Espace Temps

[inviteb276d5b4]

Bonjour, je ne suis pas scientifique mais je me pose néanmoins les questions suivantes.

Nous sommes supposés vivre dans un espace-temps.

Cet espace-temps est-il indisociable ?
Peut-il exister un espace sans notion de temps ?
Peut-il exister un temps sans notion d'espace ?
Le temps engendre t-il l'espace ?
L'espace engendre t-il le temps ?
Peut-on être dans cet espace mais dans un temps different ?
Peut-on être dans ce temps mais dans un espace different ?

Les mesures du temps (h,mn,s,année lumière) ne sont en fait qu'une mesure de
distance par rapport à un référentiel, donc ce qu'on mesure, c'est de l'espace, pas du temps.

l'espace associé au temps, sont-ils les "créateurs" de la matière ?

Existe t-il un référentiel qui permet de mesurer le temps autrement que part une distance,
une sorte "d'unité d'existence" ?

Et si vous vous (ou me) donnez un peu de Temps pour répondre à ces questions,m'aurez vous "en même temps"
donné un peu d'espace ?

Merci.
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[deep_turtle]

Bonjour et bienvenue,

D'abord un conseil : évite de poser plus de 167 questions dans un message, c'est le meilleur moyen que ça parte dans tous les sens qu'au final tu n'aies aucune réponse...

Les mesures du temps (h,mn,s,année lumière) ne sont en fait qu'une mesure de distance par rapport à un référentiel, donc ce qu'on mesure, c'est de l'espace, pas du temps.

Non, beaucoup d'horloges fonctionnent sans mesurer l'espace. Par exemple, si tu fermes les yeux le temps écoulé entre un tic et un tac d'une montre (prends une montre numérique pour que ce soit encore plus convaincant) te permet de mesurer le temps, sans qu'aucun mouvement ne soit présent...

[doryphore]

La théorie de la relativité a changé notre perception de l'univers.
Elle nous a appris que les notions d'espace et de temps sont réellement indissosiables et que la scission que nous créons en imaginant le temps a part de l'espace est une illusion dont on pourrait s'amuser à rechercher les causes...

On peut imaginer un espace sans notion de temps, ou une dimension temporelle sans notion d'espace mais pas imaginer pouvoir y observer quoi que ce soit. (l'information ne transite pas)

LE temps n'engendre pas l'espace ni l'inverse, l'espace temps est...
Libre à nous de faire défiler mentalement l'un en fonction de l'autre mais c'est un pur artefact mathematique...

Quelqu'un d'autre que toi peut être dans cet espace dans un temps différent mais pas toi...

Ton voisin sera dans ce temps dans un espace différent que toi...

La matière est crée par l'energie, les rapport entre energie et espace temps ne sont pas connus...

L'expression donner du temps est ambigüe...

En espérant n'avoir pas dit trop de bêtises...

[inviteb276d5b4]

Merci de vos rapides explications qui recadrent un peu mon esprit ignorant.

A l'expression "donner du temps", on peut quantifier le temps que tu as passé a me répondre, mais peut-on l'exprimer en terme d'espace ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[doryphore]

Oui, le temps en seconde que j'ai passé est exprimable en mètres...

[BioBen]

les rapport entre energie et espace temps ne sont pas connus...

Euh ...je me permet de completer (ou peut-être même un peu contredire) :
il y a bel et bien un rapport entre energie et esapce-temps, c'est d'ailleurs un point central de la RG si je ne m'abuse (en tout cas c'était expliqué de cette facon dans une conférence de Damour).
Conférence disponible ici :
http://www.canal-u.com/canalu/index.php?q=damour

[doryphore]

LE vide est créateur de matière virtuelle, la présence d'énergie modifie la géométrie de l'espace temps mais est-ce que l'espace temps lui-même est créateur de matière ou d'énergie ??

[inviteb276d5b4]

Tu veux dire que tu aurais passé "x" mètres à me répondre ?
Peut-on calculer cet équivalence ?
Ou cela veut dire que ton clavier est loin de ton écran ?

