Mais...Qu'est ce que le Vide?

[invite789bbd3e]

salut à tous!

Hier encore une fois tetrahydrocanabiné, je me suis posé la question de ce qu'était le vide...après un grande vide de raisonnement, j me suis fais plusieurs remarques...

on a appelé "vide" tout ce qui à en réalité une pression inférieur à la pression atmosphérique...on a enlevé de la matiere (de l'air) ce qui implique moins de collision contre les paroi, d'ou le "mis sous vide" alors que c'est pas vide du tout.

ensuite j suis parti plus loin: dans l'espace c'est pas vide non plus! certe y a beaucoup moins de matière ( j aimerai savoir quelle est la densité d'une partie d'espace???? ) mais on dit qu'on reciot des rayonnements en permanence de l'espace c'est qui il a tout de meme plein de truc qui se baladent... C'est donc pas vide

et meme s'il n y a pas de matiere du tout...il reste de la lumiere qui arrive de partout (étoile, explosion pasée et lumiere originelle)

puis je suis parti dans l'abstraction totale...imaginons qu'on enleve vraiment tout tout tout!!!
j ai le présentiment qu'il y a encore quelque chose!! UN mystère!! et c est pas rien
la physique s'occupe des propriété du vide j en suis sur!!

en fait ma question est multiple...comment quantifions nous le vide? Y A til une unité du vide? (ca implique qd meme que le vide n est pas vide ), quel sont les appareils qui cré le plus grand vide sur terre?

ET en complexifiant une peu pour les philosopho-quantiquo-physiciens EST CE QUE LE VIDE EXISTE?


ps: sur la fin de ma soirée j 'ai cru voir une énorme monstre orange a poids, certe trés gentil mais trés intrigant...quel est son role dans les théories du vide??
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[invite88ef51f0]

Salut,
Si tu veux alimenter encore un peu plus tes délires sans avoir besoin de recourir à des produits doûteux, tu peux aussi faire appel à la Relativité Générale qui te dit que la courbure de l'espace-temps dépend de son contenu, et que donc sans contenu, ben euh... pas d'espace-temps, ou aussi à la physique quantique qui te dit que dans le "vide", il y a toujours des fluctuations des champs présents (à moins d'imaginer un vide sans champs) qui font que le vide n'est pas vide

Pour le monstre orange, la relativité et la physique quantique ne disent rien par contre

[invite665ff684]

Salut,

et pour faire passer ce que donnent à digérer Coincoin, un vide qui n'est pas un vide n'a aucune place dans la dénomination de "vide", à moins que les premiers penseurs s'égarèrent dans cette notion, qui pourrait être "infini"... Bon, je crois que les "carrés magiques", c'est plus amusant

[invite0e4ceef6]

en fait le vide est une notion de comparaison qui se definie d'abord par rapport a son inverse le plein...

après recherché le vide en-soi, ou le vide absolu, je crois qu'il te faudra aller au-dela de l'univers a condition que celui-ci est un bord... mais la on parleras plus de vide de connaissance, ou d'ignorence en comparaison avec l'idée de savoir...

A+

[A voir en vidéo sur Futura]

[JPL]

Merci de poster des réponses qui apportent quelque chose !

[invite789bbd3e]

bon apparement ca seche séverement...n'y aurait il pas un bon physicien de passage pouvant exposer les notions qu'il a sur l'étude du vide en lAboratoire??

qu'est que le torr??

et la force de casimir??

[invitea29d1598]

tu peux aussi faire appel à la Relativité Générale qui te dit que la courbure de l'espace-temps dépend de son contenu, et que donc sans contenu, ben euh... pas d'espace-temps

perdu

l'espace-temps de la relativité générale est lui-même un objet physique qui contient de l'énergie (l'énergie gravitationnelle). Il peut donc être vide de matière mais courbe (comme on dit parfois "en RG, la gravitation elle-même gravite") et y'a donc aucun problème à concevoir un espace-temps sans matière... (un exemple célèbre d'espace-temps vide" et courbe est l'espace-temps de De Sitter, mais pour ce qui est du vide, tu peux aussi penser à celui de Minkowski : un espace-temps plat et sans matière)

quant à Casimir, le sujet a déjà été abordé de nombreuses fois sur le forum... suffit d'utiliser le moteur de recherche...

