Réflexions sur la gravité

[Asgarel]

Bonjour à tous,

C'est mon premier message sur ce forum et j'espère ne pas aborder une question qui a déjà été débattue à maintes reprises. Mais je ne pense pas car malgré mes nombreuses lectures sur le sujet, je n'ai jamais vu le problème abordé directement de cette manière.

En fait, j'essaie juste de me faire une image mentale cohérente sur la gravité, mais le début de ma réflexion repose sur une question simple, que je vais essayer d'exposer de manière pas trop compliquée:

1) L'univers est en d'expansion depuis le bang. Sa taille augmente et il y a donc création d'espace. La responsable de cette expansion est la contante cosmologique/énergie noire/champ de Higg/gravité négative (j'en ai oublié ?), et c'est donc elle qui directement ou indirectement "fabrique" de l'espace nouveau.

2) Si la constante cosmologique était nulle et la densité de matière suffisante, on irait un jour ou l'autre vers un Big Crunch. Il y a aurait donc diminution de la taille de l'univers due à la matière/gravité suffisante, et la gravité peut donc être vue comme la cause de la réduction de l'univers et donc de la quantité d'espace.

Question (enfin!): je voudrais savoir si l'on peut vraiment voir la gravité comme un phénomène qui absorbe, qui détruit l'espace qui l'environne. Je parle bien sûr uniquement d'espace, et pas de matière ou d'énergie. Mais est ce une bonne vision des choses de considérer que la gravité "détruit" l'espace qui l'entoure. Est ce que les physiciens qui travaillent sur la RG peuvent avoir cette image là du monde. Avec une énergie noire qui crée de l'espace nouveau (expansion de l'univers) et la gravité qui au contraire supprime cet espace (réduction de l'univers).

Voilà, c'est juste le tout début de ma réflexion, mais inutile d'aller plus loin si je me trompe complètement. Merci d'avance pour vos avis.
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[invite8c514936]

La responsable de cette expansion est la contante cosmologique/énergie noire/champ de Higg/gravité négative

Non ! la constante cosmologique/etc. n'est responsable que de l'accélération de l'expansion, pas de l'expansion elle-même !

la gravité peut donc être vue comme la cause de la réduction de l'univers et donc de la quantité d'espace.

Même chose ! Même sans gravité, il peut y avoir expansion !

Du coup la question devient sans objet, j'ai l'impression...

[Asgarel]

Merci pour ta réponse rapide, Deep_turtle...

la gravité peut donc être vue comme la cause de la réduction de l'univers et donc de la quantité d'espace

Même chose ! Même sans gravité, il peut y avoir expansion !

Tu voulais sûrement dire "réduction" plutôt que "expansion", puisque ma phrase parlait de réduction. Je ne vois pas bien comment il pourrait y avoir réduction de l'univers, et donc Big Crunch sans gravité/matière puisque c'est justement la densité de matière qui détermine le destin de l'univers. Avec une densité nulle, comment pourrait il y avoir réduction ?

(Si c'est vraiment expansion que tu voulais dire, alors oui il n'y a pas de doute, je suis d'accord)

Du coup la question devient sans objet, j'ai l'impression...

En fait ma question porte surtout sur la destruction de l'espace due à la gravité, pas trop sur la constante cosmologique.

[Asgarel]

Non ! la constante cosmologique/etc. n'est responsable que de l'accélération de l'expansion, pas de l'expansion elle-même !

L'expansion ne peut de toute manière être qu'accélérée ou décélérée. L'hypothèse d'une expansion constante semble être aussi peu viable que celle d'un univers de taille constante comme l'univers d'Einstein (qui n'en est qu'un cas particulier avec une expansion constante nulle). Donc, quand je parlais d'expansion, c'était de l'expansion comme on la connait aujourd'hui: décélérée pendant les premiers 7 milliards d'années suivant l'inflation, et accélérée ensuite.

Je pense qu'on ne peut donc pas séparer les concepts d'expansion d'une part et d'accélération(ou décélération) de l'expansion d'autre part. Donc, ma question reste entière et je la reformule: l'énergie noire est elle responsable de la création accélérée (ou décélérée) d'espace nouveau.

Mais le coeur de ma question est bien en fait à propos de ce phénomène de création/destruction d'espace par la gravité et ce qui semble être son complément (mais comme cette gravité négative n'est encore malgré tout qu'une hypothèse, c'est plutôt à la gravité que je m'intéresse dans ce post).

J'espère avoir un peu éclairci mes propos.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite8c514936]

Tu voulais sûrement dire "réduction" plutôt que "expansion"

Non, je voulais dire ce que j'ai écrit.

