Espace-Temps : Tout est déjà là ?

[mtheory]

Un évènement serait donc identique à un point espace-temps. Un verre qui se brise un évènement donc, serait identique au point qui l'indexe dans l'espace-temps. Plutôt surprenant comme point de vue.

Mais c'est exactement ça l'espace-temps relativiste, une collection d'événements.
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[invite6754323456711]

Mais c'est exactement ça l'espace-temps relativiste, une collection d'événements.

Il y a tout de même une différence fondamentale entre décrire l'évolution spatio-temporelle d'une succession d'évènements (ligne d'univers de l'espace-temps) et l'évènement lui même qui lui ne peut pas être prédit (comment prévoir que demain une tuile me tombera sur la tête ?) non ?

Patrick

[Amanuensis]

Un évènement serait donc identique à un point espace-temps. Un verre qui se brise un évènement donc, serait identique au point qui l'indexe dans l'espace-temps. Plutôt surprenant comme point de vue.

Pourtant c'est ce que tu cites ensuite !

Pour Rovelli la localisation spatio-temporelle est relationnelle.

C'est à dire un événement n'est défini que par ce qui s'y passe. Pas d'arrière-plan, juste des événements au sens "verre qui se brise", et des relations entre ceux-ci qu'on (les humains) modélise comme celles entre "points" au sein d'un "espace-temps".

C'est l'idée de fond des théories sans arrière-plan, il me semble.

[mtheory]

C'est l'idée de fond des théories sans arrière-plan, il me semble.

c'est exactement ça...

[invite6754323456711]

C'est à dire un événement n'est défini que par ce qui s'y passe. Pas d'arrière-plan, juste des événements au sens "verre qui se brise", et des relations entre ceux-ci qu'on (les humains) modélise comme celles entre "points" au sein d'un "espace-temps".

Ce que ecrit Rovelli :

« Objects do not move with respect to space-time, nor with respect to anything external : they move in relation to one another. General relativity describes the relative motion of dynamical entities (fields, fluids, particles, planets, stars, galaxies) in relation to one another. » Rovelli

Je le comprend comme disparition de l'espace-temps

Patrick

[invite6754323456711]

C'est l'idée de fond des théories sans arrière-plan, il me semble.

De cette idée formaliser par la RG on en déduit que tout est écrit comme dans un livre

Patrick

[invite6754323456711]

Bonsoir,

Je viens de découvrir cet article "Will the Physics of Graphene Show that Space-Time is a Mirage?"

Le graphite aurait la propriété de violer la "symétrie de Lorentz" en fonction de la variation de température.

Patrick

[Pfhoryan]

De cette idée formaliser par la RG on en déduit que tout est écrit comme dans un livre

Je ne trouve pas çà choquant pour un système déterministe. Je ne suis pas physicien et ne vais donc peut-être pas utiliser des mots de physiciens, mais, si une description de l'état du système à t permet de prédire l'état du système à t+1 (et t-1), alors l'histoire complète de ce système est contenue dans la description de l'état du système à t. Autrement dit, tout est écrit. Mais encore faut-il être capable de décrire complètement le système à n'importe quel temps pour pouvoir effectivement prédire l'avenir...

[Amanuensis]

Je le comprend comme disparition de l'espace-temps

C'est une terminologie "ontologique", ça.

Je préfère y voir juste une mise en perspective de la notion d'espace-temps dans les modèles de la physique.

C'est dans la droite ligne de la "disparition de l'espace" dans l'espace-temps de Leibniz (donc non relativiste), de la "disparition de la simultanéité" dans l'espace-temps de Minkowski, de "la disparition de la notion d'égalité entre vitesses en des points différents" dans l'espace-temps d'arrière-plan d'une certaine approche de la RG.

À chaque fois il y a un modèle "imparfait", dont certains tirent, à tort, des conséquences ontologiques, qui est remplacé par un modèle conceptuellement meilleur mais qui détruit les inférences ontologiques tirées, à tort donc, du modèle précédent.