[invite88ef51f0]

J'ai dit "vide", pas "sans matière"... Donc si tu enlèves aussi l'énergie gravitationnelle, tu obtiens quoi ?

Vive la mauvaise foi

[invitea29d1598]

J'ai dit "vide", pas "sans matière"... Donc si tu enlèves aussi l'énergie gravitationnelle, tu obtiens quoi ?

l'espace-temps de Minkowski...

[invite88ef51f0]

Ok, je m'incline... d'autant plus que la réponse me semble évidente maintenant. Mais j'utilise mon dernier joker : quelle est la signification de la courbure dans un Univers vide ? Mon sens physique me dit que pour mesurer cette courbure, il faut quelque chose (par exemple un moustachu avec des régles en métal), non ?

[invitea29d1598]

quelle est la signification de la courbure dans un Univers vide ?

la question est loin d'être banale même si la réponse peut également paraître simple après coup...

on appelle ça "ondes gravitationnelles"... mais comme d'un autre côté la relativité générale dit qu'on est toujours libre de choisir le système de coordonnées qu'on veut, on a longtemps pensé que ces ondes étaient des "ondes de coordonnées", un truc non physique qui ne porte pas d'énergie...

maintenant on sait que c'est réellement un truc physique : tu peux éliminer une partie des oscillations grâce aux changements de coordonnées, mais il te restera toujours deux degrés de libertés dont tu pourras pas te débarrasser : les deux polarisations possibles de l'onde (cf ce qu'il se passe dans la propagation d'une onde électromagnétique où un choix de jauge, équivalent d'un choix de coordonnées, te permet de montrer que même si A et V se propagent y'a que deux polarisations possibles et donc que deux degrés de liberté physiques).

Mon sens physique me dit que pour mesurer cette courbure, il faut quelque chose (par exemple un moustachu avec des régles en métal), non ?

bah oui, pour mesurer faut toujours un mesurateur...

c'est l'une des façons de montrer que les ondes sont physiques : tu démontres que si elles interagissent avec un machin matériel celui-ci peut leur piquer de l'énergie...

sinon, le fait d'avoir des ondes dans le vide, c'est quand même un peu ce qui se passe avec le champ électromagnétique : même dans l'espace où personne n'est là pour t'entendre crier, la lumière se propage... c'est juste une perturbation oscillante du champ qui se promène... donc pour ça, pas besoin de quelqu'un qui soit là...

[invite27bc180c]

Voici MA réponse à votre question :
le vide n'existe pas (ce qui devrait résoudre la question "qu'est-ce que le vide ?").


Je me réfère au tollé provoqué chez les scientifiques français par l'énoncé de la loi de la gravitation de Newton : ils ne pouvaient admettre l'idée d'une action à distance, à travers le vide. Newton a confessé plus tard à son ami R. Bentley que lui aussi trouvait "absurde" la loi qu'il avait trouvée.

Raisonnement : la beauté est un concept qui se rapporte à des propriétés (essentiellement géométriques, longueurs d'onde comprises) qui se traduisent par des rapports (par exemple 90/60/90). C'est donc un concept abstrait et arbitraire.
De la même manière, temps et espace qui "séparent" deux objets ou événements ne sont (d'après moi) que des propriétés des relations entre les choses.
Temps et espace seraient donc aussi des concepts abstraits et arbitraires.
Dans une telle approche, le vide n'a plus besoin d'exister. Car, en effet, le vide est "ce qu'il y a là (dans l'espace) où il n'y a rien". Mais, si l'espace n'est rien de plus qu'une relation, pourquoi faudrait-il donner une substance au "contenu" de cette relation ?
De quoi faire de la mousse (quantique)...

