la physique et l'infini !

[invite7863222222222]

Bonsoir stefjm,

Merci de votre réponse qui cadre un peu la réponse que j'attends, mais n'y répond pas : comment à partir d'un modèle continu, et de mesures de l'ordre de 10^-15 m peut-on déduire que le modèle (j'en ai marre de mettre des "s" optionnels ) ne correspond à pas l'expérience que l'on ferait autour de 10^-35 m puisque justement cette expérience on ne peut la faire, et que le modèle est, lui, continu ?

Bonsoir,

au début, j'allais dire, que des expériences étaient impossibles puisque le modèle n'avait plus aucune cohérence en dessous de cette limite. Mais effectivement, il serait intéressant d'avoir ds résultats disons "proches" de ces valeurs pour voir l'écart éventuel par rapport au prédictions issues du modèle. Je suppute qu'on est un peu loin techniquement de pouvoir faire des expériences à cette échelle.
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[Médiat]

Finalement, j'ai trouvé cela :

La longueur de Planck est généralement décrite comme la longueur à partir de laquelle la gravité commencerait à présenter des effets quantiques, ce qui nécessiterait une théorie de la gravité quantique pour être décrite. En conséquence, la longueur de Planck serait, dans l'état actuel de la physique, la longueur minimale qu'il soit possible de mesurer de façon significative.

Qui est la réponse scientifique que j'attendais. Je ne comprends pas tout, mais au moins je sais d'où cela vient, ce qui me manque toujours c'est comment on a pu calculer (donc dans un modèle continu) que la gravité présenterait des effets quantiques à partir de cette longueur (mais j'ai peur de ne pas comprendre la réponse), j'ai bien vu la formule, mais pas sa justification.

[Amanuensis]

Toutes les grandeurs de Planck ne sont pas inaccessible à toutes les mesures : la masse de Planck est raisonnable à l'échelle macroscopique.
http://en.wikipedia.org/wiki/Planck_mass

Bien pour ça que j'ai écrit "échelle de Planck", c'est à dire ce qui se passe dans un "hypervolume" d'espace-temps de taille caractéristique la durée de Planck (en utilisant la durée comme unité linéaire pour l'espace-temps).

La masse de Planck est autre chose, qu'on ne peut pas prendre directement comme "échelle". C'est plus clair quand on la remplace par la "masse volumique de Planck". Et cette masse volumique là n'est pas "raisonnable". Et c'est ce qui intervient dans la RG, puisque cela à un rapport avec la courbure, ce qui n'est pas le cas de la masse indépendamment de son étendue volumique.

Combiner les unités de Planck peut donner aussi des choses raisonnables. Par exemple la vitesse de Planck est couramment citée dans des descriptions macroscopiques

[invite51d17075]

tout vient de la notion de quanta ( paquet minimum ) d'énergie de planck en 1899.
voir mon dernier mess page précédente.

[Médiat]

J'avais bien lu votre réponse précédente, mais avant d'avoir la réponse de wikipedia, elle ne m'a pas été d'une grande utilité, maintenant je vois le lien, merci.

Du coup il paraît logique qu'une théorie discontinue de l'énergie permette de définir des quantités (de temps, de longueur, ...) "minimales", même si celles-ci s'intègre dans un modèle continu de ces quantités.

Mes questions ont eu leur réponse.

[Amanuensis]

La longueur de Planck est généralement décrite comme la longueur à partir de laquelle la gravité commencerait à présenter des effets quantiques, ce qui nécessiterait une théorie de la gravité quantique pour être décrite. En conséquence, la longueur de Planck serait, dans l'état actuel de la physique, la longueur minimale qu'il soit possible de mesurer de façon significative.

Si la première partie est "scientifique" (et est identique en sens à ce que j'ai rapporté plus tôt), la seconde est de l'ordre de l'interprétation. Le "en conséquence" est non sequitur, il manque pas mal d'arguments (remplacer A et B et C => D par A => D n'est pas très "scientifique").

Prenons le texte anglais, en général plus sérieux en physique :

The physical significance of the Planck length is a topic of research. Because the Planck length is so many orders of magnitude smaller than any current instrument could possibly measure, there is currently no way of probing this length scale directly. Research on the Planck length is therefore mostly theoretical. According to the generalized uncertainty principle, the Planck length is in principle, within a factor of order unity, the shortest measurable length - and no improvements in measurement instruments could change that.

