Reconnaitre (facilement) si une configuration de composantes est celle d'un tenseur
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Reconnaitre (facilement) si une configuration de composantes est celle d'un tenseur



  1. #1
    ordage

    Reconnaitre (facilement) si une configuration de composantes est celle d'un tenseur


    ------

    Bonjour

    On sait construire un tenseur de variance n = p+q par exemple en réalisant des produits tensoriels de p vecteurs et q co-vecteurs (formes linéaires). Ces éléments étant des objets géométriques 'intrinsèques', un tenseur est une composition qui est aussi un objet géométrique et sa description en géométrie analytique ne dépend pas du système de coordonnées utilisé, même si bien entendu ses "composantes", sur les bases différentes sont différentes, mais liées par les relations entre les bases.

    Le problème inverse est, si j'ai une liste de composantes, comment puis-je savoir (simplement) si ce sont celles d'un tenseur (objet géométrique). On peut réaliser une transformation de coordonnées et vérifier qu'elle obéit bien à la loi de transformation des tenseurs, on pourrait aussi (peut-être) calculer des invariants associés à des tenseurs comme le scalaire résultant de toutes les contractions et vérifier qu'il ne dépend pas des coordonnées.

    Ces méthodes demandent des calculs qui peuvent être longs. Ma question est: Y a t-il un critère, une méthode qui permet de reconnaître rapidement si cette liste de composantes sont bien celles d'un tenseur.
    Cordialement

    -----

  2. #2
    Anonyme007

    Re : Reconnaitre (facilement) si une configuration de composantes est celle d'un tenseur

    Bonjour,

    Si tu as une liste de composantes, c'est bien une liste de composantes d'un tenseur.
    Le problème se pose lorsqu'on cherche à savoir si les composantes d'un tenseur sont bien des composantes d'un tenseur décomposé.
    Autrement dit, on cherche à savoir si les composantes d'un tenseur , à titre d'exemple, s'il se met sous la forme , avec, , et, . Parce que, en général, un tenseur, par exemple, , se met sous la forme,, et non sous la forme, . C'est là que ça ne marche pas toujours.

    Cordialement.

  3. #3
    ordage

    Re : Reconnaitre (facilement) si une configuration de composantes est celle d'un tenseur

    Citation Envoyé par Anonyme007 Voir le message
    Bonjour,

    Si tu as une liste de composantes, c'est bien une liste de composantes d'un tenseur.
    Le problème se pose lorsqu'on cherche à savoir si les composantes d'un tenseur sont bien des composantes d'un tenseur décomposé.
    Autrement dit, on cherche à savoir si les composantes d'un tenseur , à titre d'exemple, s'il se met sous la forme , avec, , et, . Parce que, en général, un tenseur, par exemple, , se met sous la forme,, et non sous la forme, . C'est là que ça ne marche pas toujours.

    Cordialement.
    Bonjour
    Merci pour Ta réponse. La formulation de ma question n'était peut-être pas assez claire. Je faisais allusion aux pseudo-tenseurs par exemple.
    Cordialement

  4. #4
    gg0
    Animateur Mathématiques

    Re : Reconnaitre (facilement) si une configuration de composantes est celle d'un tenseur

    Bonjour.

    Pour ta question, il va falloir être plus précis, une allusion n'explique rien. Si tu as une liste de nombres (composantes) comme par exemple (1,2,3), ça peut être pas mal de choses, comme des coordonnées d'un point, des composantes d'un vecteur, la suite des trois premiers entiers strictement positifs ou encore le résultat d'un lancer de dés au 421.
    Donc il faut que tu expliques la situation précise où tu aurais des "composantes" sans savoir si ce sont celle d'un tenseur ou pas, et comment tu pourrais faire des transformations de coordonnées sans problème.

    Cordialement.

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    ThM55

    Re : Reconnaitre (facilement) si une configuration de composantes est celle d'un tenseur

    Bonjour. Le problème c'est votre adverbe "facilement". Cela dépend des cas.

