LES antimatières

[Deedee81]

Même pour une particule d'énergie négative ?
... puisque c'est bien de ça qu'il est question dans l'interprétation de Feynman-Stückenberg (la propagation des états d'énergie négative).

N'oublie pas que dans cette interprétation, il y a une étape supplémentaire (implicite dans l'article (*)), on revient à des états d'énergie positive (en changeant le signe de t).
Et d'ailleurs Villata insiste sur cette valeur qui reste positive. Mais oui, avec une valeur négative, il y a moyen, Villata cite d'ailleurs des auteurs qui procèdent de cette manière en insistant que lui ici n'a pas besoin de faire cela.

(*) et pas seulement Villata d'ailleurs, la pratique est courante.

L'application n'est pas séparée.

Il le dit explicitement : "we must (C)PT transform one des two components, no matter wiche one, etc...."
Et fait d'ailleurs de même avec l'interaction EM (là, c'est correct).

Mais je ne suis pas d'accord, appliquer la transformée CPT à une seule des composantes est je pense une erreur car elles ne sont pas indépendantes
(pour l'interaction EM on peut le faite car le champ EM ne dépend pas de q.... EDIT ouuuh, l'abus de langage ! Je ne parle pas du champ EM produit par la charge, évidemment, mais du champ externe dans lequel se balade la charge )
C'est là, et uniquement là que je coince.

Enfin, bon, on peut évidemment dire "on l'autorise", et basta C'est un choix théorique. si ce n'est que pour le photon, ça pose une difficulté puisque l'antiphoton est identique (et à nouveau ce n'est pas une histoire d'énergie négative, sinon pourquoi ce serait différent pour d'autres particules/antiparticules alors que Villata insiste sur le fait que l'énergie est positive tant pour des raisons théorique que expérimentale. Et d'ailleurs si on change le signe à cause de l'énergie, on revient à l'équation (8) et donc à la bonne vieille gravité attractive.... ce qu'il ne souhaite évidemment pas).

Je trouve dommage que Villata n'a pas calculé des solutions explicite (par exemple dans la métrique de Schwartschild) pour des corps massifs et pour des photons. Comme on trouve dans tout bon livre/cours de RG. Ca aurait permis d'y voir plus clair et peut-être de voir quelque chose qui m'échappe.

ça vaut peut-être la peine de lire ces commentaires

Ah zut, six pages en anglais, pffffff Grumpf, faut que je trouve le temps.
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[yves95210]

N'oublie pas que dans cette interprétation, il y a une étape supplémentaire (implicite dans l'article (*)), on revient à des états d'énergie positive (en changeant le signe de t).
Et d'ailleurs Villata insiste sur cette valeur qui reste positive. Mais oui, avec une valeur négative, il y a moyen, Villata cite d'ailleurs des auteurs qui procèdent de cette manière en insistant que lui ici n'a pas besoin de faire cela.

C'est peut-être plus clair dans sa réponse aux commentaires sur son papier.
Mais même dans celui-ci, je ne vois pas où il revient à des états d'énergie positive (voir plus bas ma réponse à ton autre remarque).

Il le dit explicitement : "we must (C)PT transform one des two components, no matter wiche one, etc...."
Et fait d'ailleurs de même avec l'interaction EM (là, c'est correct).
Mais je ne suis pas d'accord, appliquer la transformée CPT à une seule des composantes est je pense une erreur car elles ne sont pas indépendantes

Quand il dit ça, il parle de la "charge" (la 4-impulsion de la particule) et du "champ" (les coeffs de Christoffel). Qu'on veuille traiter le cas d'une particule-test dans un univers d'antimatière ou d'une antiparticule-test dans un univers de matière, il faut bien d'appliquer la transformation PT à une et une seule des deux "composantes" (le terme est mal choisi).
Et il me semble qu'en RG on ne se préoccupe pas non plus du couplage de la "charge" de la particule-test avec elle-même. On établit le TEI en fonction des sources indépendamment de la masse-énergie de la particule-test et on résout l'équation d'Einstein en identifiant ce TEI avec le tenseur d'Einstein, bref les deux "composantes" dont parle Villata sont tout aussi indépendantes.

Enfin, bon, on peut évidemment dire "on l'autorise", et basta C'est un choix théorique. si ce n'est que pour le photon, ça pose une difficulté puisque l'antiphoton est identique (et à nouveau ce n'est pas une histoire d'énergie négative, sinon pourquoi ce serait différent pour d'autres particules/antiparticules alors que Villata insiste sur le fait que l'énergie est positive tant pour des raisons théorique que expérimentale. Et d'ailleurs si on change le signe à cause de l'énergie, on revient à l'équation (8) et donc à la bonne vieille gravité attractive.... ce qu'il ne souhaite évidemment pas).

