Masse négative?

[ecolami]

bonjour,
Pour le moment on en connait pas. Mais une masse négative signifie que les atomes se repoussent tous et donc que cette matière serait infiniment dispersée et introuvable.
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[Garion]

Pourquoi une masse négative devrait se repousser ?
Si son prend le magnétisme :
- deux négatifs se repoussent
- deux positifs se repoussent
- un positif et un négatif s'attirent.

En gravité deux positifs s'attirent, c'est tout ce qu'on sait.
A supposer qu'une masse négative puisse exister, est-ce qu'elle serait attirée ou repoussée par une autre masse négative ? Et une autre masse positive ?

[Resartus]

Bonjour,
Il faut distinguer masse inerte et masse gravitationnelle. Il parait difficile d'imaginer une masse inerte négative*, mais une masse gravitationnelle pourrait l'être
En particulier celle de l'antimatière : Il y a plusieurs manip en cours qu CERN pour tester cette hypothèse.

Bien sûr, si on trouvait cela, une grooosse revision de la relativité générale deviendrait nécessaire (elle part du principe que les deux sont égales)...

NB :comme la masse gravitationnelle, est, par définition le coefficient d'attraction par la gravité, si elle est attirée, c'est qu'elle est positive


*quoique en physique du solide, qui n'en est pas à une bizarrrie près, on sait produire des pseudo particules de masse inerte négative

[ecolami]

Pourquoi une masse négative devrait se repousser ?
Si son prend le magnétisme :
- deux négatifs se repoussent
- deux positifs se repoussent
- un positif et un négatif s'attirent.

En gravité deux positifs s'attirent, c'est tout ce qu'on sait.
A supposer qu'une masse négative puisse exister, est-ce qu'elle serait attirée ou repoussée par une autre masse négative ? Et une autre masse positive ?

Bonsoir,
Ces arguments sont valables. Mais en supposant que les masses négatives se repoussent systématiquement cela expliquerai qu'on en ait pas (encore?) trouvé.

[A voir en vidéo sur Futura]

[polo974]

bonjour,
Pour le moment on en connait pas. Mais une masse négative signifie que les atomes se repoussent tous et donc que cette matière serait infiniment dispersée et introuvable.

euh, pas tous

si on prend la formule de base:
F = G* M_a *M_b / D²
les éléments de masse négative s'attirent mutuellement de la même façon que les éléments de masse positive.

par contre les éléments de masse négative sont repoussés par les éléments de masse positive, et comme ici (et très loin autour), on est positif, les éléments putatifs de masse négative seraient repoussés aux confins de l'univers (s'il n'est pas rebouclé sur lui-même ou en miroir avec un univers de masse négative ou )...

[mmanu_F]

Salut,

Mais en supposant que les masses négatives se repoussent systématiquement cela expliquerai[t] qu'on en ait pas (encore?) trouvé.

ce que tu cherches, c'est une force à longue portée avec une constante de couplage négative. Comme par exemple celle-ci, étudiée dans le contexte de l'énergie sombre : Luca Amendola (2004) phantom energy mediates a long-range repulsive force

[Archi3]

euh, pas tous

si on prend la formule de base:
F = G* M_a *M_b / D²
les éléments de masse négative s'attirent mutuellement de la même façon que les éléments de masse positive.

par contre les éléments de masse négative sont repoussés par les éléments de masse positive

ça dépend si c'est juste la masse pesante qui est négative (et la masse inerte positive), ou la masse pesante et la masse inerte qui sont toutes les deux négatives. Dans le premier cas on viole le principe d'équivalence, dans le second on a des conséquences bizarres (deux particules de masse positive et négative accélèrent dans la même direction ...)

[Deedee81]

Salut,

Il y a un truc qui m'a toujours gêné avec ces histoires de masses gravitationnelles négatives. Attention je ne jette pas la pierre car je maîtrise assez mal ce sujet et mes connaissances sont surtout vulgarisées. Donc c'est une interrogation. Je sais qu'il existe d'ailleurs des modèles sérieux (certains réfutés d'autres non) comme les approches bimétriques ou la violation CP liée à la gravité (invalidé par l'expérience Babar).

