Question pertinente sur un vieux débat

[curiosss]

Bonjour,

Il y a une question que je me pose sur le vieux débat sur l'Ether. Je ne viens par réveiller une polémique, mais essayer de comprendre.

Quand on parle d'Ether, il y a aussitôt une levée de boucliers : "Il a été prouvé qu'il n'existe pas".
D'un autre côté toute la communauté scientifique s'accorde à dire aujourd'hui que l'Espace n'est pas 'rien' : il a une existence (dixit Leonard Susskind par exemple)
Alors qu'est-ce qui nous empêche de dire que la vieille notion d'Ether est simplement de l'Espace ?

L'Ether avait été introduit comme une façon d'expliquer la propagation de la lumière. Etant vibratoire il fallait un milieu qui vibre et propage la vibration.
Ce milieu pourrait être l'espace, puisque la lumière voyage à travers l'Espace.

Il doit y avoir quelque chose d'autre dans la notion d'Ether de fondamentalement faux et qui provoque la levée de boucliers constatée, et empêche de faire l'équivalence Ether = Espace. Quelqu'un pourrait éclairer ma lanterne ?

Merci

PS :
J'ai lu que c'est l'idée de référentiel absolu qui signa l'arrêt de mort de l'Ether. Si on considère que l'espace est l'ancien Ether, cette objection est-elle encore pertinente ? La vitesse de la lumière serait une constante (étant la vitesse d'une onde lumineuse dans l'espace et ne dépendant pas de la vitesse de la source lumineuse dans l'espace).
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[albanxiii]

Bonjour,

D'un autre côté toute la communauté scientifique s'accorde à dire aujourd'hui que l'Espace n'est pas 'rien' : il a une existence (dixit Leonard Susskind par exemple)

L'espace, ou le vide ?

@+

[invite6754323456711]

L'espace, ou le vide ?

Ou l'espace vide ?

La question de la difficulté de penser physiquement un espace vide, sur laquelle avait insisté Descartes, c'est-à-dire, en fait, de penser que le vide (l'espace vide) a des propriétés physiques, devait être par la suite provisoirement éludée avec l'introduction de l'éther, suscitée par les divers domaines de la physique dans le processus de leur théorisation, des premières théories de la chaleur à l'optique et à l'électromagnétisme. Dans cette troisième période de notre histoire du concept de vide, l'éther, pensé comme une étendue continue de matière physique différente de la matière ordinaire et occupant tout l'espace, constituait un substitut physique pour le vide, un vide qui avait toujours été pensé, malgré tout, comme a-physique.

Patrick

[curiosss]

Suivant les termes de Leonard Susskind lui-même (*), l'Espace a une existence propre. Donc on n'aurait plus besoin du Vide, Vide et Espace devenant la même chose...

(*) En paroles, lors d'une émission diffusée sur Arte cette semaine. Il n'a pas dit Vide, il a dit Espace. D'ailleurs toute l'émission concernait la notion d'Espace.

[A voir en vidéo sur Futura]

[f6bes]

] (étant la vitesse d'une onde lumineuse dans l'espace et nedépendant pas de la vitesse de la source lumineuse dans l'espace).[/QUOTE]
Bsr à toi,
Ah, ca veux dire quoi cette phrase !!
A+

[invite6754323456711]

@ curiosss

Quoi qu'il en soit la notion d'Ether a été abandonné pour des raisons de non utilité physique (d'hypothèse non utile) et non pour des raisons philosophique d'ontologie. Reconsidérer une notion d'Ether il faut montrer son utilité physique.

Patrick

[curiosss]

(étant la vitesse d'une onde lumineuse dans l'espace et nedépendant pas de la vitesse de la source lumineuse dans l'espace).

Bsr à toi,
Ah, ca veux dire quoi cette phrase !!
A+

La vitesse de la lumière dans l'espace est une constante.
On a démontré que cette vitesse ne dépend pas de la vitesse de la source lumineuse.
Ce n'est pas incompatible.
Prenons une image : un navire fendant les flots provoque à sa proue la formation de vagues. La vitesse de propagation des vagues à la surface de l'eau ne dépend pas de la vitesse du navire par rapport à l'eau.

[curiosss]

@ curiosss

Quoi qu'il en soit la notion d'Ether a été abandonné pour des raisons de non utilité physique (d'hypothèse non utile) et non pour des raisons philosophique d'ontologie. Reconsidérer une notion d'Ether il faut montrer son utilité physique.

