ça me rappelle quelque chose ça...Envoyé par Lévesque
Je considère que la discussion n'est pas close. J'ai reçu deux messages en privé de modérateurs qui me promettaient de répondre à mes arguments lorsqu'ils auraient le temps. J'attends toujours
j'essaie de faire ça sous peu... mais faut d'abord que je trouve le temps de lire tout le fil pour pas faire des redites...
est-ce que vous pouvez m'expliquez d'où la force gravitationelle tire sn énergie?
ca me semble pas évident et pourtant personne ne se pose de question
Tiens, ceci mer perturbe, il me semblais aler de sois que la direction de l'impulsion soit dans le sens du vecteur vitesse, mais comment cela aurai t'il pu étre autrement?
Merci bien
Bonjour Floris!Tiens, ceci mer perturbe, il me semblais aler de sois que la direction de l'impulsion soit dans le sens du vecteur vitesse, mais comment cela aurai t'il pu étre autrement?
Merci bien
Tu avais surement remarqué, je rapportais la construction du vecteur impulsion tel que décrit dans Taylor et Wheeler. Donc, si tu le permets, je te donne leur argument et on en discute si tu as d'autres questions. La seule chose que je peux te dire, pour l'instant, c'est que oui il semble évident que l'impulsion soit dans la direction du déplacement de la particule, mais on ne peut pas en vouloir aux auteurs de montrer que cela est lié à l'isotropie de l'espace. Voilà leur argument:Donc, les auteurs disent que oui, c'est évident, mais qu'en plus si ce n'était pas vrai, on violerait le principe d'isotropie de l'espace.
J'espère que ça t'aide... (Tu n'as pas de biblio à ta porté?)
Simon
Étant donné que ce sont majoritairement les physiciens des particules qui insistent pour bannir le concept de masse relativiste, je donne ici un aperçu de l'introduction du 4-vecteur énergie-impulsion telle que présentée par un grand spécialiste.
Peut-être cela pourra-t-il servir de base à la discussion. Weinberg met bien en évidence tout ce qui provient de définition par l'utilisation des "Définissons la force relativisteagissant sur une particule avec coordonnées
Évidemment, si
ou, plus explicitement, puisque
où
4. Energie et Impulsion
La forme relativiste (2.3.1) de la seconde loi de Newton suggère immédiatement de définir un 4-vecteur énergie impulsion
et d'écrire la seconde loi comme
Se souvenant que
où
Alors les composantes d'espace de
et sa composante temporelle est l'énergie
où
Avec
en accord avec les formules non-relativistes, sauf pour le m dans E. Parfois le facteur
S. Weinberg, Gravitation and Cosmology, John Wiley and Sons, p.31-2 (1972)
Simon
Bonjour Simon, merci pour ton message. Bon c'est sans doute du à ma grande lenteure d'esprit mais je ne vois pas ce que signifie "l'espace est le même dans toutes les directions" veulent t'il parler des lois de la dynamique...?
"Puisqu'il est ainsi, la seule direction possible associée avec le mouvement d'une particule se déplaçant en ligne droite est la direction du mouvement de la particule. "
C'est quoi une direction possible? On dirais que peut les auteurs, la direction de mouvement d'une particule ne dépend pas intrinsequement à la direction du vecteur vitesse. J'ai du mal à comprendre le lien entre ceci et l'isotropie de l'espace, à moin de parler peut étre de courbure de l'espace temps et encore j'en doute.
Ceci m'interesse car effectivement, je n'aime pas les apriorie et les notions qui semflent aler de soi. Mais là je ne comprend pas tout à fais, ceci peut étre en raison de ma grande lenteure d'esprit.
merci encore à toi
flo
Voici un lien que j'ai bien apprécié en rapport avec la discussion:
Fowler, Mass and Energy (Rest energy - Einstein's Box - Mass and Potential Energy)
Salut deep,
il y a longtemps que je voulais revenir là-dessus. Entre autre, sur "une nouvelle quantité physique m" et "en aucun cas la masse n'entre dans la définition du 4-vecteur".
J'attends toujours tes précisions là-dessus. Si tu as des arguments qui vont dans ce sens, j'aimerais beaucoup les connaître.
