Thermodynamique relativiste !

[invite231234]

Salut à tous !

Il semble qu'une théorie majeure ait été oublié dans les limbes de l'histoire, il s'agit de la thermodynamique relativiste !
Cette théorie connue son ébauche sous la plume de De Broglie, elle étend la thermodynamique à la cosmologie !
Pour préciser la portée de cette théorie appelé aussi thermodynamique holographique il convient de l'interpréter dans le cadre de la RG !
Cependant la thermodynamique est aussi une théorie statistique qui est liée à la MQ !
Donc c'est la pierre d'achoppement de l'unification selon moi (on est d'ailleurs là pour en discuter ! )
On peut même se mettre d'accord sur l'interprétation à donner à la MQ : cerveau de Boltzmann !

Alors révolution ?
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[invite06459106]

Bonjour Arxiv,

Salut à tous !

Il semble qu'une théorie majeure ait été oublié dans les limbes de l'histoire, il s'agit de la thermodynamique relativiste !

Dans les limbes , c'est relatif, cela a déja été traité voir ici par exemple: W. Israel, J. M. Stewart, http://dx.doi.org/10.1016/0003-4916(79)90130-1 Annals of Physics, 118:2, 341-372 (1979), cfr aussi W. Israel,http://cat.inist.fr/?aModele=afficheN&cpsidt=79952 06", Journal of non-equilibrium thermodynamics, 11:3-4, 295-316 (1986).Ou ici:C Liu, "Einstein and relativistic thermodynamics in 1952: a historical and critical study of a strange episode in the history of modern physics". The British Journal for the HIstory of Science 25, 185-206 (1992) et "Is There a Relativistic Thermodynamics? A Case Study of the Meaning of Special Relativity", Studies in the History and Philosophy of Modern Physics, 25, 983-1004 (1994).

Cependant la thermodynamique est aussi une théorie statistique qui est liée à la MQ !

Quelle(s) est(sont) la(les) différence(s) de définiton de la thermo dans un domaine classique, et relativiste ?
Peut-tu préciser le(s) lien(s) avec la PQ (statistique n'étant pas un lien amha.....)?

Donc c'est la pierre d'achoppement de l'unification selon moi (on est d'ailleurs là pour en discuter ! )

Je suis impatient de lire les interventions de personnes qualifiées sur ce sujet.

Alors révolution ?

Peu de chance vu que le sujet à déja été traité sans amener de révolution.....
Cordialement,

[invite231234]

Salut Didier !

Dans les limbes , c'est relatif, cela a déja été traité voir ici par exemple: W. Israel, J. M. Stewart, http://dx.doi.org/10.1016/0003-4916(79)90130-1 Annals of Physics, 118:2, 341-372 (1979), cfr aussi W. Israel,http://cat.inist.fr/?aModele=afficheN&cpsidt=79952 06", Journal of non-equilibrium thermodynamics, 11:3-4, 295-316 (1986).Ou ici:C Liu, "Einstein and relativistic thermodynamics in 1952: a historical and critical study of a strange episode in the history of modern physics". The British Journal for the HIstory of Science 25, 185-206 (1992) et "Is There a Relativistic Thermodynamics? A Case Study of the Meaning of Special Relativity", Studies in the History and Philosophy of Modern Physics, 25, 983-1004 (1994).

Merci pour ces références !

Quelle(s) est(sont) la(les) différence(s) de définiton de la thermo dans un domaine classique, et relativiste ?

Je ne suis pas assez calé, la thermodynamique relativiste est pour moi un domaine nouveau et plein d'espoirs. Dans un cadre relativiste, par exemple, les grandeurs thermodynamiques ne sont ni extensives ni intensives comme la masse au carré. De plus il faut revoir ce que signifie une énergie globale ou totale car ce concept ne fait pas sens en RG au contraire de l'entropie ...

Peut-tu préciser le(s) lien(s) avec la PQ (statistique n'étant pas un lien amha.....)?

Ben l'équation , dedans est le nombre de microétats accessibles pour le macroétat, donc on a bien une définition microscopique de l'entropie et plus que ça puisque les microétats interviennent en MQ mais Patrick pourra certainement le dire mieux que je ne saurais le faire ...
Sinon il y a la température de spin qui introduit et étend le concept de température au monde microscopique ...

Je suis impatient de lire les interventions de personnes qualifiées sur ce sujet.

Oui je partage cette impatience !

Peu de chance vu que le sujet à déja été traité sans amener de révolution.....