[Rincevent]

est-ce que l'espace temps lui-même est créateur de matière ou d'énergie ??

l'espace-temps lui-même (= le champ de gravitation) contient/porte une énergie. Dans certaines conditions, cette énergie peut se matérialiser sous forme matière + antimatière (cf effet Hawking par exemple).

[BioBen]

mais est-ce que l'espace temps lui-même est créateur de matière ou d'énergie ??

Je ne sais pas vraiment ta question (l'esapce-temps est en quelque sorte le cadre dans lequel évolue l'energie, en tout cas j'ai compris ca de cette facon), mais par contre tu semblais dire que l'on ne connaissais pas le rapport entre espace-temps et energie, alors qu'en RG on voit que ce rapport est que en présence d'energie (flux d'energie je crois ?) l'espace-temps se courbe localement.

Je suis pas [encore]un spécialiste de RG alors m'en voulez pas si j'ai dit une ânerie mais moi j'ai compris ca de cette facon.

EDIT : ah bah un spécialiste a répondu avant moi

[doryphore]

Pr Rincevent: Donc le vide et l'espace temps sont synonymes en physique.

Pr Bob: J'ai passé environ 18 000 000 000 m à te répondre...

[mtheory]

LE vide est créateur de matière virtuelle, la présence d'énergie modifie la géométrie de l'espace temps mais est-ce que l'espace temps lui-même est créateur de matière ou d'énergie ??

Au tout début des années 60 , quand le modèle de l'état stationnaire était dominant, on devait compenser l'expansion éternelle de l'Univers
par la création de particules (de neutrons je crois) pour maintenir sa densité constante.La conservation de l'énergie était assurée par un bilan de l'énergie gravitationnelle de l'Univers avec son contenu matériel.
Ce fut le début des études sérieuses de champs quantiques en espace-temps courbes ,à vrai dire Schroendinger avec son génie visionnaire habituel avait déjà taquiné le problème dés les années 30(si,si!!).
Vers la fin des années 60 de gens comme Zeldovitch et Parker ont transposé/développé ça dans le cadre du BB et étudié la façon de créer toute la matière initiale de l'Univers à partir de son expansion initiale.
Hawking n'a fait 'que' reprendre ces calculs pour un trou noir ,lui même trés similaire à une solution cosmologique.
Aujourd'hui l'inflation repose sur cette même idée ,créer de la matière à partir de l'expansion de l'Univers.

[inviteb276d5b4]

Pr doryphore: Je ne connais personne qui puisse parcourir 18 000 000 000 m en si peu de temps.
Merci messieurs de m'avoir fait comprendre que le temps psychologique et bien différent du temps en physique.

[doryphore]

Peut-on voir l'expansion comme un raccourcissement des règles de mesure et dans ce cas peut-on faire un parallèle direct entre les raccourcissement des règles et la présence d'énergie et est-ce que cette conception est compatible avec la déformation de l'espace-temps en présence de matière..?

[doryphore]

Pr doryphore: Je ne connais personne qui puisse parcourir 18 000 000 000 m en si peu de temps.
Merci messieurs de m'avoir fait comprendre que le temps psychologique et bien différent du temps en physique.

Ce n'est pas moi qui ait parcouru cette distance, c'est le front de causalité...(cf les annales du disque-monde dont certains sont adeptes...)

[mariposa]

[QUOTE=deep_turtle]

Non, beaucoup d'horloges fonctionnent sans mesurer l'espace. Par exemple, si tu fermes les yeux le temps écoulé entre un tic et un tac d'une montre (prends une montre numérique pour que ce soit encore plus convaincant) te permet de mesurer le temps, sans qu'aucun mouvement ne soit présent

A ce propos mesurer le temps avec une horloge, c'est utiliser de la matière qui bouge dans l'espace. Ne serait-ce pas un argument suplémentaire pour montrer que espace-temps-matière sont indiscociables?

[doryphore]

A quoi ressemble la trajectoire tétradimensionnelle d'un pendule en mouvement ?

Une sinusoïde ?

[mtheory]

Pr Rincevent: Donc le vide et l'espace temps sont synonymes en physique.