Penses-tu que Weinberg y a bien pensé avant d'introduire le 4-vecteur énergie-impulsion? Remarque que celui-ci défini le 4-vecteur en terme de la masse. Donc, si le 4-vecteur a une norme proportionnelle à la masse, c'est qu'on en a décidé ainsi.
À bientôt,
Simon
salut,
toujours pas trop le temps de répondre (mais en plus tu me facilites pas la tâche à toujours rajouter des machins
je ne suis pas d'accord car les physiciens relativistes (comprendre les gens qui bossent en relativité générale), dont je fais partie, n'utilisent strictement jamais la "masse relativiste".
à suivre...
[edit] ps : et juste pour te faire plancher encore un peu plus [je suis certain que tu vas aller nous trouver pas mal de réfs bien sur ça aussi], je me permets de te signaler que les vecteurs vitesse et impulsion sont pas toujours alignés...
Dernière modification par Rincevent ; 16/09/2005 à 14h58.
J'avoue que ce que tu dis me fait frémir. Pour te prouver que tu as tort, j'allais te donner ici la listes des auteurs et ouvrages qui utilisent le concept de masse relatitiviste. C'est impossible, elle est bien trop longue. Je te donne seulement quelques chiffres, on pourra consulter l'article de Oas pour une revue détaillé de l'utilisation du concept dans la littérature. Les chiffres que j'expose proviennent de là.
Depuis l'avènement de la relativité, Oas a répertorié 634 ouvrages de toutes sortes discutant de celle-ci. Sur 634, 476 utilisent le concept de masse relativiste.
Avant 1970, Oas a répertorié 102 ouvrages, là dessus, 92 utilisent le concept de masse relativiste.
Entre 70-79, Oas a répertorié 85 ouvrages, 66 utilisent le concept de masse relativiste.
Entre 80-89, Oas a répertorié 114 ouvrages, 86 utilisent le concept de masse relativiste.
Entre 90-99, Oas a répertorié 174 ouvrages, 119 utilisent le concept de masse relativiste.
Entre 2000-05, Oas a répertorié 140 ouvrages, 91 utilisent le concept de masse relativiste
Sur les ouvrages dédiés exclusivement à la RR et la RG, sur 100 ouvrages publiés dans le dernier sciècle, 63 utilisent le concept de masse relativiste.
Entre 95 et 2005, pour les ouvrages concernant uniquement le RR et la RG, 16 ouvrages sur 24 utilisent le concept de masse relativiste.Hum!?
Il ne faut pas oublier d'y jetter un coup d'oeil, certaines nous donnent des renseignements assez utiles
pourtant je maintiens ce que je te dis. Je ne parlais pas des livres d'intro à la relativité (en plus je parlais que de la relativité générale alors que ta liste contient aussi pas mal de RR) mais d'écrits scientifiques "professionnels" liés à la RG en tant qu'outil fondamental ou en tant que sujet de recherche. Et je t'assure que dans ce cadre-là, le nombre de personnes utilisant la notion de masse relativiste frôle le zéro absolu...
idem pour la masse effective du photon...
Pour la masse effective du photon on dit quoi ?la masse effective du photon...
Qu'il a une masse nulle au repos (ca c'est normal) et qu'il a une "masse apparente" qui dépend de sa longueur d'onde ? Ou alors on n'utilise même pas le concept de masse apparente ?
on l'utilise uniquement pour les intros à la Rg comme argument intuitif pour "justifier" la déviation de la lumière à partir du principe d'équivalence (et réciproquement). Mais pour la lumière comme pour les particules massives, ce qui dépend de l'observateur, c'est l'énergie, pas la masse. Sinon on aurait deux "termes" redondants pour désigner la même grandeur physique. Pour ce qui est du photon, on en avait discuté autrefois avec mtheory (il avait donné un lien vers le site de baez) sur le forum. Tu peux chercher si tu veux plus de détails.
Je sais bien, on retire presque systématiquement les articles comprenant le concept de masse relativiste. Je ne nie pas cela.
