Est il possible d'unifier relativité et mécanique quantique en l'état actuel des connaissances ?

[invite73192618]

Je ne comprends pas :
"comment contourner le problème déterminisme , non-déterminisme sans passer outre la charte ?"

xxxxxxxx utilise probablement ces termes dans un sens non conventionnel.

Si on égale les énergies, cela veut dire que mc²=hv, donc m=hv/c²
N'y a t il pas un problème ?

Définitivement, mais peut-être pas là où tu penses. Le pire, c'est que tu sembles avoir passé beaucoup de temps à construire tout une histoire en partant de cette "égalité", et que c'est le genre de comportement qui fait fuir à peu près tout le monde. Si tu veux comprendre pourquoi cette égalité n'est pas valide, je te suggère de ne pas essayer de vendre tout le blabla qui va après et de simplement poser la question en physique sur la validité de cette égalité (en vérifiant qu'elle n'a pas été abordée -je crois me rappeler avoir vu une question proche).
-----

[xxxxxxxx]

xxxxxxxx utilise probablement ces termes dans un sens non conventionnel.

Je parle des théories perso, hors charte du forum et qui sont donc susceptibles d'être modérées...

[LeMulet]

Concernant le débat, il me semble avoir entendu dire que ce qui ne permet pas d'unifier la relativité avec la physique quantique c'est la notion de temps relativiste qui ne se retrouve pas en physique quantique, qui elle (la physique quantique) emploi le temps newtonien.
je ne sais pas ce que vaut cette affirmation, néanmoins je la comprend comme le fait qu'à partir d'une certaine limite, il n'est plus possible de modéliser la matière avec la théorie de la relativité générale. On doit alors considérer ce qui se situe hors de la limite comme un "bloc", obéissant certes à une logique interne, mais non modélisable.
Ceci serait valable pour les atomes et aussi pour les trous noir (?).
Je peux me tromper et remercie par avance ceux qui pourraient me corriger sur ce point.

Sinon, concernant cette impossibilité technique, je me demandais si le problème n'était pas simplement d'ordre mathématique.
Si le physicien emploi un concept mathématique qui ne s'applique pas au monde réel, qu'il emploi un outil inadapté, peut-être ne serait-il pas en mesure de modéliser la matière lorsqu'on sort d'un cadre où certaines choses seraient négligées et d'autre pas.

Donc du coup, je pensais à la question de la courbure de l'espace.
Dans le cas de la gravité et de sa représentation, la "courbure", ce qui m'apparait et j'aurais aimé avoir l'avis d'un physicien sur ce point, c'est que la courbure mathématique pourrait être inadaptée. Et plus précisément la variation de courbure pourrait ne pas être modélisé correctement.
Par exemple, dans le monde réel, si je prend un segment (ça peut être n'importe quoi), et que je le courbe, le segment change de longueur.
Il se raccourcit du fait qu'il (le segment réel) n'est pas infiniment fin.

Or mathématiquement, si la courbure change, il n'est pas tenu compte, à ma connaissance, d'un quelconque changement dans la longueur du segment dont on détermine la courbure lorsqu'on fait varier la courbure "physique" (celle de la représentation).
Ce qui pose un problème peut-être lorsque la courbure devient non négligeable relativement aux longueurs. Forte gravité (trou noir) ou ratio force de gravité/longueur très grand (atome).

[LPFR]

Hiii, Han
Merci Jiav

J'ai eu un doute à un moment
https://fr.wikipedia.org/wiki/Lois_d..._loi_de_Kepler

C'est bien Newton qui s'est appuyé sur les lois de Kepler (ou du moins, il s'en est servi pour faire apparaître la constante de gravitation G)
Troisième loi de Kepler = 1618 et gravitation universelle de Newton = 1687
"Sur ces bases, à partir de la 3e loi de Kepler, Isaac Newton développa sa théorie sur la gravitation"
Source : https://fr.wikipedia.org/wiki/Loi_un...la_gravitation

De plus je ne pense pas qu'en 1687, il avait accès à des calculettes et ordinateur (ou on ne parle pas du même Newton)

Maintenant que pensez vous de l'égalité énergétique ?