Pas vraiment mais il faut voir que l'espace-temps n'est pas un simple receptacle géométrique ,fut-il dynamique, des objets physiques.
Par contre le vide quantique et l'espace-temps sont intimement liés.
Il y a même une théorie,celle de Sakharov, où l'on compare l'espace-temps à un millieu déformable en liaison avec le vide quantique.
La constante de la gravitation est alors une sorte de 'constante élastique' calculable à partir de la résistance de l'espace-temps à la déformation lorsque celui-ci est couplé aux fluctuations du vide quantique, G est alors calculable à priori à partir de la physique des particules élémentaires.
C'est pourquoi on tourne autour de l'idée que des modèles de physique de la matière condensée doivent être utiles pour comprendre les relations espace-temps/vide quantiques.
ATTENTION c'est pas un retour à l'éther au sens basique,classique du terme.

[inviteb276d5b4]

pr Rincevent: Vous dites: "l'espace-temps lui-même (= le champ de gravitation)..."
Je croyais qu'il y avait gravitation là et seulement là ou il y a de la matière.
Un espace-temps sans matiere serait-il toujours = au champ de gravitation

"...contient/porte une énergie"
Quelle est la nature de cette energie ?

Pr Doryphore: "Front de causalité" Ok. Je vais m'eclaircir sur le sujet, merci.

[mtheory]

[QUOTE=mariposa]

A ce propos mesurer le temps avec une horloge, c'est utiliser de la matière qui bouge dans l'espace. Ne serait-ce pas un argument suplémentaire pour montrer que espace-temps-matière sont indiscociables?

Remarque fort juste!Et d'ailleurs on utilise les particules élémentaires comme horloges/corps d'épreuves en RG pour donner une définition opérationnel de l'espace et du temps,d'ou l'emploi privilégié des photons pour raisonner dans les diagrames d'espace-temps.
Ce qui fait dire à certain que l'étude de l'Univers primitif est problématique car comment définir opérationnelement l'espace et le temps lorsque nos horloges habituelles n'existent plus dans les conditions infernales de l'époque?

[deep_turtle]

Ben non, je ne suis pas d'accord avec vous deux (c'est pour ça que j'avais pris soin de préciser "montre numérique"). Je peux faire une horloge à bas ed'atomes radioactifs dont je connais la période, ou à base d'un système quantique à deux états qui ne fait pas intervenir un mouvement.

[Rincevent]

Donc le vide et l'espace temps sont synonymes en physique.

je ne sais pas ce que j'ai dit qui t'a fait pensé à ça, mais non. L'espace-temps dénué de particules n'est pas ce que l'on nomme "le vide". Pour un sytème physique donné, le vide est par définition UN état du système qui est d'énergie minimale. Note bien le UN : pour certains systèmes il existe plusieurs vides distincts.

Un exemple trivial : si seul existait l'espace-temps (aucune matière du tout et pas de champs quantiques qui fluctuent) et que celui-ci soit un objet dynamique (= qui change et peut contenir de l'énergie) comme en RG, alors un vide possible est l'espace-temps de Minwkoski (courbure strictement nulle). Mais si tu t'amuses à changer la topologie de cet espace-temps sans le courber, tu obtiens un autre vide distinct. Des exemples plus complexes font intervenir les champs de Yang-Mills et la QCD (humanino et mtheory ont écrit pas mal de trucs sur ce sujet si je me souviens bien).

Peut-on voir l'expansion comme un raccourcissement des règles de mesure et dans ce cas peut-on faire un parallèle direct entre les raccourcissement des règles et la présence d'énergie et est-ce que cette conception est compatible avec la déformation de l'espace-temps en présence de matière..?

bah en fait selon la physique moderne, l'espace-temps est "la règle" qu'il faut utiliser. On pourrait dire que le point de vue selon lequel "l'espace-temps est figé mais ce sont les objets matériels qui changent" est équivalent (par symétrie), mais en fait non. Grossièrement c'est lié au fait que même si tu peux tordre tout dans tous les sens, tu peux toujours définir des invariants géométriques qui "sont" caractéristiques des "objets" physiques "réels".

Je croyais qu'il y avait gravitation là et seulement là ou il y a de la matière.
Un espace-temps sans matiere serait-il toujours = au champ de gravitation

oui, un espace-temps sans matière peut être quand même courbé et donc correspondre à un champ de gravitation non-nul.