    En physique, le plus souvent un tenseur n'est pas donné simplement de but en blanc comme une liste de nombres, mais par une construction à partir d'autres objets. Il faut aussi comprendre qu'un tenseur (défini comme produit tensoriel de représentations d'un groupe) est relatif au groupe des transformations considérées, cela peut être les rotations, les transformations de Lorentz ou des changements de coordonnées générales en relativité. Ce qui est un tenseur pour un certain groupe peut ne pas l'être pour un autre.

    En un point, cela peut être par exemple le tenseur d'inertie d'un solide dont on donne la forme et les dimensions. Là on déduit tout de suite que c'est un tenseur en calculant les changement de base orthogonale. Mais il peut résulter aussi d'un produit tensoriel, ou de contractions. Si c'est un champ, il peut être donné par des dérivées (ordinaires ou covariantes) d'un autre champ, ou par une intégration sur un chemin, etc etc.

    Un critère qui est envisagé dans certains cas est celui déduit du théorème du quotient: si la contraction du candidat sur un indice avec un vecteur quelconque est reconnu comme un tenseur, alors ce candidat est un tenseur. C'est récursif, cela reporte le problème, mais il y a des cas où ce critère s'applique facilement. Si on contracte sur tous les indices, on doit obtenir un scalaire. Il faut que le critère soit vérifié pour tout vecteur.

  7. #6
    Amanuensis

    Re : Reconnaitre (facilement) si une configuration de composantes est celle d'un tenseur

    Citation Envoyé par ThM55 Voir le message
    Ce qui est un tenseur pour un certain groupe peut ne pas l'être pour un autre.
    ?? Un exemple? (Je pense au cas des "vecteurs axiaux" vs. "vecteurs polaires" et l'effet différent par l'inversion (e.g., https://fr.wikiversity.org/wiki/Outi...cipe_de_Curie), mais c'est spécifique (ad-hoc pour la dimension 3). Une meilleure approche est de voir un vecteur axial comme un tenseur de variance 2...)

    À ce que je comprends, le critère essentiel est la linéarité (ou la multi-linéarité) plutôt que les symétries.
    Dernière modification par Amanuensis ; 20/04/2025 à 12h06.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  8. #7
    ThM55

    Re : Reconnaitre (facilement) si une configuration de composantes est celle d'un tenseur

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message
    ?? Un exemple? (Je pense au cas des "vecteurs axiaux" vs. "vecteurs polaires" et l'effet différent par l'inversion (e.g., https://fr.wikiversity.org/wiki/Outi...cipe_de_Curie), mais c'est spécifique (ad-hoc pour la dimension 3). Une meilleure approche est de voir un vecteur axial comme un tenseur de variance 2...)

    À ce que je comprends, le critère essentiel est la linéarité (ou la multi-linéarité) plutôt que les symétries.
    Il y a un point de terminologie. Actuellement, en maths, dans le domaine de la géométrie, on définit les tenseurs comme des applications multilinéaires sur un e-v (typiquement l'espace tangent à une variété). La définition traditionnelle qu'on enseignait en relativité générale parlait de "la manière dont ça se transforme". Je préfère la définition traditionnelle car elle est plus générale, elle relève de la théorie des représentations des groupes.

    Prenons par exemple le groupe SO(3) des rotations propres dans R^3. Les vecteurs de R^3 forment une représentation de ce groupe, la représentation de définition, avec les matrices orthogonales de déterminant +1 qui agissent dessus. On peut prendre le produit tensoriel de cette représentation par elle-même. Les objets transformés dans cette représentation sont des tenseurs de rang 2. C'est une représentation de dimension 3x3=9. Comme on le sait, elle est réductible il y a des sous-espaces invariants, les tenseurs symétriques et les antisymétriques, de dimensions respectives 6 et 3.