La morale est toujours la même : la physique n'a que faire des considérations ontologiques, elle améliore ses modèles sans s'occuper des conséquences sur ces considérations, le critère étant ailleurs, dans l'adéquation avec les observations.

[invite33142471]

À chaque fois il y a un modèle "imparfait", dont certains tirent, à tort, des conséquences ontologiques, qui est remplacé par un modèle conceptuellement meilleur mais qui détruit les inférences ontologiques tirées, à tort donc, du modèle précédent.

Conceptuellement meilleur …sans doute, on améliore le modele mais aucune avancée scientifique ne nous fera revenir en arrière comme du style on s'est trompé, la terre finalement est plate ou les objets tombent parce qu'il y a "un haut et un bas".
Il en est de même pour la théorie de la relativité avec sa conséquence du "tout est déjà là" expression meilleure que "tout est écrit" qui peut porter à confusion si on se réfère au commentaire de Pfhoryan.

Je rajoute que le positivisme est avant tout une doctrine philosophique appliquée aux sciences, on peut aussi me semble t il appliquer une autre doctrine philosophique sans que celle-ci ne nuise à la créativité scientifique...

[invite6754323456711]

C'est une terminologie "ontologique", ça.

Tout dépend comment tu interprètes disparation. En ce qui me concerne je lui ai donné le même sens que celui de C. Rovelli qui cherche à formaliser une physique sans la notion d'espace et de temps.

Si l’espace et le temps sont de nature relationnelle, cela signifie que nous n’habitons pas l’espace et que nous n’évoluons pas dans le temps.

«I denote as relational the position according to which it only makes sense to talk of the motion of objects in relation to one another, as opposed to the motion of objects with respect to space. The term relational has the advantage with respect to the term relativistic (used in this context) that it does not lead to confusion with Einstein’s theories (of which special relativity is certainly very non-relational) » Rovelli.


Patrick

[Amanuensis]

Si l’espace et le temps sont de nature relationnelle, cela signifie que nous n’habitons pas l’espace et que nous n’évoluons pas dans le temps.

Faudrait-il encore que "habiter l'espace" et "évoluer dans le temps" aient un sens. Et ensuite, si ce sens était clair, qu'il y ait un moyen de tester l'assertion "nous habitons l'espace".

Pour moi cela reste, j'espère que tu m'excuseras, du bla-bla ontologique qu'on peut discuter à plaisir.

«I denote as relational the position according to which it only makes sense to talk of the motion of objects in relation to one another, as opposed to the motion of objects with respect to space. The term relational has the advantage with respect to the term relativistic (used in this context) that it does not lead to confusion with Einstein’s theories (of which special relativity is certainly very non-relational) » Rovelli.

Par contre, ce texte de Rovelli ne rentre pas dans ma critique ! Il dit juste que cela n'a pas de sens de parler du déplacement d'un objet par rapport à l'espace, ce qui pour moi est une idée établie depuis longtemps via l'espace-temps de Leibniz et surtout sa "résurrection" au XIXème.

[invite6754323456711]

Faudrait-il encore que "habiter l'espace" et "évoluer dans le temps" aient un sens. Et ensuite, si ce sens était clair, qu'il y ait un moyen de tester l'assertion "nous habitons l'espace".

Pour moi cela reste, j'espère que tu m'excuseras, du bla-bla ontologique qu'on peut discuter à plaisir.

Oui, autant pour moi. En relisant le texte que j'ai tapé rapidement il m'apparaît aussi plutôt ambigu. La question, toujours la même, porte sur l'espace-temps est il une notion première ou peut-on le déduire d'une notion plus fondamentale, mais pas l'inverse ?

Par exemple, par analogie qui me viens immédiatement (donc sans filet ), une structure topologique permet de dire comment les points sont placé les un par rapport aux autre sans avoir besoin de définir une notion de distance. Un espace métrique est un cas particulier d'espace topologique.


Patrick

[Amanuensis]

La question, toujours la même, porte sur l'espace-temps est il une notion première ou peut-on le déduire d'une notion plus fondamentale, mais pas l'inverse ?

