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Les propriétés d'un espace temps qui s'effondre



  1. #1
    extrazlove

    Les propriétés d'un espace temps qui s'effondre


    ------

    Bonjour a tous,

    Dans notre univers il y a beaucoup d'espace temps qui s'effondre grâce a la présence de plusieurs trou noirs dans l'univers.

    Alors quelle Les propriétés d'un espace temps qui s'effondre?

    Et si la matière noir et l'énergie noir est juste une propriété d'un espace temps qui s'effondre par tout dans les trou noir de l'univers.

    -----

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  3. #2
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Les propriétés d'un espace temps qui s'effondre

    Salut,

    Citation Envoyé par extrazlove Voir le message
    Dans notre univers il y a beaucoup d'espace temps qui s'effondre grâce a la présence de plusieurs trou noirs dans l'univers.
    Ce n'est pas l'espace-temps qui s'effondre, c'est la matière qui forme un astre.

    Citation Envoyé par extrazlove Voir le message
    Alors quelle Les propriétés d'un espace temps qui s'effondre?
    La matière : dense et chaude, ni plus ni moins. Que veux-tu que ce soit d'autre ?

    L'espace-temps associé est celui de Schwartzchild, Kerr, ... Tu trouveras pleins de documentation ou de vidéos sur internet pour décrire l'espace-temps correspondant.

    Citation Envoyé par extrazlove Voir le message
    Et si la matière noir et l'énergie noir est juste une propriété d'un espace temps qui s'effondre par tout dans les trou noir de l'univers.
    Il n'est pas exclut que les trous noirs dit intermédiaire soient une composante importante de la matière noire. On n'en sait encore rien. Mais avec l'arrivée de Kagra on aura peut-être assez d'infos pour faire des statistiques

    Pour le reste ce n'est que spéculation.
    Mais en tout cas l'énergie noire, ça ne peut pas être ça (elle est répulsive, pas attractive).
    Keep it simple stupid

  4. #3
    Aglid

    Re : Les propriétés d'un espace temps qui s'effondre

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Mais en tout cas l'énergie noire, ça ne peut pas être ça (elle est répulsive, pas attractive).
    L'énergie noire n'exprime rien d'autre que la mystérieuse accélération de l'expansion.
    La cataloguer comme antigravité ou même se contenter de dire qu'elle est répulsive est trop téméraire. De même pour son implication (ou sa non implication) vis-à-vis de ce que serait véritablement l'espace-temps dont la science contemporaine a à peine gratté la surface.

    Remarque, je comprend que tu répondes ça en rapport à ce que Extrazlove dit à propos des trous noirs. On peut au moins dire qu'on est "poussés" par l'énergie noire, peut-être parce qu'il s'agit d'une force répulsive, peut-être pour une autre raison.
    Par contre, étant donné les arguments et questions d'Extrazlove, je n'ai aucune idée de ce qu'est la vision qu'il se fait de l'univers et de l'espace-temps. Je vois bien qu'il mélange certaines choses, mais je vais essayer de répondre…

    "les propriétés d'un espace-temps qui s'effondre"
    Vu que tu sembles surtout intéressé par les trous noirs, à mon avis tu parles plutôt de l'effet d'un trou noir sur l'espace-temps.
    Hors les effets du trou noir lui-même, les propriétés de l'espace-temps dans la région concernées seraient (selon la relativité générale):
    Une durée beaucoup plus courte pour atteindre un même point dans le temps.
    Par exemple, pendant qu'il s'écoule 1h sur Terre, il pourrait ne s'écouler qu'une minute en étant dangereusement proche du trou noir.

    "la matière noire"
    Pour l'instant, la matière noire n'est rien d'autre qu'un nom donné à une masse qui devrait être présente selon ce qu'on sait ou croit savoir… mais qu'on ne voit pas.
    Ce n'est qu'un terme utilisé pour combler un manque. Bien sûr, cela n'empêche pas de proposer des hypothèses sur ce qu'elle serait vraiment et ses éventuelles implications. Mais en sachant d'où ça vient, tu peux comprendre que tout ce qui la concerne est à prendre avec des pincettes… soit un terme attractif pour les scénaristes de science-fiction, mais qui à la base n'est là que pour combler un manque tout comme l'énergie noire sert à exprimer la mystérieuse accélération de l'expansion.