Patrick

L'utilité physique existe : c'est le support de propagation d'une onde. L'affirmation que la lumière vibre mais n'a pas besoin de support tombe du ciel et demanderait à être démontrée.

Comprenez la question : on avait introduit la notion d'Ether parce qu'on avait besoin d'un milieu de propagation de la lumière.
Mais çà impliquait l'introduction d'un référentiel absolu : l'Ether.
Les expériences de Michelson ayant mis à mal cette hypothèse, la notion d'Ether a été rejetée.
Mais aujourd'hui on repense la notion d'Espace et lui accordons une existence.
S'il existe il pourrait (?) vibrer, et alors prendre la place de l'Ether comme support de propagation des ondes lumineuses.
Il deviendrait du même coup un référentiel absolu. Mais est-ce que les expériences effectuées pour rejeter ce concept sont encore valables pour rejeter AUSSI l'idée que l'Espace pourrait être un référentiel absolu (et support de propagation des ondes) ? [ceci dit, je ne vois pas pourquoi si l'Espace existe il ne pourrait pas être fluide, et le concept de référentiel absolu tomberait de lui-même, différentes régions d'espace pouvant se déplacer les unes par rapport aux autres comme le font des courants marins]

Bon, je ne veux pas avancer d'hypothèses, je préfère me cantonner à la question initiale de ce fil de discussion.

[invite6754323456711]

L'utilité physique existe : c'est le support de propagation d'une onde. L'affirmation que la lumière vibre mais n'a pas besoin de support tombe du ciel et demanderait à être démontrée.

Un article de vulgarisation sur la notion de champ qui montre la non utilité ontique que vous affirmez.

Patrick

[curiosss]

Un article de vulgarisation sur la notion de champ qui montre la non utilité ontique que vous affirmez.

Patrick

Merci pour ce lien intéressant.

Cependant il n'est dit nulle part que le champ se construit à partir de rien.
en préambule il parle de champ de températures et de champ de vitesses de molécules d'eau.
Puis on parle en termes d'énergie. L'énergie ce n'est pas rien.

Je ne voit pas ce qui implique que la lumière n'aurait pas besoin de support pour voyager (et ne pourrait pas être une vibration de l'espace lui-même).

Au contraire, poser comme postulat que la lumière voyage sans support, me parait être une hypothèse superflue.

[invite6754323456711]

Cependant il n'est dit nulle part que le champ se construit à partir de rien.

Il ne se pose pas les questions en ce sens
Il montre toutefois que la notion physique de champ et les formalismes qui en découlent classique et quantique suffisent à décrire et prédire la phénoménologie physique sans s'interroger sur l'ontologie d'un support.

Patrick

[curiosss]

J'ai du mal à comprendre comment des équations mathématiques peuvent se substituer à un support réel.

Pour en revenir à la théorie quantique des champs : on est dans le domaine physique. Il y est question de puits de potentiel, sans lesquels il n'y aurait pas de mode d'oscillation.
Ce puits de potentiel doit bien traduire quelque chose de physique, ce n'est pas qu'un ensemble d'équations mathématiques.

Si on suppose que c'est l'espace le support alors là on peut imaginer toutes sortes de solutions pour expliquer l'existence de ces puits de potentiel (tension locale de l'espace par exemple).
En absence de support physique la notion de potentiel sans support devient mystérieuse et tombée du ciel, donc une hypothèse supplémentaire introduite en physique (or justement on aimerait réduire au minimum les postulats en Physique).

A partir du moment qu'on est obligés d'admettre l'existence d'une entité appelée Espace, alors on n'a plus besoin d'introduire une hypothèse pour l'Espace, il est déjà là.
C'est supposer que la lumière n'a pas besoin de support qui consiste à introduire une hypothèse inutile. Ou pour utiliser vos termes : cette hypothèse n'a aucune utilité physique.

[invite6754323456711]

J'ai du mal à comprendre comment des équations mathématiques peuvent se substituer à un support réel.

Un support réel n'est pas une question de physique.

Les concepts de champ sont eux bien des notions de physiques, mais manifestement ne correspondent pas à vos croyances sur la notion ontologique de réel. Ce que dit un physicien concernant l'abandon de l'Ether.