L'observation ne porte que sur des relations temporelles et des relations spatiales, non ?

Avec la relativité restreinte il est devenu clair qu'on ne pouvait parler que de relations spatio-temporelles. (I.e., que le découpage en relation temporelle --simultanéité par exemple-- et relation spatiale dépendait de l'observateur.)

Mais est-il nécessaire d'avoir une notion d'espace-temps pour parler de relations spatio-temporelles ?

Par exemple en maths on peut travailler sur des graphes (des relations entre "points") sans avoir besoin de disposer ces points dans un "espace".

En contre, on peut se poser la question si parler d'une symétrie Lorentzienne, un aspect quand même important en physique, en particulier via le théorème de Noether, a un sens sans espace-temps...

[invite6754323456711]

En contre, on peut se poser la question si parler d'une symétrie Lorentzienne, un aspect quand même important en physique, en particulier via le théorème de Noether, a un sens sans espace-temps...

D'ou les derniers travaux de Pietr Horava pourrait semer le doute. Le théorème de Noether est avant tout mathématique. Si la physique en est lié c'est qu'elle utilise un formalisme mathématique qui en dépend.

Je n'ai rien trouvé d'autre que des news sur les observations constaté, par Pietr Horava, concerant les atomes de graphène. C'est plutôt maigre.

Patrick

[Amanuensis]

D'ou les derniers travaux de Pietr Horava pourrait semer le doute.

Je ne pense pas. La question n'est pas celle de la symétrie Lorentzienne, mais celle de toute symétrie tout court. On a besoin dans les modèles actuels d'un "espace-temps" pour exprimer des propriétés fondamentales dont découlent différentes formules.

Ce qui est en question dans la notion d'arrière-plan est plutôt si l'espace-temps est une construction, un élément de modèle, ou si cela est "quelque chose" (bien une question d'ontologie). En montrant qu'il y a un arbitraire dans le choix de l'espace-temps dans le modèle, les approches sans arrière-plan montrent que le modèle ne peut pas être utilisé comme argument pour "l'existence" d'un espace-temps d'arrière plan.

Là encore, c'est pareil qu'avec l'espace ou la simultanéité dans les approches passées. Même si les modèles actuels indiquent que la notion de simultanéité est quelque part arbitraire, on l'utilise quand même pour se simplifier les calculs.

Le théorème de Noether est avant tout mathématique.

Et alors ? Tu proposes de faire de la physique sans utiliser les méthodes déductives ?

[invite6754323456711]

Et alors ? Tu proposes de faire de la physique sans utiliser les méthodes déductives ?

Non utiliser une autre axiomatique si il s'avérait que celle utilisé n'était plus adapté.

Patrick

[invite6754323456711]

On a besoin dans les modèles actuels d'un "espace-temps" pour exprimer des propriétés fondamentales dont découlent différentes formules.

Est-ce un besoin ou plutôt le fait que nous ayont exprimé les formules à l'aide de l'espace-temps ? Si on réduit en tout point de l'univers à zéro le second membre de l'équation (plus de matière-énergie) de champ de la RG n'obtenons nous pas un Univers qui aurait partout la structure d'un espace-temps plat de Minkowski non ? Donc un arrière-plan.

Patrick

[Amanuensis]

Est-ce un besoin ou plutôt le fait que nous ayont exprimé les formules à l'aide de l'espace-temps ?

Quelle différence ? Ecrire des formules, faire des calculs avec est bien un besoin.

C'est comme la notion de coordonnées pour un espace vectoriel. Un système de coordonnées est un choix arbitraire, qui ne correspond à rien d'intrinsèque à l'espace vectoriel, mais on en a besoin pour écrire des formules et surtout faire des calculs, non ?

Si on réduit en tout point de l'univers à zéro le second membre de l'équation (plus de matière-énergie) de champ de la RG n'obtenons nous pas un Univers qui aurait partout la structure d'un espace-temps plat de Minkowski non ?

Non. Il reste la moitié des degrés de liberté.

