l'énergie

[invite896757ff]

Bonjour,
Pourquoi l'énergie existe ?
Sachant que la matière n'est qu'une concentration d'énergie,
La matière est exclue d'une éventuelle explication

merci
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[erik]

Pourquoi l'énergie existe ?

Pourrais tu préciser ton questionnement, je ne comprend pas ta question.

[invite896757ff]

Pourrais tu préciser ton questionnement, je ne comprend pas ta question.

Ma question est: "Pourquoi l'énergie existe ?"

[Paraboloide_Hyperbolique]

Bonjour,

L'énergie est avant tout un concept humain. Je dirais donc que ce concept existe parce qu'il y a eu des humains pour le penser. Ensuite ce concept s'est avéré tellement utile* que tout le monde (dans les sciences) s'est mis à l'utiliser.

On peut après discuter le fait de savoir si l'énergie n'existe qu'en tant que concept ou a une existence "intrinsèque", mais je laisse ce débat-là aux philosophes.

*D'autres concepts ont (quasi) disparus** comme le vitalisme ou le calorique.

**On n'en parle plus que dans un cadre historique pour dire "là on s'est fourvoyé".

[A voir en vidéo sur Futura]

[Gilgamesh]

Bonjour,
Pourquoi l'énergie existe ?
Sachant que la matière n'est qu'une concentration d'énergie,
La matière est exclue d'une éventuelle explication

merci

Le concept d'énergie recouvre des réalités complexes et apparemment disjointes, c'est à dire que différents compartiments du réel comme la masse, la vitesse ou la chaleur peuvent être mis en relation d'équivalence grâce à ce concept. Dire que la matière "n'est que" une concentration d'énergie n'a pas de sens, au sens où l'énergie ne constitue pas un aspect de la réalité plus fondamental que par exemple le spin, la charge électrique, la coordonnée spatio-temporelle, l'impulsion, etc. La matière c'est de l'énergie investie dans des champs quantiques spécifiques comme l'électron ou le quark mais quand si on décharge ces champs pour transmettre leur énergie à un champ électromagnétique par exemple, on n'obtient pas du tout une réalité équivalente a ce qui précède, la réalité a changé (et pas qu'un peu) quand l'énergie est passé de l'un à l'autre.

[Deedee81]

Salut,

Pourquoi l'énergie existe ?

Pour la même raison que la position existe, la même raison que la vitesse existe, la même raison que la couleur existe, pour la même raison que les voisins casse-bonbon existent, etc....

Sachant que la matière n'est qu'une concentration d'énergie,

Non, ce n'est pas que ça. Et le concept "d'énergie pure" (sans rien d'autre) est une absurdité de la science fiction. C'est comme la vitesse pure dans objet qui se déplacerait, sans rien d'autre que la vitesse elle-même, ça n'a pas de sens (le pire est que ça aussu je l'ai entendu en SF, enfin, bon).

L'énergie est une propriété de la matière, au même titre que sa position, sa vitesse, pas son constituant.

A lire en long, en large et en profondeur avant de continuer :
https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89nergie_(physique)

Prend un photon : ce n'est pas de l'énergie pure : il a une quantité de mouvement, une vitesse, une direction, une polarisation, un spin et une hélicité, une constante de couplage avec la charge électrique.
C'est loin, trèèèèès looooin, de n'être que de l'énergie.

La matière est exclue d'une éventuelle explication

Une explication de quoi ?

Revenons sur :

Pourquoi l'énergie existe ?

Parce que on a inventé le concept Et on l'a inventé car elle est bien pratique. Evidemment elle traduit quelque chose qui existe : certaines propriétés de la matière, donc elle n'a pas été inventée/définie n'importe comment. Voir les débuts par exemple avec : https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89..._Ch%C3%A2telet qui comprit que la "force vive" (ancien nom de l'énergie) était proportionnelle à mv².
Voir aussi https://fr.wikipedia.org/wiki/Vis_viva
Les travaux de Watt montrant l'équivalence avec la chaleur sont fort intéressant aussi.

Pour comprendre un concept il est souvent intéressant de comprendre ses débuts et donc pourquoi il a été définit.