Au XIXème siècle, les scientifiques n'envisageaient pas qu'une onde puisse se propager sans support. Comme il apparaissait très probable que la lumière était une onde électromagnétique, ils se sont dit qu'il devait y avoir un milieu dont la lumière serait les vibrations. Maxwell lui-même basa ses fameuses équations de l'électromagnétisme sur un modèle très ingénieux pour l'éther. Le but était de fonder l'électromagnétisme sur des bases mécaniques.

En étudiant plus avant cette hypothèse, de nombreuses incohérences sont apparues, l'éther devait avoir des propriétés très bizarres (rigide pour permettre une vitesse élevée et des ondes transverses, ténu pour ne pas gêner le déplacement des planètes, par exemple).

Mais bon, le coup de grâce fut porté par la relativité restreinte, qui montra qu'il n'y a pas de référentiel privilégié pour les lois de la physique (or l'éther c'est exactement ça). Les lois de l'électromagnétisme peuvent s'interpréter en éliminant cet éther et en supposant qu'un champ électromagnétique remplit l'espace. Autrement dit, l'électromagnétisme n'a pas besoin de bases mécaniques.

En MQ les particules sont l'émanation, la manifestation des fluctuations ou excitations du champ quantique, concept physique.

Patrick

[curiosss]

Hum... j'ai déjà répondu à toutes les objections sur l'Ether que vous citez.
Je sens l'amorce d'une discussion qui tourne en rond. Les émanations dont vous parlez me paraissent aussi suspectes que les anges de la Bible.
je propose d'arrêter ici nos échanges car on ne se comprend pas, et on va polluer ce fil de discussion. Deal ? Sans rancune, et merci pour vos tentatives d'éclairer ma lanterne

==

Pour terminer sur la notion d'Espace, une petite expérience de pensée qui tendrait à confirmer que l'Espace a vraiment une existence :
Imaginez que vous tournez dans l'espace comme une patineuse sur la glace. Vous sentirez une force centrifuge sur vos bras. Vous saurez donc que vous êtes en rotation.
Mais en rotation par rapport à quoi s'il n'y a pas de référentiel absolu ?
Une réponse possible serait "par rapport à l'Espace lui-même".
Et si on envisage l'énergie (lumière) comme une vibration de l'espace, alors la matière aussi est une vibration de l'espace. Tout ne serait qu'Espace (conséquence directe si on admet que la lumière est de l'espace en vibration). La danseuse en rotation serait un ensemble d'ondes de déformation de l'espace (comme la lumière) en rotation par rapport au référentiel Espace lui-même.
Il y a une certaine cohérence interne même si tout ceci reste à démontrer bien sûr

Ceci dit, peut-être que cette entité Espace ne doit pas être imaginée comme un milieu continu en 3D.
Lire à ce propos les discussions sur le Principe Holographique.

[invite6754323456711]

Hum... j'ai déjà répondu à toutes les objections sur l'Ether que vous citez.
Je sens l'amorce d'une discussion qui tourne en rond. Les émanations dont vous parlez me paraissent aussi suspectes que les anges de la Bible.

C'est juste le discours vulgarisé de la physique. Vous n'avez rien objecté du tout vous confondez juste physique et métaphysique

Patrick

[Sund]

À propos de l'expérience de pensée de la personne tournant sur elle-même : on chosit un référentiel quelconque et on construit un repère à partir de celui-ci. On peut alors déterminer les coordonnées du centre de gravité G de la personne qui tourne sur elles-même et celles du centre de gravite K de sa tete. Un changement de repère (pour simplifier les calculs) permet alors de vérifier (en supposant que son corps est parfaitement symétrique) que tout point du corps de cette personne non situe sur l'axe GK est en rotation autour de GK. D'où la force centrifuge.

[curiosss]

Vous n'avez rien objecté du tout vous confondez juste physique et métaphysique
Patrick

Oui, j'ai bien compris : je confonds tout et vous ne confondez rien. C'est étrange, je m'attendais à cette issue.

[curiosss]

À propos de l'expérience de pensée de la personne tournant sur elle-même : on choisit un référentiel quelconque et on construit un repère à partir de celui-ci. On peut alors déterminer les coordonnées du centre de gravité G de la personne qui tourne sur elles-même et celles du centre de gravite K de sa tete. Un changement de repère (pour simplifier les calculs) permet alors de vérifier (en supposant que son corps est parfaitement symétrique) que tout point du corps de cette personne non situe sur l'axe GK est en rotation autour de GK. D'où la force centrifuge.