In some forms of quantum gravity, the Planck length is the length scale at which the structure of spacetime becomes dominated by quantum effects, and it would become impossible to determine the difference between two locations less than one Planck length apart. The precise effects of quantum gravity are unknown; often it is suggested that spacetime might have a discrete or foamy structure at Planck length scale.

On aura remarqué les précautions oratoires importantes (en bleu clair) du texte anglophone, précautions dont le texte français, typique d'une mauvaise vulgarisation, préfère ne pas s'encombrer.

En clair, l'idée que la longueur (ou la durée, pareil) de Planck serait un minimum dépend de diverses hypothèses, dont le "principe d'incertitude généralisé", qui ne sont pas testables dans les conditions actuelles. Il s'agit d'extrapolations à partir des modèles, pas de faits. En parler sans ces précautions oratoires, c'est ce que j'appelle du bla-bla, une manière tout aussi condamnable que citer les théorèmes d'incomplétude de Gödel n'importe comment.

Le gens honnêtes remarquerons que ce que j'ai écrit précédemment dans ce fil est en ligne avec le texte du wiki anglais. Reste à accepter le jugement sur les deux textes, l'anglais et le français, et savoir distinguer la mauvaise vulgarisation d'une meilleure, un exercice peut-être difficile.

[Amanuensis]

Encore une fois une affirmation péremptoire, mais malheureusement fausse, et d'origine non scientifique, est utilisée...

La physique quantique ne postule nulle part une "quantification de l'énergie" comme règle générale. On ne trouvera d'ailleurs nulle part une valeur à un tel quantum.

Si on cherche une grandeur qui serait "quantifiée", c'est l'action ou le moment cinétique, avec comme valeur du quantum h ou hbar.

Pour la lumière, on a simultanément une quantification de l'énergie, de la quantité de mouvement et du spin. La seule de ces grandeurs dont le quanta à une valeur générale est le dernier, et cette valeur est hbar. Il est d'ailleurs nécessaire de ne pas confondre ce que la physique quantique appelle "quantifié" avec des valeurs discontinues. Pour la lumière toujours, l'énergie et la quantité de mouvement prennent valeur dans un ensemble continu en physique quantique (ce n'est pas le cas pour le spin).

Par ailleurs, le caractère discontinu des moments cinétiques propres (multiples de hbar/2 pour toutes les particules) ne donne rien sur les durées ou les longueurs, simplement parce que la notion géométrique associée, la rotation, est naturellement quantifiée indépendamment de toute considération physique (par le tour, 2pi radians).

[invite23876543123]

Encore une fois une affirmation péremptoire, mais malheureusement fausse, et d'origine non scientifique, est utilisée...

La physique quantique ne postule nulle part une "quantification de l'énergie" comme règle générale. On ne trouvera d'ailleurs nulle part une valeur à un tel quantum.

Salut !

Excuses-me mais ça je ne peut laisser passer il se trouve que chaquun des quantas est disséminés aux quatres coins coins des particules !

ça n'empêche qu'il a des niveaux d'énergies à respecter !

[stefjm]

Bien pour ça que j'ai écrit "échelle de Planck", c'est à dire ce qui se passe dans un "hypervolume" d'espace-temps de taille caractéristique la durée de Planck (en utilisant la durée comme unité linéaire pour l'espace-temps).

Je veux bien bien parier deux trois bricoles que les grandeurs de Planck ne sont pas liée à une unité linéaire, mais à une unité quadratique. Cela se devine à la vue des "formules".

La masse de Planck est autre chose, qu'on ne peut pas prendre directement comme "échelle". C'est plus clair quand on la remplace par la "masse volumique de Planck". Et cette masse volumique là n'est pas "raisonnable". Et c'est ce qui intervient dans la RG, puisque cela à un rapport avec la courbure, ce qui n'est pas le cas de la masse indépendamment de son étendue volumique.

Je ne comprend pas bien pourquoi ne pas prendre directement cette masse comme "échelle". Le rapport masse de Planck sur masse électron donne est un ordre de grandeur en dessous de la mole.

Combiner les unités de Planck peut donner aussi des choses raisonnables. Par exemple la vitesse de Planck est couramment citée dans des descriptions macroscopiques

Cette vitesse de Planck est déraisonnablement grande devant celle de mon vélo et déraisonnablement petite à l'échelle de l'univers. Elle n'est finalement raisonnable que pour la relativité.

