Le Modèle Standard est-il menacé ?

[mtheory]

Bonjour

j'ai parcouru les fils sur la nouvelle théorie d'henryco et je suis un peu perplexe, surtout sur le principe de base qui parait etre d'abandonner l'interpretation du tenseur comme un tenseur métrique. Il me semble que la réflexion principale d'Einstein etait basé sur la constatation que ce qu'on appelle espace et temps est en fait mesuré en pratique par la propagation des rayons lumineux, et que donc si la propagation de la lumière est influencée par le champ gravitationnel (ce qui est nécessaire pour satisfaire le principe d'équivalence, et se traduit par le fait qu'elle se fait sur des variétés de type lumière ds = 0), il DOIT représenter la métrique telle qu'on la construit avec nos instruments de mesure.....

C'est tout à fait ce que je lui ai dit,Penrose et d'autres mentionnent cet argument.
Pour moi,le point de vu métrique est solidement établie aussi bien théoriquement qu'expérimentalement.
Pour le moment je laisse un peu tombé la discussion pour méditer sur la review de Clifford Will et sur d'autres trucs.
Mais j'ai toujour des tas d'objections à ce qu'il esaye de faire et ce qu'il dit avoir fait.
Ma position n'a pas vraiment changé même si je regarde la chose sous des angles différents.
-----

[invitea29d1598]

Il me semble donc que l'abandon du tenseur comme tenseur métrique revient a violer le principe d'équivalence, et à définir la métrique par autre chose que des étalons spatio-temporels physiques, ce qui n'est pas tres commode et en pratique totalement inapplicable....

oui, mais tu as râté un truc : en fait g n'est plus la métrique mais il reste un tenseur métrique [comprenne qui pourra... ]

je cite

Si au contraire le champ gravitationnel n'est plus assimilé à la métrique de l'espace temps mais décrit un phénomène (toujours descriptible au moyen d'un tenseur métrique) qui vit sur un espace-temps non déformé (plat et stationnaire)(...)

c'est ici :

http://www.darksideofgravity.com/leccoeur.htm

mais je te conseille surtout la lecture de cette page :

http://www.darksideofgravity.com/consequences.htm

et faut pas non plus oublier que dans cette théorie où le groupe de symétrie est le groupe de Lorentz (puisque la métrique "vraie" est celle de Minkowski), y'a quand même invariance par difféomorphisme et survie du principe d'équivalence...

ou en tous cas c'est ce qui a été dit...

et j'oublais de mentionner le fait que la théorie donne des équations linéaires et des ondes gravitationnelles scalaires avec un seul degré de liberté et indétectables par un interféromètre

bref : lecture conseillée...

[mtheory]

En fait il distingue la métrique de la variété et un champ métrique sur cette variété.
Une sorte de théorie bi métrique à la Rosen et à la Logunov.
Evidemment,je connais la notion de modèle de géométrie Non Euclidienne dans le plan (Klein,Caley,Poincaré) mais à mon avis là situation n'est pas la même.

[invitea29d1598]

En fait il distingue la métrique de la variété et un champ métrique sur cette variété.

définition précise ? c'est quoi un "champ métrique" ?

[mtheory]

oui, mais tu as râté un truc : en fait g n'est plus la métrique mais il reste un tenseur métrique [comprenne qui pourra... ]

je cite



c'est ici :

http://www.darksideofgravity.com/leccoeur.htm

mais je te conseille surtout la lecture de cette page :

http://www.darksideofgravity.com/consequences.htm

et faut pas non plus oublier que dans cette théorie où le groupe de symétrie est le groupe de Lorentz (puisque la métrique "vraie" est celle de Minkowski), y'a quand même invariance par difféomorphisme et survie du principe d'équivalence...

ou en tous cas c'est ce qui a été dit...

et j'oublais de mentionner le fait que la théorie donne des équations linéaires et des ondes gravitationnelles scalaires avec un seul degré de liberté et indétectables par un interféromètre

bref : lecture conseillée...

