Relativité générale et graviton?

[CM63]

Bonjour, me revoilà, mais pas pour un problème de mécanique classique.

Ma question est la suivante : étant donné que la relativité générale donne une explication purement spaciale, ou plutôt spacio-temporelle, de la gravitation universelle (la présence d'un masse déforme l'espace(-temps) et le rend localement non euclidien), pourquoi cherche-t-on encore le graviton?

Pourquoi cherche-t-on encore une explication phénoménologique (onde-particule) alors qu'on possède déjà une explication simple, purement spacio-temporelle?
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[invite9c9b9968]

Bonjour,

Une raison parmi tant d'autre : la relativité générale est incapable d'expliquer ce qui se passe dans un trou noir, car elle atteint ses limites conceptuelles. Or c'est dans ce genre de situation que la gravité atteint une échelle d'énergie telle que sa quantification devient nécessaire (chose que l'on ne sait pas encore correctement faire).

[CM63]

Such as?

Que se passe-t-il dans un trou noir qui ne puisse être expliqué par la relativité générale?

[Seirios]

Cette quantification devient également nécessaire lorsque l'on considère l'univers avant le temps de Planck.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Seirios]

Que se passe-t-il dans un trou noir qui ne puisse être expliqué par la relativité générale?

C'est justement la question que les scientifiques se posent

[CM63]

J'ai l'impression qu'on recherche le graviton uniquement par principe, toutes les intéractions à distance ont leur particules perso, pourquoi pas la gravitation?

[CM63]

Bonjour,

Une raison parmi tant d'autre : la relativité générale est incapable d'expliquer ce qui se passe dans un trou noir, car elle atteint ses limites conceptuelles. Or c'est dans ce genre de situation que la gravité atteint une échelle d'énergie telle que sa quantification devient nécessaire (chose que l'on ne sait pas encore correctement faire).

Pouquoi est-ce que la quantification devient nécessaire pour expliquer ce qui se passe dans un trou noir?

[Seirios]

Pouquoi est-ce que la quantification devient nécessaire pour expliquer ce qui se passe dans un trou noir?

Dans un trou noir, la densité de masse est si importante, et l'échelle des distances si petite, que l'on a besoin d'une description quantique (à petite échelle) de la gravitation. Or on ne peut pas utiliser la courbure de l'espace-temps comme description, car à cette échelle, l'espace-temps est chaotique.
Après je ne connais pas le côté technique du sujet...

[lft123]

Bonjour,

nullement spécialiste mais simple amateur je pense que ce que veut dire Gwyddon c'est que la relativité générale ne peut pas incorporer les effets gravitationnels d’origine quantique.
Or quand la courbure tend vers l’infini (trou noir) elle doit être soumise à des effets de nature quantique.


Grillé par Phys2

[obi76]

C'est vrai que quand la courbure tend vers l'infini, je ne sais pas trop (je me suis pas trop attardé là dessus) comment évolue le tenseur de Ricci mais l'équation d'Einstein doit tendre vers un truc assez folklo

[CM63]

Oui, j'essaie de comprendre...

Vous semblez me dire que lorsqu'on a affaire à des phénomènes quantiques, on est obligé de faire appel... à des particules. Merci pour l'information

Je plaisante.

[obi76]

Ben non pas du tout, mais la quantification impose des vecteurs de propagation (enfin des vecteurs, des particules), et lorsqu'on descend à des échelles aussi petites la quantification s'impose (mais pourquoi... là je sais pas).

[CM63]

Je ne pense pas que la courbure de l'espace dans un trou noir "tende vers l'infini", cette notion est purement mathématique. Elle est simplement énorme (la courbure) mais reste finie, l'espace est simplement "fortement localement non euclidien", mais rien n'est infini, et les tenseurs marchent encore (si j'ose dire )

[lft123]

Ah bon il me semble avoir lu que la relativité générale "s'effondrait" dans un trou noir because la courbure de l'espace(temps) y devenait infinie

[obi76]

D'après la théorie des trous de ver etc, j'en suis pas si sur que la courbure ne tende pas vers l'infini (si localement l'espace est infiniment contracté).

[invite58a61433]

Pouquoi est-ce que la quantification devient nécessaire pour expliquer ce qui se passe dans un trou noir?

Je sens que je vais me faire tuer avec cette comparaison (allez-y soyez sans pitié !!) mais je suppose que ça doit éviter les infinis de la même manière que Planck a évité les infinis en quantifiant les échanges d'énergie pour le rayonnement du corps noir...

Aïe ! Non ne me frappez pas !!!

[CM63]

Dans ce que vous dites, c'est le mot "infini" qui me gène, l'infini est une notion limite mathématique et n'existe pas dans la nature. Disons que la courbure devient très grande, mais pas infinie.