Je ne suis pas à l'aise pour répondre.
Dans l'absolu si tout l'univers n'était constitué que de la danseuse et que l'Espace n'avait aucune existence physique, alors comment expliquer la force centrifuge ?
(seul un référentiel indique qu'il y a rotation, mais comment choisir le référentiel ? Si le référentiel tourne autour de la danseuse la danseuse paraitra immobile)

[Tryss]

Je ne suis pas à l'aise pour répondre.
Dans l'absolu si tout l'univers n'était constitué que de la danseuse et que l'Espace n'avait aucune existence physique, alors comment expliquer la force centrifuge ?

Difficile a dire... a l'heure actuelle la question n'est pas tranchée, et il est fort possible que l'inertie soit induite par l'ensemble des autres choses dans l'univers, c'est le principe de Mach :

http://fr.wikipedia.org/wiki/Principe_de_Mach

En tout état de cause, c'est une question intéressante en elle même, mais purement théorique (un univers avec juste une "danseuse" n'existe pas)

[f6bes]

La vitesse de la lumière dans l'espace est une constante.
On a démontré que cette vitesse ne dépend pas de la vitesse de la source lumineuse.
Ce n'est pas incompatible.
Prenons une image : un navire fendant les flots provoque à sa proue la formation de vagues. La vitesse de propagation des vagues à la surface de l'eau ne dépend pas de la vitesse du navire par rapport à l'eau.

Bjr à toi,
J'ai l'impression que tu enfonces avec élan une porte....ouverte !
Une lampe électrique suspendue au plafond n' a pas de vitesse de déplacement et EFFECTIVEMENT la vitesse des photons qu'elle émet
n' a pas de corrélation avec le déplacement de la lampe qui est ...fixe !

A la limite seul l'effet Doppler a une "action apparente" suivant que l'émetteur de lumiére se rapproche ou s'éloigne de celui qui reçoit cette lumiére.

Bon WE

[invite6754323456711]

Oui, j'ai bien compris : je confonds tout et vous ne confondez rien. C'est étrange, je m'attendais à cette issue.

Une fois que vous avez dit que l'espace métaphysique de Leonard Susskind c'est l'Ether. Quelles seront les nouvelles avancées, prédictions que nous pourrions faire en physique ?

Patrick

[curiosss]

A f6bes : je n'enfonçais pas une porte ouverte, je disais simplement que l'existence d'un Espace Référentiel n'était pas incompatible avec la non cumulation des vitesses de la lumière et de la source émettrice.

A ù100fil : comprendre que l'Espace a une existence ne peut pas nuire, à mon avis, à de nouvelles avancées en physique fondamentale. Après tout la Physique c'est la compréhension de ce qui est et non pas simplement un jeu mathématique. Les maths peuvent parfaitement décrire des mondes possibles mais qui n'existent pas. Il est important d'avoir un fil conducteur pour nous y retrouver dans tous les possibles.

[Carcharodon]

En fait, on peut changer le titre de ce fil :
Question non pertinente sur un ancien débat déjà tranché depuis longtemps.

Je sens l'amorce d'une discussion qui tourne en rond.

étonnant venant d'un de vos sujet... non ?
ha non pas du tout étonnant en fait, plutôt systématique...

[curiosss]

Tiens, un hater...

[Sund]

N'étant pas physicien, je vous réponds par un raisonnement purement géométrique, mais si celui-ci n'est pas acceptable en physique, alors l'interrogation infra se posera.
Il me semble que tout point de l'espace non situe le long de GK peut servir de référentiel. On peut également construire une base comme je l'ai dit et les vecteurs de cette base servent de référentiel. Cette méthode est parfaitement équivalente à la première d'ailleurs. Après, peut-être que mon raisonnement consiste précisément à donner une existence à l'espace, puisque ce sont les points de cet espace lui-meme qui servent à construire le repère dont je parle...
Ce qu'il faudrait savoir, c'est si une rotation est possible dans un tel espace, avec seulement une danseuse... Je veux dire par la que si l'espace au sens mathématique n'a pas d'existence physique, alors il est peut-être impossoble de parler d'un quelconque mouvement de la danceuse autour d'un point ou d'un axe, et les translations sont également impossibles.
Dans ce cas, la danceuse ne ressent pas de force centrifuge si elle tourne en entier, mais seulement si elle fait des moulinets avec ses bras, parce qu'ils sont alors en mouvement par rapport au tronc.
Est-ce que notre intuition nous joue des tours dans cette experience de pensée ?