L'expansion ne peut de toute manière être qu'accélérée ou décélérée. L'hypothèse d'une expansion constante semble être aussi peu viable que celle d'un univers de taille constante comme l'univers d'Einstein

Bah si on s'appuie sur la relativité générale, oui, mais d'un point de vue purement phénoménologique non. On pourrait imagine que les équations de la cosmologie donnent une expansion constante, pour une raison fondamentale.

Je pense qu'on ne peut donc pas séparer les concepts d'expansion d'une part et d'accélération(ou décélération) de l'expansion d'autre part.

Et tu fondes cette conviction sur quels arguments ?

Mais le coeur de ma question est bien en fait à propos de ce phénomène de création/destruction d'espace par la gravité

La notion de "création d'espace" demanderait à être clarifiée, mais de toutes façons je rerépète : non la gravité n'est pas nécessaire pour qu'il y ait expansion. Dit autrement, tu prends les équations de la relativité générale appliquées à notre univers et tu pose égale à zéro la constante de la gravitation G, tu vas encore trouver que l'univers peut s'expandre ou se contracter. En mettant une constante cosmologique et de la courbure, tu peux même arriver à des histoires cosmiques intéressantes !

[invite8c514936]

Je développe un peu ma phrase,

La notion de "création d'espace" demanderait à être clarifiée,

je sais pas si ça clarifiera mais ça précise en tout cas :

Ce n'est pas parce que la valeur d'une quantité physique(ici le volume) augmente au cours du temps que quelque chose a été créé. On peut en gros séparer les quantités physiques en
- quantités extensives, pour lesquelles c'est le cas,
- quantités intensives, pour lesquelles ce n'est pas le cas.

Par exemple, la pression et la température sont des grandeurs intensives, et même si la température d'un système augmente en passant de T1 à T2, on ne peut pas dire qu'une température T2-T1 a été créé entre ces deux états !

Dans un sens, c'est un peu ce qui se passe avec le facteur d'échelle en cosmologie, celui qui décrit l'expansion. Le volume physique d'une région de l'espace est égal au facteur d'échelle au cube, multiplié par un volume "comobile", dont la valeur ne change pas au cours de l'expansion. C'est ce volume comobile qui est extensif et le facteur d'échelle ressemble plus à une grandeur intensive. Attention, je ne veux pas donner un sens thermodynamique rigoureux à tout ça, c'est just pour essayer de te faire sentir le fait que "augmentation" ne signifie pas "création"...

[Asgarel]

Non, je voulais dire ce que j'ai écrit.

Je pense qu'on ne peut donc pas séparer les concepts d'expansion d'une part et d'accélération(ou décélération) de l'expansion d'autre part.

Et tu fondes cette conviction sur quels arguments ?

D'une part sur les équations de Friedmann liées à l'accélération:
d²a/dt² = 1/a(1-cos n)
où a est le rayon de l'univers. l'accélération ne peut donc pas être nulle.

Mais sans même se lancer dans les calculs, on sait bien qu'Einstein a été obligé de rajouter une accélération négative exactement opposée à l'accélération naturelle de l'univers, afin d'obtenir le modèle d'univers stable dont il avait envie. Je pense donc que l'accélération/décélération est naturelle. Et je n'ai d'ailleurs jamais rien lu sur un modèle avec expansion non accélérée. Mais peut-être peux tu me citer un exemple ?

Dit autrement, tu prends les équations de la relativité générale appliquées à notre univers et tu pose égale à zéro la constante de la gravitation G, tu vas encore trouver que l'univers peut s'expandre ou se contracter

Les observations les plus récentes de notre univers semblent impliquer un taux d'expansion H assez simple de la forme:

H² = (8πG/3c²) d

avec d la densité d'énergie. Donc, G = 0 => H = 0 => pas d'expansion. Peut être peut on construire des univers bizarres sans matière et avec une expansion, mais ce qui m'interresse, c'est de coller au plus prêt de notre univers à nous dans l'état actuel le plus avancé de nos connaissances.

[Asgarel]

C'est ce volume comobile qui est extensif et le facteur d'échelle ressemble plus à une grandeur intensive.

Je n'arrive justement pas à être d'accord avec ça.

Si x est la distance comobile entre deux objets à l'instant t et que ces deux objets n'ont pas de vitesse relative dans l'espace l'un par rapport à l'autre, alors à l'instant t+dt, la distance réelle mesurable entre les deux objets est bien x+dx. Ou je rêve ?