Je ne sais pas ... il me semble quand même que considérer la gravitation comme une force entropique n'est pas anodin ...

Cordialement,

[invite251213]

Il semble qu'une théorie majeure ait été oublié dans les limbes de l'histoire, il s'agit de la thermodynamique relativiste !
Cette théorie connue son ébauche sous la plume de De Broglie, elle étend la thermodynamique à la cosmologie !

Le domaine de la thermodynamique relativiste n'est pas aussi "abandonné" que tu ne le pense, et il y a déjà eu pas mal de travaux dessus. Il y a même eu deux trois discussions sur le forum de futura :
http://forums.futura-sciences.com/ph...mperature.html
http://forums.futura-sciences.com/ph...-entropie.html


Il existe ainsi divers formalismes, et dans certains cas particuliers, on peut même trouver des cas particuliers où on peut traiter certaines situations de thermo en utilisant la relativité. Par exemple : http://fr.wikipedia.org/wiki/Gaz_parfait_relativiste. Il y a aussi les histoires de thermodynamique des trous noirs, et surement d'autres.

Mais ce qui est drôle, c'est que si on cherche à aller plus loin et qu'on veut concevoir une théorie générale de la thermodynamique relativiste, la notion même de température pose alors de sacrés problèmes. Ça veut dire que suivant la théorie, la notion de température n'est pas la même, et encore : c'est quand la théorie reconnait le concept de température ! En fait, de ce que j'avais retenu de mes recherches, c'est que la recherche sur le sujet fait face à quelques problèmes techniques. En tout cas, ce sujet me semble très intéressant et pourrait surement donner des belles théories.

Pour préciser la portée de cette théorie appelé aussi thermodynamique holographique il convient de l'interpréter dans le cadre de la RG !

Ça n'a pas étè réfuté par des expériences avec des neutrons, cette théorie ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite06459106]

Re,

Ben l'équation

Peut-elle s'appliquer en ces termes dans un cadre relativiste? Perso je ne saurai répondre, a-priori je dirais non car de mémoire, dans un système en mouvement relativiste certaines quantités (par exemple la distribution des vitesses de Maxwell-Boltzman) n'est plus pertinente.

Dans un cadre relativiste, par exemple, les grandeurs thermodynamiques ne sont ni extensives ni intensives comme la masse au carré.

Idem dans le principe que ma réponse précedente,

Je ne sais pas ... il me semble quand même que considérer la gravitation comme une force entropique n'est pas anodin ...

Idem.

Ceci dit, cela n'enleve pas l'interet de la question.
Pour préciser, je suis une quiche dans tout ces domaines, j'expose juste mes interrogations avec des connaissances de niveau zéro, plus basée sur une memoire défaillante que par compréhension du sujet, mais j'espere pouvoir en apprendre plus à la lecture d'intervenants compétents.Donc ne pas tenir compte de toutes les betises que j'écris.
Cordialement,

[invite231234]

Mais ce qui est drôle, c'est que si on cherche à aller plus loin et qu'on veut concevoir une théorie générale de la thermodynamique relativiste, la notion même de température pose alors de sacrés problèmes. Ça veut dire que suivant la théorie, la notion de température n'est pas la même, et encore : c'est quand la théorie reconnait le concept de température ! En fait, de ce que j'avais retenu de mes recherches, c'est que la recherche sur le sujet fait face à quelques problèmes techniques. En tout cas, ce sujet me semble très intéressant et pourrait surement donner des belles théories.

C'est justement ce que j'essaie de déterminer avec l'aide de mes comparses dans cette discussion : http://forums.futura-sciences.com/ph...deinstein.html que je vous invite à lire et à voter !

Ça n'a pas étè réfuté par des expériences avec des neutrons, cette théorie ?

Tu confonds avec les neutrinos transluminiques d'Opéra ? Parce que la théorie holographique n'est pas, à ma connaissance réfutée !

Peut-elle s'appliquer en ces termes dans un cadre relativiste? Perso je ne saurai répondre, a-priori je dirais non car de mémoire, dans un système en mouvement relativiste certaines quantités (par exemple la distribution des vitesses de Maxwell-Boltzman) n'est plus pertinente.

Je répondais à ta question à savoir :

Peut-tu préciser le(s) lien(s) avec la PQ (statistique n'étant pas un lien amha.....)?

Sinon, des fois, tu me demanderais pas implicitement de faire l'unification ? Hou Hou ! Je veux bien mais c'est pas moi qui ferait tout le boulot !