Dans ces approches on a :
masse positive - masse positive = attraction
masse négative - masse négative = attraction
masse positive - masse négative = répulsion

Mais.... et les photons ???? Ceux-ci ont une masse nulle et ils sont invariants sous les symétries de type conjugaison de charge ou, ici, changement de signe de la masse.
S'ils sont attirés par les deux : pourquoi ce statut privilégié ? Et s'ils sont attirés par les masses positives (déviation des rayons lumineux par le Soleil) et repoussés par les masses négatives, pourquoi cette rupture de symétrie ?
Ou alors c'est lié à l'énergie ? (puisque en relativité générale, nécessaire si on parle de déviation des rayons lumineux) Dans ce cas le pendant serait les photons d'énergie négative.
Mais alors on devrait avoir le même pour les particules massives. Et dans ce cas que devient le statut de l'antimatière puisque le théorème CPT permet à la théorie de décrire des antiparticules d'énergie positive. Et d'ailleurs c'est nécessaire à cause de la conservation de l'énergie (annihilation matière-antimatière ou création d'antimatière) et de la stabilité de la matière (soucis de l'ancienne théorie de Dirac). De plus, les états d'énergie négative sont possibles en cas d'accélération ou de gravitation (Hawking, Unruh et consorts) mais on ne peut disposer librement de tels états (toujours fugaces, même s'il y a une conjecture autour de ça, pas un théorème) sinon il serait facile de fabriquer des machines à "mouvement perpétuels", une sacrée hérésie.

Si quelqu'un avait une explication claire en quelques lignes, je suis preneur.

[1h1ng01]

Si cela était démontré, en relativité restreinte dans E = mc², E deviendrait négatif ou il faudrait revoir l'équation ou garder la valeur absolue de m, ou introduire un carré.
En tout cas le point soulevé par Deedee81 concernant le photon est intéressant. Plus généralement, si on respecte la logique de la relativité générale, il n'y a pas d'attraction ou de répulsion, tout est question de géométrie de l'espace-temps en fonction de la densité d'énergie. Cela ne se concilie a priori pas bien avec l'idée d'une masse négative.

[Deedee81]

tout est question de géométrie de l'espace-temps en fonction de la densité d'énergie. Cela ne se concilie a priori pas bien avec l'idée d'une masse négative.

D'où les :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Mod%C3...-m%C3%A9trique

Mais je connais très mal.

[1h1ng01]

Intéressant, je ne connaissais pas du tout.

[jacknicklaus]

D'où les :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Mod%C3...-m%C3%A9trique

C'est le modèle Janus, de Jean-Pierre Petit. Disons que ces travaux sont très loin de faire consensus...

[Archi3]

Salut,

Il y a un truc qui m'a toujours gêné avec ces histoires de masses gravitationnelles négatives. Attention je ne jette pas la pierre car je maîtrise assez mal ce sujet et mes connaissances sont surtout vulgarisées. Donc c'est une interrogation. Je sais qu'il existe d'ailleurs des modèles sérieux (certains réfutés d'autres non) comme les approches bimétriques ou la violation CP liée à la gravité (invalidé par l'expérience Babar).

