Espace, temps, gravitation.

[exoly]

Bonjour à tous.
Einstein a unifié l'espace/temps. Il a aussi suggéré que le temps était "déformé" par la gravitation.
Le temps ralenti quand la gravitation augmente, le temps augmente quand la gravitation diminue.
Le big bang étant théoriquement l'origine du temps, il est d'ailleurs suggéré que l'univers entier était concentré dans une tête d'épingle.
On parle de singularité… La question que je me pose est la suivante:
L'espace et le temps étant liés, ne pourrait-on pas faire de même avec la gravitation ?
-----

[inviteb6b93040]

La gravitation c'est ce qui relie l'espace temps à la matière, sans matière pas de gravitation

[invite80c87b9b]

Bonjour,

L'image de la tête d'épingle n'est-elle pas révolue ? Avec un univers fini sans bord ou infinie n'est-il pas difficile de s'imaginer que ce soit une tête d'épingle ?

merci de vos réponses

Stef

[inviteb6b93040]

L'univers observable était dans une perle c'est pas mieux ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite80c87b9b]

L'univers observable était dans une perle c'est pas mieux ?

ou peut-être une poussière de nombril ?

Mon interrogation est plus, comment on peut imaginer un contenant sur quelque chose qui n'en a pas ?

Je peux comprendre que tout l'univers étais beaucoup, beaucoup, beaucoup plus 'serré' mais d'en arriver à comparé à une tête d'épingle n'est-t-il pas un peu abusif ?

Si je me place dans cette tête d'épingle (ou sur sa surface si je veux bien m'efforcer de garder l'analogie de la tête d'épingle) ne verrais-je pas un univers fini sans bord ou infini ? Et ce avec les mètres et secondes qui vont avec, ce qui est loin d'une analogie avec une tête d'épingle. non ?

Désolé si je dis des énormités si c'est le cas.

merci

Stef

[pm42]

Si je me place dans cette tête d'épingle (ou sur sa surface si je veux bien m'efforcer de garder l'analogie de la tête d'épingle)

Quelle "surface" ? On parle de l'Univers. C'est le problème des analogies : c'est très bien pour vulgariser mais on ne peut pas s'en servir pour construire des raisonnement rigoureux. Si tu supposes une surface, tu supposes un "extérieur", donc à ce moment, tu ne parle plus de l'Univers.

ne verrais-je pas un univers fini sans bord ou infini ? Et ce avec les mètres et secondes qui vont avec, ce qui est loin d'une analogie avec une tête d'épingle. non ?

Tu ne verrais rien parce que l'Univers est opaque à cette densité. Et si il faisait la taille d'une tête d'épingle, non, tu n'aurais pas l'impression qu'il est aussi grand que maintenant. Sinon, on ne dirait pas qu'il était aussi petit.

[invite80c87b9b]

Quelle "surface" ? On parle de l'Univers. C'est le problème des analogies : c'est très bien pour vulgariser mais on ne peut pas s'en servir pour construire des raisonnement rigoureux. Si tu supposes une surface, tu supposes un "extérieur", donc à ce moment, tu ne parle plus de l'Univers.

De ce que j'ai compris l'analogie d'un surface spherique est la meilleur pour un univers 4d fini sans bord...j'ai surement mal compris comme à l'habitude...et il n'y a pas d'extérieur à une surface sphérique...non? Où prenez vous une telle supposition ?

Tu ne verrais rien parce que l'Univers est opaque à cette densité. Et si il faisait la taille d'une tête d'épingle, non, tu n'aurais pas l'impression qu'il est aussi grand que maintenant. Sinon, on ne dirait pas qu'il était aussi petit.

Il y a quand même des phénomènes de proche en proche non ? peut-on y attaché un référentiel...non? ..j'ai surement mal compris comme à l'habitude (encore), et où prenez vous que j'affirme qu'il est aussi grand...?

Cordialement,

Stef

[pm42]

Où prenez vous une telle supposition ?