  5. #4
    ansset
    Animateur Mathématiques

    Re : Les propriétés d'un espace temps qui s'effondre

    Citation Envoyé par Aglid Voir le message
    L'énergie noire n'exprime rien d'autre que la mystérieuse accélération de l'expansion.
    presque : c'est le nom qu'on a donné à la cause de l'accélération, pas à l'expansion elle-même.
    Citation Envoyé par Aglid Voir le message
    La cataloguer comme antigravité ou même se contenter de dire qu'elle est répulsive est trop téméraire. De même pour son implication (ou sa non implication) vis-à-vis de ce que serait véritablement l'espace-temps dont la science contemporaine a à peine gratté la surface.
    je ne sais qui a parlé "d'anti-gravité" ? tu as des sources ?
    dire qu'on a à peine "gratté la surface" est un peu réducteur, la RG est à ce jour un modèle descriptif très solide.
    mais il est fréquent d'attaquer les modèles dans leur globalité quand il reste des zones d'ombre.
    (le bébé se fait fréquemment éjecter du bain)
    ce qu'on nomme "énergie noire" se comporte "comme" une force répulsive, rien ne dit que c'en est une ( au sens usuel de force )
    Citation Envoyé par Aglid Voir le message
    "la matière noire"
    Pour l'instant, la matière noire n'est rien d'autre qu'un nom donné à une masse qui devrait être présente selon ce qu'on sait ou croit savoir… mais qu'on ne voit pas.
    Ce n'est qu'un terme utilisé pour combler un manque. Bien sûr, cela n'empêche pas de proposer des hypothèses sur ce qu'elle serait vraiment et ses éventuelles implications. Mais en sachant d'où ça vient, tu peux comprendre que tout ce qui la concerne est à prendre avec des pincettes… soit un terme attractif pour les scénaristes de science-fiction,...
    Là encore, elle se comporte comme une masse , dont on cherche la nature. ( parmi les hypothèses peut être une multitude de petits TN, voir un PLS intéressant sur le sujet )
    la seule théorie d'un ordre différent de celle d'une masse manquante est la Théorie Mond ( Newton modifiée à grande distance ), mais celle ci ( même dans sa nouvelle mouture relativiste ) se heurte à contradictions et a largement du plomb dans l'aile.

    in finé, je ne saisi pas le fond de ton propos.
    veux tu dire que , comme on n'a pas encore d'explication sur ces deux sujets, il faut revoir la RG sur le fond ? et dans quelle direction ?
    je pose la question sèchement , parce que c'est l'impression que cela donne.
    Dernière modification par ansset ; 08/02/2020 à 04h09.
    y'a quelque chose qui cloche là dedans, j'y retourne immédiatement !

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

    Re : Les propriétés d'un espace temps qui s'effondre

    Citation Envoyé par ansset Voir le message
    presque : c'est le nom qu'on a donné à la cause de l'accélération, pas à l'expansion elle-même.
    Ben c'est ce que je dis ^^ enfin, il me semble.
    Ce n'est pas le seul point sur lequel j'ai l'impression que tu poses un désaccord pour ensuite dire la même chose que moi.
    Notamment quand je parle de la matière noire qui comble un manque, je parle d'un manque de masse. Il me semble que c'est ce que tu dis aussi, si je comprend bien(?).

    Citation Envoyé par ansset Voir le message
    je ne sais qui a parlé "d'anti-gravité" ? tu as des sources ?
    J'avoue être surpris par la question, il me semble avoir lu/entendu à maintes reprises dans divers contextes de vulgarisation. Peut-être que les articles sérieux parlaient juste de "répulsif" et que j'ai fait un amalgame. De toute façon, tant mieux étant donné que je trouve cela trop téméraire.

    Citation Envoyé par ansset Voir le message
    dire qu'on a à peine "gratté la surface" est un peu réducteur, la RG est à ce jour un modèle descriptif très solide.
    mais il est fréquent d'attaquer les modèles dans leur globalité quand il reste des zones d'ombre.
    (le bébé se fait fréquemment éjecter du bain)
    ce qu'on nomme "énergie noire" se comporte "comme" une force répulsive, rien ne dit que c'en est une ( au sens usuel de force )
    Deedee a dit "elle est répulsive".
    S'il sous-entendait "elle se comporte comme", là je suis d'accord.

    Non je ne parle pas de la RG, juste de l'image qu'on se fait de l'espace-temps, l'éventualité des trous de ver etc. Aussi, j'essaie de m'adapter à Extrazlove qui semble avoir une image nettement plus science-fiction que scientifique de l'espace-temps.

    Citation Envoyé par ansset Voir le message
    veux tu dire que , comme on n'a pas encore d'explication sur ces deux sujets, il faut revoir la RG sur le fond ? et dans quelle direction ?
    je pose la question sèchement , parce que c'est l'impression que cela donne.
    Non, je ne faisais aucun sous-entendu de la sorte ici.
    Mais pour être honnête, je n'irais pas jusqu'à dire que tu te fais des idées bien que je n'ai rien contre le fond, mais uniquement contre la forme.
    J'imagine que ça se ressent dans ma manière de m'exprimer.
    L'espace courbe (la forme) semble être le pilier fondateur de la RG (le fond). Je pense qu'il y a une autre possibilité de forme sans pour autant contester le fond, bien au contraire. Vu que l'expliquer serait hors charte, mais que j'ai néanmoins besoin de savoir ce que les scientifiques considèrent comme évident ou purement hypothétique… j'ai décidé de contester/questionner ce que les gens semblent présenter comme des évidences alors que cela me dérange.
    Cela porte ses fruits, grâce à toi je sais maintenant que la science dit juste que l'énergie noire se comporte "comme" une force répulsive. C'est un détail très important pour moi. Merci beaucoup!