[edit] croisement avec plein de gens

[mariposa]

[QUOTE=mtheory]

Remarque fort juste! Et d'ailleurs on utilise les particules élémentaires comme horloges/corps d'épreuves en RG pour donner une définition opérationnel de l'espace et du temps,d'ou l'emploi privilégié des photons pour raisonner dans les diagrames d'espace-temps.

Ce qui fait dire à certain que l'étude de l'Univers primitif est problématique car comment définir opérationnelement l'espace et le temps lorsque nos horloges habituelles n'existent plus dans les conditions infernales de l'époque?

Merci de ta réaction qui est très encourageante. En effet j'avais émis l'idée que l'espace-temps pouvait émerger de la singularité de phase comme l'expression d'un paramêtre d'ordre a la Landau. il serait raisonnable que dans le même coup émerge un champ de matière a N composantes (N inconnu?).

Dans ce cas l'ensemble champ de matière + espace-temps est une représentation irréductible de dimension 4 + N du groupe inconnu dont la symétrie a été brisée.

L'avantage de l'approche a la Landau est d'articuler sans peine la singularité du big bang avec l'apparition de l'espace-temps-matière.
Il est facile de penser qu'il y ait une origine des temps avec quelquechose "avant" sans le temps et ce sans aucune contorsion mentale. En prime la théorie de landau prédit toutes formes de défauts topologiques en rapport avec les propriétés de la symétrie brisée.
Je suis de plus en plus convaincu avec ma vision physique du solide que le vide est vraiment un "matériau" comme les autres. Il doit y avoire des connexions avec la théory M mais là j'en sais trop peu (en fait rien du tout) et je compte sur toi pour trouver des rapprochements.

[mariposa]

Ben non, je ne suis pas d'accord avec vous deux (c'est pour ça que j'avais pris soin de préciser "montre numérique"). Je peux faire une horloge à bas d'atomes radioactifs dont je connais la période, ou à base d'un système quantique à deux états qui ne fait pas intervenir un mouvement.

Un système quantique a 2 états c'est de la matière en mouvement. On dirait que tu considères les horloges comme des mouvements classiques style réveil de grand-mère. Une horloge c'est un mouvement périodique: Par exemple l'électron de la molécule d'hydrodène va de gauche a droite et réciproquement a une certaine fréquence (l'inverse de l'élément de matrice de couplage des orbitales "s".

[doryphore]

je ne sais pas ce que j'ai dit qui t'a fait pensé à ça, mais non. L'espace-temps dénué de particules n'est pas ce que l'on nomme "le vide". Pour un sytème physique donné, le vide est par définition UN état du système qui est d'énergie minimale. Note bien le UN : pour certains systèmes il existe plusieurs vides distincts.

Un exemple trivial : si seul existait l'espace-temps (aucune matière du tout et pas de champs quantiques qui fluctuent) et que celui-ci soit un objet dynamique (= qui change et peut contenir de l'énergie) comme en RG, alors un vide possible est l'espace-temps de Minwkoski (courbure strictement nulle). Mais si tu t'amuses à changer la topologie de cet espace-temps sans le courber, tu obtiens un autre vide distinct. Des exemples plus complexes font intervenir les champs de Yang-Mills et la QCD (humanino et mtheory ont écrit pas mal de trucs sur ce sujet si je me souviens bien).

D'accord, heureux de savoir ce qu'est le vide...

bah en fait selon la physique moderne, l'espace-temps est "la règle" qu'il faut utiliser. On pourrait dire que le point de vue selon lequel "l'espace-temps est figé mais ce sont les objets matériels qui changent" est équivalent (par symétrie), mais en fait non. Grossièrement c'est lié au fait que même si tu peux tordre tout dans tous les sens, tu peux toujours définir des invariants géométriques qui "sont" caractéristiques des "objets" physiques "réels".

Ca ne revient pas à mettre au goût du jour le mètre étalon ?
Et j'ai du mal à comprendre pourquoi ces deux points de vue ne sont pas rigoureusement équivalents...
Peux tu développer, sil te plait ?


