Pourquoi vouloir unifier la gravité aux autres forces ?

[invite1ab59cc3]

Après avoir énoncé la théorie de la relativité restreinte en 1905, Einstein cherche à la rendre compatible avec la gravitation dont la force se propage à une vitesse infinie, dans la théorie de Newton, alors que la vitesse de la lumière est la vitesse maximale pour la relativité restreinte.

Vers 1915, la solution viendra de l'hypothèse que la force de gravitation n'est pas une force au sens usuel que l'on donne à ce mot en physique, mais une manifestation de la déformation de l'espace-temps sous l'effet de la matière qui s'y trouve. Cette hypothèse est une conséquence de l'observation que tous les corps tombent de la même façon dans un champ de gravitation, quelles que soient leur masse ou leur composition chimique. Cette observation, a priori fortuite en théorie newtonienne, et remarquablement vérifiée expérimentalement, est formalisée sous le nom de principe d'équivalence et amène naturellement à considérer que la gravitation est une manifestation géométrique de l'espace lui-même. La théorie ainsi construite, qui porte le nom de Relativité Générale, incorpore le principe de relativité, et la théorie newtonienne en est une approximation dans la limite des champs gravitationnels faibles et des vitesses petites devant celle de la lumière.

Si la gravité n'est pas une force, pourquoi vouloir l'unifier aux autres forces ?
Cela a-t-il un sens ?
Si cela a un sens, que devient le concept d'espace-temps ?
Sachant que le concept d'espace-temps découle de l'idée que la gravité n'est pas une force...
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[Deedee81]

Bonjour Mumyo,

Si la gravité n'est pas une force, pourquoi vouloir l'unifier aux autres forces ?

Fait attention aux phrases un peu tapageuse comme
"unifier les forces", il ne faut pas les prendre
nécessairement au pied de la lettre.

Il s'agit en fait de trouver une description commune
à l'ensemble des lois physiques.

En outre, dans les théories unifiée actuelle, comme
la théorie électrofaible ou la chromodynamique,
la description fait intervenir le concept
d'interaction, pas de force.

Il s'agit donc bien d'unifier ici les quatre
interactions fondamentales. Pas "quatre forces".

Enfin, un des grands problèmes (pour revenir
à la "description commune") est de décrire
la gravité (la relativité générale) dans
un cadre quantique (espace de Hilbert et tout
le toutim). Car une formulation unifiée
n'est pas "si" difficile (la gravité peut
se décrire comme une théorie de jauge,
comme les autres interactions, les
difficultés viennent... après !)

Cela a-t-il un sens ?
Si cela a un sens, que devient le concept d'espace-temps ?

Ca c'est la grande question

Selon certaines approches (loop quantum gravity, par exemple),
l'espace-temps devient lui-même quantifié
(il est dans des états de superposition quantique
de plusieurs courbures à la fois).

Dans d'autres approches il prend une forme
plus abstraite (dans les approches par les géométries
non commutatives, par exemple). Très matheuse.
Difficile à décrire avec des images ou des mots.

Dans tous les cas, l'espace-temps classique,
celui qu'on connait, devient une propriété émergente.

Enfin, dans certaines approches comme la théorie
des cordes, l'espace-temps reste classique et
non dynamique et le statut de l'espace-temps
est moins clair (du moins à ce que j'en sais, il
y a peut-être eut des progrès depuis).

Sachant que le concept d'espace-temps découle de l'idée que la gravité n'est pas une force...

Tu sais, le concept de force est juste un outil de description,
il ne fait que traduire "l'action d'un corps sur un autre",
l'interaction. Cela reste vrai aussi en relativité générale
si ce n'est qu'une description totalement locale
interdit les actions instantanées à distance et
donc le bon vieux concept de force
gravitationnelle newtonienne classique.
Mais tu peux encore revenir aux "vieilles forces"
à travers la définition d'énergie potentielle d'un corps
etc... Sauf qu'en RG ce n'est pas utile et pas toujours
sans ambiguité. Les forces ne sont qu'un outil
de description mais il est tellement ancré dans notre
culture qu'on a l'impression "qu'être ou pas une
force" est capital. Bof..... "force", ce n'est jamais qu'un
bête mot de cinq lettres

[invite1ab59cc3]

Bonjour Deedee,

Les forces ne sont qu'un outil
de description mais il est tellement ancré dans notre
culture qu'on a l'impression "qu'être ou pas une
force" est capital. Bof..... "force", ce n'est jamais qu'un
bête mot de cinq lettres

Mon avis et que, si nous voulons avancer en science, nous devons apprendre à penser différemment.