Oui,il m'a dit qu'avec sa théorie il introduit des symétries qui restreignent le nombre de degrés de liberté du tenseur métrique effectif ,du coup la gravitation n'est plus de spin 2.
Tout ça ne me semble pas démontré dans son papier et totalement irrecevable.
Mais lui dit que d'après ce qu'il a lu dans le Will et le fait qu'il arrive à retrouver des prédictions de la RG (?) sa théorie tient la route.
Je n'ai jamais étudié vraiment les tests PPN de la RG et les théories scalaires/non métriques alternatives.Ce que je sais c'est que beaucoup ont été éliminés par les tests dans le système solaire et avec le pulsar binaire.
Il m'a dit qu'il avait discuté pas mal de ça avec Gilles Esposito-Farrèse,Thomas Schuker et Rovelli.
Je reste méga sceptique,mais par acquis de conscience vu mes trous personnels sur les tests je fais une pose et je vais étudier le Will.

Je sais que Rincevent en sait beaucoup plus que moi sur ces sujets.

[mtheory]

définition précise ? c'est quoi un "champ métrique" ?

Je suis d'accord avec toi,tout cela n'est pas suffisamment rigoureux (dans ma tête) au moins pour être acceptable.
Ce n'est pas que j'ai des doutes sur la RG habituelle,mais que deux trois choses sont un peu flou sur des théorie bi métriques dans ma tête.

[mtheory]

http://arxiv.org/PS_cache/gr-qc/pdf/0101/0101058.pdf

je sais pas ce que ça vaut mais ça semble intéressant.


THE référence:
http://relativity.livingreviews.org/

and

http://relativity.livingreviews.org/...6-3/index.html

[invitefa5fd80c]

Oui,il m'a dit qu'avec sa théorie il introduit des symétries qui restreignent le nombre de degrés de liberté du tenseur métrique effectif ,du coup la gravitation n'est plus de spin 2.

Quelle est la valeur de son spin alors ? Un spin 1 ?

[mtheory]

Quelle est la valeur de son spin alors ? Un spin 1 ?

C'est pas clair,il y a eut effectivement des théories scalaires ou vectorielles qui reproduisaient certains des tests de la RG en première approximation (il me semble) mais normalement les tests fins dans le système solaire ,sur Terre et surtout avec le pulsar binaire ont éliminé la grande majorité de ces théories ou les ont rendu très très peu probables.

[invitefa5fd80c]

C'est pas clair,il y a eut effectivement des théories scalaires ou vectorielles qui reproduisaient certains des tests de la RG en première approximation (il me semble) mais normalement les tests fins dans le système solaire ,sur Terre et surtout avec le pulsar binaire ont éliminé la grande majorité de ces théories ou les ont rendu très très peu probables.

Quid de la nature tensorielle du champ gravitationnel avec un spin différent de 2 ???

[henryco]

peut être,peut être pas...I don't know.

Ok j'ai fait le calcul (T simple ) ==> ... pas d'horizon.

[mtheory]

Quid de la nature tensorielle du champ gravitationnel avec un spin différent de 2 ???

ben scalaire ou vectoriel ,voir un mélange de tout ça.

[henryco]

ben scalaire ou vectoriel ,voir un mélange de tout ça.

Scalaire tel qu'on le définit d'hab i.e. sous rotation dans un plan orthogonal à la direction de propagation). Plus précisément, ce sont des ondes longitudinales.
Le calcul (explicité dans le papier) donne la même perte d'énergie du pulsar en chutte en spirale autour de son compagnon.
Cela fonctionne contrairement à ce que les tests des théories de champ tenseur-scalaire auraient pu laisser penser (beaucoup sont exclues (tout du moins leurs constantes de couplages sont très contraintes)) justement à cause du rayonnement trop élevé de modes scalaires qu'elles prédisent) pour la raison principale que mes degrés de liberté dans g_munu sont liés dès le départ (par des symétries que j'introduis au niveau des principes de la théorie et qui ne sont pas ad hoc mais s'imposent naturellement dans le cadre d'une théorie ou les symétries discrètes globales d'espace-temps jouent un rôle majeur et diminuent à priori le nombre de degrés de liberté de la métrique (mais de facon très différente de l'invariance de Jauge de la RG).
Une autre conséquence est que les éléments de T_munu
ne sont pas des sources indépendantes pour les différents modes d'oscillations de g_munu comme en RG.