  8. #6
    ansset
    Animateur Mathématiques

    Re : Les propriétés d'un espace temps qui s'effondre

    Pour être plus clair:
    Deedee a dit "elle est répulsive".
    je suis d'accord avec ça, dans son effet,
    mais pas forcement à la terminologie de force.
    d'ailleurs, de même, depuis la RG, la gravitation n'est plus une "force" , mais une déformation de l'espace temps.
    y'a quelque chose qui cloche là dedans, j'y retourne immédiatement !

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  10. #7
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Les propriétés d'un espace temps qui s'effondre

    Citation Envoyé par Aglid Voir le message
    L'énergie noire n'exprime rien d'autre que la mystérieuse accélération de l'expansion.
    La cataloguer comme antigravité ou même se contenter de dire qu'elle est répulsive est trop téméraire.
    Il faut un peu rentrer dans le formalisme de la relativité générale pour comprendre ce dont il s'agit.

    On considère un univers homogène et isotrope. Concrètement on considère que le tenseur impulsion-énergie n'a que des termes diagonaux et que la valeur est la même partout à un âge cosmique donné.

    Les termes qui composent ce tenseur sont T00 = ρ le densité d'énergie et T11 = T22 = T33 = P la pression

    Si on a un gaz de baryon ou de matière noire la densité d'énergie est simplement donnée par la densité de matière multiplié par c². Et en ce qui concerne la pression on peut considérer qu'elle est nulle P = 0. Et si elle n'est pas nulle, elle est nécessairement positive.

    Si on considère un gaz de photon (avec un distribution de corps noir) la densité d'énergie dépend de la température du rayonnement c'est en T4 et la pression est P = ρ/3, qui est bien sur une quantité positive (la pression de rayonnement).

    Tout ça c'est très classique.

    La question se pose maintenant de connaitre le tenseur énergie-impulsion du vide. Si la densité d'énergie du vide est nulle ρ=0, il en est de même pour la pression et toute les composante du tenseur sont nulle. Et il parait logique de donner un densité nulle au vide. Toutefois ce n'est pas ce que prédit la théorie quantique des champs. Elle prédit une densité non nulle et même extraordinairement élevée. Il faut donc se poser la question des conséquence de ρ > 0 pour du vide. Et la conséquence très exotique et peu intuitive, c'est que ça se traduit nécessairement par une pression de même valeur absolue que la densité d'énergie mais affublé d'un signe négatif. P = -ρ. Une pression négative, c'est à dire une tension. Un peu comme la tension qui règne dans un élastique mais généralisé aux trois dimensions de l'espace.

    La gravité résultante est donnée par la trace du tenseur, la somme de ses termes diagonaux : T00 + T11 + T22 + T33
    Ce qui nous donne ρ-ρ-ρ-ρ = -2ρ. Une quantité négative. Ce qu'on traduit par une gravité répulsive.

    Et l'avantage c'est que si on commence avec ρ très élevé (densité planckienne du vide) et qui s'effondre jusqu'à donner un vide de basse énergie, on explique à la fois l'origine de l'expansion, l'origine de la matière et l'origine de la constante cosmologique.
    Dernière modification par Gilgamesh ; 08/02/2020 à 13h19.
    Parcours Etranges

  11. #8
    Aglid

    Re : Les propriétés d'un espace temps qui s'effondre

    Bonjour,
    Citation Envoyé par ansset Voir le message
    Pour être plus clair:
    je suis d'accord avec ça, dans son effet,
    mais pas forcement à la terminologie de force.
    d'ailleurs, de même, depuis la RG, la gravitation n'est plus une "force" , mais une déformation de l'espace temps.
    Moi pas. L'énergie noire accélère l'expansion, peut-être parce qu'elle est répulsive, peut-être pour une autre raison.
    De même, la déformation de l'espace-temps est une interprétation de la RG que je n'apprécie pas, mais qui a été rendue indissociable de la RG. Questionner cette déformation = questionner la RG, cet amalgame me dérange.

    J'ai mis beaucoup d'énergie à essayer de comprendre, et j'y vois une raison historique.
    C'est en envisageant cette déformation de l'espace-temps que la RG a pu naître. Par conséquent, elle est vue comme la base de la RG, pas comme une interprétation de la RG.
    Mais de mon point de vue, l'espace déformable comble un manque et cela a permis la RG. Je dis juste que ce manque pourrait éventuellement être interprété autrement.
    Je ne vais pas faire de théorie personnelle. Par contre, je ne pense pas que ce soit hors charte de ramener l'espace déformable à l'état d'hypothèse… mais ce n'est vraiment pas évident de faire comprendre aux gens que réfuter l'espace courbe ne signifie pas forcément réfuter la RG tout en respectant la charte.