Merci

Bonjour.
Au lieu d’utiliser la version françophone de Wikipedia, je vous suggère d’utiliser la version anglophone. Pour ce type de sujet, la proportion d’imbécillités est bien plus faible, car elle est lue et surveillé par beaucoup plus de lecteurs.
Dans la version française, on trouve, en particulier, les idioties que l’on enseigne au lycée en France. Entre ces idioties, celle d’attribuer les lois de Newton à Kepler.

Est-ce qu’en France on dit aux élèves que les lois de Kepler ne s’appliquent pas au système Terre-Lune ?
Essayez de trouver les affirmations de la version française dans la version anglophone de Wikipedia.
Au revoir.

[philippe2MdM]

Bonjour xxxx...,

Je ne sais pas comment fait-on pour se référer sur un topic qui a déjà eu lieu :
http://forums.futura-sciences.com/ph...3-photons.html
réponse de Vaincent le 21/03/12 à 17h10

Ensuite si tu tape masse effective d'un photon sur google ; tu as 288 000 résultats !
J'admets que certain sont farfelus mais je ne vais pas tous les faire

[philippe2MdM]

Je ne comprends pas LPFR ?
Je n'ai jamais dit qu'on attribué la gravitation universelle de Newton à Kepler !
J'ai dit que c'est en s'appuyant sur la troisième loi de Kepler que Newton a développé la gravitation universelle !
La gravitation universelle est toujours attribuée à Newton ???

C'est comme ça que la physique avance non ?

Quand il y a eu le modèle atomique de Rutherford basé sur la gravitation universelle de Newton, on s'est apperçu qu'il y avait incohérence. De là est arrivé le modèle de Bohr (qui ne marche que pour l'hydrogène) et pour généraliser, est né la physique quantique. Bon c'est vite résumé, mais c'est le principe de l'évolution. Je me trompe ?

[Deedee81]

Salut,

Juste quelques remarques sur ce point :

Mais pour répondre à la question première, peut-on égaler les énergies : E=mc² et E=hv ?
La première concerne la relativité (énergie définie par Einstein) et la deuxième est l'énergie d'un photon (énergie définie par Planck)
Egaler ces 2 énergies permettrait de faire une passerelle entre relativité et quantique
Si l'on pouvait me répondre à cette question ?

- Faire la passerelle entre la relativité et la mécanique quantique, ça ne se borne pas à égaler des énergies (en fait, ça c'est rien du tout, bien sûr qu'on peut avoir plusieurs expressions de l'énergie. C'est très banal). C'est beaucoup plus compliqué que ça.
- Tu peux égaler pour l'électron par exemple (voir la relation de de Broglie, l'impulsion d'un corps de masse m, et tu vas voir tout de suite le lien). Mais tu ne peux pas le faire pour le photon car il n'a pas de masse, il faut effectivement utiliser la relation complète. On a donc dans le cas du photon pc = h.nu, relation vérifiée de longue date par l'expérience.
- L'unification de la relativité restreinte et de la mécanique quantique, ça existe depuis longtemps. Depuis presque un siècle avec Dirac (même s'il y a eut quelques améliorations après ). La théorie quantique relativiste des champs est même la théorie la mieux vérifiée de tous les temps
- La difficulté c'est l'unification de la mécanique quantique et de la relativité générale. En fait, ça aussi on sait faire. Mais il y a plusieurs façons de faire et on manque de données expérimentales (domaines très difficile d'accès) pour trancher.

[LPFR]

...
J'ai dit que c'est en s'appuyant sur la troisième loi de Kepler que Newton a développé la gravitation universelle !
La gravitation universelle est toujours attribuée à Newton ???

C'est comme ça que la physique avance non ?

...

Re.
Eh non. C’est toujours faux. Newton ne s’est pas appuyé sur les lois de Kepler pour la gravitation. Il l’a découverte avec la chute des objets et avec le fait qu’il a compris que la Lune était en chute libre (ce qui exclut définitivement Kepler qui n’a jamais parle de la Lune... et pour cause).