Si x = 1 mètre entre les deux objets, on peut mettre une règle d'un mètre pour mesurer la distance de ces deux objets à l'instant t. A un instant postérieur t+dt, on doit pouvoir se rendre compte qu'il faut un règle un peu plus longue, donc contenant plus de matière, plus d'atomes, pour mesurer la distance entre ces deux objets. Cette matière supllémenatire n'est pas intensive. Il faut bien de l'espace réel pour l'acceuillir. Donc il y a bien création d'espace nouveau.

Ou est ce que ça bloque ? Pourquoi ne peut on pas franchir le pas entre ces deux notions d'augmentation et de création de l'espace ?

[invite8c514936]

Si x est la distance comobile entre deux objets à l'instant t et que ces deux objets n'ont pas de vitesse relative dans l'espace l'un par rapport à l'autre, alors à l'instant t+dt, la distance réelle mesurable entre les deux objets est bien x+dx. Ou je rêve ?

C'est là le problème en effet. La distance physique R est reliée à la distance comobile x par

où a(t) désigne le facteur d'échelle. Pour des objets immobiles, au temps suivant

mais x est le même, par définition de la distance comobile !

Les observations les plus récentes de notre univers semblent impliquer un taux d'expansion H assez simple de la forme:

H² = (8πG/3c²) d

avec d la densité d'énergie. Donc, G = 0 => H = 0 => pas d'expansion

ça, ce sont les équations avec une courbure nulle. L'équation complète s'écrit

où le dernier terme décrit la courbure. Avec G = 0, H peut être non nul...

D'une part sur les équations de Friedmann liées à l'accélération:
d²a/dt² = 1/a(1-cos n)
où a est le rayon de l'univers. l'accélération ne peut donc pas être nulle.

Même remarque, cette équation n'est valable que pour un univers dominé par la matière, et encore, seulement dans le cas où la densité est inférieure à la densité critique !

[invite8c514936]

PS :

En fait, j'essaie juste de me faire une image mentale cohérente sur la gravité

Pourquoi démarres-tu par des considérations cosmologiques ? C'est a priori plus simple de se faire une idée en commençant par la métrique de Schwartzchild, par exemple, non ?

[Asgarel]

C'est là le problème en effet. La distance physique R est reliée à la distance comobile x par

où a(t) désigne le facteur d'échelle. Pour des objets immobiles, au temps suivant

mais x est le même, par définition de la distance comobile !

Mais justement, je parle de la distance ordinaire et pas de la distance comobile. Et elle augmente elle, cette distance réelle, puisque le facteur d'échelle augmente.

Je ne vois pas du tout ou tu veux en venir. Tu ne serais quand même pas en train de me dire que tu considères la distance réelle comme une illusion, et que seule la distance comobile compte ? Parce que depuis le début de l'univers, la distance réelle a eu le temp de bien augmenter quand même, alors que la comobile est restée petite comparativement. Et dans cet espace supplémentaire, on peut y mettre des choses. Si on voyage en fusée, c'est bien l'espace ordinaire/réel que l'on traverse et qui "supporte" la fusée à chaque instant, pas l'espace comobile.

Je ne sais plus bien comment formuler ma question qui pourtant à moi me parait simple. On va dire:

Est ce qu'il y a plus d'espace réel aujourd'hui qu'à la fin de l'inflation il y a 13,7 milliards d'année ? J'appelle espace réel un volume pouvant simplement contenir de l'energie/matière.

[inviteca4b3353]

Est ce qu'il y a plus d'espace réel aujourd'hui qu'à la fin de l'inflation il y a 13,7 milliards d'année ? J'appelle espace réel un volume pouvant simplement contenir de l'energie/matière.

Ben oui, c'est meme pour cela qu'on parle d'expansion.

[Asgarel]

Ben oui, c'est meme pour cela qu'on parle d'expansion.

Merci Karibou de participer, et de faire remarquer que ma question était triviale. J'essayais juste de trouver un point de départ capable de mettre tout le monde d'accord. Alors que penses tu de l'étape suivante (n'allons pas trop vite):

expansion => d'avantage d'espace => création d'espace nouveau par l'énergie noire

contraction => diminution de l'espace => absorbtion/destruction de l'espace par la gravité

[inviteca4b3353]

expansion => d'avantage d'espace => création d'espace nouveau par l'énergie noire

Je fais seulement l'écho de deep en te rappelant que l'énergie noire est cause de l'accélération de l'expansion, pas de l'expansion elle-meme.

[Asgarel]

Oui, j'ai bien compris. Et je ne dis pas le contraire, sauf que pour moi, l'expansion ne peut s'envisager qu'accélérée/décélerée, ce qui me semble logique à moi vu que la gravité, c'est de l'accélération.

Mais là on tourne en rond.

Est ce que notre univers SANS constante cosmologique d'aucune sorte mais avec de la matière/gravité pourrait avoir une expansion accélérée ? La réponse est pour moi négative. Si pour vous la réponse est oui, merci de me le montrer.

