math et physique

[invite96641ddb]

bonjour,
voila j'ai du mal a comprendre comment les mathématique entre autre les équations, peuve "traduire" ou "interpreter" (je c qu'on va me reprendre)des interactions ou lois...etc
de plus les facons de proceder au calculs varie-elle selon les modeles? (RG,MQ)par exemple.

je sais comment fonction les équations en general mais en physique faut bien dire que sa a une autre gueule quand meme.
alors si quelq'un a un tableau des symboles ou quelque notion de base en physique theorique je suis preneur.

merci infiniment
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[physeb]

Bonjour,

non il n'y a pas besoin de forcement parler des lois (meme si c'est le plus important). Le probleme peut etre traiter sans lois, juste par observation et alors les maths te servent enormement. Par exemple, tu prend une source radioactive. Tu compte le nombre d'atome que contient ta source a un instant t et ensuite tu recompte a l'instant t+dt. Tu obtient donc une variation. Tu recommence apres encore dt, et tu vois que la variation relative est la meme.

Que fais tu? Tu trouve la derivee et par la suite tu trouve une equation differentielle pour le nombre d'atomes restant dans ta source en fonction du temps. (finalement tu as retrouve la lois de desintegration d'une source radioactive )

Tu peux faire des exemples tout a fait different avec la mecanique des fluides, ou si tu prends un element de volume, dans ton fluide, infinitesimal et que le fluide ne change pas de pression a l'interieure alors, tu peux tout de suite conclure que ce qui sort de ce volume infinitesimale est egal a ce qui entre. Si tu prends du triedre infinitesimal tu obtient tout de suite l'equation de conservation de ton fluide avec un gradient!!!


Ici, je n'ai pris que des exemples tres simples, mais ils representent bien l'utilite des maths, car sans le calcul differentiel, tu n'aurait pas pu resoudre ces probleme.

Une partie de la physique des hautes energie se resout avec le calcul variationnel, la mecanique quantique se formalise avec les mathematiques probabilistes, la RG avec le calcul tensoriel dans le cadre d'une metrique et donc d'une topologie.........

Donc le cadre meme de la physique est mathematique.

J'espere avoir repondu a ta question

[invite96641ddb]

Merci psyseb pour ta reponse(bien que tu sois le seul).

j'ai une autre question débile voila,
si je veut etudier l'effet qu'on ensemple la matiere et l'antimatiere j'utilise quel modéle? la mecanique quantique parce que il sagit de particule ou la relativité general a grand echelle?

merci

[invite3e5ede0a]

d'une manière générale, quand on est face à un problème physique, on ne sait pas toujours quel(s) modèle(s) utiliser. D'ailleurs, parfois, il n'y a aucun modèle "déjà fait", et il s'agit alors d'en trouver un.

Je ne saurais pas répondre à ta question, mais sache qu'avant de "décrire" un effet, il faut savoir ce que l'on veut décrire. Je m'explique : si on veut savoir quelles sont les intéractions entre atomes, alors j'imagine que la mécanique quantique sera plus propice. S'il s'agit de décrire des collisions de galaxies, alors la mécanique classique et relativiste sera plus appropriée.

Bref, il n'y a généralement pas "une réponse" en physique. Parfois il n'y en a tout simplement pas (d'où la recherche!), il y a une, voir plusieurs. Ces "réponses", sont des modèles mathématiques, qui décrivent bien ce que l'on observe (parfois avec des précisions gigantesque !). Le choix du modèle, lorsqu'il existe, se fait en fonction de sa pertinence : les résultats obtenus sont ils en accord avec les observations ? etc... Il s'agit donc d'essayer diverses choses, jusqu'à ce que cela fonctionne ! Le modèle "gagnant", n'est gagnant que jusqu'au moment où on va l'améliorer... Je doute qu'un jour d'ailleurs, on dispose d'un modèle ultime, qui réponde à toutes les questions.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Seirios]

Bonjour,

si je veut etudier l'effet qu'on ensemple la matiere et l'antimatiere j'utilise quel modéle? la mecanique quantique parce que il sagit de particule ou la relativité general a grand echelle?

Je dirais aucun des deux ; la mécanique quantique ne devient utile à utiliser que lorsqu'il s'agit de petites échelles. Quant à la relativité générale, elle ne sera à mon avis pas utilisée car les interactions gravitationnelles seront tout à fait négligeables par rapport aux interactions électromagnétiques.
Peut-être la théorie de l'électromagnétisme est-elle adaptée à la situation. Sinon, on pourrait utiliser une version statistique de la partie de la théorie quantique qui s'appliquerait dans ce cas présent.