Non, la composante T⁰⁰ du TEI est bien positive, que la source soit de la matière ou de l'antimatière (les tenseurs de rang 2 sont inchangés sous la transformation PT). Mais la composante p⁰ de la quadri-impulsion est négative dans le cas d'une particule d'antimatière. Relis la phrase juste avant la note 2 (note où il rappelle que T⁰⁰ est positive).
Et c'est vrai aussi pour l'antiphoton dans cette interprétation.

Je trouve dommage que Villata n'a pas calculé des solutions explicite (par exemple dans la métrique de Schwartschild) pour des corps massifs et pour des photons. Comme on trouve dans tout bon livre/cours de RG. Ca aurait permis d'y voir plus clair et peut-être de voir quelque chose qui m'échappe.

Oui, j'y ai pensé aussi. Mais je me suis dit que le cas de Schwarzschild ne permet pas de trancher, puisqu'on obtient une solution -g₀₀= 1+K/r = g₁₁^-1, la constante K pouvant être positive ou négative, et c'est la limite newtonienne qui permet de choisir la valeur de K = -2G/c²M. Donc le tour de passe-passe consistant à poser K = +2G/c²M pour une masse centrale constituée d'antimatière ne prouverait rien.
D'ailleurs, quel que soit le contenu le l'espace-temps, comme les tenseurs qui interviennent dans l'équation d'Einstein sont de rang pair et donc inchangés sous la transformation PT, la métrique solution de cette équation est inchangée (heureusement, puisque c'est aussi un tenseur de rang 2).
Ce sont uniquement les équations des géodésiques qui diffèrent. Et évidemment, avec le changement de signe de d²x^µ/dt² on obtient par exemple un effet de lentille "antigravitationnelle" (divergente au lieu de convergente), pour des photons déviés par une masse d'antimatière ou pour des antiphotons déviés par une masse de matière.

Ah zut, six pages en anglais, pffffff Grumpf, faut que je trouve le temps.

Ils abusent quand-même, tous ces physiciens, à ne publier qu'en anglais. Tu préfères l'italien ?

[yves95210]

pffffff Grumpf, faut que je trouve le temps.

Si tu penses que ça en vaut la peine...
Mais tu peux aussi attendre les résultats de GBAR en 2017 : si les antiatomes d'hydrogène "tombent" comme prévu, tu n'auras plus besoin de chercher où le papier de Villata peut être faux.
Et dans le cas contraire, peu probable, je suis sûr qu'on verra (re-)fleurir dans les mois suivants tout un tas de théories concurrentes...

[f.oreste]

un anti-monde antigravitionnel est peu crédible.. la gravition n'est pas electromagnétique, c'est un autre type de force, l'une des quatres fondamentales...

le fait que la gravité soit perceptible par une modification de a métrique spaciale, implique qu'elle est surtout une force "physique" plus qu'electromagnétique... avec charge, particule, onde et tutti quanti...

les ondes gravitationnelles sont il me semble des variation de l'état de la métrique spatiale (dont je m'etone toujours qu'elles soient mesurable, du fait que toute distance mesurable dépend de cette métrique localement(mais j'ai du tout saisir à la méthode , je crois aussi)

reste que si les charges positive modifie physiquement l'état de l'espace autours d'elle, il est assez logique, que les anti-chargent ne fassent guère mieux... soit modifie elle-aussi de la même manière l'état physique de l'espace, métriquement parlant...

[Deedee81]

Salut,

Mais tu peux aussi attendre les résultats de GBAR en 2017 : si les antiatomes d'hydrogène "tombent" comme prévu, tu n'auras plus besoin de chercher où le papier de Villata peut être faux.

Tu m'as pris de vitesse . Je me disais hier soir qu'il devenait difficile de décortiquer l'article et de donner son point de vue car on en arrive à essayer de lire entre les lignes Et je me suis dit que le mieux était encore d'attendre les résultats expérimentaux. Surtout que maintenant ils devraient arriver assez vite.

(dont je m'etone toujours qu'elles soient mesurable, du fait que toute distance mesurable dépend de cette métrique localement(mais j'ai du tout saisir à la méthode , je crois aussi)

C'est amusant car je m'étais fait la même réflexion. Si l'onde gravitationnelle rétrécit (par exemple) la longueur du bras de l'interféromètre, elle le fait aussi de la longueur d'onde et le résultat net est nul. Puis ça a fait tilt : la différence c'est la fréquence : la fréquence des ondes gravitationnelles est très faible par rapport à la fréquence de passage des impulsions lumineuses dans les bras et la longueur d'onde n'est pas affectée parce que... l'impulsion lumineuse n'a pas encore été émise !!!! Puis elle est émise, circule dans un bras raccourcit, revient, interfère et tout ça avant même que l'onde gravitationnelle ait commencé à changer.

reste que si les charges positive modifie physiquement l'état de l'espace autours d'elle, il est assez logique, que les anti-chargent ne fassent guère mieux... soit modifie elle-aussi de la même manière l'état physique de l'espace, métriquement parlant...