[titijoy3]

une question : comment perçoit on la matière ?

[Deedee81]

une question : comment perçoit on la matière ?

De toutes sortes de manière. Avec les yeux, avec des instruments de mesure.... Ta question n'est pas assez précise pour donner une réponse plus précise.

[titijoy3]

par exemple, qu'est ce qui fait que quand je touche un objet, je sais que c'est un objet ?

je sais, ça à l'air d'une question conne mais si on fouille un peu..

par exemple, qu'est ce qui empêche mon doigt de traverser un caillou (étant donné que les atomes sont en majeure partie constitués de vide)

[Deedee81]

par exemple, qu'est ce qui fait que quand je touche un objet, je sais que c'est un objet ?

L'interaction (électromagnétique !) entre les molécules de ta peau et tes nerfs sensoriels et l'objet, suivi d'une impulsion vers ton cerveau et tes connaissances/mémoires qui te font dire "c'est un objet".

je sais, ça à l'air d'une question conne mais si on fouille un peu..

J'ai un peu fouillé

par exemple, qu'est ce qui empêche mon doigt de traverser un caillou (étant donné que les atomes sont en majeure partie constitués de vide)

Ca c'est une autre question

Ce qui l'empêche est essentiellement la force électromagnétique. Pour des atomes proches ça suit approximativement une loi de Morse :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Potentiel_de_Morse
Répulsif à courte distance.
(et attractif ou parfois répulsif à distance plus grande, ça dépend des affinités chimiques, c'est-à-dire la tendance des atomes à capturer ou donner des électrons, quand "ça colle" c'est plutôt attractif )

On parle parfois du principe d'exclusion mais c'est faux : ça empêche les atomes de "s'effondrer" (formant des atomes qui ressembleraient tous à de l'hydrogène... sauf la masse). Et au-delà à moins de presser autant que dans une naine blanche ça n'intervient pas trop ici.

Et les atomes plein de vide faut relativiser :
- oui si on regarde la taille du noyau v.s. la taille de l'atome (et le fait que l'électron est élémentaire et décrit comme ponctuel). C'est évidemment la découverte de Rutherford.
- Mais non si on tient compte de la fonction d'onde de l'électron qui remplit tout l'atome (ou presque, les orbitales varient d'un électron à l'autre) l'électron ayant une position indéterminée (au sens fort) et non juste incertaine/inconnue. Et du fait que l'atome est emplit du champ électromagnétique dû aux charges des électrons et du noyau, et c'est ça qui joue ici.
(tu noteras que je n'ai pas parlé du vide quantique, pas utile ici, ni de l'effet tunnel, qui n'a aucune chance de se produire pour des distances importantes, ton doigt est tranquille )

[titijoy3]

"Ce qui l'empêche est essentiellement la force électromagnétique"

donc, la matière se manifeste par rapport à mon doigt par l'action d'une force ?

[Deedee81]

donc, la matière se manifeste par rapport à mon doigt par l'action d'une force ?

Essentiellement oui, d'ailleurs les capteurs sensoriels (les nerfs) dans le doigt sont des capteurs de pression (donc de force).
(Mais ça peut être aussi la chaleur par exemple)
Et c'est aussi cette force qui retient ton doigt.

EDIT on est un peu hors sujet mais pas tant que ça, goaoute a posé une question simple et eut réponse, n'est pas encore revenu, et ça peut aussi fortement l'intéresser. Donc continuons

[titijoy3]

je crois que la question de départ n'est pas très bien posée, la question du "pourquoi" me semble faire appel à des notions philosophiques alors que celle du "comment" et du "qu'est ce " est plus du ressort de la science,

j'enfonce sans doute une porte ouverte en disant que l'énergie et la matière sont intimement liées et pour moi indissociables..

@deedee, quand tu dis "Mais ça peut être aussi la chaleur par exemple", tu parles de l'émission thermique d'un corps que l'on définit comme solide et perçu par les cellules sensorielles de mon doigt ?