[invite06459106]

Bonjour,

Je répondais à ta question à savoir :...

Oui,désolé j'ai répondu à coté de la plaque, j'avais quelque chose en tete, mais depuis hier, j'ai perdu le fil

Sinon, des fois, tu me demanderais pas implicitement de faire l'unification ?

Fallait pas lancé ça...

Donc c'est la pierre d'achoppement de l'unification selon moi

Hou Hou ! Je veux bien mais c'est pas moi qui ferait tout le boulot !

La seule chose que je peux faire pour apporter une pierre à l'édifice, c'est t'encourager...
Cordialement,

[albanxiii]

Bonjour,

A propos de

Peut-elle s'appliquer en ces termes dans un cadre relativiste? Perso je ne saurai répondre, a-priori je dirais non car de mémoire, dans un système en mouvement relativiste certaines quantités (par exemple la distribution des vitesses de Maxwell-Boltzman) n'est plus pertinente.

On n'utilise pas la loi de distribution de Maxwell-Boltzmann ici, en tout cas pas dans l'ensemble microcanonique. On utilise juste l'espace des phase pour faire du dénombrement. Je vais peut-être dire une bétise, mais que l'énergie cinétique d'un particule soit ou , cela ne change pas le principe de décompte. Non ?

Bonne journée.

[invite251213]

Tu confonds avec les neutrinos transluminiques d'Opéra ? Parce que la théorie holographique n'est pas, à ma connaissance réfutée !

Non, non. Les théories de gravité entropique comme celle que tu as mentionnée plus haut ont reçues quelques critiques assez argumentées. Le lien wikipédia suivant : http://en.wikipedia.org/wiki/Entropic_gravity, te permettra d’accéder aux références des papiers critiquant cette théorie.

[Alabourre]

Salut brave gens,
Désolé d'intervenir plus de deux ans plus tard (d'où le pseudo), mais je ne m'intéresse au sujet que depuis hier (ne vous en faites pas j'ai pas mal étudier la physique statistique et la relativité avant ça).
J'ai un peu du mal avec ce que vous racontez ici. Il y a deux points que je voudrais expliciter:
1. Mécanique quantique et physique statistique:
À la base la physique statistique n'a pas besoin de la mécanique quantique. Il s'agit d'une théorie basé sur la méconnaissance du système. À partir du moment où à partir d'une échelle donnée on ne peut pas voir précisément ce qui se passe on est obligé de ne plus considérer qu'on travaille sur un ensemble de point, mais sur une distribution de probabilité et son évolution.
L'entropie est définie à partir de la distribution de la probabilité sur l'espace des phases. Sa conservation à l'équilibre ou son augmentation hors-équilibre est à mettre en lien avec l'équation de conservation de la mesure de Liouville.

2. Définition de l'entropie en dehors de la mécanique classique:
Il est tout-à-fait possible de définir l'entropie en relativité restreinte, lorsqu'on travaille sur un système de point (système de gaz parfait ou boule de billard). Car il est possible de définir l'espace des phases et donc la mesure de Liouville (et vérifier l'équation de conservation de la mesure). On peut même prouver que la "densité volumique" d'entropie est un invariant relativiste (mais attention, le volume lui n'est pas un invariant relativiste, car je parle de 3-Volume et non de quadri-volume).
Cependant, à ma connaissance il n'est pas possible de créer une définition de l'entropie dés lors qu'on travaille sur une théorie des champs (allez définir l'espace des phases dans une théorie classique des champs, il est facile de trouver une densité de lagrangien, mais l'hamiltonien, ça ne correspond à rien de connu, alors l'espace des phases, on oublie...), si quelqu'un parvient à écrire une expression d'un équivalent de l'espace des temps pour un champs (avec une mesure s'il-vous-plaît), il aura tout gagné, et d'après moi, on pourra se permettre de révolutionner pas mal de chose en physique fondamental (à titre personnel, je crois que la relativité générale est plus fondamentale que la physique des particules, et non l'inverse). Mais pour l'instant, la physique statistique est assez mal barré pour travailler avec autre chose que la mécanique du point (à la limite en mécanique quantique, ça marche parce qu'on peut faire des loi de probabilité sur des état propre, mais la mécanique quantique est une loi sur les équilibres, c'est un peu inférieur à une théorie des champs).