    Un autre exemple est formé par les tenseurs du groupe de Lorentz(-Poincaré) sur l'espace-temps de Minkowski "Mink". On peut traiter cette géométrie comme en relativité générale, avec des coordonnées curvilignes, une dérivée covariante et des symboles de Christoffel. Ceux-ci ne sont pas des tenseurs en général, mais si on se limite aux transformations linéaires, typiquement les transformations de Lorentz, qui ont un sens global dans Mink, on peut les considérer comme des tenseurs: le terme non homogène avec des dérivées secondes qui apparaît dans la loi de transformation s'annule pour des transformations linéaires. C'est encore un cas où un non-tenseur pour un groupe de transformation (des changements généraux de coordonnées) peut être considéré comme un tenseur pour un sous-groupe.
    Dernière modification par ThM55 ; 20/04/2025 à 13h14.

  9. #8
    Amanuensis

    Re : Reconnaitre (facilement) si une configuration de composantes est celle d'un tenseur

    Citation Envoyé par ThM55 Voir le message
    ...
    Je comprends le point. Mais ça amène à faire du cas par cas ; pas trop de problèmes en physique, certes. En maths, ça manque de généralité, alors que les tenseurs (la linéarité en général) est une notion bien plus large.

    Même en physique, lier les tenseurs aux symétries (= groupes de transformation) est plutôt "mal-guidant" pour les tenseurs de variance supérieure à 3, comme le tenseur de courbure.

    Ceci dit, ce sont des considérations bien plus en rapport avec la pédagogie qu'avec les faits... Bref, débat d'opinion, sans conclusion, ni visée ni possible.
    Dernière modification par Amanuensis ; 20/04/2025 à 17h46.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  10. #9
    Anonyme007

    Re : Reconnaitre (facilement) si une configuration de composantes est celle d'un tenseur

    Bonjour,

    Si tu regardes ici, https://www.phys.ens.psl.eu/~chevy/Tutorat/Tut7.pdf , page, 2, on explique quant un pseudo - tenseur est un tenseur.

    Cordialement.

  11. #10
    Amanuensis

    Re : Reconnaitre (facilement) si une configuration de composantes est celle d'un tenseur

    PS:

    La relation avec la manière de se transformer n'est appliquée que très partiellement dans la pédagogie de la physique. Un bon exemple est la distinction entre vecteurs et formes linéaire. Rares sont les textes qui parlent des règles de transformation des "gradients" par exemple, avec les unités "inversées" (un gradient de température est en Kelvin par mètre, alors qu'un vecteur est en mètres ; donc ils ne se transforment pas pareil par changement d'unité par multiplication par un scalaire). Penser la quantité de mouvement en covariant serait "normal" si on mettait en avant les transformations, mais l'usage ne suit pas...

    (Les unités du "vecteur" énergie-quantité de mouvement sont en (1/T, 1/L) fois l'action (un scalaire, variance 0), donc se transforment comme une forme. Là encore, l'usage en physique est différent, faire intervenir (inutilement) la métrique pour les "transformations musicales", solution ad-hoc.)
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  12. #11
    Amanuensis

    Re : Reconnaitre (facilement) si une configuration de composantes est celle d'un tenseur

    Citation Envoyé par Anonyme007 Voir le message
    Si tu regardes ici, https://www.phys.ens.psl.eu/~chevy/Tutorat/Tut7.pdf , page, 2, on explique quant un pseudo - tenseur est un tenseur.
    C'est ce dont parle ThM55. Même approche pédagogique.

    [Remarque "usuelle", si on s'adresse à quelqu'un (le "tu" du message), il est de bon goût d'indiquer le message auquel cela répond. Bien moins ambigu...]
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  13. #12
    Anonyme007

    Re : Reconnaitre (facilement) si une configuration de composantes est celle d'un tenseur

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message
    [Remarque "usuelle", si on s'adresse à quelqu'un (le "tu" du message), il est de bon goût d'indiquer le message auquel cela répond. Bien moins ambigu...]
    Je m'adresse à tout le monde, y compris ''vous''.

  14. #13
    ordage

    Re : Reconnaitre (facilement) si une configuration de composantes est celle d'un tenseur

    Citation Envoyé par gg0 Voir le message
    Bonjour.