[Deedee81]

je crois que la question de départ n'est pas très bien posée, la question du "pourquoi" me semble faire appel à des notions philosophiques alors que celle du "comment" et du "qu'est ce " est plus du ressort de la science,

+1
d'où ma réponse (y compris avec les voisins )

j'enfonce sans doute une porte ouverte en disant que l'énergie et la matière sont intimement liées et pour moi indissociables..

+1
EDIT a un petit bémol près, ça dépend de ce qu'on entend par matière. Souvent les photons ne sont pas inclus dans cette définition mais ils ont aussi de l'énergie. Mais ça ne change pas le fond de ta remarque à laquelle je souscris

@deedee, quand tu dis "Mais ça peut être aussi la chaleur par exemple", tu parles de l'émission thermique d'un corps que l'on définit comme solide et perçu par les cellules sensorielles de mon doigt ?

Oui. On a de nombreuses cellules nerveuses spécialisées pour les sensations. Faibles pression, forte pression, chaud, froid... je crois qu'il y en a même qui détectent diverses molécules de stress et enclenchant une douleur (à confirmer, je ne suis pas biologiste)
(les chatouilles c'est une émission à faible intensité des neurones détectant les faibles pressions, spontanée ou provoquée )

[invite896757ff]

Essentiellement oui, d'ailleurs les capteurs sensoriels (les nerfs) dans le doigt sont des capteurs de pression (donc de force).
(Mais ça peut être aussi la chaleur par exemple)
Et c'est aussi cette force qui retient ton doigt.

EDIT on est un peu hors sujet mais pas tant que ça, goaoute a posé une question simple et eut réponse, n'est pas encore revenu, et ça peut aussi fortement l'intéresser. Donc continuons

Je suis toujours là et les réponses sont fort intéressantes.
Je n'ose pas demander : Quelle est l'origine de l'énergie

[Deedee81]

Je n'ose pas demander : Quelle est l'origine de l'énergie

Comme on l'a dit l'énergie est une définition qui caractérise certaines propriétés de la matière. Parler de son origine st hummmmm bizarre.
Quelle est l'origine de la vitesse ? Quelle est l'origine de la position ?

Est-ce que tu as lu les liens que j'ai donné ? Peux-tu préciser ce que tu entends par "origine" ????? Ne dit pas "d'où elle vient ?" car ce n'est pas plus clair !!!!

[invite896757ff]

Comme on l'a dit l'énergie est une définition qui caractérise certaines propriétés de la matière. Parler de son origine st hummmmm bizarre.
Quelle est l'origine de la vitesse ? Quelle est l'origine de la position ?

Est-ce que tu as lu les liens que j'ai donné ? Peux-tu préciser ce que tu entends par "origine" ????? Ne dit pas "d'où elle vient ?" car ce n'est pas plus clair !!!!

J'ai consultés les liens, ils ne répondent pas à la question.
L'origine de la vitesse c'est le mouvement.
La position une origine.
L'énergie n'est pas qu'une définition, elle se manifeste par son existence (transfert et autre...), elle a donc une existence.
Quelle est l'origine de la première énergie ?

[Zefram Cochrane]

Bonjour,
L'origine du mouvement c'est la vitesse. C'est parce qu'on a une vitesse instantanée qu'on se déplace par l'inverse.

[titijoy3]

beaucoup de notions sont arbitraires dans les questions de vitesse et de position, elles dépendent du référentiel choisi,

donner une réponse à la question "quelle est l'origine de la première énergie" dépasse le cadre de nos connaissance pour longtemps je crois !!

[invite896757ff]

donner une réponse à la question "quelle est l'origine de la première énergie" dépasse le cadre de nos connaissance pour longtemps je crois !!

Quelle est la probabilité que l'énergie ait toujours été ?

[Deedee81]

Goaoute,

L'énergie en tant que tel, indépendamment de la matière, ça n'existe pas.
L'énergie est une description de la matière.

Tu as de la matière : elle a une énergie.
Tu n'as pas de matière : tu n'as pas d'énergie.

Ah, et "l'origine de la vitesse c'est le mouvement", c'est faux, la vitesse EST le mouvement, c'est la même chose.

Et tu dis aussi "l'énergie n'est pas qu'une définition" : SI. Vu que tu connais très mal le sujet ne fait pas ce genre d'affirmation.