Par contre, il a sûrement utilisé les résultats de Kepler pour vérifier son hypothèse sur la gravitation universelle et les mouvements des planètes.

Regardez sur Wikipedia anglophone pour voir si vous trouvez dette idiotie qui est enseignée en France.
A+

[Amanuensis]

Wiki en anglais:

In the late 17th century, as a result of Robert Hooke's suggestion that there is a gravitational force which depends on the inverse square of the distance,[6] Isaac Newton was able to mathematically derive Kepler's three kinematic laws of planetary motion, including the elliptical orbits for the six then known planets and the Moon:

"I deduced that the forces which keep the planets in their orbs must be reciprocally as the squares of their distances from the centres about which they revolve, and thereby compared the force requisite to keep the moon in her orb with the force of gravity at the surface of the earth and found them to answer pretty nearly."
— Isaac Newton, 1666

Quant à Képler, il serait étonnant qu'il n'ait pas appliquer ses première et deuxième lois à la Lune, ce qui ne posais aucune difficulté à l'époque. À vérifier.

Notons que c'est la deuxième loi qui est la principale clé pour la gravitation newtonnienne.

[Amanuensis]

Notons que c'est la deuxième loi qui est la principale clé pour la gravitation newtonnienne.

Hmm... Lapsus calami, lire "troisième"

[Amanuensis]

Une citation plus longue des écrits de Newton, l'évocation de la troisième loi de Képler y est explicite:

And the same year I began to think of gravity extending to ye orb of the Moon & (having found out how to estimate the force with wch [a] globe revolving within a sphere presses the surface of the sphere) from Kepler's rule of the periodic times of the Planets being in sesquialterate proportion of their distances from the center of their Orbs, I deduced that the forces wch keep the Planets in their Orbs must [be] reciprocally as the squares of their distances from the centers about wch they revolve: & thereby compared the force requisite to keep the Moon in her Orb with the force of gravity at the surface of the earth, & found them answer pretty nearly.

[philippe2MdM]

Bonjour Deedee81,

Si je comprend bien cp = h.nu = énergie potentielle
Mais normalement, les énergies s'ajoutent : énergie Totale = énergie masse au repos + énergie potentielle
En écrivant
E_T² = m²c⁴ + p²c²
Donc énergie masse au repos = 0, pour cela il faut que la masse du photon soit nulle
Ais je bien compris ?
Il est donc impossible d'égaler les énergies mc² = h.nu pour un photon

Mais comme un électron a une masse, on devrait pouvoir écrire l'égalité énergétique
C'est bien cela ?
En conclusion, l'unification relativité - méca quantique peut se faire à condition qu'elle ne s'applique pas au photon ?
(en ce qui concerne les énergies, bien sûr)

Pourquoi est il plus difficile avec la relativité générale ?
Y aurait il un lien avec l'espace à 4 dimensions d'Einstein par la somme de 4 vecteurs (dont un spatio-temporel) ?

[Amanuensis]

La masse d'un photon est nulle.

L'énergie relativiste, calculée à partie de E² = m²c^4 + p²c², est donc E = pc, et on a p.c = h.nu

Notons que ce sont toutes trois des quantités relatives: la quantité de mouvement et l'énergie cinétique dépendent du référentiel (c'est déjà le cas en classique), et un photon n'a de fréquence définie qu'une fois un référentiel choisi (en d'autres termes, un photon n'a pas de fréquence absolue, un même photon peut avoir n'importe quelle fréquence, suffit de choisir le référentiel pour cela. En pratique, ce sont les référentiels où la particule émettrice (resp. réceptrices) est immobile qui sont implicitement les références de la fréquence lorsque le photon est émis (resp. reçu).

(Notons que sur ce sujet, on prend à la fois la "relativité" et la physique quantique en compte, sans contradiction ni problème.)

[Amanuensis]

Pourquoi est il plus difficile avec la relativité générale ?

Ce n'est pas la relativité générale le problème, c'est la gravitation.