    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    Ce qu'on traduit par une gravité répulsive.
    .
    Je suis d'accord avec tout, sauf avec cette conclusion.
    Question: antigravité et gravité répulsive, ce n'est pas la même chose?

  12. #9
    JPL
    Responsable des forums

    Re : Les propriétés d'un espace temps qui s'effondre

    Rappel de la charte du forum :

    L’un des objectifs de Futura-Sciences étant la vulgarisation scientifique de bon niveau ce n’est pas le lieu pour des questionnements ou remises en cause de théories admises dont seuls des spécialistes ont les compétences pour débattre, ni pour l’exposé de théories strictement personnelles. Une telle démarche aurait sa place uniquement dans un séminaire ou un congrès scientifique.
    Rien ne sert de penser, il faut réfléchir avant - Pierre Dac

  13. #10
    Aglid

    Re : Les propriétés d'un espace temps qui s'effondre

    Citation Envoyé par JPL Voir le message
    Rappel de la charte du forum :

    OK, donc même ramener une affirmation à l'état d'hypothèse est hors charte… désolé!

  14. #11
    Mailou75

    Re : Les propriétés d'un espace temps qui s'effondre

    Salut,

    Citation Envoyé par Aglid Voir le message
    C'est en envisageant cette déformation de l'espace-temps que la RG a pu naître.
    Oui et c’est bien là que se trouve le génie d’Einstein : en espace-temps plat un corps qui ne subit aucune accélération propre (qq chose de ressenti) va en ligne droite. En espace temps courbe un corps qui ne subit aucune accélération propre aura une trajectoire courbe vers un point donné de l’espace.

    NB : une trajectoire courbe dans l’espace temps peut très bien être une droite dans l’espace, ce qu’on se représente comme l’accélération d’un corps qui chute verticalement. Mais un corps qui va «en ligne droite» (sans accélération propre) dans l’espace temps peut aussi être courbe dans l’espace, exemple une orbite.
    Dernière modification par Mailou75 ; 08/02/2020 à 23h08.
    Trollus vulgaris

  15. #12
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Les propriétés d'un espace temps qui s'effondre

    Citation Envoyé par Aglid Voir le message
    Je suis d'accord avec tout, sauf avec cette conclusion.
    Question: antigravité et gravité répulsive, ce n'est pas la même chose?
    Je dirais que gravité répulsive est plus correct, mais on peut utiliser l'un ou l'autre. En tout cas il n'existe pas d'autres situations avérées d'inversion du signe de la gravité. Il y a des expériences en cours mettant en oeuvre de l'antimatière mais en attendant les résultats, on considère par défaut que c'est la même gravité pour la matière et pour l'antimatière : une énergie et une pression toutes deux positives (c qui est le cas pour la matière comme pour l'antimatière) engendrent une gravité purement attractive.
    Dernière modification par Gilgamesh ; 09/02/2020 à 20h12.
    Parcours Etranges

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  17. #13
    Aglid

    Re : Les propriétés d'un espace temps qui s'effondre

    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    Je dirais que gravité répulsive est plus correct, mais on peut utiliser l'un ou l'autre. En tout cas il n'existe pas d'autres situations avérées d'inversion du signe de la gravité. Il y a des expériences en cours mettant en oeuvre de l'antimatière mais en attendant les résultats, on considère par défaut que c'est la même gravité pour la matière et pour l'antimatière : une énergie et une pression toutes deux positives (c qui est le cas pour la matière comme pour l'antimatière) engendrent une gravité purement attractive.
    Merci!
    Ce qu'on a appelé l'antimatière, il me semble que c'est juste de la matière chargée négativement (antiproton etc.) (?)
    Une charge négative, mais une masse néanmoins positive. Je veux dire que 50kg d'antimatière, ça reste bien +50kg comme une masse de matière… pas -50kg.
    Donc, pour obtenir une gravité répulsive artificielle, il faudrait une masse négative et non de l'antimatière (?) Ce qui normalement n'existe pas dans notre univers.
    Et qui, théoriquement, remonterait la durée plutôt que suivre le cours normal du temps comme la matière et l'antimatière (?)

    Je ne sais plus qui avait envisagé l'antimatière, mais je me souviens avoir lu qu'il lui avait accordé aussi bien charge négative que masse négative et donc envisagé qu'elle remontait le temps. Au final, ce qu'on appelle antimatière se contente d'une charge négative.

  18. #14
    ansset
    Animateur Mathématiques

    Re : Les propriétés d'un espace temps qui s'effondre

    Citation Envoyé par Aglid Voir le message
    Donc, pour obtenir une gravité répulsive artificielle, il faudrait une masse négative et non de l'antimatière (?) Ce qui normalement n'existe pas dans notre univers.
    effectivement, personne n'évoque de masse négative.
    c'est d'ailleurs la raison pour laquelle je suis ( c'est personnel ) peu à l'aise avec l'expression "gravité négative."
    je préfère parler de pression négative entraînant une répulsion.

    mais ce n'est pas mon rayon, contrairement à Gilgamesh, et il se peut fort bien que l'expression soit usuelle dans la profession.
    y'a quelque chose qui cloche là dedans, j'y retourne immédiatement !