    Pour ta question, il va falloir être plus précis, une allusion n'explique rien. Si tu as une liste de nombres (composantes) comme par exemple (1,2,3), ça peut être pas mal de choses, comme des coordonnées d'un point, des composantes d'un vecteur, la suite des trois premiers entiers strictement positifs ou encore le résultat d'un lancer de dés au 421.
    Donc il faut que tu expliques la situation précise où tu aurais des "composantes" sans savoir si ce sont celle d'un tenseur ou pas, et comment tu pourrais faire des transformations de coordonnées sans problème.

    Cordialement.
    Bonjour

    En mécanique analytique, ayant défini un système de coordonnées avec sa base, pour un tenseur T (0,2) de composantes Tij, (i, j de 0 à 3), qui sont des fonctions scalaires des coordonnées ou des constantes, on peut représenter ces 16 composantes dans un tableau de dimension i x j, ici 4x4.

    Si je remplis ce tableau avec des fonctions "au hasard", il me semble que j'ai peu de chance pour cela corresponde aux composantes d'un tenseur.

    On peut faire des tests, avec ces valeurs prises au hasard, pour vérifier que c'est un tenseur, comme vérifier qu'il satisfait aux lois de transformation lorsqu'on change de coordonnées ou que le scalaire obtenu par toutes les contractions ne dépend pas du système de coordonnées ( ce qui implique que si le tenseur est nul dans des coordonnées il l'est dans toutes). Il y a sans doute d'autres critères (d'où ma question)!

    Les pseudo-tenseurs (qu'on peut aussi représenter par leurs composantes dans un tableau) par exemple, ne satisfont pas à ces critères: ils peuvent être nuls dans un système de coordonnées et non nuls dans d'autres, donc, bien qu'ils y ressemblent ce ne sont pas des tenseurs.

    Ce cas n'est pas sans application car c'est un pseudo- tenseur qui représente la gravitation en relativité générale, elle ne peut pas être représentée par un tenseur du fait qu'elle peut s'annuler localement dans des coordonnées (dites localement "inertielles") et pas dans d'autres.
    Lifchitz et aussi Einstein avaient ainsi défini différent pseudo-tenseurs de "gravitation" à cet effet.

    Concernant les symboles de Christoffell ce ne sont pas de tenseurs.

    Cordialement

  15. #14
    Amanuensis

    Re : Reconnaitre (facilement) si une configuration de composantes est celle d'un tenseur

    PS:

    Citation Envoyé par Anonyme007 Voir le message
    Si tu regardes ici, https://www.phys.ens.psl.eu/~chevy/Tutorat/Tut7.pdf , page, 2, on explique quant un pseudo - tenseur est un tenseur.
    En maths, le symbole de Levi-Civita (https://fr.wikipedia.org/wiki/Symbole_de_Levi-Civita) n'est ni un tenseur, ni en pseudo-tenseur, mais un "symbole"... Ses propriétés dépendent de la dimension. Le cours cité se restreint au symbole à l'ordre 3, pas par hasard...
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  16. #15
    Amanuensis

    Re : Reconnaitre (facilement) si une configuration de composantes est celle d'un tenseur

    Citation Envoyé par Anonyme007 Voir le message
    Je m'adresse à tout le monde, y compris ''vous''.
    Interprétation possible, mais non unique, = ambigu. Donc conforme à ma remarque sur le bon goût. Mais je comprends très bien que cela puisse être une considération sans intérêt.
    Dernière modification par Amanuensis ; 20/04/2025 à 18h18.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  17. #16
    Amanuensis

    Re : Reconnaitre (facilement) si une configuration de composantes est celle d'un tenseur

    Citation Envoyé par ordage Voir le message
    un pseudo- tenseur qui représente la gravitation car c'est un pseudo- tenseur qui représente la gravitation en relativité générale
    C'est lequel, précisément, ce pseudo-tenseur ?