Attention, l'hypothèse habituelle est que l'antimatière se comporte exactement comme la matière : elles déforme l'espace-temps exactement de la même manière, la gravité y est attractive, etc...

Donc, pas "d'anti-monde anti-gravitationnel" (pour employer tes mots).

Ici ce serait l'antimatière qui serait repoussée par la matière (et vice et versa). Cet effet n'est pas incompatible avec la relativité générale car le caractère répulsif dépend du signe du tenseur énergie-impulsion dans l'équation d'Einstein. (même si cette idée n'est probablement pas majoritaire, mais, bon, la science ce n'est pas la démocratie)

J'avais déjà vu une approche semblable à celle de Villata concernant la violation de la symétrie CP (on en revient à ce bon vieux CPT ). Dans cette hypothèse, la violation CP aurait une origine gravitationnelle et le calcul montre alors que la violation CP doit être plus forte pour le méson B que pour le K (car le B est plus lourd que le K) alors que la théorie "classique" prédit l'inverse. J'avais même vu des liens avec les trous noirs, les univers jumeaux... Bref l'imagination et l'ingéniosité des théoriciens est sans limite.

Les expériences avec Babar (le détecteur, par l'éléphant) ont montré que c'est la théorie classique qui est correcte. Donc paix à son âme pour ce modèle.

Mais ceci n'invalide pas nécessairement l'approche de Villata ou celles d'autres auteurs qu'il cite. Il existe un paquet de modèles.

C'est aussi pour ça que les résultats expérimentaux en Mars deviennent vraiment indispensables. Seule la nature peut trancher et elle tranchera.

[HenriParisien1]

Ici ce serait l'antimatière qui serait repoussée par la matière (et vice et versa). Cet effet n'est pas incompatible avec la relativité générale car le caractère répulsif dépend du signe du tenseur énergie-impulsion dans l'équation d'Einstein. (même si cette idée n'est probablement pas majoritaire, mais, bon, la science ce n'est pas la démocratie)

Je n'ai que quelque notion de RG, et je vais sûrement dire une connerie, mais...
J'avais cru comprendre que le tenseur énergie impulsion décrivait complètement l'espace/temps en un point. On mets une particule dans ce point, on lui donne une vitesse, et on peut calculer le point suivant...
Ce qui m'embête dans la thèse de Villata, c'est que le point suivant ne dépend plus seulement du tenseur, mais aussi de la nature de la particule.
--
Il me semble que c'est l'argument qui est développé dans la critique de l'article de Villata mis en ligne par yves95210 ; la réponse de Villata, c'est qu'il a justement un critère expérimental pour valider sa démonstration. Après l'expérience tranchera, mais si le résultat est positif, ce serait une énorme révolution : la première fois que la RG est mise en défaut par la méca quantique.
Alors qu'un résultat négatif (l'antimatière est attirée comme la matière), n'invaliderait pas la méca quantique mais juste l'extension de la symétrie CPT qu'a appliqué Villata à la RG.

[Deedee81]

J'avais cru comprendre que le tenseur énergie impulsion décrivait complètement l'espace/temps en un point. On mets une particule dans ce point, on lui donne une vitesse, et on peut calculer le point suivant...
Ce qui m'embête dans la thèse de Villata, c'est que le point suivant ne dépend plus seulement du tenseur, mais aussi de la nature de la particule.

Oui, mach3 et moi avons fait aussi la remarque. Et ça ne concerne pas que l'analyse de Villata mais bien d'autres modèles.
A vérifier (*) mais je me demande s'il ne faut pas une formulation bimétrique.

(*) je connais plutôt bien la RG mais pas du tout cette formulation.

Oui, Villata a raison concernant le test expérimental. On sera fixé en Mars

[Amanuensis]

J'avais cru comprendre que le tenseur énergie impulsion décrivait complètement l'espace/temps en un point. On mets une particule dans ce point, on lui donne une vitesse, et on peut calculer le point suivant...

Ce n'est pas le cas.

[Deedee81]

Ah oui, en effet, je n'avais pas fait attention. Le tenseur énergie-impulsion ne fixe que la moitié des composantes de la courbure (le tenseur de courbure Ricci v.s. tenseur de Riemann-Christoffel).
Pour avoir la description complète de l'espace-temps il faut aussi ajouter les conditions aux limites.

Malheureusement ici je ne crois pas que ça aide.

[Amanuensis]

En plus "On mets une particule dans ce point, on lui donne une vitesse, et on peut calculer le point suivant" est une propriété générale de la notion de vitesse (de tangente dans une variété différentielle), indépendante du tenseur de courbure. Cela s'applique en mécanique classique!

