L'écoulement du temps dans l'espace

[invite2a0f5343]

Bonjour,

Voila je réfléchi depuis quelque temps a l'effet de la vitesse de la lumière constante dans notre espace.
J'ai lu que l'effet de la gravité ou plutôt la courbure de l'espace mettra un certain temps a prendre effet, temps de propagation égal à la vitesse de la lumière.
De plus les autres forces fondamentale, enfin l'interaction électromagnétique au moins se propage également a cette vitesse.
En prenant donc ces forces comme base pour toutes interactions entre deux corps, l'interaction entre deux corps n'est donc jamais immédiate mais prend un certain temps proportionnel à la distance séparant ses deux corps. Ce temps d'interaction minimum serait de : t=d/c

Je prend maintenant deux exemples pour illustré ceci:
-Dans notre galaxie de rayon de 50000 année lumières il faudra 50000 année pour que le centre de la galaxie ( trou noire ) puisse agir sur l'ensemble de la galaxie.
-Dans le cas d'un atome de rayon par exemple 5.10^-11m cela prendra 1,7.10^-19s=1,7.10^-4 fs au noyau pour agir sur un électron situé sur sa couche la plus éloigné.

J'en conclue que les évènements quel qu'il soit auront lieu a un rythme beaucoup plus rapide dans un atome que dans l'espace.

Tout cela pour en arrivée a mes questions:
-Déjà est ce que m'on raisonement tien la route ? ^^
-Cette différence de vitesse de réaction colossale entre la taille des galaxie et autres objets célestes et celle de l'infiniment petit (atome électrons ... )pourrait-elle expliquer la difficulté que nous avons a relier la gravité aux autre force fondamentales (physique quantique/ relativité général)?
-Cela pourrait il expliquer la nature probabiliste de la physique quantique. Un atome évoluant a un rythme bien supérieur a celle de l'échelle humaines. Nous ne pouvons déterminer précisément la position d'une particule à moins de faire 2 mesures extrêmement rapproché ( sans même parler de l'effet de perturbation due a la mesure )?
-Enfin la je vais probablement partir trop loin ( si je ne l'ai pas déjà fait ) en considérant un univers infini ( au moins dans infiniment petit ) de type fractale, le temps, par l'intermédiaire de la célérité, ne serait-elle pas la dimension nécessaire à la mesure des dimensions spatial entre elle?

Voila merci d'avance pour votre lecture et vos réponses qui pourront m'éclairer sur un domaine ou je pense que je commence a perdre pied lol
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[Deedee81]

Salut,

-Déjà est ce que m'on raisonement tien la route ? ^^

Oui, tout à fait.

Et ce genre de raisonnement est d'ailleurs déjà utilisé. Lorsque l'on observe un phénomène astrophysique variable, cela donne une idée de la taille de ce phénomène. Par exemple, si on observe de brusques sursauts durant moins d'une seconde, alors la taille du système où se produisent ces sursauts doit faire moins d'une seconde lumière.

Ce genre d'information a fournit des indices importants lors des premières observations de trous noirs super massifs. La masse et la taille permettaient d'exclure des objets "orthodoxes" (depuis d'autres informations sont, bien entendu, venues compléter le tableau).

-Cette différence de vitesse de réaction colossale entre la taille des galaxie et autres objets célestes et celle de l'infiniment petit (atome électrons ... )pourrait-elle expliquer la difficulté que nous avons a relier la gravité aux autre force fondamentales (physique quantique/ relativité général)?

Ce n'est pas strictement relié à un problème de durée mais, en effet, les facteurs d'échelles jouent un rôle. Surtout au niveau expérimental puisque pour mettre en évidence des effets de la gravité quantique il faut toucher au deux domaines.

Au niveau théorique c'est un peu plus tordu que ça. Techniquement, à la base, la difficulté est venue du fait que la gravité n'est pas une interaction renormalisable (elle ne peut pas être traitée aisément comme les autres interactions car on ne peut pas éliminer des calculs toutes les quantités infinies, divergentes).

Un peu d'analyse montre en outre qu'il faut (certainement) quantifier l'espace-temps. Et ce n'est pas une mince affaire puisque la majorité de nos techniques de calcul utilisent un espace-temps imposé en arrière-plan.

Ca peut se comprendre. Comment développer une théorie quand même les notions de temps et de distances deviennent floues ?

D'où diverses approches, dont les principales, la théorie des cordes et la gravité quantique à boucles.

