Connaissance du monde, Newton gravité espace-temps

[Merlin95]

Bonjour,

j'ai une question qui me passe par la tête : à l'époque on dit de la théorie de Newton qu'elle contenait un défaut celui-ci étant que dans ce modèle la gravité aurait une action immédiate. Ma question est est-ce un argument épistémologique ou purement philosophique ? La gravité aurait pu tout aussi bien pu être inscrite si profondément dans la physique que la définition de la gravité aurait parfaitement collé avec l'espace et du temps. Un peu comme la vitesse d'un photon colle avec la valeur d'une constante fondamentale.

Et les ceux qui disent qu'on pouvait voir qu'il y avait une faille dans la théorie de Newton seraient-ils d'éternels pessimistes quand à notre compréhension du monde. Dit-on aujourd'hui que les lois de la quantique serait la simple conséquence de chose de plus proffond qui nous échapperait encore pour l'instant ?
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[Merlin95]

Dit-on aujourd'hui que les lois de la quantique serait la simple conséquence de chose de plus profond qui nous échapperait encore pour l'instant ?

ou même l'inverse... ?

[ansset]

La gravité aurait pu tout aussi bien pu être inscrite si profondément dans la physique que la définition de la gravité aurait parfaitement collé avec l'espace et du temps. Un peu comme la vitesse d'un photon colle avec la valeur d'une constante fondamentale.

Ce qui ne collait pas, c'est justement qu'une action instantanée à distance était incompatible avec la RR, qui induit que rien ( ni force ni transfert d'information ) ne peut aller plus vite que c (*).
Ce qui a conduit à reformuler la gravitation avec la RG.
L'argument était donc lié à un pb de cohérence scientifique ( rien d'épistémologique ou philosophique ).

(*) il s'agit bien de la constante c, pas du photon en lui même parce que ce serait un référent. D'ailleurs sa vitesse dépend du milieu ( même si on la considère égale à c dans le vide )

[ansset]

quand à cela :

Dit-on aujourd'hui que les lois de la quantique serait la simple conséquence de chose de plus profond qui nous échapperait encore pour l'instant ?

c'est possible je ne vois aucune raison pour laquelle la PhysQ actuelle serait une théorie "pliée" , même si je perçois mal ce que tu sous entends, si jamais tu pensais à qcq chose en particulier.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Merlin95]

Ce qui ne collait pas, c'est justement qu'une action instantanée à distance était incompatible avec la RR

Non non (et puis c'est plutôt que la physique classique n'était pas en accord avec l'expérience), je pense que même à l'époque on disait que la relativité classique avait un défaut conceptuel.

même si je perçois mal ce que tu sous entends, si jamais tu pensais à qcq chose en particulier.

non non, moi gentil, rien derrière la tête.

[ansset]

Non non (et puis c'est plutôt que la physique classique n'était pas en accord avec l'expérience), je pense que même à l'époque on disait que la relativité classique avait un défaut conceptuel.

je ne vois pas du tout à quoi tu fais référence , ni l'expérience, ni le défaut conceptuel ( à part celui que j'ai cité , l'incompatibilité entre Newton et la RR ), mais au final , on changé de paradigme pour la gravitation.

[Merlin95]

mais si (!), une action immédiate quelque part ca défierait les lois de l'univers. Ce qui fait qu'on aurait tiré le gros lot si on avait eu cette soi-disante particularité qu'une force agisse de concert avec l'espace-temps. Je crois que je commence à comprendre.

[ansset]

ben c'est pourtant ce qui était considéré comme admis pendant plusieurs siècle avec la gravitation newtonienne.
une force instantanée.
cependant, sachant qu'elle décroit en 1/D², il était difficile de l'invalider sur de grandes distances.
d'ailleurs, les orbites des planètes par exemple y correspondaient très bien à un détail prêt : l'avance du périhélie de Mercure.
Mais ce n'est pas ce point qui a conduit à proposer la RG, c'est bien l'incompatibilité avec la limite intrinsèque c de toute interaction ( qcq soit sa nature )

ps : la notion d'espace temps est venu justement ...après.

[Merlin95]

non ansset je te le dis gentiment : tu ne comprends pas ce que j'ai dit.

[Merlin95]

ou alors tu l'as compris mais ne vas pas l'admettre comme explication ayant du sens, auquel cas faudrait que je me penche sincèrement sur ma santé mentale.

[Merlin95]

Ironie, bien sûr

[ansset]

non, apparemment, je n'ai pas compris, ou alors mal interprété.
si tu pouvait reformuler, je dormirai moins bête

[Merlin95]

Lol non je veux juste dire que je suis sûr que ce que j'ai dit, ne sort pas de nulle part.