[invite27bc180c]

Je lis ci-dessus :
"c'est l'une des façons de montrer que les ondes sont physiques : tu démontres que si elles interagissent avec un machin matériel celui-ci peut leur piquer de l'énergie..."
"Interagissent..." : absolument.
Mais il n'est absolument pas prouvé que l'énergie électromagnétique existe ailleurs qu'au droit de l'émetteur, puis, plus tard, du récepteur (le "mesurateur").
La "propagation" des ondes EM est une image très imparfaite qui est à la base d'un préjugé tenace sur leur nature. Préjugé alimenté par le concept de "photon" qui, pourtant, ne fait que traduire deux propriétés de l'énergie EM : le rapport entre l'espace et le temps (c) et la granulosité des échanges énergétiques de la matière.
Donc : une onde n'interagit pas avec un machin matériel ; ce sont deux machins matériels qui interagissent selon un mode appelé électromagnétique.

[invite8c514936]

Donc : une onde n'interagit pas avec un machin matériel ; ce sont deux machins matériels qui interagissent selon un mode appelé électromagnétique.

Et il se trouve que pour rendre proprement compte de cette interaction, il faut supposer qu'un électron allant de A et B peut agir en tout point intermédiaire avec ce champ que tu considères fictif (Lamb shift). Ca ne prouve pas l'existence objective du champ (peut-on d'ailleurs fournir un telle preuve ? Est-ce d'ailleurs du ressort de la science de le faire ?), mais la vision dans laquelle on considère que ce champ est présent partout est beaucoup plus limpide (pour moi) que celle d'une interaction à distance qui se comporterait partout comme s'il y avait un champ...

[invite27bc180c]

En effet.

Mais il y a là au moins deux présupposés douteux :
a) "il faut supposer qu'un électron allant de A et B peut agir en tout point intermédiaire..." : (dans mon optique) un électron ne va pas de A à B. Il change simplement sa relation spatiale avec les autres "machins matériels".
b) "...ce champ est présent partout.." + "...d'une interaction à distance qui se comporterait partout..." : le problème que je vois là est le mot "partout".
Il traduit une analogie entre le concept d'onde EM et celui de l'onde mécanique (telle que la perturbation de la surface d'un étang par un caillou que l'on y a jété). De telles images me paraissent précisément de nature à freiner une bonne compréhension du sujet qui est essentiellement conceptuel.
Donc, pour en revenir au sujet initial, considérer que le vide pourrait ne pas avoir de réalité propre supprime toute perplexité à propos de sa nature.
Mais je ne me prends pas pour un nihiliste...

[invitea29d1598]

Temps et espace seraient donc aussi des concepts abstraits et arbitraires.
Dans une telle approche, le vide n'a plus besoin d'exister. Car, en effet, le vide est "ce qu'il y a là (dans l'espace) où il n'y a rien". Mais, si l'espace n'est rien de plus qu'une relation, pourquoi faudrait-il donner une substance au "contenu" de cette relation ?

la négation de l'existence de l'espace pour le remplacer par un truc "relationnel" est un peu le principe de certaines modélisations parmi les plus modernes.

Donc : une onde n'interagit pas avec un machin matériel ; ce sont deux machins matériels qui interagissent selon un mode appelé électromagnétique.

je veux bien renoncer à l'hypothèse de l'existence du champ électromagnétique et à celle de l'espace, mais il y a un truc qui me dérange dans un tel mode de pensée : il existe possiblement des moments où il n'y a plus de matière et donc plus rien du tout, par exemple suite à une annihilation e-e+.

la "vision" qui consiste donc à renoncer au postulat de l'existence de la matière comme objet fondamental pour la remplacer par l'énergie via certains concepts/objets unificateurs semble donc naïvement plus raisonnable... non?