De votre phrase :

Si je me place dans cette tête d'épingle (ou sur sa surface si je veux bien m'efforcer de garder l'analogie de la tête d'épingle)

Il y a quand même des phénomènes de proche en proche non ?

Oui et depuis quand des phénomènes de proche en proche permettent de savoir que l'Univers est sans bord et infini ? J'ai du mal à voir le rapport entre votre remarque et votre question plus haut.

et où prenez vous que j'affirme qu'il est aussi grand...?

De votre phrase :

ne verrais-je pas un univers fini sans bord ou infini ? Et ce avec les mètres et secondes qui vont avec, ce qui est loin d'une analogie avec une tête d'épingle. non ?

[invite80c87b9b]

ne verrais-je pas un univers fini sans bord ou infini ? Et ce avec les mètres et secondes qui vont avec, ce qui est loin d'une analogie avec une tête d'épingle. non ?

Oui et depuis quand des phénomènes de proche en proche permettent de savoir que l'Univers est sans bord et infini ? J'ai du mal à voir le rapport entre votre remarque et votre question plus haut.

Et le même raisonnement est tout aussi valable pour la tête d'épingle. non? Malgré le fait que tout est concentré cela peut bien tout aussi être une boule de bowling, un balon métérologique ou Jupiter !

Personnellement je n'ai pas encore trouver quel est le meilleur moyen de vulgarisé 'la tête d'épingle' (essaie un peu boboche : une bouillit qui est animé que par des phénomènes de proche en proche)

Tu ne verrais rien parce que l'Univers est opaque à cette densité.

Haaa, le fameux problème de 'voir' entre l'expert et le vulgaire vulgarisateur, 88% (marge d'erreur de +- 10% pour la rigeur de l'expert) des questionneurs utilisent cette vision de voir ( j'ai fait exprès d'utiliser vision, remplacer par définition si ce n'est pas assez rigoureux pour vous)

'Voir' pour le vulgaire vulgarisateur:

Ben... Le plus simple est de se cantonner au plus évident: à des humains avec des instruments de mesure locaux (dont une horloge). Le "quand" est donné par l'horloge, et le "voir" est ce que peuvent faire localement les instruments de mesure, plus un traitement "théorique" permettant de déduire ce qu'il se passe à distance à partir des mesures locales. (C'est bien d'ailleurs le sens du mot "voir" pour notre sens biologique...)

C'est le minimum pour "voir", et, de manière intéressante, la physique moderne ne laisse pas de place à plus que ça.

Et j'irais un peut plus loin en disant 'référentiel'

En tant qu'expert il me semble qu'il est plus facile pour vous de comprendre ce que veux dire le vulgaire que le vulgaire de vous comprendre non?

Mais bon, on est entrain de polluer la discution de ce pauvre exoly, avec des rhétoriques de définition. je m'arrête ici, j'ouvrirai un nouveau fil si j'ai d'autre questions.

Merci quand même de votre temps et désolé exoly pour la condescendance



Stef

[pm42]

Je pense qu'il n'y a aucun intérêt à essayer de parler à quelqu'un qui pose des questions uniquement pour essayer ensuite de se rassurer en contredisant ceux qui lui répondent alors que sa compréhension du sujet est quasi nulle.
De même que citer pour le critiquer quelqu'un qui n'est pas intervenu sur ce fil n'est pas acceptable.

Je vous laisse à vos problèmes qui n'ont rien à voir avec la physique.

[invite80c87b9b]

Désolé de vous avoir contrarié avec ma méta-physique.

Sans rancune,

Cordialement

Stef

[exoly]

La matière déforme l'espace-temps. Il existerait donc une relation qui unie la matière à l'espace temps. Comme on indique que le temps et l'espace sont liés, la matière semble aussi liée à l'espace-temps.
Je reviens à la théorie de big bang. L'instant initial est une singularité. De cette singularité apparait l'espace, le temps et la matière.
On a quelque chose que l'on ne connait pas et que la science n'explique pas , mais qui est à l'origine de notre univers et de ses trois composantes essentielles: l'espace , le temps et la matière.
Je ne sais évidemment pas comment la matière agit sur le temps. Cela peut paraître farfelue d'y voir un lien, bien qu'il soit acquis qu'un astre massif courbe l'espace-temps, et que le temps se dilate donc à son approche.