    (Curieusement peut-être, je n'emploie rien de tel. Pour moi la gravitation en RG est représentée par le tenseur de courbure.)
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  18. #17
    ThM55

    Re : Reconnaitre (facilement) si une configuration de composantes est celle d'un tenseur

    Comme je l'ai déjà mentionné, le théorème du quotient permet parfois de répondre rapidement à la question.

    L'exemple classique est celui du tenseur de Riemann (qui est un champ tensoriel), si on le définit par la commutation des dérivées covariantes avec une connexion sans torsion:



    On sait que les dérivées covariantes sont des tenseurs, par construction de la dérivée covariante, donc le membre de droite est aussi un tenseur et la relation a lieu pour tout vecteur X. Donc par le théorème du quotient, les composantes sont celles d'un tenseur. Il est dans ce cas inutile de développer en détails la loi de transformation de R, on a le résultat immédiatement.

    NB: on peut considérer les indices comme des "indices formels", donc la formule n'écrit pas des composantes, mais les indices ne servent que de "places" pour montrer le type de tenseurs et où l'ordre des arguments (voir Wald, ou Penrose&Rindler).

    Un exemple de pseudo tenseur est celui qui représente l'énergie-impulsion du champ de gravitation lui-même, isolé de celui de la matière, déduit comme dans le théorème de Noether de la densité lagrangienne. La somme avec ce dernier a une divergence nulle (non covariante) mais ce n'est pas un tenseur. On peut trouver un changement de coordonnées qui l'annule en un point arbitraire (autrement dit, on ne peut pas localiser l'énergie du champ de gravitation, contrairement à celle de l'électromagnétisme, je comprend cela comme une sorte de conséquence du principe d'équivalence).
    Dernière modification par ThM55 ; 21/04/2025 à 11h11.

  19. #18
    Amanuensis

    Re : Reconnaitre (facilement) si une configuration de composantes est celle d'un tenseur

    Au fond je ne comprends ni la question ni les réponses. Trop matheux j'imagine ?

    C'est comme demander comment reconnaître si un triplet de réels (composantes) est un vecteur.

    Cela ne peut se comprendre qu'avec une définition restrictive de la notion de vecteur. Pareil pour "tenseur".

    Vu des mathématique, ces termes ne sont définis ni par les composantes, ni par la "transformation" des composantes. Un vecteur est un élément d'un espace vectoriel, c'est tout. Un tenseur est un élément d'un espace tensoriel, c'est tout.

    Les réponses montrent autre chose, une vision interprétative, "physique", étroites, d'objets mathématiques dont le caractère tensoriel est défini beaucoup plus largement.

    Par exemple, si on prend comme "application" d'un tenseur un opérateur multi-linéaire d'un produit d'espaces vectoriels vers un produit d'espace vectoriels, les règles de transformation des composantes d'un tenseur lors de changements de coordonnées de tous les espaces vectoriels concernés sont imposées, pas le choix, pas de variations, donc aucune "caractérisation" à en tirer, non?

    De quoi parle-t-on, exactement? Quelle est la notion de "tenseur" sous-jacente aux réponses? La question se pose, puisque ni la question, ni la plupart des es réponses ne collent avec la définition mathématique générale.

    [Pour les vecteurs, cela semble plus clair. Par défaut en physique ce sont les éléments d'espaces vectoriels tangents de variété différentielles. Cela distingue par exemple "vecteurs" et "covecteurs" (formes linéaires) alors que du point de vue général les deux cas sont des "vecteurs" au sens d'éléments d'espace vectoriel. Est-ce que la notion de "tenseur" sous-jacente aux réponses serait liée à cela, limitée aux espaces tensoriels construits comme opérant sur des espaces tangents et cotangents à une variété, et même plus précisément à l'espace 3D classique ou à l'espace-temps 4D ?]
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  20. #19
    Amanuensis

    Re : Reconnaitre (facilement) si une configuration de composantes est celle d'un tenseur

    Juste un exemple:

    Citation Envoyé par ThM55 Voir le message
    On sait que les dérivées covariantes sont des tenseurs, par construction de la dérivée covariante, donc le membre de droite est aussi un tenseur et la relation a lieu pour tout vecteur X.
    Certes. (Plus précisément, l'opérateur "dérivation covariante" construit un (champ d') opérateur multi-linéaire sur certains espaces vectoriels à partir d'un champ tensoriel, dont un particulier est un champ de vecteurs.)