Les trous noirs, me semble-t-il ont une certaine masse, qu'on peut évaluer en observant les astres qui gravitent autour. Cette masse est énorme, mais pas infinie, variable selon les trous noirs, il doit en être de même pour la courbure.

[lft123]

après la catastrophe ultraviolette, la catastrophe noire vivement que nos amis physiciens remplissent cette page blanche

[lft123]

le problème n'est il pas que cette masse soit "concentrée" en un point ? D'où la courbure "infinie" ?

[obi76]

C'est effectivement un point qui me choque, mais qui dit trou de ver dit contraction infinie, sinon je ne vois pas comment expliquer qu'il puisse y avoir un lien avec un autre point de l'univers hors dimension (enfin façon de parler).

C'est vrai que je ne sais pas si on peut parler d'infini, si on change de dimension de l'espace, je ne pense pas qu'infini soit approprié (c'est un peu comme si on disait i>1...).

[Seirios]

Dans ce que vous dites, c'est le mot "infini" qui me gène, l'infini est une notion limite mathématique et n'existe pas dans la nature. Disons que la courbure devient très grande, mais pas infinie.

Tu as tout à fait raison, on ne doit pas trouver d'infini. Mais c'est pourtant le cas lorsque l'on effectue les calculs avec la relativité générale.

C'est pour cela qu'on voit que la relativité générale ne peut pas décrire ce qui est sous l'horizon d'un trou noir, parce que l'on trouve des solutions infinies.

[CM63]

Ben non pas du tout, mais la quantification impose des vecteurs de propagation (enfin des vecteurs, des particules), et lorsqu'on descend à des échelles aussi petites la quantification s'impose (mais pourquoi... là je sais pas).

Ben tu l'as dit, bout filtre, moi non plus.

[invite9c9b9968]

Dans ce que vous dites, c'est le mot "infini" qui me gène, l'infini est une notion limite mathématique et n'existe pas dans la nature. Disons que la courbure devient très grande, mais pas infinie.

Les trous noirs, me semble-t-il ont une certaine masse, qu'on peut évaluer en observant les astres qui gravitent autour. Cette masse est énorme, mais pas infinie, variable selon les trous noirs, il doit en être de même pour la courbure.

Justement... C'est bien pour ça que l'on sait que les limites de la RG sont atteintes au coeur d'un trou noir, puisque la théorie fournit un infini ...

[obi76]

Ha d'accord

[CM63]

Justement... C'est bien pour ça que l'on sait que les limites de la RG sont atteintes au coeur d'un trou noir, puisque la théorie fournit un infini ...

La thérie prévoit un infini seulement si on prend un trou noir parfait (un truc mathématique, quoi, idéal) : un point sans volume avec une masse.. inifinie! nous y voila, mais si tu prends un trou noir "normal", simplement un "volume" où la masse est très très concentrée, il n'y a pas de singularité.

[lft123]

ben c'est plus un trou noir alors

[obi76]

Le trou noir est là à partir du moment de l'existence de l'horizon, mais la singularité est-elle imposée ? Si comme le dit CM63 la matière est suffisamment concentrée pour créer un horizon mais rester quand même de la matière avec une masse volumique très élevée mais pas infinie, on aurai une contraction mais pas infinie non plus non ?

[Garion]

Dans ce que vous dites, c'est le mot "infini" qui me gène, l'infini est une notion limite mathématique et n'existe pas dans la nature.

Rien n'est moins sur, l'univers pourrait très bien être de taille infinie par exemple.

Disons que la courbure devient très grande, mais pas infinie.

Les trous noirs, me semble-t-il ont une certaine masse, qu'on peut évaluer en observant les astres qui gravitent autour. Cette masse est énorme, mais pas infinie, variable selon les trous noirs, il doit en être de même pour la courbure.

La courbure dépend de la densité et non de la masse, et cette dernière devient infini dans un trou noir si on applique les équations de la relativité.
C'est justement pour ça qu'on essaye de quantifier la gravitation.

[CM63]

Si on applique les équation de la relativité à quoi? Tu pars de quoi comme hypothèse? Un trou noir n'est-il pas un lieu où, pour quelque raison, la vitesse d'évasion devient théoriquement supérieure à la vitesse de la lumière?

[lft123]

Le trou noir est là à partir du moment de l'existence de l'horizon, mais la singularité est-elle imposée ? Si comme le dit CM63 la matière est suffisamment concentrée pour créer un horizon mais rester quand même de la matière avec une masse volumique très élevée mais pas infinie, on aurai une contraction mais pas infinie non plus non ?

Mais qui dit horizon ne dit il pas singularité ?