(Par contre la connexion (ou dérivée covariante), et donc indirectement le tenseur de courbure, permet de calculer la "vitesse suivante", pour calquer la phraséologie.)

[yves95210]

l'expérience tranchera, mais si le résultat est positif, ce serait une énorme révolution : la première fois que la RG est mise en défaut par la méca quantique.
Alors qu'un résultat négatif (l'antimatière est attirée comme la matière), n'invaliderait pas la méca quantique mais juste l'extension de la symétrie CPT qu'a appliqué Villata à la RG.

Serait-ce vraiment une mise en défaut de la RG ? Villata ne fait qu'en appliquer les équations, conduisant aux mêmes solutions dépendant du contenu de l'espace-temps (la métrique). Le fait de voir apparaître des géodésiques distinctes pour des particules transformées par la symétrie PT ne serait selon lui qu'une conséquence "naturelle" de ces équations.
En supposant que la thèse de Villata soit fondée, cela ne contredirait pas la RG, il s'agirait simplement d'une de ses conséquences qui n'avait pas été envisagée.

A vérifier (*) mais je me demande s'il ne faut pas une formulation bimétrique.

(*) je connais plutôt bien la RG mais pas du tout cette formulation.

J'y avais pensé aussi - mais n'étais pas allé plus loin pour la même raison que toi : tout ce que j'en connais est le nom (et le peu qui en est dit dans l'article wikipedia "masse négative").
Mais il me semble que cette solution ne répond pas à la même question : les deux métriques décrivent deux espaces-temps distincts qui n'interagissent que gravitationnellement via une constante de couplage dépendant du rapport entre les déterminants de deux métriques. Alors qu'on a bien une interaction électromagnétique entre matière et antimatière, dans un même espace-temps (le notre).
En fait ces solutions bimétriques ont surtout été évoquées (sans succès me semble-t-il) comme explication possible des problèmes de la matière noire et de l'énergie noire.

Oui, Villata a raison concernant le test expérimental. On sera fixé en Mars

J'avais trouvé une référence parlant de 2017 sans plus de précision. Où as-tu lu que ce serait en mars ?

[yves95210]

PS: il me semblait bien avoir déjà téléchargé (et pas lu) un papier de Sabine Hossenfelder présentant une théorie bimétrique. Le voici.
Et il me semble que son annexe B est directement en rapport avec notre discussion sur les géodésiques:

If it wasn’t the case that a negative mass particle moved according to a different covariant derivative, one could construct the following problem with negative sources in General Relativity:
Gravity is a spin-two field. Thus, like charges attract and unlike charges repel, and a negative mass particle should be repelled by a positive mass source. On the other hand, the negative mass particle moves according to the geodesic equation which does not know anything about the particle’s mass - it only knows about the positive source background. Thus, the negative mass particle should be attracted to the source as all test particles. One would then be lead to conclude a negative mass test particle was attracted and repelled likewise which can be used to construct all kinds of nonsense.
The reason for this confusion is that the use of the usual geodesic equation for the negative mass particle is inappropriate which one can understand most easily by interpreting the covariant derivative as a coupling to the gravitational field that conserves the total energy of the particle including the potential energy. For a negative mass test particle that is repelled instead of attracted, the conservation law has to be different since it couples differently to the background. This is similar to the coupling of electrons and positrons to the electric field being mediated by different covariant derivatives.

[Deedee81]

J'y avais pensé aussi - mais n'étais pas allé plus loin pour la même raison que toi : tout ce que j'en connais est le nom (et le peu qui en est dit dans l'article wikipedia "masse négative").
Mais il me semble que cette solution ne répond pas à la même question : les deux métriques décrivent deux espaces-temps distincts qui n'interagissent que gravitationnellement via une constante de couplage dépendant du rapport entre les déterminants de deux métriques. Alors qu'on a bien une interaction électromagnétique entre matière et antimatière, dans un même espace-temps (le notre).
En fait ces solutions bimétriques ont surtout été évoquées (sans succès me semble-t-il) comme explication possible des problèmes de la matière noire et de l'énergie noire.

D'accord, merci pour cette explication.

J'avais trouvé une référence parlant de 2017 sans plus de précision. Où as-tu lu que ce serait en mars ?

Dans mon imagination ophtalmologique

Plus haut tu avais écrit concernant AEGIS "Mais 2017, ce n'est plus si loin" et moi j'ai lu "Mars 2017, ce n'est plus si loin"

Désolé,

[HenriParisien1]

PS: il me semblait bien avoir déjà téléchargé (et pas lu) un papier de Sabine Hossenfelder présentant une théorie bimétrique. Le voici.
Et il me semble que son annexe B est directement en rapport avec notre discussion sur les géodésiques:

Je viens de lire l'article. De ce que j'ai compris, dans son univers à deux métriques, elle perd la causalité. Pour la réintroduire, elle a besoin de masse négative ("negative energy densities ") sur laquelle s'applique la deuxième métrique. (*)

The other possibility is through a space-time structure that allows closed timelike curves, which is known to be possible in the presence of negative energy densities [19], even for only small amounts [20].