J'aurais vraiment aimé avoir des avis sur cette notion de création ou de diminution de l'espace ordinaire, que je ne vois jamais abordée dans la littérature. C'était la question de fond de ce qui n'était en fait qu'un préambule à bien d'autres réflexions...

[invite8c514936]

Mais là on tourne en rond.

On tourne en rond parce que tu pars d'un prémisse faux.

pour moi, l'expansion ne peut s'envisager qu'accélérée/décélerée,

Encore une fois non, les équations de la cosmologie autorisent une expansion qui ne soit ni accélérée ni décélérée.

J'aurais vraiment aimé avoir des avis sur cette notion de création ou de diminution de l'espace ordinaire

Mais alors pourquoi mélanger deux questions en une ? Pourquoi vouloir à tout prix employer le mot "création d'espace" quand "augmentation du voume" convient mieux et décrit mieux ce qui se passe, sans l'inconvénient d'introduire une sorte de substance qui va pseser sur tout le reste de la discussion ?

[Asgarel]

Mais alors pourquoi mélanger deux questions en une ? Pourquoi vouloir à tout prix employer le mot "création d'espace" quand "augmentation du volume" convient mieux et décrit mieux ce qui se passe, sans l'inconvénient d'introduire une sorte de substance qui va pseser sur tout le reste de la discussion ?

Mais je ne parle absolument pas de substance ni autre Ether dans ce que j'ai dit. J'ai même pris la précaution plus haut de spécifier que je parlais uniquement d'espace, sans matière ni énergie. Donc espace = volume, tout simplement. Pourquoi me faire dire ce que n'ai pas dit ?

Quant à savoir si "augmentation de volume" décrit mieux ce qui se passe que "création d'espace", c'est justement tout le sujet de ce post. Donc, si je dis oui, on ferme le post et on en parle plus.

Je ne suis pas en train de construire une nouvelle théorie philosophico-pseudo-relativiste à deux sous, n'ayez pas peur (je réalise tout à coup que c'est ce qui vous freine dans vos réponses). C'est juste que je me suis construit une interprétation de la gravité dans la tête qui pour moi explique enfin les choses de manière intuitive, un peu comme les multivers peuvent m'aider à comprendre la quantique. Mais j'aimerais quand même être convaincu de ne pas partir dans une mauvaise direction. Si c'est le cas, j'efface tout de ma tête et je repars à zéro, tant pis pour mon joli modèle.

Et ce serait le cas si par exemple vous répondiez par l'affirmative à ma question précédente:

Est ce que notre univers SANS constante cosmologique d'aucune sorte mais avec de la matière/gravité, pourrait avoir une expansion accélérée ? La réponse est pour moi négative. Si pour vous la réponse est oui, merci de me le montrer.

[invite8c514936]

La réponse est oui avec un fluide cosmologique dont l'équation d'état est de la forme où w>0. On appelle souvent ça quintessence. Le cas w=-1 est une constante cosmologique, mais tous les autres cas non.

De ton côté, que penses-tu de l'afirmation précédente ?

Encore une fois non, les équations de la cosmologie autorisent une expansion qui ne soit ni accélérée ni décélérée.

[inviteca4b3353]

La réponse est oui avec un fluide cosmologique dont l'équation d'état est de la forme

La réponse est aussi oui dans le cas ou notre univers ne serait pas parfaitement homogène et isotrope. Dans ce cas la on n'a besoin ni d'un fluide de pression négative (ou d'un champ de quintessence), ni d'une constante cosmologique ridiculeusement faible (en unité de Planck).

[invite8c514936]

Bien vu en effet. C'est Syksy qui va être content...

[inviteca4b3353]

C'est Syksy qui va être content...

oui, voir par exemple : http://arxiv.org/abs/astro-ph/0311257

J'ai aussi assisté à un séminaire présentant une autre idée alternative à l'énergie noire. Cela consiste à supposer qu'il existe des régions dans l'univers légèrement dépeuplées de matière, (qu'on appelle un "void", ie un espace vide en francais) : http://arxiv.org/abs/0712.0370

Le hic de ce modèle est qu'il colle assez bien (du moins aussi bien que LCDM avec une constante cosmologique) aux données (Wmap et supernovae) uniquement 1) s'il existe un tel "void", 2) si nous sommes à l'intérieur et 3) si nous sommes pas trop loin du centre.

Personnellement je ne trouve pas cela très éblouissant, mais l'idée existe et n'est pas exclue complètement par les données actuelles.