[physeb]

En fait c'est la théorie quantique des champs qu'il faut utiliser. C'est plus précisément du modèle standard de la physique des particules dont tu as besoin. (si tu comptes le faire seule je te le déconseil très fortement car c'est vraiment pas facile )

[invite96641ddb]

encore merci

Sinon est t'il possible de crée son propre modéle pour par exemple traité d'un sujet qui ne la pas été jusqu'a présent?

c'est pour me donner des repaires.

[invite96641ddb]

encore une derniere question,
si je veux etudié les premieres secondes du big bang je le fait sous quel modéle?

c tout

[physeb]

Bonjour,

pour répondre à ta première question je dirais: bah oui sinon on n'avancerai jamais, les premiers modèles ne sont pas tombés du ciel. Il n'y a rien de plus formateur que de tenter de faire ses propres petits modèles (à condition de ne pas ensuite dire qu'Einstein avait tout faux .... etc enfin les phrases habituelles des huluberlus qui refont toute la physique avec uniquement des photons).

Pour la deuxième question: Je vois que tu veux étudier tout ce qu'il y a de plus simple . En fait pour remonter aux premières secondes du Big-Bang, je t'invite à tout d'abord quantifier la gravitation, prendre le prix nobel puis m'envoyer tes résultats car ça m'intéresserait aussi .

Blague à part, les premières secondes après le Big-Bang sont à priori tellement chaudes que toutes les interactions sont unifiées (Théorie GUT), donc c'est par là qu'il faut regarder mais c'est encore plus compliqué que le modèle standard de la physique des particules (c'est encore de la théorie quantique des champs super hard ).

[invite96641ddb]

pourquoi serait on obligé d'unifié tout les interaction pour pouvoir parlé des premiere secondes du big bang?elles ne sont peut etre pas apparues en meme temps?on peut bien emettre une hypothese sur les premiere secondes du big bang en décrivant la gravité sans passé par l'étape Unification, en la décrivant différament sans contredire les theories precedentes.l'Unification,le probleme c'est la gravité a l'echelle de l'infiniment petite, quel raison nous pousse a croire qu'elle existe belle et bien a cette echelle?(enfin moi j'dit ca)


sinon,
si je veut manipuler de l'antimatiere dans une équation, je fait comment?


amicalement

[physeb]

Vraiment celà dépend de ce que tu veux faire avec ton anti-matière. Si tu veux faire la physique avec uniquement de l'anti-matière et bien c'est la même chose qu'avec de la matière. Maintenant si tu veux faire de la physique généraleavec de la matière + de l'antimatière alors, il faut utiliser la théorie quantique des champs qui permet de décrire tout celà.

Si tu souhaite uniquement faire une collision avec matière + anti-matière tu peux faire de la physique des particules de base (cinématique uniquement) où tu considère que la collision te donne des photons.

[invite96641ddb]

En fait j'aimerais savoir se que donnerais la colission d'un amas de matiere et d'antimatiere dans le vide?j'ai entendu qu' ils s'annihiler?

j'ai une "theorie"(plutot une hypothese) que j'aimerais mettre a l'essai, mais voila peu on touché au premiere secondes du big bang ou c taboo( ) ta pas un conseil?


cordialement

[Seirios]

Bonjour,

En fait j'aimerais savoir se que donnerais la colission d'un amas de matiere et d'antimatiere dans le vide?j'ai entendu qu' ils s'annihiler?

De manière grossière, on obtient un gros boum Plus sérieusement, lorsque deux particule et antiparticule se rencontrent, elles s'anhilent en émettant de l'énergie (sous forme de photon). Lors de la collision d'un amas de matière avec un amas d'antimatière, on devrait donc obtenir une énorme quantité d'énergie produite par anhilation des particules et antiparticules entre elles.

[invite96641ddb]

peut ont crée un modèles sur ce qui s’est passé entre l’instant zéro et ces 10-43 secondes de planck?

reremerci

[physeb]

peut ont crée un modèles sur ce qui s’est passé entre l’instant zéro et ces 10-43 secondes de planck?

reremerci

Alors là c'est complètement impossible avec nos conaissances, et pire notre concepetion, actuelles de la physique. Notre description de la nature, conceptuellement parlant, n'ai plus valable au delà du temps de planck. Désolé

[invite96641ddb]

salut
La relativité générale n'étant pas une théorie quantique, elle ne suppose pas l'existence d'une particule vecteur de la gravitation.Si j'en crois le meilleur modéle qui décrite la gravité le graviton n'a pas lieu d"exister. Pourquoi einstein ne c jamais lancer(intéressé) dans son comportement a l'echelle quantique?