Elle écrit aussi ça :

This is similar to the coupling of electrons and positrons to the electric field being mediated by different covariant derivatives.

Ce qui justifie – à mon avis – le calcul de Villata. Après tout, si c'est vrai pour le champ électrique, pourquoi pas pour la gravité.
--
Mais par contre, Villata ne veut pas que les antiparticules aient des masses négatives. Et c'est assez normal puisque ce serait en contradiction avec la MQ.
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Alors, je vais faire ma synthèse
(*) En fait, Hossenfelder a surtout besoin que les deux champs n'interagissent que très peu. Et comme il y a quand même assez peu d'antimatière, on pourrait dire que celle-ci à son propre champs avec ces propres équations. D’où le calcul de Villata et son tenseur négatif.

[yves95210]

Alors, je vais faire ma synthèse
(*) En fait, Hossenfelder a surtout besoin que les deux champs n'interagissent que très peu. Et comme il y a quand même assez peu d'antimatière, on pourrait dire que celle-ci à son propre champs avec ces propres équations. D’où le calcul de Villata et son tenseur négatif.

Bonjour,

Je n'avais recherché le papier de S. Hossenfelder que pour faire suite à la remarque de Deedee et confirmer ce que je lui avais répondu:

les deux métriques décrivent deux espaces-temps distincts qui n'interagissent que gravitationnellement via une constante de couplage dépendant du rapport entre les déterminants des deux métriques. Alors qu'on a bien une interaction électromagnétique entre matière et antimatière, dans un même espace-temps (le notre).
En fait ces solutions bimétriques ont surtout été évoquées (sans succès me semble-t-il) comme explication possible des problèmes de la matière noire et de l'énergie noire.

Il ne faut donc pas tirer des conclusions trop hâtives des ressemblances (ou des différences) entre les deux solutions. Ou alors, il faudrait essayer d'appliquer la solution bimétrique de Hossenfelder au cas traité par Villata, avec une métrique pour la matière et une autre pour l'antimatière. Si tout va bien, on devrait arriver au même résultat, en tout cas tant qu'on ne travaille qu'avec des (anti-)particules neutres.

Mais si j'ai évoqué le papier de Hossenfelder, c'est surtout pour la remarque qu'elle fait en annexe à propos des géodésiques. Je pense que cette remarque s'applique aussi à la solution proposée par Villata: même si lui ne parle pas de masse négative, le fait que les composantes du 4-vecteur énergie-impulsion changent de signe sous la transformation (C)PT conduit aux mêmes géodésiques pour une antiparticule que pour une particule (fictive) de masse négative.
Sauf que Hossenfelder peut clairement dire à propos de sa solution que:

Since h is just a Schwarzschild metric with a negative source one sees e.g. by taking the Newtonian limit that an h-particle will be repelled by the g-source. It should be emphasized that in the here presented approach this does not result in contradictions (...) since the h-fields do move according to a different connection and thus the equivalence principle does not apply

, alors que c'est moins évident (ou pas mis aussi clairement en évidence) dans l'approche de Villata.

[yves95210]

Je trouve dommage que Villata n'a pas calculé des solutions explicite (par exemple dans la métrique de Schwartschild) pour des corps massifs et pour des photons. Comme on trouve dans tout bon livre/cours de RG. Ca aurait permis d'y voir plus clair et peut-être de voir quelque chose qui m'échappe.

Salut Deedee,

Villata ne s'est peut-être pas donné la peine de calculer explicitement les géodésiques des antiparticules dans la métrique de Schwarzschild (sans-doute l'a-t-il jugée trop simple et laissée aux soins des lecteurs ).

Mais puisque tu tiens à voir des calculs, il a publié ceci: The matter-antimatter interpretation of Kerr spacetime et cela: On the nature of dark energy: the lattice Universe. Bref, plein de choses amusantes, pour peu que sa théorie ne soit pas réfutée par GBAR et/ou AEGIS...

[ecolami]

Bonjour,
Il ne semble pas que LES antimatières fassent parties des hypothèses prises en compte a lumière de ce que je lis dans cette discussion. L'hypothèse consistant a les définir par rapport a l'une et/ou l'autre des symétries et non pas l'ensemble des symétries semble encore ignorée.
En mathématique le concept de nombre imaginaire s'est révélé bien utile et avoir, trés curieusement, des applications concrètes.
Dans la relativite le concept de courbure de l'espace-temps a permis d'escamoter un problème délicat: l'influence de la gravitation sur des particules sans masse

[yves95210]

Bonjour,

Bonjour,
Il ne semble pas que LES antimatières fassent parties des hypothèses prises en compte a lumière de ce que je lis dans cette discussion. L'hypothèse consistant a les définir par rapport a l'une et/ou l'autre des symétries et non pas l'ensemble des symétries semble encore ignorée.