[inviteb6b93040]

Trois composantes mais 5 dimensions qui auraient pu être indifférencié avant l’expansion comme les quatre interactions élémentaires l'étaient.
Mais pourquoi mettre le temps ?
sans matière l'espace temps est plat donc le temps n'est pas utile
si on ajoute la dimension matière on a une entropie , cette entropie augmente et a une composante irréversible , exactement comme ce que nous appelons le temps car il est plus facile de le mesurer que de mesurer l'entropie
Mais cette facilité nous cache peut être la théorie du tout

[invite1d83a4da]

Bonjour a tous,

la théorie d'Einstein de la relativité générale relie bien le contenu en masse et énergie à la déformation de l'espace-temps. En extrapolant dans le passé les solutions de cette fameuse équation d'Einstein, on arrive bien à un cas purement mathématique de singularité où l'horizon des événements serait d'un rayon nul et la quantité de masse-énergie serait infini en chaque point de l'espace-temps. Plusieures remarque pour ne pas se perdre avec des images de vulgarisation courantes:
- c'est l'horizon des événements qui SERAIT d'une taille infiniment petite, et pas l'Univers, qui pour sa part serait infini si sa courbure générale est nulle ou négative (Univers hyperbolique) et finie dans le cas d'une courbure positive (la courbure générale est une propriété intrinsèque de l'Univers dans la relativité générale, et ne correspond pas à une déformation locale de l'espace-temps, visible à l'intérieur de l'horizon des événements, mais bien à sa topologie globale),
- l'horizon des événements est défini pour un observateur donnée (une particule par exemple) comme étant la distance limite au-delà de laquelle il n'a pu avoir d’interactions, et cette limite (une sphère centrée sur l'observateur) grandie au fur et à mesure que l'Univers 'vieilli',
- il n'est pas possible en l'état actuel des connaissances en physique de considérer comme plausible toute prédiction de la relativité générale lorsque la densité en matière-énergie en chaque point de l'espace-temps excède celle correspondant à celle du mur de Planck (mathématiquement située à 10e-43 s après la singularité). Ceci est dû aux divergences dans les prédictions de la mécanique quantique et de la relativité générale à ces échelles d'énergie. Il reste donc à déterminer le cadre mathématique qui permettra de donner des prédictions cohérentes et vérifiées au-delà de cette frontière symbolique appelé mur de Planck. Bref, la singularité n'existe pas, jusqu'à preuve du contraire, car se trouvant au-delà de la limite de validité de la relativité générale,

Pour revenir à la question initiale, "L'espace et le temps étant liés, ne pourrait-on pas faire de même avec la gravitation ?", il se trouve que c'est le fondement de la relativité générale... la gravitation peut justement être assimilé, mathématiquement, à une déformation de l'espace-temps. C'est la conséquence du principe d'équivalence d'Einstein.

[invite1d83a4da]

Mais pourquoi mettre le temps ?
sans matière l'espace temps est plat donc le temps n'est pas utile
si on ajoute la dimension matière on a une entropie , cette entropie augmente et a une composante irréversible , exactement comme ce que nous appelons le temps car il est plus facile de le mesurer que de mesurer l'entropie
Mais cette facilité nous cache peut être la théorie du tout

C'est pas si évident tout ça... Concernant toutes les théories modernes acceptées par la communauté scientifique (mécanique de Newton, relativité restreinte, relativité générale, mécanique quantique, théorie quantique des champs), l'espace-temps est inscrit dans les principes fondateurs. Dit autrement, le temps est, donc tout le reste suit (et en particulier les lois physiques)! Dans les ontologies de ces différentes théories, le temps prend des formes différentes certes, mais il est toujours considéré comme présent peut importe qu'il y ait ou pas de matière-énergie.