[invite51d17075]

Encore une fois une affirmation péremptoire, mais malheureusement fausse, et d'origine non scientifique, est utilisée...
.

bonsoir, compte tenu du nb de formulations précédentes par différents intervenants, il serait utile de savoir à quoi vous faites allusion!
car pour ma part , je trouve le sujet plutôt riche.

[stefjm]

Qui est la réponse scientifique que j'attendais. Je ne comprends pas tout, mais au moins je sais d'où cela vient, ce qui me manque toujours c'est comment on a pu calculer (donc dans un modèle continu) que la gravité présenterait des effets quantiques à partir de cette longueur (mais j'ai peur de ne pas comprendre la réponse), j'ai bien vu la formule, mais pas sa justification.

Une analyse dimensionnelle qui part de c (relativité restreinte), G (gravitation Newtonienne) et hbar (effet quantique) donne forcément une longueur où les effets quantique et gravitationnel interviennent. (Du coup, c'est moi qui ne comprend plus...)
Malheureusement, ce n'est pas testable expérimentalement.

[invite51d17075]

@amensuesis:
http://fr.wikipedia.org/wiki/Quantum
c'est la base le la physique quantique !

[stefjm]

tout vient de la notion de quanta ( paquet minimum ) d'énergie de planck en 1899.
voir mon dernier mess page précédente.

bonsoir, compte tenu du nb de formulations précédentes par différents intervenants, il serait utile de savoir à quoi vous faites allusion!
car pour ma part , je trouve le sujet plutôt riche.

De ce que je croyais avoir compris : l'action est quantifiée.
La fréquence ne l'étant pas, l'énergie n'est quantifiée que pour une fréquence donnée? Bizarre...

[Amanuensis]

Je veux bien bien parier deux trois bricoles que les grandeurs de Planck ne sont pas liée à une unité linéaire, mais à une unité quadratique.

Sûrement, mais cela revient au même pour le point que je faisais, voir ce qui suit.

Je ne comprend pas bien pourquoi ne pas prendre directement cette masse comme "échelle".

Parce qu'on parle de gravitation, de la RG. Les effets gravitationnels au sens propre (courbure) sont liés à la masse volumique, pas à la masse. Qu'une masse soit en-dessous de l'unité de Planck (électron) ou au-dessus (la Terre) n'a pas de corrélation avec la courbure maximale qu'elle génère.

Prenons un hypervolume de Planck, maintenant, et imaginons un phénomène se déroulant "dans" cet hypervolume. A minima, le phénomène doit impliquer 1 quantum d'action, d'après la physique quantique. Divisé par la durée et par le volume, on obtient une énergie volumique, et de là d'après la RG une courbure ; et celle-ci est excessive (approche d'une singularité d'espace-temps), comparée aux approximations par un espace-temps plat, approximations sous-jacentes à l'invocation de la physique quantique "usuelle" (pour distinguer des travaux sur la gravitation quantique).

En résumé, échelle spatio-temporelle de Planck au sens hypervolume de l'ordre de TpLp^3 + quantum d'action => singularité d'espace-temps => la physique quantique usuelle ne s'applique pas.

Notons que rien là-dedans implique directement une durée minimale, mais plutôt un hypervolume minimal. Seulement la vitesse limitée de la causalité rend difficile d'imaginer un phénomène pris comme "intégré" pendant une durée <<Tp et un volume >>Lp^3. D'où le côté linéaire : un volume V implique un max de distance interne minimal de l'ordre de V^{1/3} et une durée minimale de V^{1/3}/c pour des raisons de causalité. La notion de vitesse limite à la causalité permet de traduire l'hypervolume minimal en une durée minimale.

Cette vitesse de Planck est déraisonnablement grande devant celle de mon vélo et déraisonnablement petite à l'échelle de l'univers. Elle n'est finalement raisonnable que pour la relativité.

Elle est donc bien traitée correctement par la théorie...

[Médiat]

Une analyse dimensionnelle qui part de c (relativité restreinte), G (gravitation Newtonienne) et hbar (effet quantique) donne forcément une longueur où les effets quantique et gravitationnel interviennent. (Du coup, c'est moi qui ne comprend plus...)
Malheureusement, ce n'est pas testable expérimentalement.

