gravitation et portée infinie

[choenix]

Bonjour

Encore des questions de profanes, pour éclairer encore mes idées confuses sur la gravité. Pour essayer de comprendre, j'essaye de faire un parallèle entre gravité et électromagnétisme tout en sachant que ce sont des phénomènes différents.

je pose plusieurs questions. Dites moi si elles aurait du être sur plusieurs posts?

I) En supposant que le graviton existe, il se déplacerait à la vitesse C et aurait une masse nulle, est-ce cela qui fait de la gravitation une force à portée infinie ?

II) En se déplaçant les gravitons engendraient une onde gravitationnelle et perturberaient localement l'espace-temps sur son passage (expérience "VIRGO" qui est susceptible de détecter l'onde sur son passage). Est ce que le fait de détecter l'onde permettra de dire définitivement que le graviton existe ?

III) Et c'est là que mes idées sont le plus confuses. Une masse comme la terre par exemple engendre un champ gravitationnel autour d'elle. Pour moi un champ est un phénomène localisé donc comment peut t-il avoir une portée infinie ? "Émet-t-il " en permanence des ondes.. des gravitons?.

IV) la gravitation étant une onde difficilement à détecter au vu de sa "faible interaction", l'expérience VIRGO espère détecter les ondes gravitationnelles crées par de grand phénomène cosmologique du passé (surper-nova, quasar...) le temps que l'onde nous parviennes.
L'onde gravitationnelle a t elle un spectre "énergétique" à l'image de l'onde électromagnétique, qui perturberai donc plus ou moins l'espace-temps?

V) Puisque l'onde gravitationnelle et l'onde électromagnétique sont toutes les deux infinies et quelle ont la même vitesse, il devrai y avoir une cohérence entre les deux ondes, un flash lumineux (supernova par exemple ) dans le ciel nous parvenant a un instant "T" devrait être accompagné d'une onde gravitationnelle que VIRGO devrait détecter ( en fonction de sa sensibilité) ? cela permettrai de valider ou non l'expérience VIRGO ?

VI) Pour finir le boson de higgs donnerai la masse à la matière nous entourant. La masse créant le champ gravitation qui l'entoure, cela veut dire
que ce boson engendrerai la courbure de l'espace temps?
Donc le gravité serait la conséquence de cette courbure, mais n'en est pas la cause ?

merci et bye
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[inviteca4b3353]

I) oui c'est bien cela. La masse nulle du graviton assure la variation en 1/r^2 de la force de gravitation.

II) non, car l'onde est un phénomène classique. Le graviton, qui est l'excitation élémentaire quantique ou le quantum de l'onde classique, ne pourra pas être mis en évidence à VIRGO, malgré la détection de l'onde. La "résolution" ne sera pas suffisante pour dicerner les gravitons, on ne verra que l'onde "moyenne" classique.

III) Un champ est défini localement certes. Mais cela veut seulement dire qu'il prend une valeur a priori différente en chaque point et en particulier il peut avoir une extension spatiale. Tu le dis toi meme d'ailleurs en disant "la terre génère un champ autour d'elle". Lorsqu'on dit qu'un champ est local cela signifie qu'il ne peut pas avoir une action à distance. Pour avoir un effet à une distance d d'un point (une source, comme la terre) le champ doit se propager de proche en proche, c'est ce que le terme local signifie ici.

IV) oui comme toute onde, l'onde gravitationnelle a une spectre en fréquence (donc en énergie) et cette onde est une perturbation de la géométrie de l'espace-temps.

V) normalement oui.

VI) c'est une question toujours délicate, il n'y a pas de réponse claire à ce sujet pour le moment. Le boson de Higgs est responsable de la création de la masse inertielle. Maintenant la relativité générale nous dit que cette masse est aussi la masse grave, responsable de la gravitation. Cependant, on sait que la relativité générale n'est pas une bonne théorie de la gravitation à l'échelle microscopique, notamment à celle des particules élémentaires. Donc rien ne permet d'affirmer que le principe d'equivalence (masse grave = masse inertielle) est valable dans ce régime. Donc, pour résumer, la réponse à ta question est oui SI on suppose la RG correcte jusqu'à l'échelle des particules élémentaires. Néanmoins on sait qu'il y a de grandes chances que cela ne soit pas le cas, donc un non est plus que probable.

[choenix]

re ,

merci pour tes réponses. Je reviendrai que sur le numéro 3.

I ) Qu'entends tu par : "une extension spatiale" et "qu'il se propage de proche en proche" ?

II) C'est cette propagation de proches en proches qui leurs donnent une portée infinie, et donc tous les champs gravitationnels sont entremêles grâce à cette propagation ?

III ) Un champs gravitationnel se propageant de proche en proche peut t il devenir nul ou seulement négligeable physiquement. Par exemple un boule de pétanque en orbite autour de la terre peut elle avoir une incidence sur saturne (aussi négligeable soit elle bien sur), ou çà propagation sera limitée dans l'espace par amoindrissement de cette propagation.Ce qui rentre en contradiction avec sa portée infinie.

IV) Donc deux phénomènes existent pour propager la gravitation , celle dont ont parlent et aussi au travers des ondes gravitationnelles ? puisque pour moi un champ n'est pas un générateur d'onde.

Merci , pour ces éclaircissement.

[obi76]

Tes questions reviendraient à demander si la gravitation est quantifiée (IE si une influence gravitationnelle descend en dessous d'une certaine valeur, elle n'existe plus).