Il n'y a pas 36 façons de définir l'antimatière (ou plutôt les antiparticules) de manière compatible avec la physique quantique relativiste : chacune des symétries C, P, T peut être rompue individuellement, mais à condition que la physique soit invariante sous la transformation CPT. Ce qui fait que, si on définit une antiparticule comme C-symétrique d'une particule, on a obligatoirement une symétrie PT (inversion de l'espace et du temps).

Comme tu l'as remarqué, la masse ne fait pas partie des "charges" de la particule, donc elle n'est pas directement concernée par l'application de la symétrie CPT. On peut voir la masse inertielle de la particule comme une propriété émergente, résultant d'une part pour les particules élémentaires (électrons, quarks, etc.) de leur interaction avec le champ de Higgs, d'autre part pour les particules composites liées par l'interaction forte (les baryons (proton, neutron,...) et les mésons), de la somme des masses de leurs composantes élémentaires et des énergies de liaison entre ces composantes. Rien dans ce mécanisme ne permet d'imaginer une masse inertielle négative.
D'autre part, la masse inertielle des antiparticules chargées (électriquement) peut être déduite des trajectoires qu'elles suivent dans un champ électromagnétique. Il me semble que les observations prouvent bien qu'elle est égale à celle des particules correspondantes.

Ensuite, c'est le principe d'équivalence qui impose que la masse grave et la masse gravitationnelle soient égales à la masse inertielle. En fait, sans ce principe, en mécanique newtonienne, on devrait écrire F = m_i.a = m_g.M_g.G/r² (je fais l'impasse sur la distinction entre masse grave et masse gravitationnelle, car par symétrie ces deux masses sont nécessairement égales à un facteur constant près, et ce facteur est incorporé dans la constante G). D'où a = (m_g/m_i).M_g.G/r².
A partir de là, comme on ne sait pas très bien ce qui donne à une particule sa masse gravitationnelle (à part le principe d'équivalence, sur lequel repose la RG, qui est vérifié pour la matière, mais jusqu'à présent pas testé pour l'antimatière), on peut spéculer (certains l'ont fait, et je suppose que c'est aussi ce que tu envisages en évoquant une "autre" symétrie), en supposant que la masse gravitationnelle n'est en fait égale à la masse inertielle qu'en valeur absolue, et est négative pour une antiparticule (*); on obtient ainsi une interaction gravitationnelle attractive entre particules du même type, et répulsive entre particules et antiparticules. Tant qu'on ne dispose pas d'observations permettant de calculer la masse gravitationnelle d'une antiparticule, cela n'est pas réfutable; mais le but des expériences GBAR et AEGIS au CERN est justement la mesure de la masse gravitationnelle (ou plutôt de la masse grave) des anti-atomes d'hydrogène - ce qui prouve bien que la communauté scientifique ne balaie pas d'un revers de manche l'hypothèse d'une différence de masses grave entre particule et antiparticule.
Je te suggère donc d'attendre le résultat de ces expériences avant de spéculer, à moins que tu sois capable de faire mieux que les physiciens qui ont déjà ébauché des théories basées sur une masse gravitationnelle négative des antiparticules.

(*) du moins une antiparticule élémentaire : en effet, dans la masse inertielle d'un baryon, les masses des quarks qui le composent sont très faibles par rapport aux énergies de liaison. Donc une masse gravitationnelle négative des particules élémentaires ne résulterait que dans une petite diminution de la masse gravitationnelle d'un anti-baryon par rapport à celle du baryon correspondant.

Cependant la transformation PT revient à inverser les signes des composantes de la 4-vitesse et de la 4-impulsion, dont sa composante temporelle, l'énergie de la particule. On se retrouve donc avec une antiparticule d'énergie négative, lorsqu'elle est observée dans un référentiel où la particule correspondante a une énergie positive. On peut donc être tenté d'en déduire un effet gravitationnel répulsif entre matière et antimatière sans avoir besoin d'introduire une masse négative. C'est ce que fait Villata dans la publication dont nous avons abondamment parlé dans cette discussion.
Je pense avoir trouvé ce qui cloche dans son raisonnement, mais ce n'est pas encore assez mûr pour que j'expose mon idée ici.

En mathématique le concept de nombre imaginaire s'est révélé bien utile et avoir, trés curieusement, des applications concrètes.

Je ne vois pas bien le rapport, il faudrait que tu nous l'explique.

Dans la relativite le concept de courbure de l'espace-temps a permis d'escamoter un problème délicat: l'influence de la gravitation sur des particules sans masse

Ce problème n'est pas escamoté : on sait déterminer les géodésiques des photons à partir des équations de la RG, et l'observation confirme parfaitement les prédictions de la théorie.