Enfin comme je travaille sur espace-temps plat, j'utilise un vrai tenseur énergie impulsion de la gravité en lieu et place du pseudotenseur courament utilisé en RG.

A l'arrivée en tout cas, et ce fut une bonne surprise, la formule donnant la perte d'énergie en fonction de l'ellipticité d'un pulsar en rotation par exemple est la meme qu'en RG, avec des ondes totalement différentes du quadrupole de la RG

[henryco]

Donc si on concentre tout plein de photons plein d'energie, on ne constate aucun effet gravitationnel ?
J'ai le vague souvenir d'une experience comme ça, mais j'en mettrais pas ma main à couper !

De mes discussions avec d'autre graviteux, il ressort que si la contribution à la masse active (qui source la gravité) de l'énergie électromagnétique liée (qui contribue donc à la masse des atomes par exemple) est établie, ce n'est pas le cas du rayonnement électromagnétique libre...mais c'est pas très clair pour moi et j'aimerais trouver des références plus précises la dessus...
je suppose que les photons virtuels étant massifs...jouent un rôle dans cte histoire.

[henryco]

faux. Le tenseur dual n'est pas "exclu" de la physique actuelle. Il y a juste asymétrie (en présence de charges) entre son rôle et celui du tenseur F.

Je me suis mal exprimé...c'est justement l'espoir de rétablir la symétrie vis à vis des charges que l'introduction de la gravité conjuguée ranime...

[mtheory]

que mes degrés de liberté dans g_munu sont liés dès le départ (par des symétries que j'introduis au niveau des principes de la théorie et qui ne sont pas ad hoc mais s'imposent naturellement dans le cadre d'une théorie ou les symétries discrètes globales d'espace-temps jouent un rôle majeur et diminuent à priori le nombre de degrés de liberté de la métrique (mais de facon très différente de l'invariance de Jauge de la RG)

Une démonstration complète et rigoureuse ?

La métrique exacte d'un corps comme la Terre n'est ni isotrope ni homogène,pas plus que celle décrivant le système solaire.

[invitea29d1598]

Une démonstration complète et rigoureuse ?

oui, ici (p10) :

http://xxx.arxiv.org/abs/gr-qc?papernum=0410055

évidemment, faut redéfinir le sens du mot "rigoureux"...

résumé de la démo : tu dis que ta métrique avec ondes gravitationnelles est égale à la métrique de Minkowski multipliée par un facteur conforme, et hop! tu as un seul degré de liberté, le facteur conforme...

[mtheory]

oui, ici (p10) :

http://xxx.arxiv.org/abs/gr-qc?papernum=0410055

évidemment, faut redéfinir le sens du mot "rigoureux"...

résumé de la démo : tu dis que ta métrique avec ondes gravitationnelles est égale à la métrique de Minkowski multipliée par un facteur conforme, et hop! tu as un seul degré de liberté, le facteur conforme...

J'avais vu,au tel il m'a dit que sa théorie possédait des symétries supplémentaires réduisant automatiquement le nombre de degrés de liberté, d'où sa métrique bizarre et le fait qu'il pense que sa théorie ne contient qu'une solution cosmologique possible.
Tout ça me semble complétement intenable et je lui ai dit.
J'attends toujours une démonstration de cette affirmation,c'est pas parce qu'il retrouve la formule du quadrupôle que ça me convainc,pas du tout.

[henryco]

En d'autres termes, c'est par son couplage avec les autres champs de la physique que le champ gravitationnel ralentit les horloges (plus généralement les processus). Est-ce que, dans le cas des champs gravitationnels faibles, tu as déterminé la forme mathématique de ce couplage pour l'interaction électromagnétique ?

Une théorie de la gravité doit spécifier complètement
1) Comment la matière et le rayonnement sourcent la gravité
2) Comment la matière et le rayonnement subissent la gravité

LA RG répond d'un seul coup à 1) et 2) (avec une action totale)
Dans mon cadre, je ne modifie que 1) comme la plupart des théories alternatives modernes de la gravité dailleurs.