    Donc par le théorème du quotient, les composantes sont celles d'un tenseur.
    ??? C'est tautologique, noin? Si un objet est un tenseur, alors ses composantes sont celles d'un tenseur! Aucun théorème à invoquer!

    Il est dans ce cas inutile de développer en détails la loi de transformation de R, on a le résultat immédiatement.
    Ben oui, puisque c'est tautologique.

    NB: on peut considérer les indices comme des "indices formels", donc la formule n'écrit pas des composantes, mais les indices ne servent que de "places" pour montrer le type de tenseurs et où l'ordre des arguments
    Oui, convention d'écriture pour décrire un opérateur multi-linéaire. Quoi de plus?
    Dernière modification par Amanuensis ; 21/04/2025 à 19h08.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  21. #20
    ordage

    Re : Reconnaitre (facilement) si une configuration de composantes est celle d'un tenseur

    Bonjour
    Merci pour toutes ces informations. Je pensais que ma question était claire (reconnaitre si une configuration de composantes peut être celle d'un tenseur, puisque comme indiqué, cela peut aussi être, entre autres, un pseudo- tenseur, un symbole (levi-civita, kronecker,..etc.) .

    Il semble qu'il y ait débat sur ce qu'est un tenseur. Une application multilinéaire, oui, mais cela me parait plus une propriété qu'une définition.

    Peut-être que le débat relève plus de la rubrique physique que mathématique sur ce point.
    En physique, en relativité générale par exemple, la représentation par des tenseurs est naturelle puisque le "champ gravitationnel" est de nature tensorielle à la différence du champ électromagnétique qui est vectoriel et celui de la matière qui est spinoriel.

    Il me semble que ce qui est fondamental, en physique c'est d'obtenir une description des lois de la nature indépendante de sa représentation dans un système de coordonnées. En cela, un tenseur, par ses différentes contractions, produit des 4-scalaires dont la valeur physique est indépendante du système de coordonnées utilisé (cela est en relation avec les lois de transformation des tenseurs lorsqu'on change de coordonnées). Exemple le scalaire de Ricci, de Kretschmann en relativité générale. Ceci me semble un critère décisif pour identifier un tenseur. Ainsi, si un tenseur est nul dans des coordonnées particulières il l'est dans toutes, ce qui n'est pas le cas des pseudo-tenseurs.
    Cordialement

  22. #21
    gts2

    Re : Reconnaitre (facilement) si une configuration de composantes est celle d'un tenseur

    Citation Envoyé par ordage Voir le message
    du champ électromagnétique qui est vectoriel
    Je ne comprends pas trop :
    - un vecteur c'est un tenseur d'ordre 1,
    - le champ électromagnétique est bien un tenseur, non ?

  23. #22
    ThM55

    Re : Reconnaitre (facilement) si une configuration de composantes est celle d'un tenseur

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message

    ??? C'est tautologique, noin? Si un objet est un tenseur, alors ses composantes sont celles d'un tenseur! Aucun théorème à invoquer!
    Pas du tout. Ce que cette définition dit seulement c'est que la contraction du symbole que l'on note avec un vecteur quelconque est un tenseur car le membre de gauche l'est par construction. Quand un tel machin contracté avec un vecteur quelconque est un tenseur, alors le machin est un tenseur, c'est le théorème du quotient. Ce n'est absolument pas tautologique, ça doit se démontrer.

    Observons qu'ici on passe d'un tenseur de rang 3 à gauche à un tenseur de rang 4, celui de Riemann. Ce n'est pas trivial.
    Dernière modification par ThM55 ; 22/04/2025 à 13h43.