Donc, pour en revenir au sujet initial, considérer que le vide pourrait ne pas avoir de réalité propre supprime toute perplexité à propos de sa nature.

sur ce point je suis entièrement d'accord. De toutes façons, avec la théorie quantique des champs et toute autre vision moderne, le vide tel qu'il est habituellement défini n'existe pas.

[invite20b3c398]

Le vide? Le meilleur moyen de trouver du vide, c'est d'aller en plein coeur de la matière.
Prenons un atome d'hydrogène, par exemple... Difficile de trouver plus simple. Proton + électron... Entre ces 2 petits bouts de matières, un espace immense (enfin, à l'échelle... ), et vide...
Oui, vide... Parce que bon, un atome d'hydrogène c'est pas bien grand, hein... Et je vois pas trop ce qu'on pourrait caser à l'intérieur de cet espace, à part quelques particules subatomiques inconnues, dont tout le monde se moque et qui n'ont absolument rien à faire ici (notez la précision de la démarche...)

Et là, voilà ce qui est absolument magnifique, et qui donnera beaucoup de possibilités de réflexion à tes neurones, lors des soirées, euh... enfumées...
Comme on vient de voir précédemment, un atome d'hydrogène, c'est 2 pauvres petits bouts de matière qui se battent en duel, et un immense vide à l'intérieur... Et c'est pareil pour tous les atomes, toutes les molécules...
Donc voici une révélation lardonnante, qui te fera donc halluciner (même pas besoin de produits...) : LA MATIERE, C'EST ESSENTIELLEMENT DU VIDE!
Voilà... De quoi te donner de belles idées lors de soirées arrosées et/ou enfumées: quand ton verre est plein, il est surtout vide... Quand ton estomac est plein, il est essentiellement plein de... vide!
En fait, ton estomac lui même est essentiellement fait de vide, ainsi que tout ton corps... Et quand un prof dira que ta boîte crânienne est vide, et bien tu te diras que lui aussi aura percé le secret de la matière pleine de vide...

[invite2b662c2b]

Je n'aie sans doute rien compris mais je pensait que le vide correspondait à un niveau d'energie nul, quand il y avais une enegie positive à un endroit de l'espace cela correspondait à de la matiere et quand il s'agissait d'une energie negative, il s'agissait d'anti-matiere et que par exemple un positon correspondrais à un "manque d'energie" de 511KeV, a un endroit de l'espace (OK c'est tres approximatif). Alors le vide serait pour ma part un niveau d'energie arbitraire. Si quelqu'un peu m'eclairer... ou me corriger.
Denoby
PS : Vive l'air pur de la montagne (heu... sans manque d'oxygéne)

[invited494020f]

Bonjour,
Cette discussion offre l'intérêt principal qu'on y discute ferme d'un sujet, le vide, qu'aucun des participants n'a pris la peine de définir, ou d'en citer une définition, disons actuelle et pertinente. Cette définition répondrait à la question posée dans le titre et on pourrait en discuter certaines affirmations.
On pourrait prétendre p. ex. qu'il peut ou non contenir un champ, électromagnétique, gravitationnel ou autre, qu'il permet ou non le passage d'une particule ayant une masse (neutron) ou pas (photon) puisque s'il y en a une, même de passage, le vide n'est plus vide (d'ailleurs le photon, qui se comporte tantôt comme une particule et tantôt comme une onde électromagnétique suppose la présence d'un champ) . Il faudrait préciser à partir de quelle dimension peut-on juger qu'il existe ou pas (p. ex. si ses dimensions son inférieures à la distance d'un électron le plus proche de son noyau d'atome). Je dis tout ça pêle-mêle, mais il y a certainement beaucoup d'autres points à préciser, mais je n'ai pas usé de l'herbe et mon imagination est limitée de ce fait.
Donc, pour mettre la discussion sur les rail, pouvez-vous donner votre définition? Je vois la présence de physiciens, ils devraient pouvoir le faire.
Amicalement paulb.