Le Mot "Force", devrait-être banni de notre vocabulaire et remplacé par le mot "Interaction", cela éviterait de nombreuses erreurs de raisonnement.
Et cela préparerait les jeunes générations, à penser de manière juste.

Merci pour ces précisions fort intéressantes,

Cordialement,
Mumyo

[invite1ab59cc3]

Combien de revues scientifiques utilisent encore ce mot Force?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Combien de revues scientifiques utilisent encore ce mot Force?

Enormément.
Evidemment, c'est un mot qui fait partie de la vie courante et qui plus est il fait partie de la physique classique qui n'a évidemment rien perdu de sa validité dans le domaine d'application qui est le sien.

Mais, je sais que tu ne fais pas référence à ça mais à son emploi en physique fondamentale. On voit souvent le terme "force faible" pour l'interaction faible qui n'a jamais été décrite avec le concept de force newtonienne. Ce n'est jamais qu'un autre sens du même mot (ce n'est pas rare en français).

Evidemment, celui qui étudie la physique apprend (j'espère) à "penser autrement" et le sens correct des mots dans son domaine de travail. Ce n'est confus que pour la vulgarisation.

Ceci dit, tu as raison, il y a parfois beaucoup de confusion dans le langage. Un "trou noir" n'est pas vraiment un trou, un corps noir n'est pas toujours noir, le big bang n'est pas une explosion, les couleurs des quarks ne sont pas disponibles sur la palette d'un peintre, dans un champ électromagnétique on ne peut pas y faire pousser du blé , j'en passe et des meilleures... Sans compter les mots imprécis, ceux dont le sens varie d'un domaine à l'autre (le mot champ a un sens différent en physique et en math),...

Il y a des raisons culturelles, historiques,.... Tout cela est difficile à changer. Et imagine : il faudrait changer des dizaines de milliers de bouquins.
Et puis, dire que les quarks sont bleu, rouge,... c'est quand même plus joli que de dire "ils ont la charge forte de type un" ("type un" est une terminologie que je viens d'inventer)

Et puis, apprendre à penser autrement ça ne veut pas nécessairement dire utiliser d'autres mots. Les mots, ce ne sont que des paquets de lettres, on s'en fou (j'exagère un peu là , faut quand même se faire comprendre). Ce qui compte, c'est les équations et les données expérimentales.

[inviteb276d5b4]

Bonjour

Si on considère l'espace-temps comme quelque "chose" qui s'exprime, disons que c'est l'expression du Présent. Ce Présent qui s'exprime n'a pas encore de forme, de structure. La forme est dans l'expression finale.

Ne peut-on pas considérer que la gravitation est un principe rétroactif de l'expression sur ce qui exprime ?

[invite20ae9842]

Bonjour,

Sans compter les mots imprécis, ceux dont le sens varie d'un domaine à l'autre (le mot champ a un sens différent en physique et en math),..

Je n'en suis pas tout à fait convaincu, je pense que le vrai sens des mots ne varie, en fait, pas vraiment.
Exemple:
Si l'on appelle "champs de blé" une parcelle de terre sur laquelle on a semé du blé, il est évident que le rapport avec un champs magnétique n'apparaît pas immédiatement; mais si l'on désigne par champs un espace où, en tous point, on peut trouver le même "objet" (épis de blé, vecteur, etc...) alors on peut dire que c'est chaque fois la même idée.
Amicalement, Alain

[mtheory]

Mais, je sais que tu ne fais pas référence à ça mais à son emploi en physique fondamentale. On voit souvent le terme "force faible" pour l'interaction faible qui n'a jamais été décrite avec le concept de force newtonienne. C

Bonjour,

Si, si, suffit d'écrire l'équation de mouvement avec le tenseur de courbure électrofaible pour des courants et il n'y a aucun problème.

[invite1ab59cc3]

C'est comme l'expression "Vide Quantique"...
C'est trés paradoxale...

Si c'est vide, pourquoi en parler ?
Ce Vide n'est donc pas Vide...C'est de l'espace-temps dont on connait certaines propriétés...et dont d'autres restent à décourvrir.

Il y a un vide de connaissances au sujet de cet espace...

A moins que le sous-entendu, soit Vide d'atome...Mais son champ descriptif est restreint...

Le concept d'espace est interressant, peut-être plus explicite de que le mot Vide , il est cette instance, permettant à tout évènement de se produire...

Verra t-on un jour émerger le concept d' Espace-temps quantique ??

Cordialement,
Mumyo

[Garion]

Le vide quantique, c'est le vide normal, mais vu de plus près.

En fait, à notre échelle, le vide est ... vide et se comporte comme tel.
Mais si on regarde de plus près, on se rend compte qu'il est animé de fluctuations, de créations et d'annihilations de couple particule-anti particule.