Pour reprendre les choses clairement : mon interrogation était " comment à partir d'une théorie continue on en arrive à des longueurs/durées jouant un rôle spécial" ce, hors de toute expérimentation. Grace à wikipedia et ansset, il est apparu que c'est dû à une théorie discontinue de quelque chose (qu'on l'appelle énergie, action ou autre n'est pas pertinent pour cette interrogation) qui, en lien avec les longueur et les durées, finit par donner ces valeurs spéciales, pour moi tout est clair (n'étant pas physicien, et de loin, ce n'est que le moyen qui m'intéresse).

[mh34]

@amensuesis:
http://fr.wikipedia.org/wiki/Quantum
c'est la base le la physique quantique !

Bonsoir.
Est-ce qu'il n'y aurait pas par hasard une confusion possible ( peut-être dûe au Wiki francophone, comme Amanuensis, dont je pense qu'il connait le sujet, le signale un peu plus haut ) entre la définition d'un quantum et la quantification d'une grandeur?

Bon, maintenant, si j'ai dit une grosse bêtise... sur la pointe des pieds...

[Rachilou]

Peut être commencer par nous donner une définition de ce que vous entendez par réalité physique. Je ne connais que la corrélation modèle (s'appuyant sur une théorie) + observation/expérimentation nous permettant de construire un discours cohérent et intelligible entre nous humain.

Patrick

Bonjour,

C'est effectivement une bonne remarque...
De mon point de vue, toutefois, avant la théorie, il y a quand même le postulat, qui lui serait censé découler d'une certaine vérité (plus) objective (réalité physique)


Pour plus d'info su la vérité objective...
http://philosophia.over-blog.com/pag...e-4698045.html

RH

[Amanuensis]

@amensuesis:
http://fr.wikipedia.org/wiki/Quantum
c'est la base le la physique quantique !

Où est le problème ?

Quantifié veut dire dans le contexte "par paquet", pas qui prend des valeurs dans un espace discret.

Des échanges quantifiés d'énergie (ou de quantité de mouvement) n'impliquent pas des valeurs discrétisés de l'énergie en général. Cela peut l'impliquer dans des cas particuliers, comme l'énergie d'interaction électro-magnétique entre noyaux et le champ d'électron dans le cas d'atomes stables (l'énergie n'est bien définie que pour des systèmes stables pendant une durée >> hbar/E).

La situation est différente pour l'action et le moment cinétique.

La base de la physique quantique, c'est la non-commutativité entre observables, et celle-ci s'évalue par une grandeur d'action, pas d'énergie. Ou encore, la valeur clé de la physique quantique, c'est h, qui est une action pas une énergie.

[Amanuensis]

Pour rebondir sur la remarque de Marie-Hélène, la comparaison entre Wiki francophone et Wiki anglophone est encore une fois désastreuse pour le côté francophone.

Dans l'anglophone on lit :

In physics, a quantum (plural: quanta) is the minimum amount of any physical entity involved in an interaction.

Ce qui est correct. Deux énormes différences :

- Pas de référence à l'énergie dans la définition,

- Conditionnelle à une interaction (i.e., la valeur du quantum n'est pas nécessairement universelle, elle peut dépendre de l'interaction).

Le cas de l'énergie est cité comme exemple, et seulement comme exemple, dans la suite du texte.

----

Le wiki français est très souvent une mauvaise référence en physique, c'est aisé à constater.

On peut considérer comme sophisme d'utiliser comme argument la référence au Wiki français dès que le texte est en contradiction avec son pendant anglophone. Sophisme auquel on répond aisément en citant l'anglophone

[invite23876543123]

Mais c'est ce que je voulais dire en Français !

[invite6754323456711]

http://fr.wikipedia.org/wiki/Quantum
c'est la base le la physique quantique !

Un cours un peu plus étoffé : http://www.phys.ens.fr/~dalibard/Not.../X_MQ_2003.pdf

L’équation de Schrödinger indépendante du temps possède également des solutions pour un ensemble continu de valeurs de l’energie E ....

....