[invitea29d1598]

qu'aucun des participants n'a pris la peine de définir, ou d'en citer une définition, disons actuelle et pertinente.

normal : si on le fait la réponse à la question est déterminée une fois pour toutes.

le vide est un état d'énergie minimale de l'ensemble des champs quantiques.

et je souligne le "un", car il peut y avoir plusieurs vides.

[invited494020f]

normal : si on le fait la réponse à la question est déterminée une fois pour toutes.

le vide est un état d'énergie minimale de l'ensemble des champs quantiques.

et je souligne le "un", car il peut y avoir plusieurs vides.

Bonjour,
1/ si on fait la réponse on peut discuter sur cette réponse comme base de départ;
2/peut-on quantifier cet état minimal ou est-il par définition inquantifiable?
3/ plusieurs vides: par exemple? Je pensais que le vide était un état extrême, un "zéro" scalaire.
Amicalement paulb.

[invitea29d1598]

1/ si on fait la réponse on peut discuter sur cette réponse comme base de départ;

je suis évidemment d'accord...

2/peut-on quantifier cet état minimal ou est-il par définition inquantifiable?

que veux-tu dire par "quantifier"? lui donner une valeur? dans ce cas, c'est un des problèmes de la physique moderne qui touche à pas mal d'aspects encore en attente de solutions théoriques et/ou expérimentales.

car il y a beaucoup de champs quantiques différents... et donc beaucoup de domaines différents mis en jeu... (cf le boson de Higgs, la constante cosmologique, etc). Je te donne pas plus de détails sur ça car ça me mènerait trop loin pour ne dire que des choses que tu peux trouver ailleurs sur le web (voire même sur le forum) ou que d'autres peuvent te raconter... je vais me "concentrer" sur la suite.

3/ plusieurs vides: par exemple? Je pensais que le vide était un état extrême, un "zéro" scalaire.

en fait, si tu regardes la définition, le vide est "un état" (parmi une infinité) des champs quantiques. Les champs quantiques sont des champs, c'est-à-dire des trucs continus partout présents : en chaque point le champ a une "valeur", et en ce sens il y a toujours "quelque chose" en chaque point de l'espace (la différence avec le vide non-quantique mais empli d'un champ électromagnétique est presque minime de ce point de vue là : le vide quantique est principalement "plus vivant" que le vide non-quantique).

Pour simplifier, on peut dans un premier temps oublier qu'il existe plein de champs et n'en considérer qu'un. On dira alors (par définition) qu'on a "le vide" quand le champ est dans un état d'énergie minimale. En clair : il reste dans cet état car y'en a pas de moins énergétique vers lequel il peut évoluer. Mais l'état d'un champ peut dépendre de pas mal de paramètres différents dont certains ne jouent pas sur son énergie. Et cela rejoint en pas mal de choses le thème du boson de Higgs et ce qu'on appelle les "brisures spontanées de symétrie" (il y aura sous peu un dossier Futura sur ce thème).

je vais donc m'éloigner du sujet initial pour partir sur la brisure spontanée de symétrie afin de mieux revenir sur le vide...

Un exemple classique de brisure spontanée de symétrie est celui d'une poutre verticale qu'on lâche soudainement. Au départ, tu as une situation symétrique (la poutre est verticale et si tu tournes autour tu verras pas de différence). Mais rapidement, au moindre coup de vent, elle va tomber. La symétrie va être spontanément brisée. Et pourquoi va-t-elle tomber ? simplement parce que si elle est debout, elle a une énergie potentielle de pesanteur plus élevée que si elle est allongée sur le sol. Or, le second principe de la thermo implique que l'évolution spontanée d'un système isolé va toujours vers un état d'énergie plus faible. Donc le système évolue vers son état d'énergie minimale : son "vide". Mais voilà : dans quelle direction doit-elle tomber ? car toutes les directions sont identiques du point de vue énergétique... il existe donc plusieurs "vides" qui sont plusieurs états caractérisés par la même énergie qui est l'énergie la plus petite possible pour le système.