Donc 2) est exactement comme en RG (en tout cas dans l'état actuel de la théorie) et c'est pourquoi
la matière et le rayonnement se comportent dans g_munu une fois celle-ci calculée exactement comme en RG: donc il n'y a pas lieu de revenir sur tous les test classiques (redshift grav, avance du périhélie, delai de shapiro et deflection de la lumière) à l'ordre PN: le principe d'équivalence faible n'est pas menacé!

Le MS est covariantisé comme d'hab et comme il se doit sauf que dans cette opération la généralisation de eta et les dérivées covariantes qui apparaissent font intervenir un g_munu qui n'est pas la métrique de notre variété (mais a toutes les propriétés mathématique d'une métrique et que l'on traite de la même facon et pour cause: c'est le principe d'équivalence faible qui l'impose).
Comme en RG, on peut toujours se ramener à un syst de coo ou localement les lois sont celles de la RR: les dérivées de g_munu s'annulent et g_munu s'identifie à eta_munu...mais, et c'est la le point important cela ne signifie pas que ce g_munu est la métrique de l'espace -temps sur lequel on a travaillé: la courbure de cette métrique ne représente pas la courbure de la variéte sous jacente. En particulier dans le syst de coo localt inertiel ou les dérivées premières de g_munu s'annulent,
les dérivées premières du eta_munu initial ne s'annulent plus et c'est ce qui peut conduire à des violations de SEP génériquement dans ce type de théories (j'ai montré dans mon papier et c'est délicat pourquoi SEP n'est pas menacé dans mon cas): voir la discussion de ce point dans le bouquin de Cliff Will: theory and experiment in gravitationnal physics.


Par contre on peut très bien imaginer un autre espace-temps fictif dont ce g_munu serait la métrique et dont il décrirait la géométrie et en ce sens
on peut encore qualifier g_munu de métrique pour cet espace temps fictif mais par pour celui que l'on s'est donné au départ: l'espace temps sur lequel évoluent tous nos champs (les champs ont pour argument les x^mu d'un certain syst de coordonnées défini sur cette variété.)

L'existence de modèles bimétriques tels que celui de Rosen ou à la différence du mien, c'est g_munu la métrique de la variété et non pas eta (plat et non dynamique) montre, mais cela fait un moment que les experts qui connaissent ces théories bimétriques l'avaient compris, que rien n'empêche de travailler ainsi avec plusieurs "métriques" sur une unique variété même si une seule de ces prétendues "métriques" peut prétendre être la métrique DE la variété (c'est évident dans le cas de la théorie de Rosen) c'est à dire celle qui permet de calculer toutes ses propriétés géométriques...

Voilà tout

F

[invite8915d466]

je repose ma question : on peut bien sûr munir une variété topologique de toutes les métriques qu'on veut mathématiquement. On peut construire ainsi l'espace de Lobatchevski a courbure négative constante, infini spatialement, sur le disque ouvert unité du plan euclidien qui est plat et de dimension finie !

mais en RG la métrique "physique" a un sens clair, c'est elle qui determine les distances et les temps mesurés physiquement par des horloges et les règles. On peut certes imaginer que des particules différentes "voient" des mondes différents, dans lesquels les distances et les temps soient différents, mais il faut quand même savoir quel est le tenseur métrique que NOUS mesurons (avec des règles et des horloges). Si c'est le tenseur alors c'est bien le tenseur métrique de notre espace non?

[henryco]

J'avais vu,au tel il m'a dit que sa théorie possédait des symétries supplémentaires réduisant automatiquement le nombre de degrés de liberté, d'où sa métrique bizarre et le fait qu'il pense que sa théorie ne contient qu'une solution cosmologique possible.
Tout ça me semble complétement intenable et je lui ai dit.
J'attends toujours une démonstration de cette affirmation,c'est pas parce qu'il retrouve la formule du quadrupôle que ça me convainc,pas du tout.

Et oui: Les degrés de liberté des éléments de métrique sont liés dès le début (donc on ne peut varier séparément g_00 et g_ii par exemple de même qu'on ne peut varier séparément les éléments de g et g_tilde qui sont liés.) de facon très simple dans le stystème de coo ou eta=diag(+1,-1,-1,-1) et ceci de facon indépendante en plus des isométries satisfaites par les sources !!
La démonstration de ce point se trouve dans mon papier: elle repose sur des symétries discrètes.