Quand on fait de la cosmologie, on n'a pas besoin de considérer des fluctuations, puisqu'à l'échelle de l'univers, le vide est "lisse".
En revanche, si on fait de la physique des particules, on prend en compte ces fluctuations.

Il n'y a pas de vide dans les connaissances, on est parfaitement conscient de tout ça. On a même déterminé l'énergie de ce vide.

[invitebd2b1648]

Verra t-on un jour émerger le concept d' Espace-temps quantique ??

Tiens c'est marrant, j'avais imaginé le concept de topologie quantique !!!

[invite9c9b9968]

C'est comme l'expression "Vide Quantique"...
C'est trés paradoxale...

Si c'est vide, pourquoi en parler ?
Ce Vide n'est donc pas Vide...C'est de l'espace-temps dont on connait certaines propriétés...et dont d'autres restent à décourvrir.

Hello,

L'expression "vide quantique" a un sens très précis et rigoureux en physique : "état de plus basse énergie d'un champ quantique".

[invite1ab59cc3]

Il n'y a pas de vide dans les connaissances, on est parfaitement conscient de tout ça. On a même déterminé l'énergie de ce vide.

Oui mais la Théorie de Grande Unification des 4 Interactions, ne pourrait-elle pas, nous donner une nouvelle perspective de la nature de cette Energie du Vide Quantique ?

COrdialement,
Mumyo

[Deedee81]

Si, si, suffit d'écrire l'équation de mouvement avec le tenseur de courbure électrofaible pour des courants et il n'y a aucun problème.

Bonjour,

En plus j'ai dit une énorme bêtise .
Ce n'est pas parceque ces interactions sont de très courte portée qu'on ne peut pas définir une force de liaison.

Bon, mais l'idée générale (du vocabulaire pas toujours très éclairant et qu'il ne faut pas toujours prendre au pied de la lettre) reste, bien sûr

Merci,

[invite1ab59cc3]

Ce n'est pas parceque ces interactions sont de très courte portée qu'on ne peut pas définir une force de liaison.

Force est ici employé comme synonime de Module,Intensité de la liaison, n'est-ce pas ?

Mais sans statuer sur la nature de cette inter-action...

Cordialement,
Mumyo

[Deedee81]

Force est ici employé comme synonime de Module,Intensité de la liaison, n'est-ce pas ?
Mais sans statuer sur la nature de cette inter-action...

Salut Mumyo,

Oui, c'est une bonne remarque. Quand on écrit une relation comme F=ma, en mécanique Newtonienne, on ne précise par vraiment l'origine de cette force, de cette action/interaction responsable de l'accélération constatée.

Quand on écrit une relation comme F=G.M1.M2/R², on avance déjà d'un step dans la compréhension du phénomène concerné (ici, pour cette équation, pour Newton, "l'attraction universelle" dont il disait lui même qu'elle était juste constatée mais pas expliquée, face à ses opposants qui lui reprochaient d'introduire une "action divine instantanée à distance").

Dans la description des phénomènes physiques, c'est un peu un jeu de poupées russes je trouve. Step by step, on en arrive à des explications de plus en plus "profondes" et "élémentaires". A un certain point, il faut abandonner ce concept de force qui fait trop "résumé". En fait, bêtement, il faut adopter les outils et concepts adaptés au niveau de description abordé. La "nature des choses" ne sera jamais donnée par un mot mais uniquement par la description de ce qui se passe à l'aide des outils appropriés. Le fameux "le comment, pas le pourquoi" (bien qu'avec ce jeu descriptif en poupée russe, le pourquoi d'un niveau de compréhension devient le comment d'un niveau de compréhension plus profond, si tu vois ce que je veux dire. J'ai la vague impression de ne pas être très clair ce matin )

[invitee1c6d6b1]

Je m' invite dans la cour des grands pour une petite question:

Tout "n' est" qu' énergie, sauf peut-être l' espace-temps. La matière est une forme organisée d' énergie et la matière génère un champ gravitationnel.

J' ai dans l' idée, je ne sais pas si c' est vrai, que dans un trou noir, toute matière qui y rentre est "destructurée".
Mais si c' est le cas, la matière destructurée redeviendrait de l' énergie "non-organisée" en matière et donc son champ gravitationnel devrait disparaitre. Non ?

Or c' est l' inverse, la gravité des trous noirs ne fait qu' augmenter au fure et à mesure qu' ils ingèrent de la matière.

Avez-vous une explication ?

[invite88ef51f0]

Ce qui compte pour la gravité, ce n'est pas la masse mais l'énergie (dont la masse est une forme).