[

[mtheory]

Ben non, je ne suis pas d'accord avec vous deux (c'est pour ça que j'avais pris soin de préciser "montre numérique"). Je peux faire une horloge à bas ed'atomes radioactifs dont je connais la période, ou à base d'un système quantique à deux états qui ne fait pas intervenir un mouvement.

ça évolue dans le temps poutant non?Et puis pour la radioactivité alpha la particule est en mouvement dans le puit du noyau, un système comme l'horloge à amoniaque voit bien l'atome d'azote oscillé dans l'espace?
Bon je veux pas être trop affirmatif car les idées que j'ai mentionné ne sont pas fraiches dans ma mémoire et je ne suis pas certain d'avoir été bien rigoureux dans mes propos .
Je me rappel juste que des truc comme la longueur de Compton des particules ou leur fréquence sont utilisés comme horloges/régles/corps d'épreuves pour définir opérationnellement l'espace-temps ou un truc comme ça,qu'il fallait se méfier en RG de la définition de durées et de longueurs abstraites sans rapport à un processus de mesure.
En electrodynamique Pauli a souligné maintes fois que pour définir un champ électromagnétique il fallait une charge d'épreuve et qu'il existait donc inévitablement un sorte de mélange entre les particules chargées et le champ électromagnétique(Zut j'arrive plus à voir clairement ce point).
Je vais réfléchir et vérifier mes sources.

[Rincevent]

ça évolue dans le temps poutant non?

le temps, mais pas l'espace. Ce que voulait dire Deep (auquel j'adhère) est que la notion de temps ne nécessite pas celle d'espace (à moins d'inclure dans ce terme la notion d'espace des paramètres).

Et puis pour la radioactivité alpha la particule est en mouvement dans le puit du noyau, un système comme l'horloge à amoniaque voit bien l'atome d'azote oscillé dans l'espace?

ce sont des modélisations approximatives. Tu sais très bien qu'un système quantique n'est pas "localisé". Et si tu prends un muon, pas de structure interne (a priori) donc pas de mouvement de constituants.

Et j'ai du mal à comprendre pourquoi ces deux points de vue ne sont pas rigoureusement équivalents...
Peux tu développer, sil te plait ?

désolé, pas le temps

mais la clef de "l'énigme" est la distinction entre transformations active et passive... approfondis la notion d'invariance sous difféomorphismes en RG et tu auras la réponse...

[glevesque]

Salut à tous et à toutes

Certains d'entre-vous sembles supposer que l'espace-temps et énergie (matière) sont des choses différentes. Pourtant elles vont de paire et représentes certaines proprété de l'une versus l'autre. La matière est un état localiser et condenser de champs d'espace-temps et il me semble que l'énergie découle de cette état sous différentes formes ! Bon il me semble !

Coriger moi !!!!

Gilles

[mtheory]

le temps, mais pas l'espace. Ce que voulait dire Deep (auquel j'adhère) est que la notion de temps ne nécessite pas celle d'espace (à moins d'inclure dans ce terme la notion d'espace des paramètres).

Oui,je suis d'accord mais je répondais surtout à Mariposa et aux exemples que donnait Deep-Turtle avec des horloges ne faisant pas intervenir de mouvement dans l'espace.D'un autre coté la température me fait 'confusionner' les neuronnes et on définit souvent le temps comme une mesure du mouvement.

ce sont des modélisations approximatives. Tu sais très bien qu'un système quantique n'est pas "localisé". Et si tu prends un muon, pas de structure interne (a priori) donc pas de mouvement de constituants.

Oui mais il y a bien un 'mouvement' dans l'espace-temps pour les systèmes considérés , l'atome avec désintégration alpha et maser à amoniaque.
En outre y a une histoire avec la longueur de Compton ,je sais plus où j'ai lu ça.
Je suis perplexe à ce stade ,donc je vais continuer à essayer d'éclaircir mes idées sur ce point

[mtheory]

. La matière est un état localiser et condenser de champs d'espace-temps et il me semble que l'énergie découle de cette état sous différentes formes ! Bon il me semble !

C'est une possibilité intéressante qu'Einstein a soutenu souvent sous une forme sophistiquée mais on n'en est pas sûr et il faut ajouter la MQ.