  19. #15
    Aglid

    Re : Les propriétés d'un espace temps qui s'effondre

    Citation Envoyé par ansset Voir le message
    je préfère parler de pression négative entraînant une répulsion.
    Moi c'est plus avec le mot répulsion que je ne suis pas à l'aise… à cause de la manière dont se comporte la gravitation.
    Quand on dit que la gravitation est une déformation de l'espace, puis-je remplacer le mot espace par le mot vide?
    Et donc parler de déformation du vide…

    Quand on parle de répulsion, j'ai tendance à voir ça un peu comme des aimants inversés qui vont tout faire pour s'éviter. Hors, la matière déforme l'espace malgré la tension qu'il provoque. (Heureusement d'ailleurs, sinon où irait la matière?)
    Ca ressemble donc beaucoup plus à un affrontement entre la matière et le vide. Bien entendu, affrontement largement remporté par le vide étant donné l'expansion et même son accélération. Ce qui est traduit par une répulsion mais, est-ce vraiment le mot approprié?

  20. #16
    Aglid

    Re : Les propriétés d'un espace temps qui s'effondre

    Citation Envoyé par Mailou75 Voir le message
    Salut,



    Oui et c’est bien là que se trouve le génie d’Einstein : en espace-temps plat un corps qui ne subit aucune accélération propre (qq chose de ressenti) va en ligne droite. En espace temps courbe un corps qui ne subit aucune accélération propre aura une trajectoire courbe vers un point donné de l’espace.

    NB : une trajectoire courbe dans l’espace temps peut très bien être une droite dans l’espace, ce qu’on se représente comme l’accélération d’un corps qui chute verticalement. Mais un corps qui va «en ligne droite» (sans accélération propre) dans l’espace temps peut aussi être courbe dans l’espace, exemple une orbite.
    Salut, j'ai l'impression que tu t'es contredit.
    Dans un premier temps, tu dis qu'un corps sans accélération propre aura une trajectoire courbe dans l'espace-temps. Ensuite, dans l'exemple de l'orbite, tu dis le contraire. Il me semble qu'il faudrait justement que ce corps en orbite soit en actuellement en accélération dans l'espace-temps pour prétendre à la ligne droite dont tu parles.
    Par contre, je ne comprends pas pourquoi l'accélération n'apporte un changement espace-temps que si elle est ressentie. Et si elle est vécue sans être ressentie? Genre quand la Terre accélère.

  21. #17
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Les propriétés d'un espace temps qui s'effondre

    Citation Envoyé par Aglid Voir le message
    Merci!
    Ce qu'on a appelé l'antimatière, il me semble que c'est juste de la matière chargée négativement (antiproton etc.) (?)
    Plus généralement, c'est une particule pour laquelle toutes les quantités conservées (les charges) sont inversées. La charge éléctrique, mais également l'hypercharge faible, la charge colorée, etc.


    Une charge négative, mais une masse néanmoins positive. Je veux dire que 50kg d'antimatière, ça reste bien +50kg comme une masse de matière… pas -50kg.
    C'est ça. En tout cas du point de vue de l'énergie mc².

    Donc, pour obtenir une gravité répulsive artificielle, il faudrait une masse négative et non de l'antimatière (?) Ce qui normalement n'existe pas dans notre univers.
    Et qui, théoriquement, remonterait la durée plutôt que suivre le cours normal du temps comme la matière et l'antimatière (?)

    Je ne sais plus qui avait envisagé l'antimatière, mais je me souviens avoir lu qu'il lui avait accordé aussi bien charge négative que masse négative et donc envisagé qu'elle remontait le temps. Au final, ce qu'on appelle antimatière se contente d'une charge négative.
    Oui mais comme je le détaille plus haut avec les composantes du tenseur énergie-impulsion, en relativité générale - et c'est une grosse différence par rapport à Newton - la masse-énergie n'est pas la seule quantité qui intervient dans la gravité. Il faut y inclure la pression, qui prend une valeur positive dès lors qu'il y a des particules (des photons, des particules ou des antiparticules) mais qui prend un signe négatif en l'absence de particule, ce qui est la définition du vide, dès lors que celui-ci a un état fondamental d'énergie non nulle.
    Dernière modification par Gilgamesh ; 10/02/2020 à 13h01.
    Parcours Etranges

  22. #18
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Les propriétés d'un espace temps qui s'effondre

    Citation Envoyé par Aglid Voir le message
    Et si elle est vécue sans être ressentie? Genre quand la Terre accélère.
    L'accélération de la Terre est parfaitement mesurable, elle n'est pas ressentie par nos sens imparfait mais ça c'est un détail au plan de la Physique.
    Parcours Etranges

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  24. #19
    Aglid

    Re : Les propriétés d'un espace temps qui s'effondre

    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    L'accélération de la Terre est parfaitement mesurable, elle n'est pas ressentie par nos sens imparfait mais ça c'est un détail au plan de la Physique.
    Quand Mailou75 défini l'accélération propre comme étant quelque chose de ressenti, il voulait (ou aurait du) dire mesurable plutôt que ressenti?
    Il existe des accélérations non mesurables?