L'espace-temps de Minkowski ("relativité restreinte") c'est le cas sans gravitation, et s'unifie bien avec la physique quantique.

[Deedee81]

Salut,

Si je comprend bien cp = h.nu = énergie potentielle

Non, plutôt énergie cinétique ici, pour le reste voir les réponses d'Amanuensis.

Ce n'est pas la relativité générale le problème, c'est la gravitation.
L'espace-temps de Minkowski ("relativité restreinte") c'est le cas sans gravitation, et s'unifie bien avec la physique quantique.

+1

La gravitation pose pleins de difficultés techniques.

Un seul exemple : si on veut aborder la gravitation par les techniques habituelles de quantification des champs, on peut le faire..... sauf qu'il y a clairement un couac. Dans cette méthode il apparait des grandeurs infinies mais que l'on sait gérer par une technique appelée "renormalisation" (très bien fondée à la fois mathématiquement et physiquement). Par exemple, pour le champ électromagnétique, il suffit de renormaliser la masse de l'électron et la charge, et hop tous les infinis disparaissent des équations. Mais avec la gravitation.... ça ne marche pas. Quelle que soient les grandeurs qu'on renormalise, il reste des infinis. Il faudrait renormaliser une infinité de grandeurs. Or une grandeur renormalisée ne peut être calculée, elle doit être mesurée. Si on doit tout renormaliser, la théorie.... ne sert plus à rien !!!! (en fait, c'est pas tout à fait vrai, en se limitant aux premières corrections quantiques, on arrive quand même à faire dire quelques petits trucs à la théorie).

Et ça, ce n'est qu'UNE des difficultés.

[philippe2MdM]

Ou la la, comprend pas tout !

Mon bagage scientifique est très loin derrière moi !
Pourrait-on me redéfinir Energie totale, Energie cinétique, Energie potentielle, Energie au repos ? J'en oublie ?

Que veut dire : "il suffit de renormaliser la masse de l'électron et la charge, et hop tous les infinis disparaissent des équations" ?

Une autre question (ça fait beaucoup, je m'en excuse) :
Peut-on égaler Force de gravité de Newton et Force de Coulomb au niveau de l'électron ?

[f.oreste]

Absolument pas (le déterminisme de Spinoza est totalement causaliste, par exemple

vive aristote, ce n'est pas avec Spinoza que vous viendrez à bout de ce problème, qui commence sans doute par un trait d'humour métaphysique, avec la causa sui généris.... qui plombe d'emblé tout le reste de la magnifique démonstration du sieur spinoza, mais qui n'a pas trompé les sandréhin de son époque, qui ont chassé spinoza des sinagogues manu militari...

basiquement et avant toute modificaiton sophistique, etre déterminé, consiste essentiellement a être pré-defini par quelqu'un et à une fin particulière... un marteau par exemple est déterminé par son fabricant à enfoncer des pointes, là est sa finalité, et sa détermination...

que Spinoza utilise la détermination dans un autre sens, celà ne relève que de sa volonté propre, et nul n'est contraint d'ne tenir compte, votre argument d'autorité n'a donc pas de valeur probante, quant à l'usage courant de ce terme, qui repris par la physique tend a reprendre surtout le finalisme Leibnizien que le déisme Spinozien (ce qui autrement dit revient de toute façon a la même cause (sui generis, pour spinoza, ou monadologique pour leibntitz) de la philosophie de beni-oui-oui post st augustin ou st thomas d'aquin (qui tous peuvent servir d'appuie a l'intelligent désign (qui est le moteur de ses pseudo-philosophe bien plus théosophe qu'autre chose.. ses bases servant d'appuie tant à une éthique qu'a une politique de droit divin... donc assez loin des préoccupation de la physique actuelle, fort peu versé dans la démontration d'une prédefinition metaphysique de toute les constantes ou variable universelle...

[Amanuensis]

Pourrait-on me redéfinir Energie totale, Energie cinétique, Energie potentielle, Energie au repos ?

