Espace temps

[10mention]

Bonjour,

L'espace temps peut-il existé sans matières ni énergies?
Peut-il y avoir un contenant sans contenu?
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[invite4ff2f180]

Bonjour,
ce n'est pas si facile de répondre à cette question, et je pense que ça dépend de l'interprétation que l'on donne à la RG.

Tout d'abord il y a un point a mettre au clair dès le début : l'énergie en relativité générale n'est pas un concept bien défini. Et c'est un GROS problème. On peut comprendre ce problème de deux manières :
- l'énergie en physique moderne est liée à la symétrie temporelle, ce qui ne pose aucun problème dans toutes les autres théories où il existe une métrique de fond (celle de Minkowski). La RG étant "background independant" (je ne connais pas la traduction française) et invariante sous difféomorphismes, c'est plus compliqué.
- ensuite une manière plus géométrique : en RR si un observateur veux déterminer l'énergie d'une particule qui n'est pas au même endroit que lui, il utilise le produit scalaire V.P où V est la 4-vitesse de l'observateur et P la 4-impulsion de la particule. Ce produit scalaire donne l'énergie de la particule pour l'observateur. En RG on voit tout de suite qu'il y a un problème car les deux vecteurs V et P sont définis dans des espaces tangent différents. La méthode naïve est donc d'utiliser le transport parallèle pour "ramener" P dans le même espace tangent que V. La où ça coince, c'est que le transport parallèle dépend du chemin suivi et donc l'énergie n'est pas bien définie.

Donc pour répondre a ta question
- si tu enlèves toute l'énergie (donc aussi celle du champ gravitationnel qui est dynamique en RG) tu n'a plus rien. Tu n'a plus aucun champ.
- si tu enlève toute la matière (cad tout ce qui est décrit par le modèle standard, j'y inclue donc les photons, bosons de jauges, même s'ils ne sont pas massif), il ne reste que le champ gravitationnel a priori, qui est un champ dynamique possédant une énergie.

Maintenant cela a t-il un sens de parler d'un champ gravitationnel sans matière ? C'est là que les avis peuvent diverger.
En effet, en RG, l'espace-temps est défini par une variété différentielle et une métrique. Comme en RR en fait MAIS en RG la métrique est dynamique. De plus la variété joue un rôle complètement différent :
en RR, un point de la variété a un sens physique, il correspond à un événement. En RG un point de la variété n'a AUCUN sens physique, parler de la courbure au point A ne veux rien dire, et la théorie ne peut pas prédire la courbure en un point de la variété d'ailleurs. C'est du au fait que la théorie est background independant. Pour le comprendre voila un exemple simple : supposes un système de cordonnées où l'espace-temps est plat en A et courbe en B. Tu peux choisir un autre système de cordonnées où ça sera l'inverse courbe en A et plat en B. Et pourtant c'est la MEME configuration physique (c'est juste une liberté de jauge).
Donc la RG ne peut que prédire des "coïncidences" par exemple si tu as une particule, tu peux prédire la courbure là où est la particule. Si tu as deux particules, tu peux dire l'espace temps est plat pour la particule A et courbe pour la particule B, cette prévision ce dépend plus des coordonnées.

Voila.
C'est un sujet assez vaste, je ne peut donc pas tout discuter ici, mais j'ai donné quelques pistes.
cordialement.

[10mention]

Merci Mixoo pour t'a reponse
Il est vrai que c'est une question trop ouvert...
A chacun ça méditation

++

[doul11]

bonsoir,

ce n'est pas si facile de répondre à cette question, et je pense que ça dépend de l'interprétation que l'on donne à la RG.

ça dépend aussi de l'interprétation de la mécanique quantique !

selon une hypothèse notre espace temps (macroscopique) émergerais de quelque chose de plus fondamental (microscopique)

vous pouvez regarder ces discutions :

les message de chaverondier : http://forums.futura-sciences.com/ph...quantique.html

http://forums.futura-sciences.com/ph...mmutative.html

http://forums.futura-sciences.com/de...-stable-2.html

bonnes lectures

[A voir en vidéo sur Futura]