Cependant, beaucoup de scientifiques continuent d'utiliser "masse au repos" ce qui, pour moi, admet la masse "non-au-repos". Fait une petite recherche avec "rest mass". Tu trouveras beaucoup d'articles professionnels. Je ne voulais pas vraiment entrer là-dedans. Pour moi, le nombre de ceux qui utilisent le concept dans leurs article n'est pas un argument pour ou contre ce concept. Je voulais seulement mentionner que ce que tu avais dit n'étais pas tout à fait vrai (de la façon dont tu l'avais formulé, ça pouvait inclure les ouvrages d'introduction de RG. Si tu reformules en terme des articles scientifiques actuels, je suis d'accord que l'expression "masse relativiste" est tout à fait absente.)
Je ne sais pas exactement comment mettre en évidence pourquoi j'ai l'impression que le mot masse devrait inclure l'énergie cinétique. Pour l'instant, je ne peux que mentionner une incongruité entre
1. Définir la masse comme étant l'énergie au repos et
2. Attribuer la qualité de masse à un proton, un neutron, un atome, une molécule, une roche, une planète, une galaxie ; objets ayant tous une énergie au repos constituée en partie de l'énergie cinétique des constituants fondamentaux.
Si on accepte que la masse est l'énergie au repos, alors l'utilisation du mot masse est réservée exclusivement aux objets sans sous-structure. On doit banir le mot masse comme qualificatif d'objets autres que les particules élémentaires.
Je ne vois aucune façon de sortir de cela. Voilà pourquoi j'en parle ici, espérant que quelqu'un pourra voir ce qui cloche dans ma compréhension des choses.
sans vouloir paraître désagréable, ce genre de propos sonne un peu "théorie du complot"... si l'expression n'intervient pas dans les travaux/calculs dont je parle, c'est simplement car cette grandeur ne joue aucun rôle. L'énergie d'un système pour un observateur donné, oui. Sa masse, oui. Mais sa masse relativiste, non.
bah je t'assure qu'en RG on parle de masse et on sait de quoi on parle. Je pense que si on parle de "rest mass" parfois, c'est uniquement par habitude... je jurerai pas que ça m'est jamais arrivé mais c'est pas pour ça que j'accorde le moindre intérêt à la masse relativiste...Cependant, beaucoup de scientifiques continuent d'utiliser "masse au repos" ce qui, pour moi, admet la masse "non-au-repos". Fait une petite recherche avec "rest mass". Tu trouveras beaucoup d'articles professionnels.
pour le reste, j'y reviendrai plus tard... juste une remarque :
je ne suis absolument pas d'accord. En plus, tu sais très bien que la masse des particules élémentaires n'est pas indépendante de leur environnement, donc cette affirmation ne tient pas la route. Autre argument : un trou noir a-t-il ou pas une sous-structure de ce point de vue ? et a-t-il oui ou non une masse ?Si on accepte que la masse est l'énergie au repos, alors l'utilisation du mot masse est réservée exclusivement aux objets sans sous-structure. On doit banir le mot masse comme qualificatif d'objets autres que les particules élémentaires.
Et bien... loin d'être un spécialiste des trous noirs, je dirais que puisqu'aucune information n'est perdue à l'intérieur du trou noir, cela implique probablement qu'il a une sous-structure organisée de façon à conserver l'information? Et j'imagine qu'il a une masse, s'il a une énergie et une quantité de mouvement...
Il y a un point sur lequel je reviens souvent, et qui ne trouve pas encore réponse. Probablement parce que je comprends mal. Pourquoi l'énergie cinétique d'un électron libre (isolé) n'est pas de la masse, alors que son énergie cinétique à l'état lié est de la masse? On dit de l'atome d'hydrogène qu'il a une masse, pourtant celle-ci est en partie constituée de l'énergie cinétique de l'électron.
On parle de la masse d'un système, qui augmente en fonction de sa température, c'est-à-dire de la vitesse moyenne des objets qui le compose. Pourquoi dans ce cas, l'énergie cinétique des objets qui le compose est de la masse, alors que l'énergie cinétique de chaque objet individuel n'est pas de la masse?
Bonsoir,
Un avis d'amateur: il me semble qu'il y a une différence fondamentale entre les systèmes liés, et les systèmes où les éléments conservent tous leurs degré de liberté. Exemple: un noyau, un atome, une molécule sont des systèmes liés. Un gaz de faible taille (pour éviter la liaison gravitationnelle) ne l'est pas.