J'oublais, il existe aussi la possibilité que la RG ne soit pas la bonne théorie de la gravitation, du moins que son action ne soit pas seulement celle d'Einstein-Hilbert. Ces théories de gravitation "modifiée" (par rapport à la RG standard) sont aussi des alternatives à une constante cosmologique : http://arxiv.org/abs/astro-ph/0410031

[Asgarel]

La réponse est oui avec un fluide cosmologique dont l'équation d'état est de la forme où w>0. On appelle souvent ça quintessence. Le cas w=-1 est une constante cosmologique, mais tous les autres cas non.

La quitessence étant si je ne me trompe une "variante" de l'energie noire, j'en déduis que ta réponse dans le cas ou il n'y a pas de constante cosmologique d'aucune sorte (ce qui inclus toute forme d'énergie noire) est NON. Donc jusqu'ici je suis sauvé, merci.

On peut donc enfin écrire:

gravité => contraction ("=>" au sens strict).

Etant bien entendu que c'est la combinaison (gravité+energie noire) qui donne le bilan de l'évolution de l'univers

De ton côté, que penses-tu de l'afirmation précédente ?

Déjà, la question est moins essentielle pour mon "modèle" puisque elle touche justement au bilan gravité+énergie noire, et que ce qui m'intéresse c'est chaque composante prise séparément, avec:
gravité => contraction => décélération
et,
énergie noire => expansion => accélération

Au niveau quantitatif, si dH/dt = 0, alors on a H² = (1/D)(d²D/dt²), et je m'imagine pas bien une "accélération de densité" non nulle dans un tel cas (manque d'imagination ?). Donc H vaudrait très vite 0 => instable.
Mais tu vas certainement pouvoir développer cette partie et son interprétation mieux que moi...

Au niveau qualitatif, je trouve vraiment un univers à croissance non accélérée anti-intuitif, sauf bien sûr pour de cours instants comme au(x) point(s) d'inflexion(s) accélération/décélération. Parce que la gravitation, c'est de l'accélération et au final ça doit se retrouver quelque part sur la croissance globale de l'univers.

Alors si tu me prouves que notre univers pourrait connaitre une longue phase de croissance constante, j'aurais du mal à m'y faire mais à première vue, je ne pense pas que ça changerait ma vision globale des choses.

[invite8c514936]

La quitessence étant si je ne me trompe une "variante" de l'energie noire, j'en déduis que ta réponse dans le cas ou il n'y a pas de constante cosmologique d'aucune sorte (ce qui inclus toute forme d'énergie noire) est NON. Donc jusqu'ici je suis sauvé, merci.

Heu... non, c'est ce que te disais Karibou Blanc juste au-dessus.

il n'y a pas de constante cosmologique d'aucune sorte (ce qui inclus toute forme d'énergie noire)

Pas du tout ! La constante cosmologique fournit à candidat à l'énergie noire, mais le contraire est faux ! Une énergie noire caractérisée par w différent de -1 n'est pas une constante cosmologique.

il n'y a pas de constante cosmologique d'aucune sorte (ce qui inclus toute forme d'énergie noire)

Ben ça c'est ton problème, pas celui de l'univers ou des cosmologistes, non ?

[Asgarel]

il n'y a pas de constante cosmologique d'aucune sorte (ce qui inclus toute forme d'énergie noire)

Pas du tout ! La constante cosmologique fournit à candidat à l'énergie noire, mais le contraire est faux ! Une énergie noire caractérisée par w différent de -1 n'est pas une constante cosmologique.

Oui, j'ai inversé ce que je voulais dire. C'était en fait :
"il n'y a pas d'énergie noire d'aucune sorte". On a vite fait d'assimiler les deux notions, alors que pour l'instant, rien n'est sûr.

Mais pour toutes les autres propositions, cela revient à trouver un "quelque chose" qui compense les effets de la gravité. Sans ce "quelque chose", la gravité domine et l'accélération d'expansion est impossible. La gravité est un frein à l'expansion, même si ce frein est destiné à devenir négligeable dans un modèle ou un autre, qu'on peut appeler constante cosmologique, quintessence ou tout ce qu'on veut.

La preuve de ceci, c'est que localement, c'est la gravité qui domine et que localement, il n'y a pas d'expansion et qu'il n'est pas prêt d'y en avoir. Au niveau du système solaire ou de la galaxie, ou même de l'amas local, toute forme d'énergie noire est négligeable. Les effets de la gravité sont purs, non compensés. C'est donc peut-être à ce niveau local qu'il faudrait comprendre ce qui se passe pour comprendre la gravité. J'aimerais pouvoir dire qu'au niveau local, c'est la contraction qui domine. Mais je sens que c'est pas encore une vision des choses qui va vous plaire...

il n'y a pas de constante cosmologique d'aucune sorte (ce qui inclus toute forme d'énergie noire)

Ben ça c'est ton problème, pas celui de l'univers ou des cosmologistes, non ?

