Question idiote sur les constantes fondamentales

[invite87654323]

Bonjour,

Depuis quelques jours, je me pose pas mal de questions, et il en est une qui me semble un peu naïve à première vue pourtant je n'arrive pas à trancher dans un sens ou dans l'autre.

D'abord, j'espère que je ne dis pas de bêtises, les constantes fondamentales telles que G, C, H, K ...etc ont été étalonnées, si je ne me trompe pas, de façon empirique, sur la base d'observations, de mesures expérimentales, de plus en plus précises au fil des ans (une précision croissante mais pas infinie), et la plupart ont été arbitrairement étalonnées pour que chacune "colle" avec les autres, (et avec les unités comme le mètre par ex) par le biais des équations liant unités, constantes, variables..
Quelqu'un peu confirmer ?

Ma question est la suivante, et elle peut paraître bizarre :

Est-il concevable que toutes ces valeurs (considérées comme fixes par hypothèse) puissent en réalité "fluctuer" (même de façon négligeable) autour d'une valeur "moyenne", et que nous n'ayons pas la certitude absolue que que ces constantes ne soient en fait qu'une "moyenne statistique" de quelque chose qui "fluctue légèrement", en fonction d'inconnues qui ne seraient pas prises en compte dans nos modèles ?

Si tel était le cas, la description des lois de la nature en serait-elle affectée de façon perceptible dans nos observations actuelles ?
Inversement, dans des cas extrêmes (hors de notre portée), ces lois bien établies pourraient-elles êtes bouleversées par ces fluctuations si la physique n'écartait pas qu'elles puissent fluctuer ?

Quelles seraient les conséquences ?

Merci d'avance pour vos réponses !
-----

[invite87654323]

C'est donc une certitude absolue, les constantes sont fixes et éternelles en Physique, il n'y a pas de fluctuations possibles autour de la valeur moyenne, celle que l'on détermine par des mesures successives ?

[velosiraptor]

Vaste question, je trouve. On touche là à la métrologie et à ce que représente et implique une mesure physique.
Il y a, généralement, confirmation de la valeur d'une constante par plusieurs voies, et au fil de l'évolution des technologies/protocoles la valeur "définitive" s'affine.
Mais, en règle générale, ces constantes sont données avec une incertitude.
La fluctuation peut donc (aussi ?) venir des instruments de mesure.
Si tel était le cas, la description des lois de la nature en serait-elle affectée de façon perceptible dans nos observations actuelles ?
Ainsi, si on met en place une expérience qui contredit les prévisions d'une loi, alors soit cette expérience permet une meilleure mesure de constante(s), soit elle permet d'envisager une autre loi.

[Deedee81]

Salut,

Je confirme que le sujet est vaste (métrologie, analyse dimensionnelle, méthode scientifique et lois physiques,...)

En complément de la réponse de velosiraptor, il peut arriver qu'une constante s'avère ne pas être constante. L'exemple bateau est la constante de Hubble qui a varié au cours de l'age de l'univers (le nom abusif "constante" n'est resté que pour des raisons historiques mais aussi que pour l'observation d'une grande partie de l'univers observé, sa valeur varie de manière négligeable. On procède souvent comme ça, notamment en physique des matériaux, où on peut très bien considérer une "constante", disons la chaleur spécifique, tout en sachant très bien qu'on ne doit pas trop faire varier le domaine de température pour que cette approximation de constance soit valable).

Il faut faire aussi gaffe avec les constantes dimensionnées. Il vaut mieux travailler avec des constantes dimensionnées ou par comparaison (par exemple la constante de Hubble pour des galaxies situées à différentes distances). Un changement d'une constante dimensionnée qui serait totalement équivalent à un simple changement d'unité (d'autres constantes changent alors en conséquence) n'aurait aucune conséquence (tous les changements se compensent).

Bref, une constante ne l'est que tant que l'expérience le dit. Il peut toujours y avoir des surprises.

Exemple : on a déjà cherché des variations dans la constante de gravitation et dans la constante de structure fine. Sans résultat probant et avec une confiance assez bonne. Et "c" est actuellement considéré comme parfaitement constant avec une très grande confiance après les innombrables vérifications directes et indirectes au point de s'en servir pour définir le mètre. Si un jour constate que le mètre fluctue, il faudra réviser notre jugement

Notons que vu le problème de l'analyse dimensionnelle, on peut toujours imposer au moins trois constantes dimensionnées comme étant vraiment constantes. Ce qu'on fait souvent avec G, h et c. Mais si le mètre étalon se met à fluctuer, faudra quand même changer car ce serait gênant (comment faire de la physique si les étalons de mesure ont des valeurs qui changent sans prévenir ? ).

La métrologie est science très élaborée et le choix des étalons fait intervenir de nombreuses considérations aussi bien pratiques que théoriques.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite6dffde4c]

... L'exemple bateau est la constante de Hubble qui a varié au cours de l'age de l'univers ...

Bonjour Deedee81.
Désolé, je ne résiste pas:
La constante de Hubble a beaucoup plus changé au cours des décennies qui on suivi sa découverte que depuis le Big-Bang.
Cordialement,

[Deedee81]

Salut,

La constante de Hubble a beaucoup plus changé au cours des décennies qui on suivi sa découverte que depuis le Big-Bang.

Oui, en effet.

Hubert36, je précise par là que la valeur de la constante de Hubble était très mal connue et le progrès a été lent (encore maintenant, la valeur est assez grossière et si demain on me dit qu'elle doit être diminuée de moitié je n'en serai qu'un peu surpris. Un peu quand même ). Il y a même eut des moments où la valeur estimée impliquait un univers plus jeune que l'age des plus vieilles étoiles. C'était un peu ennuyant, c'est le moins qu'on puisse dire

[invite87654323]

Merci pour vos précisions.

Il est vrai que la constante de Hubble est un peu un cas à part.

En fait, je faisais surtout allusion aux constantes qui, même si elles ont été affinées ou arbitrairement redéfinies sont bien considérées comme constantes.

A ce titre, a t on réellement le droit "d'imposer" comme constantes G, H, et C, alors que notre précision de mesure pour C par exemple ne donne que
299 792,45898 ± 0,0002 km/s.
Indépendamment de la Relativité qui pose l'invariance de C comme postulat, pouvons-nous certifier qu'autour de cette vitesse moyenne (corroborant nos expériences), une minorité de photons noyés dans le bruit de la mesure ne s 'écarte pas d'un spectre moyen de vitesse, le seul que nous soyons capables de mesurer avec nos instruments ?
J'ai entendu parler du fait que C pourrait même être légèrement différent en fonction de la longueur d'onde électromagnétique, nos instruments de mesure sont ils vraiment capables de déceler une différence dans de tels contextes ?

[invite87654323]

J'ai retrouvé ce lien :

http://fr.wikipedia.org/wiki/Th%C3%A...%A8re_variable

Je ne sais pas ce que ça vaut

[invite87654323]

http://www.futura-sciences.com/fr/ne...itation_13085/