Un système lié se déplace comme un ensemble, ce sont les forces internes qui entraîne cela: le centre de masse correspond à une réalité. Dans un système non lié, chaque composant est indépendant, et le centre de gravité est plutôt un résultat de calcul qu'autre chose.
Il est donc légitime et intéressant de calculer la masse du système lié, mais beaucoup moins pour un système non lié.
Un point curieux est que, pour qu'un système soit lié, il doit avoir un défaut de masse...
Cordialement,
Merci mmy pour ta contribution. Je voulais seulement préciser que ma question porte plus sur la définition de la masse que sur l'intéret du calcul de celle-ci.
Je prend un exemple extra idéalisé pour encore essayer d'illustrer ce que je ne comprends pas. Disons que je te montre un tout petit extrait vidéo d'un électron qui se déplace pendant un court intervalle de temps. Je te demande: "est-ce que son énergie cinétique est de la masse?" Tu me réponds que non, le mot masse est réservé à la constante en lien avec l'énergie au repos. J'aggrandie un peu l'image et on voit que finalement, l'électron est lié à un atome d'hydrogène. Alors je te demande "Est-ce que son énergie cinétique est de la masse?" Tu me réponds "Bien sur, cette énergie est une portion de la masse de l'atome d'hydrogène".
Ainsi, l'énergie cinétique d'un objet n'est pas de la masse si celui-ci ne fait pas partie d'un système plus grand, mais l'énergie cinétique d'un objet est de la masse si celui-ci fait partie d'un système plus grand? Pourtant, tous les objets, quels qu'ils soient, font partie d'un système plus grand.
L'énergie cinétique de l'électron, dans l'accélérateur de particules, contribue à la masse de la Terre. Si on pouvait capter une très grande énergie de la lumière provenant des étoiles, sur une longue période par exemple, on pourrait la transmettre à l'électron sous forme d'énergie cinétique. On augmenterait alors la masse de la Terre.
Pourquoi l'énergie cinétique d'un électron dans un accélérateur de particules n'est pas de la masse, alors que cet énergie cinétique constitue en fait une partie de la masse de la terre?
En fait, c'est parce que la masse a une définition différente selon le contexte. Dans certain contextes, elle peut être constituée d'énergie cinétique (la masse de la terre...), et dans certains autres, elle ne peut pas (la masse d'une particule élémentaire).
Cela me trouble.
Simon
Je comprend le trouble. Mais l'univers est coquin. L'expérience que tu propose n'est pas possible. La méca Q est là pour veiller. Si l'électron est lié à l'atome d'hydrogène, il n'a pas de vitesse précise (principe d'incertitude oblige). Pas moyen de faire un extrait vidéo comme proposé!
C'est casse-pied, je suis d'accord avec toi.
Une autre manière de penser la chose: l'électron lié a une fonction d'onde totalement différente de la fonction d'onde d'un électron en translation uniforme. Si tant est que l'on pouvait capturer en vidéo ladite fonction d'onde, on ferait la distinction entre les deux.
Je ne suis pas certain de comprendre mais, j'aimerais bien!
Bonjour,
Essayons... La méca Q dit que le modèle d'un électron (d'une particule) comme point massif ne marche pas. On le remplace par un modèle plus compliqué, une fonction de l'espace-temps.
Pour parler d'énergie d'une particule, il faut une situation stationnaire, c'est-à-dire identique à elle-même pendant une durée assez longue (cette durée déterminant la précision de l'énergie, par
Dans les deux cas d'un électron en translation uniforme et de l'électron d'un atome isolé d'hydrogène, c'est le cas.
En translation uniforme, la fonction d'onde est entièrement de l'impulsion (onde plane): la position est inconnue (on peut le comprendre par la stationarité: comme on regarde à n'importe quel moment, la position selon l'axe du mouvement est quelconque). La relation d'incertitude est
Pour l'électron lié à un atome d'hydrogène isolé, sa position est connue assez précisément: c'est pas loin du noyau. La fonction d'onde de position est de symétrie sphérique autour du noyau. Par application du principe d'incertitude, cela veut dire que la direction de l'impulsion a une probabilité uniforme sur toute les directions de la sphère. En termes plus directs, l'impulsion n'a pas de direction, et la notion de vitesse ne peut pas être la même qu'en translation uniforme. L'énergie est bien définie, mais elle ne s'analyse pas comme de l'énergie cinétique comme dans le cas de la translation uniforme. L'énergie potentielle (celle qui fait que l'électron est lié) intervient.