C'est ça ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[choenix]

re

OUI , pour la question 3 !

et j'ai du mal a appréhender le comportement du graviton au niveau du champ gravitationnel ( question 4)

Etant profane ces questions sont justes a titre de culture personnelle , je ne cherche pas a révolutionner le monde

bye

[inviteca4b3353]

"une extension spatiale"

Le champ est non-nulle sur une portion d'espace étendue.

"qu'il se propage de proche en proche"

lorsque les sources du champs (ici les masses) sont assujeties à une modification de leur distribution dans l'espace, alors le champs est modifié également. Cette modification se propage sous la forme d'onde de proche en proche comme des vagues à la surface de l'eau.

C'est cette propagation de proches en proches qui leurs donnent une portée infinie

Pas vraiment, tous les champs se propagent en général, la protée infinie vient du fait que "en gros" cela ne "coute pas d'énergie" au champ pour se propager car sa masse est nulle.

et donc tous les champs gravitationnels sont entremêles grâce à cette propagation ?

oui, mais à une distance suffisamment grande (par rapport à autre qu'on étudie) de la source, le champ qu'elle produit peut être négligé.

Un champs gravitationnel se propageant de proche en proche peut t il devenir nul ou seulement négligeable physiquement.

nul, à strictement parler non, mais encore une fois le champ (statique) décroit en 1/distance^2 donc il peut être négligé loin de la source.

un boule de pétanque en orbite autour de la terre peut elle avoir une incidence sur saturne

oui, mais très faible car la masse de la boule de billard est faible devant celle de saturne et la distance terre/saturne est importante.

.Ce qui rentre en contradiction avec sa portée infinie.

Une portée infinie ne signifie que l'intensité du champ sera la meme quelque soit la distance. Stricto sensu, une portée infinie signifie une décroissance de l'amplitude du champ en 1/d^2.

Donc deux phénomènes existent pour propager la gravitation , celle dont ont parlent et aussi au travers des ondes gravitationnelles

Non, seules les ondes grav. véhicule l'interaction gravitationnelle. Je ne sais qu'elle est cette autre dont tu parles.

puisque pour moi un champ n'est pas un générateur d'onde.

hum, attention c'est la source (ie la masse pour la gravitation), et plus précisément son changement de distribution, qui est à l'origine des ondes gravitationnelles. Le champ lui porte cette onde. C'est une onde du champ de gravitation lui-meme. Comme pour l'onde électromagnétique, où c'est le champ électromagnétique qui oscille dans l'espace et le temps.

et j'ai du mal a appréhender le comportement du graviton au niveau du champ gravitationnel

Il n'y a rien de bien compliqué à comprendre avec le graviton une fois que tu as assimilé la base de la mécanique quantique. Le graviton est juste un "grain" d'onde gravitationnelle, tout comme le photon est un "grain" d'onde électromagnétique.

[choenix]

re,

Merci a vous pour ces éclaircissements, mes confusions venaient tu fait que j'imaginais les champs plutôt statique et local.

bye

[inviteb69fb0b4]

bonjour,

lorsque les sources du champs (ici les masses) sont assujeties à une modification de leur distribution dans l'espace, alors le champs est modifié également. Cette modification se propage sous la forme d'onde de proche en proche comme des vagues à la surface de l'eau.

voilà, j'aurais deux questions au sujet des ondes gravitationnelles:

1-de ce que j'en sais, elles se propagent en vehiculant de l'energie qu'elles "puisent" directement sur la masse (i.e la masse diminue quand des ondes sont emises), c'est bien celà?

2-"l'apparition spontanée" d'une masse pourrait elle etre consideree comme une modification de sa distribution dans l'espace? autrement dit l'apparition spontanée d'une masse genere t elle une onde gravitationnelle qui établit son champ?

merci

[16V]

Bonjour,
Je comprends que ce post est très tardif relativement à une discussion de 2008 ...

Est-ce qu'il est envisageable, avec les gravitons, de faire une expérience similaire à celle des fentes de Young avec des photons ?
Par ce que, si photons/ondes lumineuses et gravitons/ondes gravitationnelles sont similaires, cela devrait être possible théoriquement ...
Je ne crois pas qu'on ait encore jamais constaté la présence de franges d'interférences gravitationnelles ...
Ça doit être un peu spécial à voir ).
En expérience de pensée ça marche, bien que je ne sais pas bien comment isoler le matériel de la "pollution" gravitationnelle extérieure ...
À vous lire.
Cordialement.

[Deedee81]

Salut,

Est-ce qu'il est envisageable, avec les gravitons, de faire une expérience similaire à celle des fentes de Young avec des photons ?

Pas en l'état actuel, on ne sait même pas si les gravitons existent.

Et on ne saurait même pas le faire actuellement avec des ondes gravitationnelles car celles-ci sont extrêmement difficiles à dévier, réfracter etc.... Même le Soleil les dévient à peine (en fait la même déviation que pour la lumière mais ça n'a jamais été mesuré avec les ondes gravitationnelles car il faudrait connaitre la position de la source avant déviation et en plus la précision en direction des détecteurs est insuffisantes).
A moins de disposer de deux trucs extrêmement massifs genre trous noirs, placés sur la trajectoire de l'OG et de mettre derrière pleins de détecteurs. C'est actuellement de la S.F.