[invite6754323456711]

Il me semble que tout point de l'espace non situe le long de GK peut servir de référentiel.

En fait "Comment definit on l'espace ?" Par la notion de référentiel.

Patrick

[Sund]

Et ce n'est pas ce que j'ai fait dans mon premier message ? Simplement j'effectue un changement de base pour justifier l'existence de la rotation.
Mais d'après ce que je lis sur les variétés différentielles en relativite generale, il n'y a plus de base, en tout cas pas au sens donne à ce mot dans un espace vectoriel.
Dans tous les cas, si mon raisonnement est faux, alors le problème que j'ai cité dans mon precedent message se pose : est-ce que la danceuse ressent une force centrifuge en écartant les bras ou non ?
NB : il y a une faute de français dans mon précédent message. Il faut lire "peut servir à construire une base servant à quantifier le mouvement (la rotation).

[invite6754323456711]

Mais d'après ce que je lis sur les variétés différentielles en relativite generale, il n'y a plus de base, en tout cas pas au sens donne à ce mot dans un espace vectoriel.

"Ii n'y à plus de base en RG", je ne comprends pas trop ce que vous voulez dire. Maintenant la notion de base donc il est question n'a rien à voir avec la notion de base d'un espace vectoriel.

Le formalisme concerne la fibration appliquée à une variété différentielle :

en voila une définition formelle.

On se donne B uhne variété diff, que l'on appelera la base, et F une variété diff que l'on appelle la fibre.

On appelle fibré (differentiel, de base B, de fibre F), la donnée d'une variété differentielle E (appelée espace total du fibré) et d'un morphisme (une application diff donc) p:E->B.
Verifiant:
1) Il existe une recouvrement ouvert de B (dit recouvrement trivialisant) (U_i) et des isomorphismes h_i (dits trivialisation) tel que le diagramme suivant commute
Ou la fleche descendante est p, la fleche en diagonale la projection

On rajoute des conditions si l'on veut avoir une structure plus forte (fibré vectoriel, fibré principal...)

Peut on détecter la rotation dans l'absolu par l'expérience de la force centrifuge ? http://forums.futura-sciences.com/ph...tml#post232830


Patrick

[curiosss]

Je dirais qu'un Référentiel est une définition mathématique d'un espace.
Mais l'espace dans lequel on vit est quelque chose de plus que ce qui est mis dans une définition de référentiel.

[invite6754323456711]

Je dirais qu'un Référentiel est une définition mathématique d'un espace.
Mais l'espace dans lequel on vit est quelque chose de plus que ce qui est mis dans une définition de référentiel.

Les notions d'espace on ne peut en parler dans l'absolu il faut un cadre théorique physique dans lequel elles prennent sens. Et en ce qui concerne la RG théorie utilisé pour parler de cosmologie on peut lire dans le fil.

On ne cherche pas à faire un truc mathématique général, juste à obtenir un modèle adapté aux besoins de la physique. On met les contraintes qu'il faut !

Partons dans l'autre sens. D'un point de vue physique que cherche-t-on avec la notion d'espace ?

- Donner un sens à "être ou ne pas être au même endroit" pour deux événements quelconques (= avoir même projection, ou appartenir au même feuillet 1D)

- Pouvoir parler de manière compatible de la structure différentielle de l'espace-temps et de celle de l'espace

Quoi d'autre ?

(D'une certaine manière la RG n'a pas besoin de la notion d'espace. On peut utiliser des systèmes de coordonnées différentiables quelconques, dans lesquels on va exprimer par exemple le tenseur métrique et d'autres champs à signification physique, comme le champ électro-magnétique+. Pas de notion d'espace là-dedans...)

Envoyé par Bloupou : Mais du coup l'espace a une realité physique, bien "moindre" que l'espace temps (encore que).

Je ne vous le fais pas dire ! Ma compréhension de la RG est bien cela. La réalité physique est l'espace-temps (et encore, c'est discutable) et certainement pas l'espace.

Mais c'est le cas même en mécanique classique : même dans ce cadre, dire que "la Terre est au même endroit maintenant et il y a 10000 ans" n'a pas de sens physique clair. On introduit la notion de référentiel pour donner un sens à une telle expression, et pouvoir parler de mouvement, d'immobilité, etc. Mais c'est au fond artificiel.

Patrick