Si tu cherches une image mentale (mais une telle image est toujours fausse en méca Q), l'électron en translation uniforme serait des flêches (représentation la vitesse) toutes parallèles mais partout dans l'espace-temps. L'électron lié serait un nuage de points très dense, autour du noyau, de symétrie sphérique, et de densité ayant un maximum au noyau. Si tu veux une "photo" de cet électron, http://hypo.ge.ch/www/physic/simulat...orbitales.html avec n=1, l=0, m=0.
A l'échelle des particules, la notion d'inertie (et de masse inertielle) ne doit pas être comprise comme celle des balles de ping-pong. Si tu exerce une force sur un électron lié, trois issues sont possibles, il me semble: il reste sur son orbitale, et l'ensemble de l'atome bouge; il change d'orbitale en restant lié (et alors une partie de l'énergie amené lors de l'application de la force est prise par ce changement d'orbitale et éventuellement une autre par le mouvement d'ensemble de l'atome); ou l'électron devient libre, mais son énergie cinétique n'est qu'une partie de ce qui a été amené: une autre partie a compensé l'énergie de liaison. Calculer une masse inertielle de l'électron à partir du changement d'énergie de l'électron ne semble pas adapté pour couvrir les trois cas, alors que cela a un sens pour l'électron isolé.
Dernière modification par invité576543 ; 17/09/2005 à 05h07.
Tu as raison mmy mais je ne sais pas si c'est vraiment ce que demandait Lévesque. Le fait est que dans une théorie à corpuscules classiques, un système à plusieurs particules a une masse équivalente qui tient compte de l'énergie cinétique (et potentielle d'ailleurs) des particules qui le composent, alors que si ces particules sont vues individuellement, ces énergies ne rentrent PAS dans leur masse.
Je ne pense pas cependant que ce soit un vrai problème. C'est la même chose pour la décomposition de l'énergie totale en énergie cinétique d'ensemble + énergie interne (théorème de Koenig) en méca classique. Ce qui est vu comme énergie cinétique pour une particule devient de l'énergie thermique pour un système.
La masse est parfaitement définie pour chaque système, mais ce n'est pas une quantité additive.
J'ai bien conscience que je ne répondais pas au problème de fond, mais l'exemple de la "vidéo" d'un électron m'a semblé demander une réponse
Mais j'ai la même interrogation que Levesque, et il y a quelque chose que je ne comprends pas j'imagine. Il me semble que l'énergie cinétique interne (sans translation à long terme, comme rotations ou vibrations, ou "agitation" thermique) des composants d'un système lié intervient dans la masse du système lié quand on le considére comme un tout se déplaçant sans être modifié. J'ai lu quelque part (faut que je retrouve) que la masse d'un proton est en très grosse part l'énergie cinétique des quarks. Dans un autre texte (référence à trouver) l'auteur s'interroge si on ne pourra pas réduire, à terme, toute masse à de l'énergie cinétique.
Le calcul de l'énergie d'une orbitale contient bien (?) une composante interprétable comme de l'énergie cinétique (même si on ne peut pas la séparer de l'énergie potentielle), en particulier pour le moment cinétique (l>0). Et cette énergie intervient bien (?) dans le calcul de la masse de l'atome en tant que système lié.
Autant je comprends très bien qu'il faille bannir la notion de "masse relativiste" dans tout usage, autant j'ai du mal à comprendre que l'on oppose l'idée que l'équivalence masse-énergie ait des applications aussi bien sur la masse inerte que sur la masse gravitationnelle (active ou passive). Dans la RG, l'énergie cinétique intervient au même titre que la masse dans le calcul du tenseur énergie-impulsion, ce qui veut dire au minimum que l'énergie cinétique non translationnelle (rotation, vibration) est de la masse gravitationnelle active. J'imagine que par le principe d'équivalence, masse gr. active = masse gr. passive = masse inerte.
(Note j'utilise, mais je ne sais pas si c'est le vocabulaire correct, mas se passive pour ce qui subit la gravité, et masse active pour ce qui déforme l'espace-temps.)