Energie totale: dépend du contexte

Energie cinétique: énergie due au mouvement du système (une fonction de la vitesse)

Energie potentielle: énergie en fonction de la position, le plus souvent une "charge" fois un potentiel (= une fonction de l'espace et du temps)

Energie au repos: énergie totale dans une situation où l'énergie cinétique est nulle

Energie thermique: somme des énergies cinétiques des composants dans une situation où l'énergie cinétique du système est nulle

Energie interne: énergie thermique plus somme des énergies potentielles des composants dues aux potentiels engendrés par d'autres composants

[Deedee81]

Que veut dire : "il suffit de renormaliser la masse de l'électron et la charge, et hop tous les infinis disparaissent des équations" ?

C'est.... pas simple. Tu peux regarder ici :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Renormalisation
C'est assez détaillé sans être trop technique.

Peut-on égaler Force de gravité de Newton et Force de Coulomb au niveau de l'électron ?

Pas facile. tout dépend aussi des distances considérées.

Il faudrait mettre une masse colossale a coté de l'électron pour que la force soit égale à celle entre l'électron et disons un autre électron situé au même endroit que la masse. Tout dépend aussi de la distance. Si l'autre électron est situé au centre de masse du corps massif considéré, la force de Coulomb pourra être assez faible si ce corps prend beaucoup de place. Mais si on place l'autre électron sur la surface de ce corps massif, la distance risque d'être très courte. Regarde : avec un simple bâton chargé électriquement (en le frottant sur un pull) tu peux soulever des petits morceaux de papier alors que ceux-ci sont retenu par la gravité de la Terre toute entière.

[philippe2MdM]

Merci Deedee81,

Quand je parlais d'égalisation de forces Newton - Coulomb, c'était pour un électron par rapport au noyau. En d'autre terme une égalité des forces de maintient de l'é sur un orbite (ou une place particulière d'appartenance à un atome)

Ce qui est étonnant, c'est la forme d'écriture avec ce que vous m'avez envoyé pour l'écriture du rayon classique de l'électron

La masse énergie (m_em) serait une constante avec la gravitation m_em=1,859273.10^-09 Kg
En faisant cette analogie, on trouve m² = q²/(4.pi.epsilon₀.G)
C'est pour cette raison que je demande si on peut faire l'égalisation de ces forces ?

En ce qui concerne la définition des énergies ; merci Amanuensis
Donc le photon n'a qu'une énergie cinétique. Il n'a pas d'énergie au repos puisqu'il ne peut pas être au repos !
Mais l'énergie cinétique, ce n'est pas E_c = 1/2.m.v² ?
Dans ce cas, on a une masse qui rentre dans l'équation. Comme la masse du photon = 0, alors l'énergie cinétique = 0.
Dans ce cas, h.nu = 0 ?

Désolé pour l'écriture des équations

[Amanuensis]

Donc le photon n'a qu'une énergie cinétique. Il n'a pas d'énergie au repos puisqu'il ne peut pas être au repos !

Correct.

Mais l'énergie cinétique, ce n'est pas E_c = 1/2.m.v² ?

C'est la formule en mécanique classique. En relativiste la formule est différente, et le photon ne peut être traité correctement qu'en relativiste.

[bongo1981]

Mais l'énergie cinétique, ce n'est pas E_c = 1/2.m.v² ?

C'est une approximation, la vraie équation est :

Dans ce cas, on a une masse qui rentre dans l'équation. Comme la masse du photon = 0, alors l'énergie cinétique = 0.
Dans ce cas, h.nu = 0 ?

La relativité dit qu'il faut la calculer comme ça :

Dans ce cas, l'énergie de masse est nulle, mais il reste de l'énergie dans la quantité de mouvement (même si la masse est nulle).

[philippe2MdM]

Oui bongo1981,
La vraie équation est déterminée avec les simplifications de Taylor ?
Mais à condition que m_{au repos} = m_grave = m_inerte = m_relativiste ?

D'ailleurs petit aparté ; où en est on de la mesure m_inerte / m_grave ?
Actuellement, il était égal à 1 jusqu'à 10^-12. Mais il devait y avoir une mesure dans l'espace pour 10^-15 ?