Je comprend pas.

[invite8c514936]

Argh, normal, mon copier-coller a raté. Il fallait lire

Au niveau qualitatif, je trouve vraiment un univers à croissance non accélérée anti-intuitif

Ben ça c'est ton problème, pas celui de l'univers ou des cosmologistes, non ?

[invite8c514936]

J'aimerais pouvoir dire qu'au niveau local, c'est la contraction qui domine. Mais je sens que c'est pas encore une vision des choses qui va vous plaire...

En effet !

C'est très délicat de donner un sens local à l'expansion. Pour preuve la remarque suivante : prends des métriques de Schwarzschild (statiques, donc), recolle-les ensemble d'une manière astucieuse, et tu obtiens un univers en expansion, alors que chaque métrique est statique ! L'expansion dit comment se connectent les différentes métriques statiques, mais n'a pas vraiment de sens au niveau local. J'ai l'impression que c'est LE point qui pose problème dans cette discussion.

[Asgarel]

Euh... la métrique de Schwarzschild s'applique à des objets statiques au sens d'objets qui ne sont pas en rotation, comme des trous noirs qui ne tournent pas sur eux même, par exemple. Statique ne veut pas dire que l'objet ne se déplace pas dans l'espace. Ou que l'espace lui même n'est pas localement contracté.

Quand tu dis que le côté non-intuitif n'est pas le problème des cosmologistes ni des scientifiques, c'est hélas vrai mais c'est plus que regrettable. C'est le genre de raisonnement qui a par exemple conduit à la vision de Copenhague sur la quantique. Dire qu'il n'y a que le résultat qui compte et que ce qui se pasee dans la "boite noire" n'a pas besoin d'être compris est un point de vue à mon sens proche de l'obscurantisme.

Je pense au contraire que le monde dans lequel on vit doit être compréhensible intuitivement par chacun. Même par un enfant par exemple. Et que tant que l'on arrive pas à se rapprocher de ce point de vue intuitif, c'est que quelque chose nous échappe.

Dire que la taille globale de l'univers varie à cause d'un phénomène, mais que ce phénomène n'existe pas du tout à chaque niveau local de l'univers fait immanquablement manquer quelquechose à la compréhension de la nature. Parce qu'il y a un "saut" qualitatif innexpliqué dans le raisonnement.

Si tu veux expliquer la gravité à un enfant et que tu commences à lui mentir en lui disant qu'il y a une force de gravité immensément puisante capable d'agir à distance à des millions de km sur des masses de milliards de tonnes et que ce mécanisme fonctionne toujours parfaitement depuis la nuit des temps, et bien même l'enfant va se rendre compte du côté non intuitif (j'ai déjà fait l'expérience) de l'explication. Pourtant, tu omets bien sûr de lui dire ce que tu ne sais pas, c'est à dire de lui parler de la "boite noire" => comment cette force peut bien se propager comme ça à travers l'espace.

Introduire de nouveaux concepts logiques auprès d'un enfant est au contraire beaucoup plus simple. Lui dire que la lune va en fait toujours en ligne droite, sans contraintes, mais qu'on la voit tourner parce que l'espace est courbé, un peu de la même manière que si on avance toujours en ligne droite sur la terre on finira par en faire le tour, et qu'on aura donc tourné autour de la terre. Ce concept est intuitif et l'on devrait d'ailleurs commencer à enseigner la RG dès la primaire, plutôt que de s'acharner sur les principes Newtoniens jusqu'au Bac (et même après).

Mais comment finir l'explication de la gravité auprès d'un enfant sans introduire de "boite noire" (pourrez vous relever le défi) ? L'espace est courbé, d'accord, mais puisqu'il n'y pas de force de gravité, qu'est ce qui est responsable de la mise en mouvement des corps ? Pourquoi la pierre que l'on lache tombe sur la terre alors qu'il n'y a pas de force qui s'exerce sur elle, qu'elle est en chute libre, en apesanteur ? La forme de l'espace, qu'il soit Euclidien, de Riemann ou autre ne peut pas à lui seul être responsable de la mise en mouvement. Il manque un phénomène dynamique à l'explication. Et la contraction locale pourrait être cette explication parfaitement intuitive du phénomène.

[invite8c514936]

Je pense au contraire que le monde dans lequel on vit doit être compréhensible intuitivement par chacun. Même par un enfant par exemple. Et que tant que l'on arrive pas à se rapprocher de ce point de vue intuitif, c'est que quelque chose nous échappe.