Pour vous aider à avaler cet ingrédient essentiel je pause un petit problème subsidiaire:

- Pourquoi dans le calcul de Schwarzschild en RG, ayant identifié que l'isotropie impose à priori
g_rr=A(r)
g_tetateta=rA(r) et
g_phiphi=rsintetaA(r)
en coo isotropes par exemple...
continues t'on de varier indépendament ces éléments de métrique pour obtenir autant d'équations correspondantes à partir de l'action...alors que à priori ils ne sont pas indépendants (A(r) est la seule variable dynamique)? la dynamique ne doit elle pas elle aussi être soumise aux isométries et non pas seulement la solution finale? La réponse n'est pas triviale et si vous me démontrez rigoureusement pourquoi on doit procéder ainsi en RG...je vous paie des prunes

[mtheory]

La métrique d'un corps comme la Terre possède obligatoirement de éléments non diagonaux,quelque soit le système de coordonnées utilisées.
Tu ne peux pas geler ces degrés de libertés,sauf pour des approximations.

[henryco]

je repose ma question : on peut bien sûr munir une variété topologique de toutes les métriques qu'on veut mathématiquement. On peut construire ainsi l'espace de Lobatchevski a courbure négative constante, infini spatialement, sur le disque ouvert unité du plan euclidien qui est plat et de dimension finie !

mais en RG la métrique "physique" a un sens clair, c'est elle qui determine les distances et les temps mesurés physiquement par des horloges et les règles. On peut certes imaginer que des particules différentes "voient" des mondes différents, dans lesquels les distances et les temps soient différents, mais il faut quand même savoir quel est le tenseur métrique que NOUS mesurons (avec des règles et des horloges). Si c'est le tenseur alors c'est bien le tenseur métrique de notre espace non?

justement non...c'est effectivement l'effet de ce g_munu que l'on voit ...mais ce n'est pas pour autant qu'il est la métrique de notre variété. Dailleurs ayant construit l'action covariantisée du MS avec ce g_munu,
on peut en déduire toues les équations de la physique plongée dans ce champ gravitationnel g_munu, en déduire les observables, les confronter à l'expérience...sans savoir que g_munu peut par ailleurs jouer le rôle d'une métrique (i.e définir les géodésiques d'une variété..etcetera). Par exemple, en optique géométrique les rayons lumineux sont aussi infléchis par les propriétés de la matière qu'il traverse (disons que ces propriétés sont décrites par un certain champ X qui peut être par exemple l'indice du milieu) de telle sorte que le temps de parcours est toujours minimisé...mais X n'est en général pas assimilable à une métrique...sinon on se serait empressé de dire que X_munu décrit des déformations de l'espace-temps. Il se trouve que c'est le cas en gravité : le champ g_munu qui courbe les trajectoires lumineuses peut être assimilé à une métrique et donc on peut interpréter l'effet de g_munu comme une déformation de l'espace-temps mais suivre cette vision géométrique n'est nullement indispensable pour tirer des équations de la RG toutes les observables et l'accord avec l'experience.
Un expert reconnu de la RG qui était bien conscient du problème m'a répondu que la vision non géométrique et la vision géométrique ne pouvant être distinguées physiquement ma question etait métaphysique...ce à quoi j'ai répondu que non: car si g_munu n'est pas la vraie métrique, cette dernière est un autre objet eta
et si on fait les choses au mieux (de la facon la plus symétrique possible) on doit alors modifier la RG de telle sorte qu eta est observable et pas conséquent la problématique n'est plus métaphysique. c'est ce que je fais.

F

[mtheory]

tu vas avoir deux ,celui de la variété et celui du champ de tenseur métrique effectif

[henryco]

La métrique d'un corps comme la Terre possède obligatoirement de éléments non diagonaux,quelque soit le système de coordonnées utilisées.
Tu ne peux pas geler ces degrés de libertés,sauf pour des approximations.