  24. #23
    ordage

    Re : Reconnaitre (facilement) si une configuration de composantes est celle d'un tenseur

    Citation Envoyé par gts2 Voir le message
    Je ne comprends pas trop :
    - un vecteur c'est un tenseur d'ordre 1,
    - le champ électromagnétique est bien un tenseur, non ?
    Bonjour
    Quand on parle de vecteur, (au lieu de tenseur d'ordre 1) c'est un raccourci de langage de même qu'on dit rarement tenseur d'ordre 0 pour un scalaire. On utilise, en général le vocable tenseur pour les tenseurs d'ordre 2 et plus.
    Cordialement

  25. #24
    gts2

    Re : Reconnaitre (facilement) si une configuration de composantes est celle d'un tenseur

    Citation Envoyé par ordage Voir le message
    On utilise, en général le vocable tenseur pour les tenseurs d'ordre 2 et plus.
    Donc le champ électromagnétique est bien un tenseur puisqu'il est d'ordre 2.

  26. #25
    ordage

    Re : Reconnaitre (facilement) si une configuration de composantes est celle d'un tenseur

    Citation Envoyé par gts2 Voir le message
    Donc le champ électromagnétique est bien un tenseur puisqu'il est d'ordre 2.
    Bonjour
    Le tenseur électromagnétique est un tenseur antisymétrique d'ordre 2, exact, mais, en théorie des champs quantiques (QFT) on considère le boson associé à l'interaction électromagnétique qui est le photon de spin 1, qui se comporte comme un vecteur par son groupe des rotations U(1).
    C'est pour cela qu'on parle d'un champ vectoriel.
    En relativité générale, dans une hypothétique théorie quantifiée, le boson, associé aux ondes gravitationnelles serait le graviton de spin 2, on parle alors de champ tensoriel.
    Il y a aussi des champs spinoriels pour la matière (un électron, par exemple, a un spin de 1/2) .
    Mais là, la discussion relève d'un fil dans la catégorie "physique" où tu trouveras des spécialistes pour te répondre plus précisément
    Cordialement

  27. #26
    gts2

    Re : Reconnaitre (facilement) si une configuration de composantes est celle d'un tenseur

    OK compris, on ne parlait pas de la même chose ...

  28. #27
    Amanuensis

    Re : Reconnaitre (facilement) si une configuration de composantes est celle d'un tenseur

    Citation Envoyé par ThM55 Voir le message
    Pas du tout. Ce que cette définition dit seulement c'est que la contraction du symbole que l'on note avec un vecteur quelconque est un tenseur car le membre de gauche l'est par construction. Quand un tel machin contracté avec un vecteur quelconque est un tenseur, alors le machin est un tenseur, c'est le théorème du quotient. Ce n'est absolument pas tautologique, ça doit se démontrer.
    Je ne comprends pas. Le tenseur de courbure est un tenseur (un opérateur multlinéaire) par construction, vous le dites vous-même :

    Citation Envoyé par ThM55 Voir le message
    tenseur de Riemann (qui est un champ tensoriel), si on le définit par la commutation des dérivées covariantes avec une connexion sans torsion: [...]

    On sait que les dérivées covariantes sont des tenseurs, par construction de la dérivée covariante, donc le membre de droite est aussi un tenseur
    La multilinéarité implique que le résultat d'une "contraction" d'un opérateur multilinéaire avec un vecteur idoine (d'un espace vectoriel sur lequel opère l'opérateur) résulte en un opérateur multilinéaire. Simplement parce que la "contraction" est l'application de l'opérateur multilinéaire (et non pas un jeu symbolique sur des coordonnées).

    L'écriture indique un opérateur multilinéaire, les espaces vectoriels sur lequel il agit sont implicites (ici tous le tangent ou le cotangent à la variété, la position haute ou basse de l'indice indiquant lequel). La contraction avec est tout simplement l'application (linéaire) sur un élément du deuxième espace, et le résultat est un opérateur multilinéaire sur (le produit des) les trois autres espaces.

    C'est "par définition", rien à démontrer.