C'est un point de vue respectable, mais qui tient de l'opinion personnelle, ce n'est donc pas l'endroit pour en discuter.

Euh... la métrique de Schwarzschild s'applique à des objets statiques au sens d'objets qui ne sont pas en rotation, comme des trous noirs qui ne tournent pas sur eux même, par exemple. Statique ne veut pas dire que l'objet ne se déplace pas dans l'espace.

Si l'objet est en mouvement par rapport à l'observateur, celui-ci ne voit plus une métrique de Schwarzschild. Pour l'obtenir à partir des équations d'Einstein, on commence par supposer une invariance par rotation, ce qui est perdu dès que l'objet a une vitesse.

Ou que l'espace lui même n'est pas localement contracté.

Je ne vois pas trop ce que ça veut dire. Peut-être est- ce pertinent de signaler que la matrique autour d'une masse sphérique plongée dans un univers en expansion est donnée par la métrique de Schwarzschild, au voisinage de l'objet ?

Dire que la taille globale de l'univers varie à cause d'un phénomène, mais que ce phénomène n'existe pas du tout à chaque niveau local de l'univers fait immanquablement manquer quelquechose à la compréhension de la nature. Parce qu'il y a un "saut" qualitatif innexpliqué dans le raisonnement.

Non, l'attitude que tu prônes s'appelle le réductionnisme, et dans certains cas ça nuit à la compréhension plus que ça n'aide...

Si tu veux expliquer la gravité à un enfant...

Ce n'est pas le seul but principal de la science. Certaines choses sont complexes le sont peut-être de manière fondamentale. Pourquoi le cerveau humain serait-il l'étalon de mesure de la complexité de la nature ?

Je comprends que ce soit frustrant d'être confronté à des complexités qui nous dépassent, je le comprends d'autant mieux que c'est mon quotidien professionnel.

L'espace est courbé, d'accord, mais puisqu'il n'y pas de force de gravité, qu'est ce qui est responsable de la mise en mouvement des corps ?

Personne n'a dit qu'il n'y avait pas de force de gravité. L'interaction gravitationnelle peut s'exprimer en termes de force ou en terme géodésique dans un espace courbe, ces deux visions se complètent, elles ne s'opposent pas.

Tu as l'air de supposer qu'une approche faisant appel à des forces est plus compréhensible pour un enfant, c'est loin d'être évident pour moi. Elles sont bien abstraites ces petites flèches qu'on colle aux masses pour les faire avancer quand on leur enseigne ça !

Et la contraction locale pourrait être cette explication parfaitement intuitive du phénomène.

Quel est l'intérêt d'une explication intuitive basée sur une erreur ? Encore une fois, la gravitation existe même sans contraction ou expansion.

[Asgarel]

Tu as l'air de supposer qu'une approche faisant appel à des forces est plus compréhensible pour un enfant

Ben non, je disais justement le contraire à propos des forces à distance. Les forces locales sont plus intuitives puisqu'on les manipule tous les jours en poussant des objets.

C'est un point de vue respectable, mais qui tient de l'opinion personnelle, ce n'est donc pas l'endroit pour en discuter

Ben si justement. La question a toujours été au coeur du débat scientifique et a toujours opposé les scientifiques au plus haut niveau. Il y a toujours eu des gens comme Einstein partisans d'un monde compréhensible, qui refusaient que les lois de la physique se jouent aux dés. Et d'autres comme Bohr ou Feynman qui n'hésitent pas à dire que si on a l'impression de comprendre quelque chose, c'est qu'en fait on a rien compris. Donc dire qu'au final le monde doit être intuitif n'est pas qu'une opinion personelle et fait bien parti du débat scientifique.

Et d'ailleurs historiquement, tout ce qui dans le passé était considéré comme obscur a toujours fini par devenir logique et intuitif au fil du temps. Les "boites noires" tendent naturellement à s'éclaircir (Ca pourrait même devenir un principe du genre rasoir d'Ockham, ça ).

Même la quantique deviendra logique un jour, et d'ailleurs les choses commencent déjà à s'arranger doucement. Demande à des gens comme Penrose d'expliquer simplement la contrefactualité, et ça se transformera très vite en séance de magie noire pour la plupart des gens. L'introduction des multivers permet au contraire d'expliquer ces expériences simplement à des enfants.