Clairement tu n'as pas bien lu les liens, tout y est.

Titijoy,

Tu dis :
"donner une réponse à la question "quelle est l'origine de la première énergie" dépasse le cadre de nos connaissance pour longtemps je crois"

Non, c'est pire que ça : cette question est absurde, elle est un total non sens
(je ne discuterai pas de la question de l'origine de l'univers, question fort complexe et spéculative, mais qu'elle quelle soit l'énergie est l'énergie de ce qui est dans l'univers. Point)

Je vais le formuler autrement.
Je dis "Marcel est moche".
Goaoute, quelle est l'origine de moche. Est-ce que moche existait avant Marcel, avant la Terre, avant l'univers (quel que soit le sens de ça) ?
Attention, je n'ai pas demandé l'origine de MArcel, je n'ai pas demandé pourquoi Marcel est moche, ni depuis quand il est moche. Mais l'origine de moche, tout court. Pas l'origine de ce mot mais l'origine du concept moche.

L'énergie c'est la même chose.

[titijoy3]

"Quelle est la probabilité que l'énergie ait toujours été ?"


infinie et nulle à la fois

[jacquolintégrateur]

Bonjour
Je vais me permettre de ramener le débat à de notions beaucoup plus terre à terre: une vérité étonnante et, pourtant dument validé par la physique enseignée dans les universités est la célèbre relation E =mc² conséquence de la relativité restreinte (et, bien sûr, valable en RG). Cette relation toute bête et galvaudée signifie rien moins que ceci: absolument toute matière (l'acier, l'or, l'eau, l'air, le caviar, le foie gras, les escargots de Bourgognes... et j'en passe) Un kilo de toute matière, donc, contient 100 millions de milliards de joules. Bien sûr, c'est en équilibre mais c'est, tout de même, une partie de cette énergie que nous mettons en jeux, lorsque nous provoquons des réactions, même des plus banales: quand on dissout du sucre dans l'eau, celle ci se refroidit légèrement parce qu'une partie de son énergie thermique sert à casser les liaisons entre les cristaux de sucre. Quand tout môme, je donnais un coup de marteau sur un petit tas de Chlorate de soude mélangé à un pincé de soufre, cela produisait une flamme et une détonation qui avait le don de faire sauter à un mètre de haut un matou qui se promenait placidement dans les parages, la décomposition du Chlorate et la recombinaison de l'O libéré avec le souffre, fournissait l'énergie au dépend des masses des composants. Même chose, lorsque l'on fait tourner le moteur de sa voiture: l'énergie libérée par le réarrangement des molécules de CH de l'essence et de l'o libère une parcelle de l'énergie de masse qui fait tourner le moteur. Bien sûr, c'est trés peu à chaque fois. Lorsque un neutron pénètre dans un noyau d'U 235, ça atteint 200 millions d'ev . Pour une dizaines de Kg d'U, c'est une bombe A !! Il suffirait de savoir stocker gros comme un grain de maïs d'antimatière (que l'on sait parfaitement produire, il est vrai, avec un rendement plutôt faible (mais c'est très perfectible!!)) pour que l'on puisse produire une explosion de la puissance d'une bombe A (sujet du film Ange ou Démon). Certes, il n'y a pas de quoi écrire à la famille! Mais il convient, tout de même, amha, de ne pas balayer, d'un revers de main, l'équivalence (purement numérique, (Deedee a raison)) masse- énergie/
Cordialement

[Deedee81]

Il suffirait de savoir stocker gros comme un grain de maïs d'antimatière (que l'on sait parfaitement produire, il est vrai, avec un rendement plutôt faible (mais c'est très perfectible!!)) pour que l'on puisse produire une explosion de la puissance d'une bombe A (sujet du film Ange ou Démon).

Actuellement on ne crée que quelques antiatomes (ou antiparticules, un peu plus là), mais le jour où on sera capable de créer/stocker disons un milli gramme, on aura vraiment intérêt à être TRES prudent !

[sunyata]

Ma question est: "Pourquoi l'énergie existe ?"