Une dernière chose. Si on avait une définition de l'espace des phases dans la relativité générale. Je me permet de rappeler ceci:
-Présence de matière = Tenseur de Riemann non nul mais SURTOUT tenseur de Ricci non nul.
-Présence de gravité sans présence de matière = Tenseur de Riemann non nul mais tenseur de Ricci nul.
Il faut savoir que si on travaille à tenseur de Ricci identiquement nul, les équations d'évolution de la métrique ne possède "qu'une solution" (par exemple faites la résolution de Schwarzschild, sachant que vous imposez des conditions aux limites, ce qui se passe dans le vide est complètement dépendant de ce qui se passe dans votre astre central, et n'allez pas m'embêter avec les choix des variables d'espace et de temps, ça n'a qu'une signification arbitraire). En français ça donne ça: pas de matière=pas de degré de liberté=pas d'entropie. Même si il serait passionnant de faire de la physique statistique en relativité général, il serait probablement vain de définir une entropie liée à la seule gravitation (à la limite un petit transport due à des ondes gravitationnelles, mais pas de création partout où le tenseur de Ricci est nul).

Hou la vache j'ai bien sorti ma science là, ça fait du bien de temps en temps... (j'essaie de me rassurer en me disant que j'ai pas perdu des années de ma vie à étudier les maths et la physique pour rien, mais c'est mal barré).

Amusez-vous bien!

[Deedee81]

Bonjour Alabourre,

Le déterrage c'est pas top (certains participants peuvent même ne plus venir sur Futura). Mais ce que tu as écris est très bien et je ne vais pas trop râler

Bienvenue sur Futura,

[Alabourre]

Oups...
Pardon.

[Amanuensis]

C'est comme l'ouverture d'un nouveau fil, pas vraiment un problème.

Et si s'en était un, la modération a tous les outils pour scinder proprement, et corriger pour un nouveau venu, qui est tout excusé de ne pas connaître les petites règles.

Donc aucun souci à se faire.

[Amanuensis]

(...)

Intéressant.

Mais y-a-t'il une question?

Ou un point à discuter?

[jacquolintégrateur]

si quelqu'un parvient à écrire une expression d'un équivalent de l'espace des temps pour un champs (avec une mesure s'il-vous-plaît)

Bonjour
Je suppose que tu voulais dire: "espace des phases" .
Je pense aussi que la RG est plus fondamentale que la TQC mais ce n'est que subjectif !! Même si Roger Penrose a qualifié la RG de "Théorie Sublime" et la TQC, seulement de "théorie Utile"!
Aux multiples courants de recherches, qui ambitionnent de "dépasser le modèle standard" Peut-être ne serait-il pas sans intérêt, de sortir des greniers et de les ajouter, les dossiers des recherches sur ce que l'on appelait "la Théorie du champ unifié", à laquelle Einstein a consacré la plus grande part de son temps dans les dernières années de sa vie. Bien sûr, il ne s'agit pas de faire une "réinterprétation classique" de la MQ, comme l'ont cherché de Broglie, Schrödinger ... et Einstein lui-même. Mais enfin, le champ de gravitation et le champ électromagnétique ont, en commun, un trait qu'ils sont, pour l'instant, seuls à partager: ils se manifestent à distance macroscopique. Peut-être que disposer, d'une formulation géométrique analogue à celle de la gravité en RG, pour le champ électromagnétique lequel est également décrit par la TQC, éclairerait nos lanternes pour formuler la synthèse ultime des deux "piliers de la physique" dont nous rêvons tous (du moins ceux qui s'intéressent à la physique).
Cordialement

[Amanuensis]

.
Je pense aussi que la RG est plus fondamentale que la TQC mais ce n'est que subjectif !!

L'approche mentionnée message #9 (Gravité entropique, approche de Verlinde) peut s'interpréter comme indiquant le contraire...

[Alabourre]