Dans ces approches on a :
masse positive - masse positive = attraction
masse négative - masse négative = attraction
masse positive - masse négative = répulsion

Mais.... et les photons ???? Ceux-ci ont une masse nulle et ils sont invariants sous les symétries de type conjugaison de charge ou, ici, changement de signe de la masse.
S'ils sont attirés par les deux : pourquoi ce statut privilégié ? Et s'ils sont attirés par les masses positives (déviation des rayons lumineux par le Soleil) et repoussés par les masses négatives, pourquoi cette rupture de symétrie ?
Ou alors c'est lié à l'énergie ? (puisque en relativité générale, nécessaire si on parle de déviation des rayons lumineux) Dans ce cas le pendant serait les photons d'énergie négative.
Mais alors on devrait avoir le même pour les particules massives. Et dans ce cas que devient le statut de l'antimatière puisque le théorème CPT permet à la théorie de décrire des antiparticules d'énergie positive. Et d'ailleurs c'est nécessaire à cause de la conservation de l'énergie (annihilation matière-antimatière ou création d'antimatière) et de la stabilité de la matière (soucis de l'ancienne théorie de Dirac). De plus, les états d'énergie négative sont possibles en cas d'accélération ou de gravitation (Hawking, Unruh et consorts) mais on ne peut disposer librement de tels états (toujours fugaces, même s'il y a une conjecture autour de ça, pas un théorème) sinon il serait facile de fabriquer des machines à "mouvement perpétuels", une sacrée hérésie.

Si quelqu'un avait une explication claire en quelques lignes, je suis preneur.

personnellement, je n'ai pas de réponse car je me pose les mêmes questions . A mon avis cette histoire de masse négative produit des paradoxes insurmontables.

[Archi3]

C'est le modèle Janus, de Jean-Pierre Petit. Disons que ces travaux sont très loin de faire consensus...

c'est le moins qu'on puisse dire, quand le consensus est réduit à une personne ou presque ....

[JPL]

Mais justement cette personne fait l’objet d’un large consensus !

[Deedee81]

Salut,

C'est le modèle Janus, de Jean-Pierre Petit.

Ce n'est pas que lui, non ?

Disons que ces travaux sont très loin de faire consensus...

Bah, pas plus que les masses négatives

[LeMulet]

A noter quand même que les masses négatives ne sont qu'une des possibilités d'être différente d'une masse positive.
La logique de base employée de manière primaire suppose que s'il existe une masse positive, alors il pourrait exister une masse négative, mais selon une autre logique, la masse peut être négative ou ... imaginaire.

Le tachyon est une classe de particules hypothétiques dont les principales caractéristiques sont d'avoir une vitesse toujours supérieure à la vitesse de la lumière dans le vide ( c {\displaystyle c} ), une masse imaginaire pure et une énergie qui diminue lorsque la vitesse augmente.

https://fr.wikipedia.org/wiki/Tachyon

Maintenant, à titre personnel, en en restant à la question de la masse négative, je pense qu'il est aussi possible, selon une certaine manière de considérer le modèle, d'inverser la représentation : La masse positive que l'on croit attractive selon l'observation naïve (on part de Newton, ne l'oublions pas) serait en fait répulsive.
Cette répulsion (très complexe à l'échelle quantique certes), pourrait avoir pour cause une expansion à toute échelle, qui donne l'apparence d'une attraction, et qui est à l'origine également de l'organisation (structuration) de la matière.

[Deedee81]

Salut,

A noter quand même que les masses négatives ne sont qu'une des possibilités d'être différente d'une masse positive.
La logique de base employée de manière primaire suppose que s'il existe une masse positive, alors il pourrait exister une masse négative, mais selon une autre logique, la masse peut être négative ou ... imaginaire.

Il faut distinguer la grandeur physique mesurable (forcément réelle) et sa théorisation, là tu as raison, il y a plusieurs manières.

Concernant une masse positive répulsive, tu as déjà vu ça quelque part ? Il existe un modèle théorique ? Tu aurais un lien (quelconque, pas nécessairement une référence solide, au moins pour essayer de comprendre ce que ça pourrait bien être) ?

[LeMulet]

Concernant une masse positive répulsive, tu as déjà vu ça quelque part ? Il existe un modèle théorique ? Tu aurais un lien (quelconque, pas nécessairement une référence solide, au moins pour essayer de comprendre ce que ça pourrait bien être) ?