    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    Oui mais comme je le détaille plus haut avec les composantes du tenseur énergie-impulsion, en relativité générale - et c'est une grosse différence par rapport à Newton - la masse-énergie n'est pas la seule quantité qui intervient dans la gravité. Il faut y inclure la pression, qui prend une valeur positive dès lors qu'il y a des particules (des photons, des particules ou des antiparticules) mais qui prend un signe négatif en l'absence de particule, ce qui est la définition du vide, dès lors que celui-ci a un état fondamental d'énergie non nulle.
    Si je comprends bien… pour (théoriquement) remonter le temps, il faudrait une masse négative ET une énergie du vide opposée à celle qui s'applique à notre univers.
    Peut-on considérer l'énergie du vide que nous connaissons comme inversément proportionnelle à ce que pourrait provoquer un immense trou noir?

  25. #20
    mach3
    Modérateur

    Re : Les propriétés d'un espace temps qui s'effondre

    Citation Envoyé par Aglid Voir le message
    Salut, j'ai l'impression que tu t'es contredit.
    Dans un premier temps, tu dis qu'un corps sans accélération propre aura une trajectoire courbe dans l'espace-temps. Ensuite, dans l'exemple de l'orbite, tu dis le contraire. Il me semble qu'il faudrait justement que ce corps en orbite soit en actuellement en accélération dans l'espace-temps pour prétendre à la ligne droite dont tu parles.
    Par contre, je ne comprends pas pourquoi l'accélération n'apporte un changement espace-temps que si elle est ressentie. Et si elle est vécue sans être ressentie? Genre quand la Terre accélère.
    Pour éclaircir un peu les choses :

    L'accélération propre d'un objet est ce que mesure un accéléromètre attaché à l'objet. En l'occurence, un accéléromètre posé au sol sur Terre indique une accélération propre de 9.8m/s² orientée vers le haut (c'est une grandeur vectorielle), alors qu'un accéléromètre en orbite autour de la Terre indique exactement 0.

    Parler de trajectoire courbe dans l'espace-temps est totalement impropre. On parle de trajectoire dans l'espace, mais de ligne d'univers dans l'espace-temps. La ligne d'univers caractérise intrinsèquement le mouvement d'un objet, sans référence à quoi que ce soit, ce n'est pas un objet relatif à quelque chose. Quand on choisit un découpage de l'espace-temps, ou, autrement dit, qu'on choisit un référentiel, on spécifie un espace par rapport à l'espace-temps. La ligne d'univers de l'espace-temps se retrouve projetée sur l'espace particulier que l'on vient de définir, et la projection est alors une trajectoire. UNE trajectoire, pas LA trajectoire, car pour une même ligne d'univers on a autant de trajectoire que de référentiels.

    Quand l'accélération propre est nulle, la ligne d'univers est droite (à un sens mathématique bien précis), on l'appelle une géodésique de l'espace-temps. Quand l'accélération propre est non nulle, la ligne d'univers est courbée et ce n'est pas une géodésique de l'espace-temps.

    Ca ne préjuge rien de la rectitude ou non des trajectoires correspondantes qui dépendent du référentiel. Par exemple un objet en orbite aura une trajectoire rectiligne dans un référentiel en chute libre(*) et une trajectoire courbe dans le référentiel astrocentrique.

    Dernier point, la courbure de l'espace-temps caractérise le comportement des géodésiques, c'est à dire des lignes d'univers d'objet sans accélération propre. Si on considère une famille de géodésiques, localement parallèles les unes aux autres, elles peuvent soit se rapprocher de plus en plus (jusqu'à se couper), c'est la courbure positive, soit s'éloigner de plus en plus, c'est la courbure négative. Entre les deux il y a le cas où elles restent parallèles, c'est la courbure nulle.

    m@ch3

    * : rectiligne localement car ce genre de référentiel n'est défini que localement
    Never feed the troll after midnight!

  26. #21
    Aglid

    Re : Les propriétés d'un espace temps qui s'effondre

    Citation Envoyé par mach3 Voir le message
    Pour éclaircir un peu les choses :

    L'accélération propre d'un objet est ce que mesure un accéléromètre attaché à l'objet. En l'occurence, un accéléromètre posé au sol sur Terre indique une accélération propre de 9.8m/s² orientée vers le haut (c'est une grandeur vectorielle), alors qu'un accéléromètre en orbite autour de la Terre indique exactement 0.

    Parler de trajectoire courbe dans l'espace-temps est totalement impropre.
    Merci
    Je n'avais pas du tout compris que Mailou parlait de la ligne d'univers, devenu évident après ton intervention.
    Je trouve que ce n'est pas grave qu'il parle de courbe, mais je suis mal placé pour te donner tord étant donné que c'est à cause de ça que je ne situais pas ce qu'il raconte. Mais bon, c'est arrivé de nul part aussi.