Comment peut il rester de l'énergie dans une quantité de mouvement pour une masse nulle ?
Définition : Le vecteur quantité de mouvement (p) d'un système donné est définie par le produit de sa masse (le scalaire m) et de sa vitesse (le vecteur v), autrement dit : Sa dimension est MLT-1, l'unité SI associée est kg.m/s. source : https://www-n.oca.eu/carbillet/ensei...ment.cours.pdf

[Amanuensis]

Comment peut il rester de l'énergie dans une quantité de mouvement pour une masse nulle ?

La mécanique classique n'est qu'une approximation. Faute d'applications où la différence avec le relativiste était visible, nos anciens ont abouti à une définition partiale de la quantité de mouvement. Cela n'a pas de sens de poser une question qui dépend de définitions fondamentalement erronées.

[Garion]

Il faudrait mettre une masse colossale a coté de l'électron pour que la force soit égale à celle entre l'électron et disons un autre électron situé au même endroit que la masse. Tout dépend aussi de la distance. Si l'autre électron est situé au centre de masse du corps massif considéré, la force de Coulomb pourra être assez faible si ce corps prend beaucoup de place. Mais si on place l'autre électron sur la surface de ce corps massif, la distance risque d'être très courte. Regarde : avec un simple bâton chargé électriquement (en le frottant sur un pull) tu peux soulever des petits morceaux de papier alors que ceux-ci sont retenu par la gravité de la Terre toute entière.

J'imagine que les forces de marées sont capables de vaincre les forces de coulomb quand un atome s'approche de la singularité d'un trou noir galactique.
Bon, ça doit être une horreur sans nom à calculer, mais quelqu'un aurait un ordre de grandeur de la distance à la singularité pour un trou noir comme celui de notre galaxie ?

[philippe2MdM]

La mécanique classique n'est qu'une approximation ???
Je croyais que c'était :"Dieu ne joue pas aux dés" = physique quantique (Dixit Einstein à Bohr)

Pour le rapport mi/mg : c'est le satellite Microscope
http://www.onera.fr/fr/actualites/mi...r-cest-ce-soir

Euh, c'est une question Garion ?

[Deedee81]

Salut,

Bon, ça doit être une horreur sans nom à calculer, mais quelqu'un aurait un ordre de grandeur de la distance à la singularité pour un trou noir comme celui de notre galaxie ?

Non, ce n'est pas difficile. Mais je n'ai pas compris de quelle distance du parles, donc :

Distance entre nous et le trou noir (et donc sa singularité) : 25900 année-lumière (à 100 AL près).
Distance entre l'horizon et la singularité (donc le rayon de Schwartschild, donné ici en coordonnées de Schwartzchild habituel, c'est le rayon "vu de loin") : 10 millions de km.

[Amanuensis]

Ce qu'il demande c'est quand les forces de marées sont suffisamment fortes pour vaincre l'attraction électromagnétique entre un proton et un électron.

[Deedee81]

Salut,

Ce qu'il demande c'est quand les forces de marées sont suffisamment fortes pour vaincre l'attraction électromagnétique entre un proton et un électron.

Ah d'accord. Désolé. Bon, là j'ai pas de résultat tout fait mais le calcul n'est pas insurmontable.
A partir de là par exemple :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Force_...es_trous_noirs

Qui a dix minutes à y consacrer ?

EDIT évidemment sous l'hypothèse que c'est encore valable quand on est tout près de la singularité, mais ça, ça va être difficile à vérifier tant expérimentalement que théoriquement !!!!

[Amanuensis]

Hmmm...

Je me demande si (justement, vu le fil) on peut répondre à une telle question sans prendre en compte la mécanique quantique, i.e., sans une forme ou une autre d'unification de la RG et de la PhyQ.

Ou peut-être en considérant un référentiel de chute libre comme galiléen et le proton immobile relativement à ce référentiel, en proposant un potentiel combinant e.m. et gravitation, et en résolvant Schrödinger pour ce potentiel? Mais même cela ne semble pas simple à calculer. Déjà, quelle serait l'expression du potentiel?