Pas encore, mais j'imagine que ça finira par arriver.
En attendant, rien ne vous empêche de poser l'hypothèse et de vérifier ce que ça implique (en particulier, puisque ce type de "force" dépend de l'environnement... de chercher à comprendre pourquoi la force newtonienne doit être modifiée à grande échelle, comme dans la théorie MOND)

[Deedee81]

En attendant, rien ne vous empêche de poser l'hypothèse et de vérifier ce que ça implique

Non, pas dans ce forum. Mais il y a d'autres forums où on peut.

[Zefram Cochrane]

Bonjour,
L'univers parallèle d'Andreï Sakarov n'est pas l'hyperespace où les particules de masse négatives iraient plus vite que la lumère?
Si tel est le cas la vitesse de la lumière est une borne supérieure pour les particule de masse positive et inférieures pour celles de masse négative.

[LeMulet]

Concernant une masse positive répulsive, tu as déjà vu ça quelque part ? Il existe un modèle théorique ? Tu aurais un lien (quelconque, pas nécessairement une référence solide, au moins pour essayer de comprendre ce que ça pourrait bien être) ?

Ici par exemple :
https://www.researchgate.net/post/Ca..._positive_mass

[mach3]

Ici par exemple :
https://www.researchgate.net/post/Ca..._positive_mass

attention cependant, ces papiers (sans préjuger de leur éventuelle qualité) ne sont pas publiés dans des revues à comité de lecture.

m@ch3

[mizambal]

salut ! j'ai lu que le CERN lancera prochainement des expériences pour tester le comportement gravitationnel de l'anti matière et dans ce cadre ils prévoient également la mesure d'une éventuelle antigravité :O
J''a pas vu de date précise mais ça arrive, c'est dans les tuyaux quoi

[erik]

J''a pas vu de date précise mais ça arrive, c'est dans les tuyaux quoi

Apparemment premiers résultats prévus pour 2021 : https://www.futura-sciences.com/scie...alpha-g-48278/

[Deedee81]

Salut,

Apparemment premiers résultats prévus pour 2021

Ce qui est énervant c'est que lorsqu'on va sur les sites officiels on n'a que fort peu d'infos. Tous les quelques mois, un pt'tit truc ou l'autre, parlant de telle ou telle amélioration. On aimerait avoir des infos plus précises des avancées de leurs travaux.

[Olorin]

Mais.... et les photons ???? Ceux-ci ont une masse nulle et ils sont invariants sous les symétries de type conjugaison de charge ou, ici, changement de signe de la masse.
S'ils sont attirés par les deux : pourquoi ce statut privilégié ? Et s'ils sont attirés par les masses positives (déviation des rayons lumineux par le Soleil) et repoussés par les masses négatives, pourquoi cette rupture de symétrie ?
Ou alors c'est lié à l'énergie ? (puisque en relativité générale, nécessaire si on parle de déviation des rayons lumineux) Dans ce cas le pendant serait les photons d'énergie négative.
Mais alors on devrait avoir le même pour les particules massives. Et dans ce cas que devient le statut de l'antimatière puisque le théorème CPT permet à la théorie de décrire des antiparticules d'énergie positive. Et d'ailleurs c'est nécessaire à cause de la conservation de l'énergie (annihilation matière-antimatière ou création d'antimatière) et de la stabilité de la matière (soucis de l'ancienne théorie de Dirac). De plus, les états d'énergie négative sont possibles en cas d'accélération ou de gravitation (Hawking, Unruh et consorts) mais on ne peut disposer librement de tels états (toujours fugaces, même s'il y a une conjecture autour de ça, pas un théorème) sinon il serait facile de fabriquer des machines à "mouvement perpétuels", une sacrée hérésie.

Si quelqu'un avait une explication claire en quelques lignes, je suis preneur.