    Je trouve la ligne d'univers intéressante pour la graduation selon le temps propre de l'objet concerné, c'est d'ailleurs là tout son intérêt il me semble (?)

  27. #22
    Mailou75

    Re : Les propriétés d'un espace temps qui s'effondre

    Merci mach3 pour les précisions

    Citation Envoyé par mach3 Voir le message
    Parler de trajectoire courbe dans l'espace-temps est totalement impropre. On parle de trajectoire dans l'espace, mais de ligne d'univers dans l'espace-temps. (...) UNE trajectoire, pas LA trajectoire, car pour une même ligne d'univers on a autant de trajectoire que de référentiels.
    J’aurais pas dit mieux, je suis allé un peu vite... il y a en effet une petite contradiction qui va avec comme l’a noté Aglid : la ligne d’univers de celui qui chute radialement est courbe dans d’autres référentiels que le sien (sry)
    Trollus vulgaris

  28. #23
    mach3
    Modérateur

    Re : Les propriétés d'un espace temps qui s'effondre

    Citation Envoyé par Mailou75 Voir le message
    la ligne d’univers de celui qui chute radialement est courbe dans d’autres référentiels que le sien (sry)
    c'est encore inexact dit comme cela (même si je vois bien ce que tu veux dire et que j'ai pu m'exprimer de la sorte en d'autres temps). La ligne d'univers de celui qui chute est une géodésique, elle est droite peu importe le référentiel. Et pareillement, la ligne d'univers de celui qui ne chute pas n'est pas une géodésique et est courbe peu importe le référentiel. Il ne faut pas confondre la ligne d'univers avec sa représentation par une ligne dans un graphique portant les coordonnées sur ses axes. La représentation d'une géodésique peut être une ligne courbe et inversement, la représentation d'une ligne d'univers non géodésique peut être une ligne droite. C'est le système de coordonnées utilisé pour représenter qui est en cause, pas le référentiel.

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  29. #24
    Mailou75

    Re : Les propriétés d'un espace temps qui s'effondre

    Citation Envoyé par mach3 Voir le message
    La ligne d'univers de celui qui chute est une géodésique, elle est droite peu importe le référentiel. Et pareillement, la ligne d'univers de celui qui ne chute pas n'est pas une géodésique et est courbe peu importe le référentiel.
    Humm... pas d’accord, là c’est toi qui va un peu vite : La trajectoire sera droite (une radiale) mais la ligne d’univers courbe dès lors que le référentiel n’est plus celui qui chute. Une ligne d’univers va au contraire dépendre du référentiel (un observateur), une orbite circulaire dans un référentiel astrocentrique ce sera une ligne d’univers helicoidale. Je pourrais changer de système de coordonnées, les données brutes resteraient inchangées. Celui qui fait du sur place aura une ligne d’univers rectiligne, comme tu le dis (mais de temps propre variable suivant où elle se trouve). On est hors sujet non...?
    Trollus vulgaris

  30. Publicité
  31. #25
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Les propriétés d'un espace temps qui s'effondre

    Salut,

    Attention Mailou, je crois que tu commets une erreur archi classique : confondre la rectitude/courbure d'une trajectoire telle qu'on la représente et telle qu'elle est physiquement.
    (tout "dessin" est trompeur). Physiquement on ne peut juger de la rectitude que par la géométrie intrinsèque de la variété et de la trajectoire considérée. Et une géodésique est "ce qu'il y a de plus droit", et ce quel que soit le référentiel, la variété ou la situation. C'est le prolongement par transport parallèle de "petits bouts" de droite.

    P.S. vous voyez ? Je suis, même quand je n'interviens pas
    Keep it simple stupid

  32. #26
    Mailou75

    Re : Les propriétés d'un espace temps qui s'effondre

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Attention Mailou, je crois que tu commets une erreur archi classique : confondre (...)
    Je ne crois pas confondre. La définition donnée par mach3 au message 20 est rigoureuse.

    La signification d’une ligne d’univers «droite» est «sans accélération propre», ça ne veut pas dire qu’une ligne d’univers sera droite dans tout référentiel. Il n’y a qu’en espace plat (Minkowski) qu’une ligne d’univers non accélérée restera droite par changement de référentiel.