Si on veut spéculer, et il semble assez naturel de le penser, on pourrait admettre que le temps émerge des interactions entre particules élémentaires, mais personnes n'a, que je sache, réussi le grand écart de le faire, et ceci sans même faire appel à un concept lié à l'entropie. Le concept d'entropie en relativité générale n'est pas si trivial que ça par ailleurs. La gravitation ayant naturellement l'effet de "rassembler la matière", une expansion de l'Univers qui diluerait le contenu en masse énergie pourrait être vu comme diminuant l'entropie... Roger Penrose a travailler dessus je crois, à vérifier. En fin de compte personne n'a une théorie des particules élémentaires en espace-temps courbe pour le moment, et encore moins une qui n'imposerai pas l'espace-temps dans ses principes fondamentaux.

[inviteb85e1f6b]

Hello, je suis nouveau.sur ce blog !
Même si on en a déjà parlé, je reviens là dessus :
Sur le web tourne une vidéo de "qui veut gagner des millions", où l'on voit une personne (dont tout le monde se moque), qui hésite à répondre à la question : " qu'est-ce qui gravite autour de la Terre " . Ben moi je dirais ceci "si on avait demandé, quel est l'astre qui tourne autour de la Terre, la réponse aurait été immédiate ! MAIS, qu'est-ce qui gravite autour de la Terre, la réponse la plus juste (en tenant compte de la relativité généralisée d'Einstein et des derniers commentaires des savants), serait de dire : c'est l'Univers entier qui GRAVITE autour de la Terre ! C'est mon dernier mot Jean Pierre ! " Qu'en pensez-vous ? ....

[Deedee81]

Salut,

Hello, je suis nouveau.sur ce blog !
Même si on en a déjà parlé, je reviens là dessus :
Sur le web tourne une vidéo de "qui veut gagner des millions", où l'on voit une personne (dont tout le monde se moque), qui hésite à répondre à la question : " qu'est-ce qui gravite autour de la Terre " . Ben moi je dirais ceci "si on avait demandé, quel est l'astre qui tourne autour de la Terre, la réponse aurait été immédiate ! MAIS, qu'est-ce qui gravite autour de la Terre, la réponse la plus juste (en tenant compte de la relativité généralisée d'Einstein et des derniers commentaires des savants), serait de dire : c'est l'Univers entier qui GRAVITE autour de la Terre ! C'est mon dernier mot Jean Pierre ! " Qu'en pensez-vous ? ....

J'en pense que la question est peut-être fort ambigüe. Les auteurs de ces questions devraient faire attention.

[JPL]

Hello, je suis nouveau.sur ce blog !
Même si on en a déjà parlé, je reviens là dessus :

Doublon avec http://forums.futura-sciences.com/de...ml#post5457182

Rappel de la charte du forum :

Les doublons ne sont pas autorisés. Merci de ne pas poster le même sujet dans plusieurs rubriques pour éviter l'éparpillement des discussions.

[inviteb85e1f6b]

Ok, merci de me donner les règles.
Mais sur le blog " La science s'est-elle coupée de la base ?" personne ne me réponds... Bon pas grave. a+

[JPL]

Tu confonds blog et forum. Ce n'est pas du tout la même chose.

[invitec29167f3]

Bonjour,

Je m'excuse par avance si ces propos sont grotesques, je n'ai aucun bagage scientifique. Je lis par curiosité et je comprends ce que je peux.

je reviens sur la représentation des espaces euclidiens, il en a été question dans ce fil.

Un carré représenté en perspective sur une feuille de papier, c'est (a) un repère en 2d délimité positionné dans un repère 3d sans limitation, les bords de la feuille étant les limites de notre fenêtre d'observation.

Cette représentation est elle le pendant de ce que nous ne pouvons pas représenter dans sa dimension native, à savoir (b) un repère tridimensionnel contenu dans un repère quadridimensionnel sans limite?