Préparons N >> 1 systèmes indépendamment dans le même état. Ils ont donc la même fonction d’onde ψ(r, t0) à l’instant t0 de la mesure. Le résultat de la mesure d’une grandeur A n’est en général pas unique. Il y a un ensemble {ai} de modalités avec des probabilités pi. L’ensemble {ai} peut être continu comme c’est le cas pour la position d’une particule. Il peut être discret, comme énergie d’un électron lie dans un atome. Dans le premier cas, on a affaire à une densité de probabilité P(a), dans le second à un ensemble de probabilités {pi}. Les N mesures nous mènent a une valeur moyenne <a>, un écart quadratique Δa, etc.

Patrick

[invite51d17075]

Quantifié veut dire dans le contexte "par paquet", pas qui prend des valeurs dans un espace discret.
.

il n'y a pas de soucis pour moi.
si j'ai pu avoir donné l'impression d'une implication, elle n'est pas volontaire.
planck lui même a longtemps hésité entre un modèle continu ou un modèle discrèt.
la notion de mesure discrète n'implique pas la nature du modèle.

par contre , je ne comprend pas ça.
"Ou encore, la valeur clé de la physique quantique, c'est h, qui est une action pas une énergie."
quelle est la dimension d'une action ? et qui serait différente de l'énergie.

[invite51d17075]

Bonsoir.
Est-ce qu'il n'y aurait pas par hasard une confusion possible ( peut-être dûe au Wiki francophone, comme Amanuensis, dont je pense qu'il connait le sujet, le signale un peu plus haut ) entre la définition d'un quantum et la quantification d'une grandeur?

Bon, maintenant, si j'ai dit une grosse bêtise... sur la pointe des pieds...

confusion, le mot est fort.
le site anglais parle plus au conditionnel. c'est pas plus mal.
et comme toute théorie, ne fait intrinsequement qu'attendre celle qui ira plus loin.
mes propos ne me semblent pas incompatibles avec ceux d'amanuensis .
je n'ai ni la prétention ni les capacités de valider / renverser une théorie ou d'en proposer une autre.

#### supprimé : cause de dérive

[invite51d17075]

ps : il me semblerait étrange qu'une telle question ( qui agite bien les neurones des physiciens ) ne se résume à de la linguiste.

[Amanuensis]

"Ou encore, la valeur clé de la physique quantique, c'est h, qui est une action pas une énergie."
quelle est la dimension d'une action ? et qui serait différente de l'énergie.

La dimension de l'action (et donc de h), c'est ML²T^{-1}, celle de l'énergie c'est ML²T^{-2}. Elles sont donc différentes.

[invite51d17075]

merci Amanuensis.
je vais relire le mess #74 je crois , qui m'est passé sous le nez un peu vite.

[invite5e279b10]

L'infini ne semble pas poser de problème en algèbre. Le passage de l'algèbre à la géométrie paraît facile, ne reste plus alors que celui de la géométrie à la réalité.

[Amanuensis]

Même pas besoin de parler de réalité. C'est le passage de la géométrie (du modèle) aux observations qui est le goulot d'étranglement...

D'une certaine manière, on n'a pas à faire ce passage dans ce sens. Le seul besoin c'est des observations au modèle, même pour les prédictions.

[invite29cafaf3]

L'infini ne semble pas poser de problème en algèbre. Le passage de l'algèbre à la géométrie paraît facile, ne reste plus alors que celui de la géométrie à la réalité.

Depuis quand, une mathématique, quelle qu'elle soit, prétend elle décrire une réalité ?

[invite51d17075]

Même pas besoin de parler de réalité. C'est le passage de la géométrie (du modèle) aux observations qui est le goulot d'étranglement...
.

avant de parler goulot, parlons échelle.
1,616 10^(-35) longueur de planck ( cest vraiment tout petit )

10^(-18) quarks sans certitude , j'y reviens après

10^(-15) nucléon

10^(-11) atome d'hydrogène

10^(-9) distante inreratomique dans un cristal ou rayon de la double hélice d'ADN.

10^(-6) bactérie

ça m'amuse ces facteurs de log 3 en général.

revenons à nos quarks.
il y en a de différents donc de constitutuion probablement différentes. ( hypothèse personnelle )
impossible de les "casser" actuellement" et même de bien les mesurer. vu la marge d' ecart
on est même pas sur qu'ils ont une masse , contrairement aux gluons.


mais comment imaginer que ce soit l'ultime frontière de la matière ?
j'ai du mal avec ça !
bonsoir