    Attendons la réponse de mach3
    Trollus vulgaris

  33. #27
    Mailou75

    Re : Les propriétés d'un espace temps qui s'effondre

    Remoi,

    Une idée pour tenter d'éclaircir le problème, dissocier en trois notions (on travaille en 2D+t) :
    - Trajectoire : objet 2D désignant la projection, dans l'espace du référentiel (observateur), de la ligne d'univers
    - Ligne d'univers : objet 2D+t désignant la trajectoire dans le référentiel espace temps d'un observateur
    - Géodésique : courbe de plus courte longueur sur une surface courbe, objet 2D+t (ou seulement 1D si on connait la surface)

    Le problème c'est de définir la géodésique. On a tendance à utiliser l'image du "drap déformé par une masse" et faire tourner des billes mais c'est trompeur. Dans cette analogie la vitesse de la bille va modifier sa trajectoire : plus on tire fort plus elle partira en ligne droite, il y a une puissance de tir pour tourner en rond, etc. Et c'est effectivement ce qui se passe avec la gravité. Mais… cette image laisse supposer que la courbure de l'espace est fixée (drap) et que le billes empruntent des "droites de la surface". Et dans ce cas, il n'existe qu'une seule vitesse possible puisqu'une seule droite/géodésique pour une direction. C'est donc faux.

    Ce qu'il faut plutôt s'imaginer c'est qu'il existe autant de "surfaces courbes" (2D+t) qu'il existe le puissances de tir. Par exemple un tir de balle à 200km/h aura une surface à emprunter passant par la balle et couvrant toutes les directions. Un tir de lazer à 300.000km/s aura une autre surface où un ensemble de géodésiques se croiseront de la même façon sur le bout du canon. Donc pour deux tirs partant du même point dans la même direction il y aura deux "lignes droites" (inertielles) car deux surfaces.

    Ensuite, la contrainte est que ces surfaces puissent communiquer entre elles (à c). Donc en se mettant dans un référentiel, les surfaces vont adopter une morphologie particulière de manière à ce que la vitesse de la lumière, définie par l'observateur dans son repère (voir effet Shapiro), permette de relier des évènements entre eux en s'assurant qu'il s'agit bien d'un intervalle d'espace-temps nul (au sens ds=0). Les géodésiques vont s'adapter à la représentation des surfaces pour donner des lignes d'univers, propre à un repère.

    C'est mieux comme ça ?

    (J'avoue que ça serait mieux avec un dessin mais je ne vais pas avoir le temps tout de suite…)
    Trollus vulgaris

  34. #28
    mach3
    Modérateur

    Re : Les propriétés d'un espace temps qui s'effondre

    - Ligne d'univers : objet 2D+t désignant la trajectoire dans le référentiel espace temps d'un observateur
    Non!! Désolé, pas le temps pour développer, mais une ligne d'univers ce n'est pas du tout ça.

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  35. #29
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Les propriétés d'un espace temps qui s'effondre

    Salut,

    Et moi..... malheureusement, manque de temps pour lire tout ça et (contre) argumenter. Alors juste un avertissement pour ça :
    (donc pas une critique ni un contre-argument, juste pour essayer d'aider)

    Citation Envoyé par Mailou75 Voir le message
    (J'avoue que ça serait mieux avec un dessin mais je ne vais pas avoir le temps tout de suite…)
    Attention, relit ce que j'ai écrit, c'est justement ce que j'ai reproché. Un dessin est forcément trompeur (même si les représentations graphiques sont d'une indéniable utilité). En effet cela donne un point de vue "extérieur" à l'espace-temps, point de vue qui n'existe pas physiquement, c'est juste le point de vue du théoricien. Et c'est justement là que se situe le blème que je signalais avec le concept de courbure d'une trajectoire.

    Un truc qui n'est pas le plus habituel (mais quand même présenté dans Gravitation) est ceci :
    https://fr.wikipedia.org/wiki/Coordonn%C3%A9es_normales
    Pour une géodésique on peut facilement construire des coordonnées où la trajectoire n'est pas courbe car justement.... c'est une géodésique. On peut choisir les coordonnées pour annuler les coefficients adéquats du tenseur de Riemann ou de la métrique ainsi que les dérivées premières. Donc, pas de courbure physique de la trajectoire (l'ET peut être courbe)
    Et évidemment, changer de système de coordonnée ou de référentiel ne change pas la physique (mais ça change le dessin !!!!)

    ===> prudence dans les représentations.
    Keep it simple stupid

  36. #30
    Mailou75

    Re : Les propriétés d'un espace temps qui s'effondre

    Salut,

    Citation Envoyé par mach3 Voir le message
    Non!! Désolé, pas le temps pour développer, mais une ligne d'univers ce n'est pas du tout ça.
    Hein hein, donc ça veut dire qu’on discute depuis des années avec les mauvais termes ?

    ..........

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    En effet cela donne un point de vue "extérieur" à l'espace-temps, point de vue qui n'existe pas physiquement, c'est juste le point de vue du théoricien.
    Pas trop d’accord. Un référentiel peut être construit pour avoir un sens physique. Par exemple «ce qui est vu» chez Scharzschild. Ce n’est pas «extérieur» à l’espace temps mais une mesure de celui ci «depuis» un observateur. Ca ne veut pas dire que la trajectoire 2D+t dans ce repère est absolue, de même que «sens physique» est relatif... personne ne voit la même chose.

    Pour une géodésique on peut facilement construire des coordonnées où la trajectoire n'est pas courbe car justement.... c'est une géodésique.
    Je veux bien voir ça
    Trollus vulgaris

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