Bonsoir,

Désolé pour l'espace de phases. Je vous suis à fond pour cette histoire de champ unifié, cependant je garde la gravitation comme profondément différente de tout autre champs (les autres ne sont que des champs, la gravitation est une indication sur la géométrie). À ce jour l'électromagnétisme n'a qu'un problème en relativité général. Sa densité de lagrangien est dépendant du scalaire de Lorentz pour les interaction avec les particules chargées (et c'est un peu dommage, parce qu'écrire les choses sous la forme de lagrangien, quand on fait de la relativité, c'est vraiment cool...).
Je ne m'intéresse pas à une approche géométrique de l'électromagnétisme , et je ne vais pas me lancer dans des études sur la théorie de Kaluza-Klein et tout ce qui vient après pour une seule raison: je n'y crois pas. Si on rajoute des dimension et qu'on travaille toujours avec des tenseur de Ricci non nul, il faudra tout de même des champs pour donner les lois d'évolution, alors pourquoi ajouter de nouvelles dimensions???
La mécanique quantique pourrait peut-être venir assez simplement (enfin simplement), une particule ne serait qu'un état "équilibré" de ce champs en interaction avec les perturbations géométrique qu'il engendre. Tandis que les postulats sur les valeurs propres, ça risque d'être compliqué, mais prenons un cas vraiment bourrin (de fou même). Vous connaissez les trous noirs de Kerr, sous leurs horizons la notion de causalité prend un petit coup, le champs devrait donc y être dans un état propre (un état solution de son propre passé). Comment interagit ce champs avec le champs extérieur au niveau de l'horizon, quelles sont les conséquences, sur l'intérieur et sur l'extérieur? J'attends le mathématicien de folie qui s'occupera de ça, j'ai voulu m'y attaquer, j'ai déprimé, et aujourd'hui je fais de l'électronique. Mais c'est vrai que je ne me suis jamais attaqué à ce qu'a fait Penrose, peut-être qu'il donne des indices, je n'en sais rien (j'avoue que mes connaissances en physique théorique date surtout du premier tiers du vingtième siècle, mais comme on dit, il faut savoir mieux et pas en savoir plus).

Bon maintenant tout le monde sait que je suis un fou (enfin non, j'ai pas donné mon nom, vive l'anonymat!!!), mais ne vous en faites pas je ne suis pas méchant.

Bonne soirée,

[jacquolintégrateur]

Je ne m'intéresse pas à une approche géométrique de l'électromagnétisme , et je ne vais pas me lancer dans des études sur la théorie de Kaluza-Klein et tout ce qui vient après pour une seule raison: je n'y crois pas. Si on rajoute des dimension et qu'on travaille toujours avec des tenseur de Ricci non nul, il faudra tout de même des champs pour donner les lois d'évolution, alors pourquoi ajouter de nouvelles dimensions???

Bonjour
La théorie de Kaluza (que O. Klein a modifiée, par la suite, en "enroulant" la 5eme dimension de Kaluza) est apparue très tôt après la formulation de la RG mais ce n'est pas la seule. Pratiquement à la même époque, il y a eu la théorie de H. Weyl, laquelle n'ajoutait pas de dimension supplémentaire mais introduisait le champ électromagnétique dans le cadre du schéma géométrique de la RG en compliquant la structure de l'espace-temps, plus précisément, en ajoutant, au tenseur métrique, un "vecteur de jauge" définissant la manière dont l'étalon de longueur varie d'un point à un autre infiniment voisin. Le terme même de "changement de jauge" (addition d'un gradient au vecteur de jauge) a été créé par H Weyl qui a développé une nouvelle géométrie pour les besoins de sa théorie. (Matière, Espace, Temps. H. Weyl. Gauthier Villars . Paris 192...). Einstein, d'abord enthousiaste, a ensuite critiqué la théorie en alléguant que la "courbure isométrique", rajoutée par les termes supplémentaires liés au vecteur de jauge qui apparaissent dans la connexion affine, entraînaient une variation des dimensions des objets lors de déplacements parallèles infiniment petits, avec, pour corollaire, une variation des dimensions des atomes qui auraient rendu leurs propriétés dépendantes de leur histoire. Par la suite, les théories unitaires à 4 dimensions, mais dans le cadre d'espaces-temps de structures plus complexe que l'espace riemannien classique ont fait l'objet de recherches actives menées par Einstein, L. Infeld, E. Cartan , I. Schrödinger, Antoinette Tonnelat ... (voir: Théories Relativistes de la Gravitation et de l'Èlectromagnétisme. A. Lichnerowicz. Masson. Paris 1955.) Ensuite, les progrès rapides de la théorie quantique du champ électromagnétique et tous les développement de la TQC avec les succès que l'on connait (dont la théorie électro-faible) ont conduit à l'abandon des recherches en question. Il faut dire que les protagonistes de la Théorie du Champ Unifié ont peut-être commis une erreur en cherchant à inclure, dans leur objectif, la description des particules comme des régions singulières du champ électromagnétique et gravitationnel et la réinterprétation, en termes complètement objectifs, de la MQ: qui trop embrasse, mal étreint !!
Je crois utile de préciser que je ne suis pas "un chercheur professionnel" mais un ingénieur retraité. Comme je vis à la campagne et que je n'ai pas la TV, je me distrais avec un hobbie: la physique !!
Cordialement