-Cela pourrait il expliquer la nature probabiliste de la physique quantique. Un atome évoluant a un rythme bien supérieur a celle de l'échelle humaines. Nous ne pouvons déterminer précisément la position d'une particule à moins de faire 2 mesures extrêmement rapproché ( sans même parler de l'effet de perturbation due a la mesure )?

Hélas, non, ce n'est pas si simple. Ce n'est pas qu'un problème expérimental. La MQ est vraiment étrange. Divers phénomènes, comme les interférences ou le principe d'exclusion, montrent qu'il y a une différence entre une superposition d'états quantiques (état intrinsèquement indéterminé) et un mélange statistique (état précis mais inconnus).

-Enfin la je vais probablement partir trop loin ( si je ne l'ai pas déjà fait ) en considérant un univers infini ( au moins dans infiniment petit ) de type fractale, le temps, par l'intermédiaire de la célérité, ne serait-elle pas la dimension nécessaire à la mesure des dimensions spatial entre elle?

A vrai dire je n'arrive pas à donner un sens à cette question

[invite2a0f5343]

Tout d'abord merci pour cette réponse.

Mais mes connaissances dans le domaine étant relativement limité je ne suis pas sur d'avoir compris tout le contenue de ces réponses ^^

Un peu d'analyse montre en outre qu'il faut (certainement) quantifier l'espace-temps.

Quand on parle de quantification de l'espace temps cela signifie quoi ?
Je vais peut être dire une grosse bêtise mais la quantification est ce que c'est l'utilisation de valeur discrète pour définir un état ?
En dehors des variables espace et temps quel sont les autre variables utile ( énergie température ??? )

il y a une différence entre une superposition d'états quantiques (état intrinsèquement indéterminé) et un mélange statistique (état précis mais inconnus).

J'ai pas compris la

[Deedee81]

Salut,

Quand on parle de quantification de l'espace temps cela signifie quoi ?

En MQ l'état d'un système est représenté par un "vecteur dans un espace de Hilbert". Peu importe la signification exacte. Ce qui importe c'est que si |x> est un état possible pour le système, ainsi que |y>, alors l'état |x>+|y> est aussi une possibilité. C'est le principe de superposition.

Par exemple, pour une particule, elle peut être à la position x, y, ou les deux.

Comme le produit scalaire de ces vecteurs est un nombre complexe, cela conduit très simplement aux comportements ondulatoires, aux interférences, etc... (un nombre complexe ayant un module et une phase, comme les ondes).

A partir de là, cela devient très simple .

L'espace-temps est décrit en relativité générale par une variété, un espace courbe à quatre dimensions.

L'état de l'espace-temps quantique consiste donc en une "superposition" de toutes les variétés possibles, toutes les courbures possibles,...

On comprend aisément que c'est particulièrement difficile à appréhender !

Note qu'en théorie des cordes on procède autrement.

Je vais peut être dire une grosse bêtise mais la quantification est ce que c'est l'utilisation de valeur discrète pour définir un état ?

Ce n'est pas une grosse bêtise car on peut arriver à ça.

En plus de la description ci-dessus, les observables (les quantités mesurables) sont représentées par des opérateurs mathématiques agissant sur les vecteurs d'états. Les valeurs propres de ces opérateurs constituant les valeurs mesurables.

Dans certaines circonstances (par exemple l'électron autour d'un atome), les solutions sont discrètes.

Dans d'autres (un électron libre) elles sont continues.

Si l'on applique la quantitifcation à l'espace-temps, on peut montrer (voir les travaux sur la gravité quantique à boucles, en particulier les articles de Rovelli qui est un des rares à avoir tenté une vulgarisation) que l'espace-temps est "discrétisé". Il existe une longueur minimale (la longueur de Planck).

Notons que ça reste compliqué.
- Les premiers "niveaux" quantifiés de longueur se resserent très vite pour devenir quasi continu. Au-delà de quelques centaines de longueurs de Planck, le spectre est pratiquement continu.
(en fait, il y a même une bizarrerie technique, ce sont les surfaces et les volumes qui sont quantifiés, pour la longueur ça reste ambigu. Va t'en comprendre ça ! ).
- Ce sont les longueurs (et les durées) qui sont quantifiée, pas les positions !!!!
- L'état physique reste une superposition de ces états discrétisés

En dehors des variables espace et temps quel sont les autre variables utile ( énergie température ??? )

Je ne comprend pas bien là. Utile pour quoi ? Si c'est pour définir l'état d'une particule, il peut y avoir bien d'autres variables (charge, spin, etc...)

Pour l'espace-temps, l'espace et le temps suffisent mais il faut bien entendu ajouter le reste. Un espace-temps vide n'est pas très intéressant

[A voir en vidéo sur Futura]