Je suppose ici que la relation entre (a) est (b) est de même nature que celle entre le carré et le cube, ce dernier s'obtenant par translation du carré vers sa «dimension supplémentaire».

[Deedee81]

Bonjour,

Bienvenue sur Futura.

Je m'excuse par avance si ces propos sont grotesques, je n'ai aucun bagage scientifique. Je lis par curiosité et je comprends ce que je peux.

je reviens sur la représentation des espaces euclidiens, il en a été question dans ce fil.

Un carré représenté en perspective sur une feuille de papier, c'est (a) un repère en 2d délimité positionné dans un repère 3d sans limitation, les bords de la feuille étant les limites de notre fenêtre d'observation.

Cette représentation est elle le pendant de ce que nous ne pouvons pas représenter dans sa dimension native, à savoir (b) un repère tridimensionnel contenu dans un repère quadridimensionnel sans limite?

Je suppose ici que la relation entre (a) est (b) est de même nature que celle entre le carré et le cube, ce dernier s'obtenant par translation du carré vers sa «dimension supplémentaire».

Je ne vois rien de franchement incorrect dans tout ça (*), mais je ne comprend pas trop où tu veux en venir ?

(*) A part quelques expression discutables peut-être, comme "dimension native" et encore. On comprend ce que tu veux dire

[invitec29167f3]

Merci pour ta réponse.

C'est une étape ( pour moi ).

Plusieurs expressions visuelles de topologies envisagées utilisent ce rapport.

1. Le but est de me familiariser avec une représentation perceptible des relations spatiales entre un «*hyper volume*» et un volume, en utilisant leurs équivalents de dimension inférieure.
Lorsque l'on utilise une figure 2d et une figure 3d dans le but de représenter les mêmes figures en dimension n+1, la 2d correspond à la 3d, et 3d à la 4d.
La figure bidimensionnelle peut constituer une face de la figure tridimensionnelle, mais peut également être contenue à l'intérieur du volume, en contact partiel ou nul avec les faces du volume. Elle ne doit pas «*déborder*» du volume, de façon à constituer un uni – vers.

2. Interlude ^^:
Une 3-sphère, dont le rayon est de taille inférieure à la longueur de l'un des côtés du volume cubique qu'elle traverse en évitant ses bords latéraux, se matérialise, pour nous observateurs 3d positionnés dans ce volume cubique, à l'instant minimal du contact, par un point. Le volume de ce point incrémente au fur et à mesure que la 3-sphère pénètre le volume cubique, pour atteindre son maxima lorsque le volume 3d délimite exactement la 3-sphère en deux demi-3 sphères, puis son volume décroît vers le point, pour finalement s'extraire de nos dimensions perceptibles.

3.Je me demande dans quelle mesure l'équivalence en 1. s'applique pour la représentation désormais classique d'un espace déformé par la gravitation, ce morceau de tissus que l'on tend, qui se déforme sous l'effet de la bille ( il semble bien s'agir d'une expression n-1 ).

4.Ceci également. Nous posons une seconde bille, disons de volume inférieur, au niveau de la déformation occasionné par la première ( donc dans le champ gravitationnel de la première ). La seconde bille va tomber vers la première, mais la première ne sera pas affectée par la déformation. Or les deux champs gravitationnels interviennent tous deux dans le rapprochement des billes. On peut cependant constater que la déformation provoquée par la seconde bille ralentie sa chute vers la première, mais ceci est-il satisfaisant pour exprimer l'effet gravitationnel de la seconde bille dans le rapprochement des billes ?

[Amanuensis]

3.Je me demande dans quelle mesure l'équivalence en 1. s'applique pour la représentation désormais classique d'un espace déformé par la gravitation, ce morceau de tissus que l'on tend, qui se déforme sous l'effet de la bille ( il semble bien s'agir d'une expression n-1 ).