    J'ai l'impression d'une approche "à l'envers", parlant d'objets non par leurs propriétés (par ce qui les définit en tant qu'objets) mais par les composantes. Les composantes sont secondaires, à mon sens. Certes elle permettent des jeux d'écriture (et en physique des mesures), mais ce sont des conséquences, ce qui est pertinent sont les propriétés des objets indépendamment des composantes, indépendamment des choix arbitraires que sont des systèmes de coordonnées.
    Dernière modification par Amanuensis ; 24/04/2025 à 08h50.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  29. #28
    Amanuensis

    Re : Reconnaitre (facilement) si une configuration de composantes est celle d'un tenseur

    Quand j'ai écrit que je ne comprenait pas le sujet, c'est que pour moi "tenseur" = "opérateur multilinéaire", et que je raisonne sur les propriétés et pas sur les composantes.

    La théorie (mathématique) des "tenseurs" est fort simple (du moins pour ses applications les plus courantes en physique), juste une extension de la linéarité, une extension de la notion de forme linéaire.

    On ne "reconnaît" pas une configuration de composantes, on analyse la classe d'objets représentés par ces composantes, et c'est un "tenseur" quand les propriétés de ces objets sont celles d'un opérateur multilinéaire. Le reste consiste en des applications de ce principe (e.g. pour une méthode, les applications multilinéaires--les tenseurs--opérant sur le même produit d'espaces vectoriels forment un espace vectoriel ; c'est ce qui permet la construction additive utilisée dans la définition du tenseur de courbure par Thm55).

    [Au passage, un vecteur tangent est un "tenseur" parce que c'est un opérateur linéaire sur le cotangent, par simple conséquence qu'un élément du cotangent (une forme linéaire) est défini comme une application linéaire sur les vecteurs tangents... Et une multiplication par un scalaire est un tenseur (de variance nulle) parce que c'est une opération linéaire dans le cas d'un espace vectoriel.]
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  30. #29
    Amanuensis

    Re : Reconnaitre (facilement) si une configuration de composantes est celle d'un tenseur

    Citation Envoyé par ThM55 Voir le message
    Observons qu'ici on passe d'un tenseur de rang 3 à gauche à un tenseur de rang 4, celui de Riemann. Ce n'est pas trivial.
    J'avais oublié cela. Là encore je ne comprends pas. Les termes à droite et à gauche sont tous deux de range 3.

    La seule démonstration nécessaire est la linéarité de R en son deuxième argument (celui noté par l'indice b), la linéarité l'est par construction pour les trois autres. (Et, sauf erreur de mémoire, la démo de cette linéarité n'est effectivement pas triviale, et exige la torsion nulle... Mais la démo part des propriétés du terme à gauche, sans passer par les composantes.)

    Peut-être parle-t-on de la même chose avec des termes différents?
    Dernière modification par Amanuensis ; 24/04/2025 à 09h38.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  31. #30
    ThM55

    Re : Reconnaitre (facilement) si une configuration de composantes est celle d'un tenseur

    Je peux comprendre qu'on soit étonné de ce que je dis si on est habitué aux tenseurs vus comme des formes multilinéaires sur les espaces tangents et cotangents.

    Je ne vais pas répéter indéfiniment ce que j'ai expliqué. Si on travaille au moyen des composantes, selon le calcul tensoriel traditionnel (comme Levi-Civitta, Einstein & Grossman), qui à mon avis est mieux adapté à la relativité, il n'est pas immédiat que les coefficients d'une application linéaire forment les composantes d'un tenseur. Il existe en effet des non-tenseurs (exemple, les symboles de Christoffel). Mais le théorème du quotient est un résultat important et élémentaire dans cette approche. On en parle par exemple ici: https://www.sciencedirect.com/topics.../quotient-rule .

    Dirac l'utilisait explicitement dans son petit traité de RG:

    https://books.google.be/books?id=Jtu...page&q&f=false .

    Le théorème se trouve page 8 et il l'utilise exactement dans le cas que j'ai indiqué un peu plus loin (avec d'autres notations).
    Dernière modification par ThM55 ; 24/04/2025 à 09h50.

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