[invite96641ddb]

une autre, quel est la vitesse de l'expansion de l'univers?



merci

[Seirios]

Pourquoi einstein ne c jamais lancer(intéressé) dans son comportement a l'echelle quantique?

Si mes souvenirs sont bons, il la fait ! Einstein a passé les trente dernières années de sa vie à essayer d'unifier les forces de la nature, mais les connaissances d'alors n'étaient pas celles d'aujourd'hui, et il fit ses recherches en vain.

[physeb]

Attention, Einstein n'était pas un partisant de la Meca Q. Il y a sa phrase célèbre : "Dieu de joue pas aux dés" à propos de cette théorie qui montre ce qu'il en pensait (du moins au début).

[invite96641ddb]

la mécanique quantique et la relativité general sont selon moi les deux extrimités du meme probleme, il doit bien manquer un piece important du puzzle pour pouvoir faire le lien entre les deux et quantifié la gravité, vu que cela fait pres d'un siecle que les plus grands physicien s'arrache les cheveux a essayé de les combinés, sans succés.
n'on t'ils pas comfonduent vitesse est précipitation?

[invitefe0032b8]

Le lien c'est justement la théorie des cordes si je dit pas de bétises

[invite96641ddb]

Mouuaaiihhh, la theorie des cordes,des supercordes ou la theorieM, avec 10,11 ou 26 dimensions sa ma l'air un peu special quand meme. bien que sa me depasse mathématiquement parlant, J'ai comme l'impression Qu'on régle les problemes en rajoutant des dimensions, dimension qui d'ailleur son indétectable ou qui serait dans des univers paralleles. Et l'on reproche a certain de faire de la SF

[Seirios]

Simplement une petite remarque : Il est vrai que les méthodes de construction de la théorie des cordes ne sont pas forcément rigoureuses (la théorie qui s'adapterait à l'expérience), il n'en reste pas moins une théorie tout à fait sérieuse et très intéressante (mais qui n'est bien évidemment peut-être pas la bonne).

[invite96641ddb]

salut

j'aimerais avoir une petite précission, la gravité a l'echelle quantique est inexistante, tres(trop) faible ou l'espace-temps est si chaotique qu'on n'en sais rien du tout?

mercii

[invite96641ddb]

voila encore moi

pour monter une theorie physique il y a quatre operation fondamentable:
1)la definition et la mesure des grandeur physique.
2)le choix des hypotheses.
3)le developement mathematique de la theorie.
4)la comparaison de la theorie avec l'experience.

je voulais avoir votre avis la decu.



(desoler si mais question n'on plus rien a voir avec le titre)

[Karibou Blanc]

j'aimerais avoir une petite précission, la gravité a l'echelle quantique est inexistante, tres(trop) faible ou l'espace-temps est si chaotique qu'on n'en sais rien du tout?

Si tu compares la répulsion électrostatique entre deux électrons et leur attraction gravitationnelle (calcule les deux forces avec les deux formules apprises en lycée), tu remarques que le rapport des deux est 10^-42 fois en défaveur de la force gravitationnelle. Ainsi les effets de cette dernière ne se font sentir que lorsque les masses en jeu sont extremement grande, si bien que dans le monde des particules élémentaires (aux échelles d'énergie testées en accélérateur) la gravité est hautement négligeable.

Exemple concret : quelques centimètres carrés de répulsion électrostatique (et de répulsion quantique suite au principe d'exclusion de Pauli) entre les électrons de tes pieds et ceux du sol suffisent à équilibrer l'attraction gravitationnelle de la terre entière ! (phénomène qu'on représente de manière effective par ce qu'on appelle la réaction du support)

autre exemple concret : tu as déjà fixé un aimant sur la porte du frigo ? et bien la seule attraction magnétique, générée par les spins de quelques "centimètres carrés d'électrons", suffit à équilibrer l'attraction de la terre entière (ie l'aimant reste fixé au frigo et ne tombe pas sur le sol, et encore ne rejoint le centre de la terre).

pour monter une theorie physique il y a quatre operation fondamentable:
1)la definition et la mesure des grandeur physique.
2)le choix des hypotheses.
3)le developement mathematique de la theorie.
4)la comparaison de la theorie avec l'experience.

je voulais avoir votre avis la decu

la dessus...j'avais écrit quelque chose dans ce post :

http://forums.futura-sciences.com/post1133569-17.html

Les choses sont plus intriquées que tu ne le penses. Le point initial serait ton point 2. Ensuite il faut choisir un formalisme (un dév. mathématique) qui représente tes hypothèses et les concepts quelles relient. Donc ton 1 dépend directement de ton 3. Et enfin il vient 4.
Bien sur il y a des nuances, mais c'est principalement cela.