pour les champs, c'est pareil en plus complexe : l'espace mathématique des "états possibles" est bien plus riche (et abstrait aussi)... et le vide physique a été "choisi" au hasard et n'est que "l'un des vides possibles".

il reste pas mal à dire, mais bon, j'ai plus trop le temps... et j'espère que cela t'aura au moins apporté un premier élément de réponse ou de réflexion...

amicalement

[invite3ba07b63]

.....en fait, si tu regardes la définition, le vide est "un état" (parmi une infinité) des champs quantiques. Les champs quantiques sont des champs, c'est-à-dire des trucs continus partout présents : en chaque point le champ a une "valeur", et en ce sens il y a toujours "quelque chose" en chaque point de l'espace (la différence avec le vide non-quantique mais empli d'un champ électromagnétique est presque minime de ce point de vue là : le vide quantique est principalement "plus vivant" que le vide non-quantique).

Pour simplifier, on peut dans un premier temps oublier qu'il existe plein de champs et n'en considérer qu'un. On dira alors (par définition) qu'on a "le vide" quand le champ est dans un état d'énergie minimale. ......

Un exemple classique de brisure spontanée de symétrie est celui d'une poutre verticale qu'on lâche soudainement. Au départ, tu as une situation symétrique (la poutre est verticale et si tu tournes autour tu verras pas de différence). Mais rapidement, au moindre coup de vent, elle va tomber. La symétrie va être spontanément brisée. Et pourquoi va-t-elle tomber ? simplement parce que si elle est debout, elle a une énergie potentielle de pesanteur plus élevée que si elle est allongée sur le sol. Or, le second principe de la thermo implique que l'évolution spontanée d'un système isolé va toujours vers un état d'énergie plus faible. Donc le système évolue vers son état d'énergie minimale : son "vide". Mais voilà : dans quelle direction doit-elle tomber ? car toutes les directions sont identiques du point de vue énergétique... il existe donc plusieurs "vides" qui sont plusieurs états caractérisés par la même énergie qui est l'énergie la plus petite possible pour le système.

pour les champs, c'est pareil en plus complexe : l'espace mathématique des "états possibles" est bien plus riche (et abstrait aussi)... et le vide physique a été "choisi" au hasard et n'est que "l'un des vides possibles".
amicalement

Merci Rincevent pour cette leçon très enrichissante qui m'a permis de mettre un terme à la notion de néant qui me hantait depuis longtemps....
Ainsi, le vide n'existe qu'à l'état de "faux-vide", il ne peut être total et s'apparenter au néant, çàd, le rien du tout !!!!
On comprend mieux, aussi, comment quelque chose peut émerger de ce vide-là que du vide total....
Justement, si le vide est un état d'un champ quantique (ou scalaire ??) correspondant à un minimum énergétique après une "chute"-brisure spontanée de symétrie, quel est le mécanisme qui lui permettrait à ce champ de "remonter" la pente", de repasser à "un état excité" ???
Un apport externe d'énergie ??? Ou autre chose, d'interne au champ (des fluctuations propres) ???
De + , quand le système "champ quantique" retombe à son état le + bas, que devient l'énergie perdue (de la matière ?) ??
Qu'est-ce qui caractérise les différents vides (puisque l'énergie de ces vides est identique), des différents états vibratoires, gravitationnels,....????
Pour les champs, le "hasard" jouerait donc pour nous donner notre vide "physique" ???
Je suppose aussi que ces champs fluctuent constamment entre état "excité" (max d'énergie) et état de "repos" (vide quantique)....
Dernière question : tu as parlé de vide non-quantique.
Qu'entends-tu par là (un vide purement topologique ??) ???
Merci pour tous tes renseignements