D'ailleurs, quand on calcule en première approximation le "champ gravitationnel" dans le domaine inter-planétaire dans le Système Solaire par exemple, le second membre est nul mais la courbure ne l'est pas.

Si on cherche le champ en terme de tenseur de Riemman, celui-ci à 20 paramètres, et l'équation d'Einstein ne fournit que 10 relations.

(Cf. tenseur de Weyl ; Wiki :

"In general relativity, the Weyl curvature is the only part of the curvature that exists in free space—a solution of the vacuum Einstein equation" )

[invite6754323456711]

Quelle différence ? Ecrire des formules, faire des calculs avec est bien un besoin.

En cherchant un peu je suis tombé sur un des principes, apparemment fondateur de la RG, dit d'invariance locale de position (localisation dans l'espace-temps).

http://e2phy.in2p3.fr/2005/Signore.pdf



C'est un choix qui a été fait d'exprimer la notion physique de gravitation par une théorie métrique. C'est ce choix me semble t-il qui a induit à confondre explicitement l'évènement à la notion géométrieque de point espace-temps et ensuite à chercher les invariants (symétrie de lorentz). Bien que l'évènement soit intrinsèquement indépendant d'une notion d'instant et de lieu, me semble t-il.


Patrick

[Amanuensis]

En cherchant un peu je suis tombé sur un des principes, apparemment fondateur de la RG, dit d'invariance locale de position (localisation dans l'espace-temps).

C'est celui auquel j'ai fait allusion maintes fois, comme par exemple dans cette discussion pour justifier que la longueur propre d'un type d'objet (comme une molécule l'hydrogène) est indépendant de la position spatio-temporelle et de sa vitesse par rapport à un référentiel local quelconque.

C'est un principe d'une certaine manière bien plus important que ceux cités usuellement. C'est celui qui valide l'idée d'une notion d'étalons de longueur ou de durée via une expérience "répétable" (comme la transition du Cs133 utilisée pour l'étalon de fréquence).

C'est ce choix me semble t-il qui a induit à confondre explicitement l'évènement à la notion géométrique de point espace-temps et ensuite à chercher les invariants (symétrie de lorentz). Bien que l'évènement soit intrinsèquement indépendant d'une notion d'instant et de lieu, me semble t-il.

Je ne comprends pas l'inférence.

[invite6754323456711]

Je ne comprends pas l'inférence.

Mon intuition native sépare deux concepts physiques l'évènement et point espace-temps. Il me semble que le choix d'une théorie métrique pour les modéliser ainsi que sa généralisation par la théorie des tenseur-scalaire est un à priori qui conduit à les confondre or il me semble intuitivement qu'il existe des différences qui ne sont de ce fait pas prise en compte.

Patrick

[Amanuensis]

Mon intuition native sépare deux concepts physiques l'évènement et point espace-temps.

C'est différent. Mais à quel sens ? Est-ce la même distinction qu'en un point du plan et un couple de réels (x,y) le représentant étant donné un système de coordonnées ?

Pour moi, c'est du même ordre. On a des événements (au sens "il se passe quelque chose") et des relations spatio-temporelles entre eux, et on choisi une description des ces relations par une disposition dans une variété. Notons que la possibilité de le faire est déjà en soit une donnée physique importante ; et la possibilité de le faire avec une variété ayant certaines propriétés de symétrie est aussi une donnée physique importante.

Un parallèle peut-être plus clair est les couleurs. Des descriptions comme "vert", "rouge", etc. ne correspondent pas en elles-mêmes à des éléments (ou des portions) d'une variété. Les couleurs ont des relations entre elles, dont on arrive à rendre compte en les disposant dans une variété 3D. Cette variété n'est qu'un modèle mathématique, mais c'est une manière efficace de rendre compte des observations. Et au passage la simple possibilité de le faire révèle quelque chose sur les relations entre les couleur.

La différence est alors que les événements et leurs relations spatio-temporelles sont des observables, mais l'espace-temps ne l'est pas.