[ansset]

à 3h30 le jeu du chat et de la souri est fatiguant.
de quel propos est tu sur ?
tu me dis que je n'ai pas compris, et maintenant tu ne me dis pas de quoi il s'agit.
d'ailleurs le titre du fil est ambiguë, puisque justement Newton et Espace Temps correspondent à deux paradigmes différents.

[Merlin95]

Ne vous énervez pas ansset c'est pas mon but .

Bon : je suis sûr que d'aucun dirait (c'est peut-être un fantasme) que même avant la relativité restreinte on aurait eu dit que la relativité classique contenait un défaut conceptuel (qui serait donc l'action à distance de la gravité).

Je suis sûr de l'avoir lu plusieurs fois.


Comme vous voyez rien de méchant.

[Amanuensis]

Bon : je suis sûr que d'aucun dirait (c'est peut-être un fantasme) que même avant la relativité restreinte on aurait eu dit que la relativité classique contenait un défaut conceptuel (qui serait donc l'action à distance de la gravité).

Pas un fantasme, c'est correct. Et c'est dans Newton, d'entrée.

Le problème «philosophique» de l'action instantanée à distance est que cela interdit par principe toute prédiction parfaitement fiable, puisque à tout moment une influence venant instantanément de l'infini peut modifier toute expérience.

Maintenant, c'est plutôt un «défaut philosophique» qu'un défaut conceptuel. Il n'y a pas de loi a priori interdisant l'action instantanée à distance.

[Merlin95]

Le problème «philosophique» de l'action instantanée à distance est que cela interdit par principe toute prédiction parfaitement fiable, puisque à tout moment une influence venant instantanément de l'infini peut modifier toute expérience.

Bonjour,

je crois que je n'ai pas compris. En quoi est-ce génant qu'une influence venant instantanément de l'infini puisse modifier toute expérience, si on observe pas d'influence particulière ?

[shub22]

S je comprends bien votre discussion le problème de l'action instantanée à distance c'est que ce n'est ni observable ni mesurable. Et cela contredit de manière essentielle le but premier de la physique qui est épistémologiquement de s'intéresser et NE s'intéresser QU'aux grandeurs ou à des grandeurs observables et mesurables.
Partant de là une action instantanée à distance supposerait une vitesse de transmission infinie: or cela n'est pas concevable en physique puisque ça n'a jamais été observé et les physiciens n'ont jamais eu besoin de recourir à cette hypothèse pour expliquer un phénomène.
La question de l'infini en physique reste en tout bien tout honneur ouverte je crois même en physique, mais tant qu'on ne l'aura pas observé cela reste en réserve.
Je pense qu'épistémologiquement la physique ne dit pas que l'infini n'existe pas mais juste cela: tant qu'on ne l'aura pas observé (et vérifié par des expériences appropriées), l'infini n'existe pas.
Et donc l'action instantanée à distance supposant une vitesse infinie de transmission ne saurait exister autrement que dans les mathématiques, soit de manière formelle. Ou symbolique...
Merci de corriger si nécessaire

[Merlin95]

Partant de là une action instantanée à distance supposerait une vitesse de transmission infinie:

Oui mais pourquoi parler d'une vitesse de transmission ?
Pourquoi imaginer que la gravité est une force "matérielle" (qui se transmettrait de proche en proche) ?

le problème de l'action instantanée à distance c'est que ce n'est ni observable ni mesurable

Pour moi si, c'est mesurable/observable. On aurait pu penser (avant qu'on ait les instruments de mesure et les considérations théoriques) que la vitesse de propagation de la gravité est proche de 0 (plutôt inférieur 10^-x m/s).

Je pense (peut-être à tord) que la raison pour laquelle ca fait tilter c'est qu'il n'y aurait pas de raison particulière pour laquelle la gravité soit une simple image de l'espace ou du temps et pas quelque chose d'autonome.

[Deedee81]

Salut,

Holàlà, que de contradictions dans ce qui précède !!!!! Faudrait éviter d'écrire des messages pendant les fêtes

même avant la relativité restreinte on aurait eu dit que la relativité classique contenait un défaut conceptuel (qui serait donc l'action à distance de la gravité).
Je suis sûr de l'avoir lu plusieurs fois.

Tu parles alors de la relativité Galiléenne. Je n'ai jamais entendu parler d'un défaut conceptuel qui aurait été relevé à cette époque ????? Avec on sans la gravité.
Tout au plus, Newton (mais pas nécessairement ses continuateurs) avait une vision un peu schizophrène de l'espace :
- un espace philosophique absolu
- un espace relatif "mathématique" et le seul observable

Mais ce n'est pas là pointer une erreur conceptuelle, au contraire.

En quoi est-ce génant qu'une influence venant instantanément de l'infini puisse modifier toute expérience, si on observe pas d'influence particulière ?