Merci pour toute correction là où nécessaire!
OK, à relire les postes, ma dernière intervention enfonce une porte ouverte.
Mais quel est le vrai problème alors ????
(Rien à voir, mais : suivi de 3 (, donnent( et pas le joli dessin dans la palette d'icones ...)
ben je ne sais pas ou est le probleme non plus
Si la masse n'etait que de l'énergie cinétique, ça voudrait dire que les particules sont en fait des états liés de particules sans masse. Mais liées par quoi? Je ne suis pas sûr que ce soit possible d'avoir une interaction qui lie des particules allant à la vitesse de la lumière, il faudrait qu'elles soient confinées par quelque chose, comme un gaz de photons dans une cavité...mais c'est quoi ce quelque chose?
Le papier que j'ai en tête partait (faut que je retrouve...), je crois, de la régression sans fin de l'analyse d'un électron comme entouré de ses photons virtuels, analyse à la Feynman. J'ai cru comprendre, mais cela me dépasse, que plus on va loin, plus la contribution des photons virtuels devient importante, au point où on se demande ce qu'est un électron...
Je dis n'importe quoi, mais cela ne pourrait-il être un "gaz de photons virtuels" liés on ne sait comment mais dont le comportement d'ensemble est appelé "électron"?
C'est exact, c'est le principe de la renormalisation. Si on donne une masse finie "nue" à l'électron, on obtient une série infinie de particules virtuelles...qui diverge et donne une masse finale infinie. D'ou l'opération curieuse de passer à la limite masse nue = 0 et de remplacer la forme indéterminée 0xinfini par la quantité finie expérimentalement mesurée...et donc non prédite par la théorie.
Mais bon on se doute que l'opération n'est pas très licite, l'espoir étant que la gravitation quantique/théorie des cordes (qui limiterait les integrales à des longueurs d'onde supérieures à une borne inférieure, taille des cordes = longueur de PLanck (?)) devrait résoudre tout ça...
Moults mercis!
Tant qu'on y est, je peux poser une question qui me turlupine: ces particules virtuelles, ce sont des photons mais mais aussi positrons, neutrinos, bosons de la force faible, ..??. Est-ce tout? Je pense aux tau et mu et ce qui va avec, mais intuitivement, pas de quarks ni gluons, l'électron étant étranger à la force forte. C'est n'importe quoi???
On attendra, doncl'espoir étant que la gravitation quantique/théorie des cordes (qui limiterait les integrales à des longueurs d'onde supérieures à une borne inférieure, taille des cordes = longueur de PLanck (?)) devrait résoudre tout ça...
Définition du 4-vecteur énergie impulsion
J'ai donné la définition provenant du livre de Weinberg, qui introduisait une masse sans trop se poser de questions. On peut aussi dériver le 4-vecteur par des principes de symétries. Prenant une densité lagrangienne quelconque
On définit alors le quadrivecteur énergie impulsion comme
et on trouve
Cela dit, aucun terme de masse n'intervient encore. C'est par notre définition de ce qu'est l'énergie classique et la quantité de mouvement classique qu'on introduira le m. En théorie des champs, on identifie des quantités conservées, auxquelles on associe des quantités conservées classiquement. Pour répondre à la question de la provenance du m, il faut étudier les fondements de la mécanique classique.
Bon... J'ai encore bien l'impression que pour comprendre le sens du m, il faut comprendre son sens classique. Dans les dérivations que j'ai exposés, on finit toujours par faire un lien entre la physique classique et les inconnus conservés. Soit on pose que le 4 vecteur est p=mv. Soit on trouve quatres quantités conservés p0,p1,p2 et p3 qu'on identifient à des quantités classique, contenant déjà le m, conservés.
J'ai beau prendre tous les chemins possibles pour trouver l'origine du m dans nos équations, je revient presque toujours à Newton. Suis-je perdu dans un labirynthe ou bien les chemins remènent vraiment tous au bon endroit!?
Je comprends à peu près ton problème, mais je pense qu'il se pose pour toutes les quantités, par exemple la charge électrique...
Je dirai que la masse est le coefficient qu'il faut mettre dans le tenseur d'énergie impulsion de la matiere pour que le total (matiere + champ) soit conservé (au sens covariant), est ce que ca te convient ?