[Karibou Blanc]

'ai comme l'impression Qu'on régle les problemes en rajoutant des dimensions,

La physique n'est-elle pas la construction de modèle qui permet de rendre compte des observations, et en corrolaire, de modèle plus précis qui règlent les problèmes rencontrés dans les modèles précédents ?

dimension qui d'ailleur son indétectable ou qui serait dans des univers paralleles.

(plutot) qui sont difficilement détectables directement, mais leurs effets seront perceptibles aux LHC par exemple. Ce qui constitue une "détection" d'une dimension supplémentaire.
Ensuite pour les univers parallèles, il ne faut pas tout mélanger. Une partie des dimensions de l'espace dans un univers et le reste dans un autre, ca n'a guère de sens.

[invite96641ddb]

Merci pour tes reponses précise Karibou

En fait, sa peut paraitre arrogant mais j'essaye de monter une theorie traitant de la gravité, avec comme tu dit au depart une idée directrice . mais voila il me manque des mesure comme la vitesse des galaxies, le taux d'expanssion de l'univers et quelque precision sur l'espace-temps.

pour l'espace-temps j'ai du mal a comprendre comment tout la matiere peut "reposer" dessus (masse/energie,RG) et quand meme temps l'univers soit homogene.
Etant donné qu'il n'y a qu'un espace-temps et que l'univers et principalement vide, tout la galaxies devrait etre "alignés" sur le meme et unique espace-temps.
(je c sa veut surement rien dire )

[Karibou Blanc]

En fait, sa peut paraitre arrogant mais j'essaye de monter une theorie traitant de la gravité, avec comme tu dit au depart une idée directrice . mais voila il me manque des mesure comme la vitesse des galaxies, le taux d'expanssion de l'univers et quelque precision sur l'espace-temps.

Arrogant non, très courageux certainement
tu pourrais exposer ton idée directrice dans un autre fil, ca t'aidera surement.
Pour le reste tu peux trouver des infos sur les vitesses des galaxies sur le net sans probleme je pense, pour le taux d'expansion, dans la cosmologie standard il n'est pas constant mais varie avec le temps (cosmologique), et cette variation est déterminée par le type de matière le plus dense (de plus grande densité d'énergie, energie par unité de volume).

pour l'espace-temps j'ai du mal a comprendre comment tout la matiere peut "reposer" dessus (masse/energie,RG) et quand meme temps l'univers soit homogene.

je ne comprends pas bien la premiere partie, mais il est important de garder à l'esprit que l'hypothèse d'homogénéité (et isotropie) n'est valide qu'à très grande échelle, cad en moyennant sur des distances plus grandes que la taille des super-amas (amas d'amas) de galaxies. Il est évident que le système solaine n'est pas homogène par exemple.

Etant donné qu'il n'y a qu'un espace-temps et que l'univers et principalement vide, tout la galaxies devrait etre "alignés" sur le meme et unique espace-temps.

Meme chose, je ne comprends ce que tu veux dire par cette phrase. Pourrais tu reformuler ?

[invite578a92be]

J'ai comme l'impression Qu'on régle les problemes en rajoutant des dimensions

Ben c'est un peu aussi la base de la relativité ça, donc ça ne semble pas si choquant a priori de continuer dans cette direction.

Et puis ça c'est comme les lasers, on a un système à 2 niveaux mais ça ne peut pas laser donc on en rajoute... ( parallèle foireux )


Pour en revenir à la force de gravitation aux échelles microscopiques, je crois qu'en ce moment on chercherait des méthodes pour la mesurer à très petite distance. Ca permettrait comme ça de détecter si d'éventuelles petites corrections apportées par la théorie des cordes existent. Mais comme l'a signalé KB, puisque la force électrostatique "écrase" complètement la force de gravitation, il faudrait pour ça s'en affranchir...