rapport à un référentiel qualifié de "référentiel absolu"
6) C'est en contradiction avec la RG qui stipule qu'il n'y a pas de référentiel "absolu" mais
qu'il n'y a que des référentiels relatifs.
Dans ce texte que je vous mets ci-dessus, je ne comprends pas la mise en situation :
1) L'observateur dans un laboratoire est-il "flottant" ? je veux dire soumis à la gravitation ou
juste en position "flottante" (comme l'observateur dans l'ascenseur qui tombe vers la Terre)
2) Le laboratoire est-il équivalent cet ascenseur qui tombe (aucun moyen de savoir pour l'observateur à l'intérieur de
savoir s'il tombe ou s'il est dans une zone flottante dans l'Univers, je veux dire non soumis à un champ gravitationnel)
3) Que veut dire "tirer une balle avec une trajectoire tangentielle à celle du laboratoire ?
4) Pourquoi le gyroscope pointera toujours dans la même direction par rapport à la direction de la balle ?
J'avoue, j'aime bien me creuser la tête mais là je sèche sur cette expérience de pensée (autant j'ai compris celle
décrite sur Wikipédia, autant celle faite dans le résumé ci-dessus m'est incompréhensible).
Si quelqu'un comprend mieux que moi cette interprétation, pourrait-t-il me donner des précisions sur cette
interprétation de cette autre expérience de pensée (je veux dire différente de celle de Wiki
Ce principe est assez étrange et en même temps il semble être pertinent, mais comme disait Feynmann,
il faut pousser le bouchon un peu loin pour considérer qu'il faut imaginer un univers vide de matière-énergie
et placer un observateur sans inertie pour conclure que s'il y a rotation, il y a des forces d'inertie et donc
un référentiel absolu, ce qui contredit la RG.
Désolé d'avoir été si long mais le sujet est passionnant et méritait quelques éclaircissements.
Merci par avance pour votre aide.
Cordialement
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Envoyé par fabio123 
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)
(et bonne continuation dans ce cas, car je suis plutôt adepte de la physique).