[f.oreste]

Dans la relativite le concept de courbure de l'espace-temps a permis d'escamoter un problème délicat: l'influence de la gravitation sur des particules sans masse

hm, ce ne serait pas plutôt la relativité qui a permit de prendre conscience de l'existence d'une influence de l'état du tissus spatial sur tout type de particule ? (de plus, les particules existaient-elles pour Einstein en 1905 ?)

il me semble que c'est l'expérience de 1919 qui a permit de confirmer les calculs d'Einstein... montrant lors d'une éclipse une modification de la position d'une étoile du fait de la déformation spatiale lié a la présence du soleil sur la trajectoire de la lumière de celle-ci...

[yves95210]

Bonjour,

Dans mon dernier message, j'avais dit ceci:

dans la masse inertielle d'un baryon, les masses des quarks qui le composent sont très faibles par rapport aux énergies de liaison. Donc une masse gravitationnelle négative des particules élémentaires ne résulterait que dans une petite diminution de la masse gravitationnelle d'un anti-baryon par rapport à celle du baryon correspondant.

Entre-temps j'ai vérifié les ordres de grandeurs. La somme des masses des quarks d'un proton est environ 1% de la masse du proton. Quant à la masse de l'électron, elle est environ un deux-millième de celle du proton. Elle peut donc être négligée dans le calcul de la masse de l'atome d'hydrogène. Une éventuelle masse grave négative des particules élémentaires résulterait dans une différence d'environ 2% entre la masse de l'anti-proton et celle du proton, et donc entre la masse de l'anti-atome d'hydrogène et celle de l'atome.
Les expériences à venir au CERN, à commencer par GBAR en 2017, devraient permettre de réfuter cette hypothèse puisqu'elle visent une précision meilleure que 1%.

[ecolami]

Bonjour,
Cette discussion a été instructive.

[yves95210]

Un dernier (?) message pour tirer les choses au clair à propos du papier de M. Villata dont il a été question (entre autres) dans cette discussion - mea culpa : je pense que j'ai trouvé l'erreur.

Fallait pas chercher des choses trop compliquées, ni imaginer une inversion de la flèche du temps pour les antiparticules... La symétrie CPT dit simplement qu'un observateur virtuel dont la flèche du temps serait inversée par rapport à la notre (et dans un référentiel dont les coordonnées d'espace seraient aussi inversées) verrait le positron suivre la même trajectoire spatiale que celle d'un électron dans notre référentiel, si ce n'est qu'il verrait le film à l'envers : pour lui, la création de ce positron correspondrait à son annihilation pour nous, et inversement.

En fait, lorsque, pour la gravitation, Villata assimile le 4-vecteur énergie-impulsion à une "charge" et les coefficients de Christoffel à un "champ" (champ de quoi ? ni scalaire, ni vecteur, ni tenseur...), c'est un abus de langage.
Cela l'amène à tordre l'équation des géodésiques pour y faire apparaître sa "charge" et son "champ", alors que si on l'écrit tout bêtement en fonction des composantes de la 4-vitesse, qui apparaissent deux fois en facteur, le changement de système de coordonnées par symétrie PT inverse obligatoirement le signe de ces deux facteurs (le temps propre de la particule restant le même), ainsi que celui du coefficient de Christoffel (la métrique est la même, donc les dérivées premières par rapport aux coordonnées changent de signe).
Qu'on ait affaire à une particule ou à une antiparticule n'y change rien, dans tous les cas cela aboutit à un changement de signe des composantes de l'accélération. Normal, puisque physiquement le vecteur accélération doit rester le même, lorsqu'on passe d'un système de coordonnées à l'autre....

En fait l'analogie avec l'électromagnétisme est trompeuse : dans ce cas, c'est bien le champ EM qui apparaît dans l'équation des géodésiques sous forme de tenseur, alors que dans le cas de la gravitation, la source est le tenseur énergie-impulsion, dont les composantes ne changent pas de signe sous la transformation PT, ce qui fait que la métrique reste la même. Mais ce qui apparaît dans l'équation des géodésiques et que Villata appelle le champ (les coefficients de Christoffel) change obligatoirement de signe en même temps que ce qu'il appelle la charge. Il ne peut pas s'amuser à transformer l'un sans transformer l'autre.

Bref, si les expériences GBAR ou AEGIS prouvent que l'accélération gravitationnelle d'un atome d'anti-hydrogène est différente de celle d'un atome d'hydrogène, il faudra chercher une autre explication...