Comment quelque chose qui peut modifier toute expérience pourrait-il être inobservable ???? C'est contradictoire ta phrase !!!

Oui mais pourquoi parler d'une vitesse de transmission ?
Pourquoi imaginer que la gravité est une force "matérielle" (qui se transmettrait de proche en proche) ?

Si ça se propage de proche en proche, alors, il y a une vitesse de transmission. Pour des transmissions de type mécanique ("matérielle"), on appelle cela.... la vitesse du son
Encore une contradiction (tu parles même de vitesse nulle, ce qui aurait pour conséquence qu'on ne pourrait jamais émettre/détecter d'onde gravitationnelle car à cette vitesse elles mettraient longtemps pour arriver...... trèèèèèèèès longtemps ). De proche en proche ne veut pas dire V = 0, ça veut juste dire qu'on peut décrire la propagation par une équation différentielle.

A noter que la propagation de la gravité est assez difficile à mettre en évidence à cause d'une particularité technique (les ondes gravitationnelles sont quadrupolaires), il ne suffit d'avoir un objet qui bouge (comme un corps en orbite) car on est presque toujours dans des situations non pas statique mais stationnaire. Les ondes EM c'est plus facile (car dipolaires), ainsi on a une situation stationnaire (sans propagation) pour un objet passant à vitesse constante mais la moindre accélération suffit pour quitter ce régime.

Toutefois, comme tu le sais, on a fini par détecter directement les ondes gravitationnelles (avant on les avait observé mais indirectement, avec les pulsars binaires). Et la fusion de deux étoiles à neutrons a non seulement été observée en OG mais aussi en optique, en X, en gamma : Byzance d'information Et c'est confirmé avec une grande précision : la gravité se propage à la vitesse de la lumière dans le vide.

Enfin, tout cela n'a rien à voir (sauf à rentrer dans les aspects techniques) avec l'espace-temps. La modélisation par la relativité générale avec l'espace-temps n'est que ça : une modélisation.
Tu peux voir la relativité générale de manière strictement relationnelle, et l'influence gravitationnelle est alors comme n'importe quelle propagation (ondes électromagnétiques, mécaniques,....).
Ou alors comme un champ (sous forme linéarisée ou pas) et c'est même une manière "simple" de quantifier la gravitation (même technique que pour les ondes EM, mais qui a ses limites : la théorie est non renormalisable ce qui cache un gros bug, mais la théorie des cordes fait quelque chose d'assez proche avec une formulation renormalisable et même super-renormalisable).

Notons qu'il ne faut pas confondre la gravité et l'espace-temps car, en l'absence de gravité, on a un espace-temps de Minkowski. On peut donc avoir un espace-temps sans gravité.
Mais a contrario, la gravité et l'espace-temps sont un forte histoire d'amour, très intime. Ainsi, dans le cas de champs forts (trous noirs par exemple) ou pour l'univers dans sa globalité, la topologie est modifiée (elle n'est plus la même que celle de Minkowski), il devient impossible de modéliser correctement par Minkowski + un champ autonome (*).
D'un point de vue conceptuel j'ai un peu de mal à donner une signification claire à ça, en deux ou trois mots, plus claire que le paragraphe que je viens d'écrire, la physique classique et le français manquent de mots

(*) Avec des conséquences amusantes. On peut considérer le groupe de symétrie de l'espace-temps (sans gravité) : c'est le groupe de Poincaré P(4). Et considérer qu'on peut retrouver la formulation RG en utilisant les techniques de jauge locale (on exige que la symétrie ne soit pas globale mais locale). Ca marche super bien avec l'électromagnétisme et les interactions faibles et nucléaires.
J'avais essayé il y a une trentaine d'année après la découverte de cette technique qui m'avait fait voir des étoiles dans les yeux (le champ EM par exemple vient simplement d'une symétrie des équations des particules chargées comme les électrons et de cette technique "locale" tout à fait dans l'esprit relativiste : pas besoin d'ajouter le champ EM à la main, il surgit de lui-même avec même les bons couplages charges-champ EM. C'est magique).

Mais avec la gravité : gros nonos. Oui, ça marche, on retrouve la bonne formulation à quelques astuces près car on est en espace-temps plat.... et à cause des changements de topologie, on se retrouve avec un ensemble de cartes (plusieurs espace-temps) et à leur jonction pléthore de singularités. Trouver un mécanisme élégant (re)passant "spontanément" (sans le faire "à la main") à des variétés riemanniennes n'a rien de trivial, je n'ai pas trouvé comment (ça doit être possible via une relation entre atlas, mais à l'époque je n'avais pas de grosses connaissances en topologie différentielle). Il me semble à première vue que ce gros bug est le frère jumeau de celui cité plus haut (même si techniquement il est totalement différent).