Tant qu'on n'arrive pas à supprimer une boite noire, c'est qu'il y a un principe nouveau qui nous échappe. Et un principe, à l'origine, ce N'EST PAS des maths et des équations. Pour Eintein et la RG, c'etait le principe d'équivalence. Pour la quantique, ce sera peut être les multivers, ou quelque chose qui en découle (ou encore autre chose...). Les équations et les théories viennent ensuite vérifier le principe. Dire que:

Certaines choses sont complexes et le sont peut-être de manière fondamentale

C'est oublier que les choses ont toujours parue ainsi à ceux qui tentaient de comprendre la nature, et que pourtant la compréhension à toujours été au bout du tunnel, grâce à l'introduction de nouveaux principes. Mais dire que CES choses sont (souligné) complexes fondamentalement, c'est placer notre époque et nos problèmes actuels au rang d'une époque particulière ou justement les choses deviennent trop complexes pour nous, là maintenant. parce que ce sont nos problèmes et notre époque. Mais non, NOS "boites noires" ne sont pas plus privilégiées que celles de nos prédécesseur, et finiront par s'éclaircir pour en démasquer de nouvelles, etc...

Non, l'attitude que tu prônes s'appelle le réductionnisme, et dans certains cas ça nuit à la compréhension plus que ça n'aide

...Et dans tous les autres cas, ça l'aide plus que ça ne lui nuit ! Si les sciences en sont au niveau qu'elles ont atteind aujourd'hui, c'est en grande partie grâce au réductionnisme, qui ordonne et structure les idées. Alors bien sûr, ériger ou généraliser de simples principes aux rangs de lois absolues est une dérive à laquelle il faut prendre garde. "Structurer sans diriger" pourrait être le chemin à suivre...

Pourquoi le cerveau humain serait-il l'étalon de mesure de la complexité de la nature ?

Je ne peux pas m'empêcher de rebondir rapidement la dessus aussi.
De quel cerveau humain tu parles ? De celui des premiers humains il y a quelques millions d'années ? De notre cerveau actuel parce que là encore on vie dans une époque particulière, de référence ? Du cerveau de nos descendants dans quelques autres millions d'année ?
Oui, pour nous, aujourd'hui, la nature est un peu trop complexe à comprendre dans son ensemble. La preuve, NOS cerveaux ne comprennent pas tout. Mais de là à dire qu'on ne comprendra jamais rien et qu'il faut l'accepter comme ça, parce que c'est naturellement trop complexe pour un humain quelqu'il soit, c'est un peu rapide.

Personne n'a dit qu'il n'y avait pas de force de gravité. L'interaction gravitationnelle peut s'exprimer en termes de force ou en terme géodésique dans un espace courbe

Tu le dis toi même: OU.
On peut partir des deux points de vue, mais ce n'est pas la même histoire que l'on raconte. Et réintroduire les interractions du champ de gravité au dernier moment, en les sortant du chapeau, pour expliquer qu'il y a quand même une force, après tout, ça ne supprime pas la "boite noire". La RG n'a pas besoin de considérer les gravitons pour survivre.

Et tu n'as pas relevé mon petit défi sur la mise en mouvement des objets, à expliquer simplement.

Et entendre dire qu'une science comme la cosmologie peut se satisfaire de savoir que le tout n'a rien à voir avec la somme des parties est un peu frustrant. Si tu le dis, c'est que tu dois le savoir. Mais c'est difficile à admettre comme ça, sans démonstration.

[invite8c514936]

Mais non, NOS "boites noires" ne sont pas plus privilégiées que celles de nos prédécesseur, et finiront par s'éclaircir pour en démasquer de nouvelles, etc...

Même la quantique deviendra logique un jour,

Ben écoute, encore une fois à moins que tu n'aies une boule de cristal sous la main, cette affirmation relève de la foi.

Il y a toujours eu des gens comme Einstein partisans d'un monde compréhensible, qui refusaient que les lois de la physique se jouent aux dés. Et d'autres comme Bohr ou Feynman qui n'hésitent pas à dire que si on a l'impression de comprendre quelque chose, c'est qu'en fait on a rien compris.

Oui, ils jouaient aussi à la belote et faisaient du vélo, c'est pas pour ça que ces activités sont nécessaires au déroulement de la science. Ces gens avaient leur opinion, et alors ?

C'est un point de vue respectable, mais qui tient de l'opinion personnelle, ce n'est donc pas l'endroit pour en discuter

Ben si justement.

Ben non, c'est écrit dans la charte du forum...

Tout ce qu'on peut faire à ce stade c'est s'échanger des convictions, et ça ne me semble pas super intéressant...

On peut partir des deux points de vue, mais ce n'est pas la même histoire que l'on raconte. Et réintroduire les interractions du champ de gravité au dernier moment, en les sortant du chapeau, pour expliquer qu'il y a quand même une force, après tout, ça ne supprime pas la "boite noire". La RG n'a pas besoin de considérer les gravitons pour survivre

Je ne comprends pas ce paragraphe.