Salut Deedee,

J'ai pas mal réfléchis à la question des photons et je pense avoir trouvé une solution relativement satisfaisante, sans que je considère pour autant qu'elle puisse être définitive. Cela se résout en faisant l'hypothèse qu'un photon se comporte tout comme s'il possédait un petit moment dipolaire électrique. Dans un monde dominée par la matière, la polarisation gravitationnelle du vide quantique induit un petit champ de polarisation électrique. Ce dernier module les propriétés diélectriques du vide dans l'espace, créant un gradient de permittivité suivant r. Le photon est donc réfracté par le vide quantique et dévié a proximité d'une masse. Dans un monde dominée par l'antimatière, nos conventions de signe pour les champs électriques font que nous observons un champ de polarisation inversé. On pourrait penser que cela induirait un gradient de permittivité inverse dans le monde d'antimatière, mais il n'en est rien, car dans ce dernier, la permittivité sera définie en fonction des propriétés "positroniques" des anti-atomes, et le gradient est respecté pour les photons de l'anti-monde si et seulement si il ne sont pas exactement dans le même état a proximité d'une masse que leurs homologues de notre monde. D'où l'idée de considérer que les photons puissent avoir un moment diélectrique intrinsèque et des interactions dipolaires avec les champs de polarisations électriques du vide. Ci joint, une petite illustration de tout ça
Nota: Pour simplifier j'ai considéré que les paires virtuelles électrons - positrons dominaient les effets diélectriques du vide induits par gravité.

[Deedee81]

Salut,

Astucieux mais j'ai de gros doute :

- Ton analyse est très qualitative. Il faudrait montrer que ce mécanisme reproduit exactement les effets de la relativité générale.
- Il faut choisir : ou le photon est dévié par le vide quantique ou par la courbure de l'espace-temps et pourquoi la courbure n'agirait-elle pas ??? Ou alors la courbure est donnée par la polarisation du vide mais dans ce cas ça ne pourrait pas agir de la même manière sur les particules chargées.... qui respectent elles-aussi la relativité générale. Bref, ça c'est pas clair du tout.
- Il faudrait que la polarisation du vide (polarisation des charges) ne soit pas détectable trop facilement (sinon ça se verrait ne fut-ce que dans les expériences des accéléarateurs de particules ou en optique quantique etc....) et avec un effet aussi faible je serais surpris que cela soit suffisant.
EDIT - un tel dipole "photonique" est aisément détectable, par la précession de Thomas dans un champ électrique. Il faudrait là aussi qu'il soit suffisamment faible. C'est à justifier aussi mais n'est pas une objection supplémentaire à la précédente, c'est dans la même veine.

Bref, ça nécessite une analyse théorique approfondie (*) car là ça fait beaucoup en termes d'objection. Aucune explication qualitative ne serait suffisante, ça ferait "yaka".

(*) Avec équations RG et théorie quantique des champs, costaud !!!!
(*) Mais pas sur Futura, because point 6 et théorie personnelle. A développer séparément et à publier (à la limite, si l'article est suffisamment précis et détaillé, il peut être vu comme un complément aux gravité bimétriques ou autres, et cité ici en lien, même hors publication, ne fut-ce que pour vérification.... mais bon, pas avec des gants mais avec des moufles, de grosses moufles )

[Deedee81]

J'ai fait une petite recherche sur les théories bimétriques (donc avec masses négative). Et je suis toujours aussi surpris que le problème soit si peu abordé.

Mais j'ai quand même trouvé un article :
http://www.numdam.org/article/SJ_1962-1963__6__A5_0.pdf

Avec toutes les réserves qui s'imposent (ce n'est pas dans une revue reconnue mais dans un séminaire).

Là ils arrivent à la conclusion d'une masse minuscule du photon (vers la fin, page 21). Et donc cela résoud le problème.
Je ne jugerai ni de la validité ni de mon opinion sur cette étude (ne l'ayant pas lue).

Si après examen cela s'avérait trop déb... je casserais le lien. Je vous laisse regarder

[Olorin]

- Ton analyse est très qualitative. Il faudrait montrer que ce mécanisme reproduit exactement les effets de la relativité générale.