[HenriParisien1]

Bonjour,
Entre-temps j'ai vérifié les ordres de grandeurs. La somme des masses des quarks d'un proton est environ 1% de la masse du proton. Quant à la masse de l'électron, elle est environ un deux-millième de celle du proton. Elle peut donc être négligée dans le calcul de la masse de l'atome d'hydrogène. Une éventuelle masse grave négative des particules élémentaires résulterait dans une différence d'environ 2% entre la masse de l'anti-proton et celle du proton, et donc entre la masse de l'anti-atome d'hydrogène et celle de l'atome.
Les expériences à venir au CERN, à commencer par GBAR en 2017, devraient permettre de réfuter cette hypothèse puisqu'elle visent une précision meilleure que 1%.

Je suppose qu'on est en mesure de mesurer la masse inertiel des anti-protons suffisamment précisément dans les accélérateurs (en tout cas en dessous de 1% d'erreur). Donc si c'est le cas, on se retrouve quand même avec un gros loup pour la RG. Puisque la masse inertielle et la masse grave seraient différente. Le premier depuis 1915 !

[yves95210]

Je suppose qu'on est en mesure de mesurer la masse inertiel des anti-protons suffisamment précisément dans les accélérateurs (en tout cas en dessous de 1% d'erreur). Donc si c'est le cas, on se retrouve quand même avec un gros loup pour la RG. Puisque la masse inertielle et la masse grave seraient différente. Le premier depuis 1915 !

Non, pour le moment, on n'a pas de résultats d'expérience concernant la masse grave des antiparticules. Et la grande majorité des physiciens s'attendent simplement à ce que GBAR et AEGIS confirment que la masse grave des atomes d'anti-hydrogène est égale à leur masse inertielle (à la précision de l'expérience près, soit < 1%).
Cela suffirait à réfuter l'hypothèse d'une masse grave négative des particules élémentaires (quarks, électron) égale en valeur absolue à leur masse inertielle, puisqu'elle causerait une différence de l'ordre de 2% entre la masse de l'atome d'hydrogène et celle de l'atome d'anti-h, en supposant que les énergies de liaison sont inchangées.

[yves95210]

PS (trop tard pour éditer le message précédent) : en fait je vois que tu as mis un "Si" dans ton message, donc j'ai répondu à côté.

Mais quoi qu'il en soit, cela ne remettrait pas fondamentalement en cause la RG (en l'absence de masses significatives d'antimatière dans l'univers). Il en résulterait des géodésiques légèrement différentes pour les anti-atomes si leur masse grave est inférieure de 2% à leur masse inertielle (les quarks ne voyagent pas seuls...), et peut-être des phénomènes particuliers dans les champs gravitationnels forts, si l'électron (particule élémentaire) avait une masse grave de signe opposé à celle du proton. Mais je pense que tout ça pourrait se calculer à partir de la RG.

Et, encore une fois, tout ça est pure spéculation tant qu'on ne dispose pas de mesures de la masse grave des anti-particules.

[yves95210]

, et peut-être des phénomènes particuliers dans les champs gravitationnels forts, si l'électron (particule élémentaire) avait une masse grave de signe opposé à celle du proton.

Oups, désolé pour le lapsus. Je voulais bien sûr parler de positron et d'anti-proton.

[ecolami]

Bonjour,
Une experience au CERN montre que le spectre de l'Anti-Hydrogène est identique a celui de l'Hydrogène.
Cela implique que l'observation des astres ne permet pas de DISCERNER ceux qui seraient constitué d'anti matière.
Aujourd'hui le seul moyen de discerner l'anti matière c'est quand elle entre en contact avec de la matière lors de collision. Dans ces conditions (exceptionnelles) on trouve un grand déficit d'anti matière qui s'explique difficilement.

https://trustmyscience.com/observati...l-antimatiere/

[Deedee81]

Salut,

Dans ces conditions (exceptionnelles) on trouve un grand déficit d'anti matière qui s'explique difficilement.

Hors la prédominance observée de la matière dans l'univers, je suppose. A quelles conditions (exceptionnelles) fais-tu référence ???
(on n'en parle dans le lien indiqué)

[Mickey-l.ange]

Pour la gravitation, avant de vouloir parler de l'anti-particule, encore faudrait-il, d'abord, que la particule soit découverte et, pour autant que je sache, le graviton est toujours aux abonnés absents.

Bonjour,

Petite parenthèse et question sans doute naïve : est-il envisageable que le graviton puisse ne pas exister ?

[Deedee81]

Salut,

Petite parenthèse et question sans doute naïve : est-il envisageable que le graviton puisse ne pas exister ?

C'est tout à fait possible. Bien qu'assez improbable AMHA. Il est aussi possible que les propriétés typiquement corpusculaires du graviton ne se manifestent que dans des conditions si extrême que même parler d'ondes ou de corpuscules devienne caduque (cela a été longtemps mon avis, je suis maintenant un peu plus mesuré, je ne sais pas trop ce que l'avenir me réserve, comme le Docteur Manhattan, on a envoyé des tachyons pour brouiller ma vision ).