Bref, la gravité n'est pas un truc facile, mais il ne faut pas non plus avoir de sueurs froides

[muzoter]

il n'y a que deux couleurs dans un jeu de cartes

La question de l'infini en physique reste en tout bien tout honneur ouverte je
crois même en physique, mais tant qu'on ne l'aura pas observé cela reste en
réserve.Je pense qu'épistémologiquement la physique ne dit pas que l'infini
n'existe pas mais juste cela: tant qu'on ne l'aura pas observé (et vérifié par
des expériences appropriées), l'infini n'existe pas.

Bonjour,

- l'infini mathématique est parfaitement bien défini, est en mathématiques une idée "claire et distincte" (Descartes).

- l'infini en physique c'est l'inifni mathématique,

- l'infini physique est plus de l'idéologie que toute autre chose car concrètement, comment "vérifier" que l'infini physique existe ?

nb : noter au passage la différence profonde qu'il semble y avoir lieu de devoir opérer entre l'infini physique et l'infini en physique, quand toutefois l'infini en mathématiques semble devoir être la même chose que l'infini mathématique !

[Deedee81]

- l'infini mathématique est parfaitement bien défini, est en mathématiques une idée "claire et distincte" (Descartes).
- l'infini en physique c'est l'inifni mathématique,
- l'infini physique est plus de l'idéologie que toute autre chose car concrètement, comment "vérifier" que l'infini physique existe ?
nb : noter au passage la différence profonde qu'il semble y avoir lieu de devoir opérer entre l'infini physique et l'infini en physique, quand toutefois l'infini en mathématiques semble devoir être la même chose que l'infini mathématique !

Je suis tout à fait d'accord avec ça. Et on peut se demander pourquoi utiliser un objet mathématique pour un truc qui n'a pas nécessairement de sens physique (en tout cas au sens de la Méthode Scientifique). (je pose la question, avant que Merlin la pose, et j'y répond en complément de ton message ).
Raisons :
- Car justement les mathématiques servent à modéliser la physique et ne s'y substituent pas (la physique étant avant toute chose expérimentale)
- Car c'est beaucoup plus simple d'utiliser l'infini, les infinitésimaux,... quand c'est possible (par exemple, les outils de l'analyse mathématique sont très puissants et très développés)
- Car la physique est FAPP : "for all practical purpose", "pour tout usage pratique". Le but est de décrire et prédire les résultats expérimentaux de diverses expériences et ce avec la précision voulue. Si on y arrive : basta, c'est suffisant. Une modélisation plus conceptuelle ou ontologique étant le but de la philosophie et non de la physique.

[Matmat]

Mais Romer et Cassini avaient déjà réalisées les observations montrant que la vitesse de la lumière est finie.

Du coup (en théorie) pour transmettre une information à distance on pensait plus rapide une suite de boule collée les unes aux autres (En poussant la première boule, la boule finale étant instantanément affectée) que la lumière ?

[Merlin95]

Je fais référrence comme Amanuensis l'a dit, au fait que Newton avait exprimé comme étant un problème le fait que la gravité agissait instantanément.
Sinon pour les soit disant contradiction, désolé mais je ne les vois pas. Une action instantanée aurait très bien être pu être le cas dans ce cas la relativité de Neton aurait mis en évidence une action instantanée. Rien de plus. Ce qui m'interroge c'est pourquoi, selon quelle considérations Newton avait vu une limite dans sa théorie. Il faudrait se repencher sur son texte pour mieux comprendre peut-être.

[ansset]

Ce qui m'interroge c'est pourquoi, selon quelle considérations Newton avait vu une limite dans sa théorie.

quelle limite avait il vu ?
était ce le fait qu'une force puisse se propager sans "support".? autre chose ?
je ne pense pas que cela soit le caractère instantané qcq soit la distance.
( qui par contre coïncidait mal, bien plus tard, avec la RR )

[Merlin95]

Comme dit au message #1:

un défaut celui-ci étant que dans ce modèle la gravité aurait une action immédiate

[ansset]

Certes, mais ce point n'était pas un pb pour Newton , si ?
J'en serait très surpris ! d'autant qu'à l'époque , on pensait la propagation de la lumière comme instantanée aussi.

[ansset]

Edit et correction : en fait les doutes de l'époque portaient sur les deux points.
- instantanéité
- action sans support physique ( ex mouv des planètes )

[Merlin95]

C'est confirmé par Amanuensis qui je pense s'y connait, au message #16.

[Merlin95]

https://fr.wikipedia.org/wiki/Gravitation#La_mod%C3%A9lisati on_d'Isaac_Newton_(1643-1727) :

L’action à distance (sans contact, à travers le vide) et la propagation instantanée de la force de gravitation ont aussi suscité des doutes, y compris de Newton.