Ceci est une affirmation péremptoire autrement dit un acte de foi mais pas un argument recevable...je prétends au contraire et je défie quiconque de me donner une vraie démonstration que je suis dans l'erreur
et soutiens que rien ne m'interdit de postuler que l'isotropie permet non seulement de fixer la forme de la solution qui extrémise l'action mais aussi de geler aussi à priori des degrés de liberté...en fait il n'existe pas plus de raison de procéder ainsi que de le faire à la facon habituelle donc je peux m'autoriser à le faire: c'est mon choix, et je le jugerai correct du moment qu'il me permet d'aboutir à une théorie prédictive et correcte dans toutes les configurations physiques.

F

[henryco]

tu vas avoir deux ,celui de la variété et celui du champ de tenseur métrique effectif

Attention!: il ne faut pas comprendre eta globalement plat et minkowskien et g_munu qui dans un système de cooinertiel peut seulement localement s'identifier à un eta: l'un (g) possède de la courbure , pas l'autre (eta)!

[mtheory]

Attention!: il ne faut pas comprendre eta globalement plat et minkowskien et g_munu qui dans un système de cooinertiel peut seulement localement s'identifier à un eta: l'un (g) possède de la courbure , pas l'autre (eta)!

J'ai pas dit le contraire,mais comme tu as deux justement on fait quoi pour les invariants ?

[invitea29d1598]

- Pourquoi dans le calcul de Schwarzschild en RG (...) continues t'on de varier indépendament ces éléments de métrique pour obtenir autant d'équations correspondantes à partir de l'action...alors que à priori ils ne sont pas indépendants (...) ? la dynamique ne doit elle pas elle aussi être soumise aux isométries et non pas seulement la solution finale? La réponse n'est pas triviale et si vous me démontrez rigoureusement pourquoi on doit procéder ainsi en RG...je vous paie des prunes

une lecture qui illustre l'existence de problèmes dans tes propos...

http://xxx.arxiv.org/abs/gr-qc/0408067

[invite8915d466]

justement non...c'est effectivement l'effet de ce g_munu que l'on voit ...mais ce n'est pas pour autant qu'il est la métrique de notre variété.

....Un expert reconnu de la RG qui était bien conscient du problème m'a répondu que la vision non géométrique et la vision géométrique ne pouvant être distinguées physiquement ma question etait métaphysique...ce à quoi j'ai répondu que non: car si g_munu n'est pas la vraie métrique, cette dernière est un autre objet eta
et si on fait les choses au mieux (de la facon la plus symétrique possible) on doit alors modifier la RG de telle sorte qu eta est observable et pas conséquent la problématique n'est plus métaphysique. c'est ce que je fais.

F

désolé, mais je suis d'accord avec l'expert, C'EST de la métaphysique. La " vraie" métrique, ça n'a aucun sens si tu ne spécifies pas par quelle expérience concrète tu détermines la "vraie " métrique. Et les seules expériences concrètes qu'on peut faire sont par l'emploi d'étalon physique de temps et de longueur, qui sont liés aux g . Je ne vois vraiment pas comment tu peux mesurer quelque chose de l'espace temps sans employer ces étalons !

tout cela me fait penser au problème de l'éther. Tu PEUX postuler qu'il existe un référentiel privilégié et employer les transformations de Lorentz pour construire la dynamique dans les autres référentiels, et bien sûr tu auras les bonnes prédictions expérimentales puisque les transformations employées forment correctement un groupe. Sauf qu'aucune expérience ne permet de décider quel est le bon référentiel privilégié de départ, et donc il est tout simplement inutile.

[invitefa5fd80c]

désolé, mais je suis d'accord avec l'expert, C'EST de la métaphysique. La " vraie" métrique, ça n'a aucun sens si tu ne spécifies pas par quelle expérience concrète tu détermines la "vraie " métrique. Et les seules expériences concrètes qu'on peut faire sont par l'emploi d'étalon physique de temps et de longueur, qui sont liés aux g . Je ne vois vraiment pas comment tu peux mesurer quelque chose de l'espace temps sans employer ces étalons !

Personnellement, je suis tout à fait d'accord pour qualifier de métaphysiques les éléments inobservables d'une théorie.

Ceci étant dit, la situation n'est guère mieux en EDQ avec la "masse nue" de l'électron qui est inobservable. Et le concept de "masse nue" est indispensable à l'existence de l'EDQ. La valeur de l'EDQ repose sur ses prédictions confirmées expérimentalement.

A+