Pourquoi vouloir exclure la matière de l'explication ? Le concept d'énergie recouvre entre autre la notion qu'au delà des apparentes transformations des configurations de matière, il existe des lois de conservation permettant de faire de prévisions quantitatives relatives à ces transformations.

Quand j'écris que m.g.z = 1/2 mv² (Théorème de l'énergie cinétique) j'exprime l'équivalence quantitative, mesurable, de 2 configurations équivalentes en terme de capacité qu'a la matière à subir certaines transformations.

La matière n'est pas une "concentration d'énergie", l'énergie est un principe de conservation mesurable lorsque la matière se transforme l'énergie n'a pas d'existence propre, c'est une propriété.

Cordialement

[sunyata]

Non, c'est pire que ça : cette question est absurde, elle est un total non sens
(je ne discuterai pas de la question de l'origine de l'univers, question fort complexe et spéculative, mais qu'elle quelle soit l'énergie est l'énergie de ce qui est dans l'univers. Point)

La notion d'énergie sous-tend l'idée qu'il n'y a jamais création ex-nihilo de quoique-ce soit, mais transformation de quelque-chose en quelque-chose d'autre.

[Gilgamesh]

La notion d'énergie sous-tend l'idée qu'il n'y a jamais création ex-nihilo de quoique-ce soit, mais transformation de quelque-chose en quelque-chose d'autre.

Pas exactement. Dans le cadre de l'inflation, on a création de vide énergétique compensée par l'énergie négative du champ de gravité. Le bilan d'énergie reste nul, mais au passage on a crée un univers.

[sunyata]

Pas exactement. Dans le cadre de l'inflation, on a création de vide énergétique compensée par l'énergie négative du champ de gravité. Le bilan d'énergie reste nul, mais au passage on a crée un univers.

Ok, mais ne doit-on pas considérer comme tu le suggères par le mot "compensé" qu'il s'agit encore d'une transformation, suggérant l'existence d'une loi de conservation sous-jacente ? On a un peut le même processus avec les fluctuations de l'énergie du vide et les particules virtuelles.

[sunyata]

L'hypothèse de l'univers à énergie nulle correspond bien à cette idée de transformation de quelque-chose.

Dans mon exemple du théorème de l'énergie cinétique : on a à chaque instant : mgz + 1/mv² = 0 l'énergie potentielle se transforme en énergie cinétique.
Cela s'applique aussi aux particules virtuelles :

En raison de l'incertitude quantique, des fluctuations d'énergie telles qu'un électron et son antiparticule, un positron, peuvent surgir spontanément de l'espace vide, mais doivent disparaitre rapidement.

Dans l'hypothèse de l'univers à énergie nulle :

L'hypothèse de l'univers à énergie nulle est née en 1973, quand Edward Tryon proposa dans le journal Nature que l'univers ait émergé d'une fluctuation quantique de l'énergie du vide, dont la masse-énergie positive soit exactement compensée par son énergie potentielle gravitationnelle négative

[Deedee81]

Salut,

La matière n'est pas une "concentration d'énergie", l'énergie est un principe de conservation mesurable lorsque la matière se transforme l'énergie n'a pas d'existence propre, c'est une propriété.

Ah, "l'énergie est un principe de conservation" est une formulation qui me plaît. Je la réutiliserai,. Merci,

Concernant l'énergie de l'univers, gaffe, ce n'est pas conservé (le théorème de Noether ne s'applique pas car il n'y a pas d'invariance à la translation dans le temps) et c'est même souvent mal défini (sauf en présence de symétries fortes de la variété et encore, même comme ça, ça reste délicat). Mais ci-dessus rien à redire, avec Gilgamesh vous avez abordé l'aspect "local". Pour moi aussi la rupture de symétrie du vide (et l'inflation qui en résulte) est une transformation (certes pas vraiment du même genre que le transformation d'énergie chimique en cinétique par exemple). Il y a par contre bien création ex nihilo de matière (du moins si la théorie est juste, il y a quand mêmes quelques cuillères à café de spéculation là dedans, même si c'est aussi comme ça que je vois les choses concernant l'inflation).

Mais bon, on dérive un peu du sujet là