La représentation "désormais classique" n'est qu'une illustration "grand public". Elle ne correspond pas à une théorie de la gravitation en 2D+1 qui serait le pendant de la RG en 4D. Non, "l'équivalence en 1" ne s'y applique pas du tout.

Pour entrer un peu dans les détails, la "déformation" de l'espace-temps, la courbure, n'est pas la courbure au sens commun. Et le passage entre dimensions n'est pas celui qu'on pourrait croire.

Cela se voit en particulier sur le nombre de paramètres libre de la "courbure" (du tenseur de courbure), de dimension 1 à 4, c'est 0, 1, 6 et 20. (En particulier le tenseur de courbure est nul en dimension 1, i.e., pour les lignes--ce qui ne colle pas avec la vision d'une ligne courbe plongée en 2D), et a un seul paramètre en dimension 2--ce qui ne colle pas avec la forme locale d'une surface prise en 3D, qui demande deux paramètres pour être décrite.) On peut imaginer que ce passage de 6 à 20 en rajoutant une seule dimension n'est pas aisé à faire.

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À bien regarder, la "représentation désormais classique" représente la gravitation newtonienne, l'axe z étant le potentiel gravitationnel newtonien.

[invitec29167f3]

Merci pour votre réponse. J'élimine cette analogie.

Je comprends que le tenseur est l'outil mathématique qui va définir les courbures de l'espace dont la gravitation est à l'origine. Je vais approfondir dans cette voie.

Savez-vous si le dodécaèdre de Poincaré, régulièrement mis en avant par J-P Luminet, se veut quadrimensionnel dans son expression réelle ?

[Amanuensis]

Savez-vous si le dodécaèdre de Poincaré, régulièrement mis en avant par J-P Luminet, se veut quadrimensionnel dans son expression réelle ?

Non, c'est une "forme" 3D, dans le même esprit qu'un tore (la surface) en 2D, une topologie compacte, "refermée sur elle-même".

Le tore peut être vu comme une surface carrée "repliée", l'univers pacman (si on "sort" d'un côté, on entre par celui d'en face)! Le dodécaèdre de Poincaré c'est un peu pareil, en partant d'un volume à limite dodécaèdrique. Avec un petit truc en plus possible en 3D et plus mais pas en 2D: on rerentre en ayant un peu tourné.

Le passage des cas 2D (le tore) aux cas 3D (hypertore, immeuble à 8 pièces basé sur le tesseract, mais aussi dodécaèdre de Poincaré, le bestiaire est plus riche en 3D qu'en 2D) est assez facile.

[invitec29167f3]

Si j'ai bien saisi, ce que l'on retient du tore c'est uniquement sa surface et non pas le volume qu'il délimite. Il en est de même pour le dodécaèdre en question. Par contre, dans le cas du cube augmenté en tesseract, c'est bien le volume du cube qui est l'objet de l'opération.

[Amanuensis]

Si j'ai bien saisi, ce que l'on retient du tore c'est uniquement sa surface et non pas le volume qu'il délimite. Il en est de même pour le dodécaèdre en question. Par contre, dans le cas du cube augmenté en tesseract, c'est bien le volume du cube qui est l'objet de l'opération.

Je n'aurais pas dû parler du tesseract, c'est un peu différent.

Pour le dodécaèdre de P. ce n'est pas la surface, mais bien le volume qui compte. 3D alors que le tore est 2D.

La correspondance avec le tore est:

Intérieur du dodécaèdre de P. <-> surface du carré

Face pentagonale <-> côté du carré

Surface limitant le volume (les 12 faces) <-> périmètre du carré (ligne formée des 4 côtés)

Faces opposées "recollées" <-> côtés opposés "recollés".

[invitec29167f3]

Merci à vous, c'est très clair. J'examinerai ces correspondances en détail.

[invite1c6b0acc]

Une vidéo que j'adore, ou on apprend des choses sur les machins à plus de 3 dimensions. Au début, ça à l'air facile ...
http://www.dimensions-math.org/Dim_regarder.htm