Oui, mon analyse est qualitative car je n'ai pas de théorie quantique de la gravité pour calculer précisément et rigoureusement l'effet du champ gravitationnel sur le vide quantique .

- Il faut choisir : ou le photon est dévié par le vide quantique ou par la courbure de l'espace-temps et pourquoi la courbure n'agirait-elle pas ??? Ou alors la courbure est donnée par la polarisation du vide mais dans ce cas ça ne pourrait pas agir de la même manière sur les particules chargées.... qui respectent elles-aussi la relativité générale. Bref, ça c'est pas clair du tout.

Je pense que si l'antimatière s’avérait posséder une charge gravitationnelle négative tout en gardant une masse inertielle positive ( anti-matière accélérée vers le haut comme résultat éventuel au CERN), alors il faudra abandonner la RG et son espace-temps comme explication des phénomènes gravitationnels. On remplace alors effectivement les propriétés de "courbure" de l'espace-temps de la RG par celui de vide quantique non-homogène et non stationnaire. Cette approche peut au moins qualitativement rendre compte de tous les effets majeurs existants en RG, et plus particulièrement la déviation des rayons lumineux et effets d'horloges dans les champs gravitationnels. Il n'y a alors plus de courbure de l'espace-temps a proprement parlé, juste des conditions de vide différente dans l'espace et le temps en fonction des gradients de permittivité induits par polarisation gravitationnelle entre les masses et le vide. Et effectivement cela impliquerait un effet supplémentaire sur les particules chargées, a calculer et vérifier expérimentalement. A priori l'effet devrait être suffisamment faible sauf éventuellement a proximité des corps les plus massifs, et même là, l'amplitude de l'effet pourrait être assez faible comparativement à l'énergie des particules chargées ( rayons cosmiques etc...) qui s'y baladeraient.

- Il faudrait que la polarisation du vide (polarisation des charges) ne soit pas détectable trop facilement (sinon ça se verrait ne fut-ce que dans les expériences des accélérateurs de particules ou en optique quantique etc....) et avec un effet aussi faible je serais surpris que cela soit suffisant.

Il y a des auteurs qui justement invoquent des effets d'antigravité pour expliquer les violations de CP observées dans les accélérateurs. Donc on pourrait argumenter que cela se voit déjà ! ( cf https://www.sciencedirect.com/scienc...10B?via%3Dihub )

Bref, ça nécessite une analyse théorique approfondie (*) car là ça fait beaucoup en termes d'objection. Aucune explication qualitative ne serait suffisante, ça ferait "yaka".

Oui, évidemment! Qualitativement, je pense que les idées de bases se tiennent. Théoriquement, le chemin sera encore long. On doit trouver une théorie quantique du champ gravitationnel pour les interactions particule-particule (à la QED, sauf que là on doit retrouver la loi "charge de même signe s'attire et de signe opposée se repoussent", je me demande d'ailleurs toujours si on peut faire çà avec un champ de spin 1 à la EM ? ? ) puis habiller ces champs par le vide quantique pour calculer les effets sur la déviation des photons, les gradients de permittivité etc...Une approche plus macro, semi-classique est sans doute aussi possible dans un premier temps. On pourrait aussi envisager que dans le cas du champ gravitationnel, la rétroaction du vide soit déterminante pour formuler la bonne théorie ( voir les réflexions de Maxwell sur le sujet) et qu'on se retrouve finalement avec du spin 2 qui décrirait ainsi la structure du vide gravitationnel (et non plus de "l'espace-temps") via un formalisme tensoriel analogue a celui de la RG ( mais sans les embrouilles d'espace-temps variable qui ont saboté la recherche d'une théorie quantique de la gravité jusque-là). Celui qui parvient à faire ça avant une découverte hypothétique éventuelle de l'antigravité au CERN aura un bel avenir devant lui !

Cordialement.