L'espace-temps est, au pire, une construction mathématique très commode pour exprimer, synthétiser, les relations spatio-temporelles observées ; au mieux quelque chose de physique révélé par la possibilité de rendre compte des relations entre événements. Les théories sans arrière-plan militent pour le premier, au sens où les événements observables sont insuffisants pour déterminer de manière unique la variété "espace-temps" (hole problem), d'où un choix arbitraire difficilement compatible avec une "existence".

[invite6754323456711]

Pour moi, c'est du même ordre. On a des événements (au sens "il se passe quelque chose")

Localisé dans l'espace-temps. N'y a t'il pas d'autres propriétés de l'évènement qui peuvent être assimilé à d'autre notion que le point espace-temps ("au sens "il se passe quelque chose dans l'espace et dans le temps") ? Une succession de fait liés que l'on cherche à étudier indépendamment de l'espace et du temps. Il se passe une succession de chose que l'on souhaite décrire sans chercher à se focaliser sur l'aspect chrono-géométrique.

Patrick

[Amanuensis]

Je n'arrive pas à suivre où tu veux en venir.

Prenons un graphe composé de pleins de noeuds (pour éviter le mot point), avec des relations "valuées" (les liens sont caractérisés par les noeuds d'extrémité et une valeur), le tout trouvé empiriquement. Imaginons maintenant qu'il en existe une représentation plane. Et qu'à chaque fois que l'expérience ajoute un noeud, il rentre sans mal dans une représentation toujours plane. Cela semble alors naturel d'utiliser la représentation plane pour décrire le graphe, ce qui amène à représenter chaque noeud par un point d'une surface.

On a "localisé" chaque noeud dans la représentation, au sens d'une attribution. C'est tout.

Pareil pour l'espace-temps. Il se trouve que l'expérience montre qu'on peut commodément disposer les "ils se passent quelque chose" (une collision, une absorption, ...) selon une variété 4D.

On n'a rien fait d'autre que de "décrire des successions" (où plutôt organiser en 4D, succession faisant 1D) en utilisant une disposition commode.

Le point physique important, qui amène la notion de chrono-géométrie est qu'on peut le faire. Ce n'est pas une propriété générique de tout graphe relationnel valué ! C'est une propriété importante, qui va plus loin que juste dire que les événements ont des relations entre eux. Et cela amène naturellement à étudier les variétés 4D qui permettent cette "représentation" du graphe relationnel.

Pourquoi chercher à éviter cette propriété importante, non générique, des relations entre faits ??? On peut le faire sans perdre de vue qu'il s'agit d'une "description" des faits ; alors que le faire en "oubliant" qu'il existe une description impliquant une variété 4D serait appauvrissant, sans aucun gain.

[invite6754323456711]

Pourquoi chercher à éviter cette propriété importante, non générique, des relations entre faits ???

Parce qu'il me semble que cette démarche s'éloigne de l'unification avec le monde quantique ou des phénomènes physiques tel que l'intrication quantique semble être hors du temps et de l'espace.

Patrick

[JPL]

La discussion me semble s'être pas mal écartée du sujet initial. S'il y a un consensus sur le découpage on pourrait déplacer une partie des messages pour former une nouvelle discussion.

En attente de vos suggestions.

[invite6754323456711]

En attente de vos suggestions.

Après un échange avec Amanuensis, si cela est possible on peut déplacer les messages dans débat scientifique. L'origine des échanges découle de la phrase, apparemment de Thibault Damour, "tout est déjà là".

Patrick

[JPL]

Oui, mais on déplace à partir d'où ? C'est en effet une discussion où j'ai été simple observateur mais pas partie prenante, donc ce n'est pas à moi de décider où l'on va placer la coupure.

[invite6754323456711]

Oui, mais on déplace à partir d'où ? C'est en effet une discussion où j'ai été simple observateur mais pas partie prenante, donc ce n'est pas à moi de décider où l'on va placer la coupure.

On peut couper à partir de la http://forums.futura-sciences.com/co...ml#post3211887 Message #196

Patrick