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Principe d'équivalence masse inerte masse grave



  1. #1
    ZOZO

    Principe d'équivalence masse inerte masse grave

    Selon le principe d'équivalence masse inerte masse gravitationnelle base de la relativité générale il est impossible qu'une expérience interne à un référentiel permette de savoir si ce référentiel est en mouvement accéléré ou est en repos dans un champ de gravité. Pourtant j'en vois au moins une : celle qui consiste à vérifier si oui ou non des particules chargées embarquées à bord de ce référentiel émettent ou non un rayonnement d'accélération : VRAI OU FAUX et POURQUOI ?

    -----


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  3. #2
    vinze
    Salut,
    Je pense que ton expérience est mal ficelé. Il est vrai qu'une particule chargée en mouvement par rapport à un réferentiel,émet un champ electromagnétique par rapport à ce réferentiel. Mais pour un réferentiel lié à la prticule....il y a juste un champ electrostatique.

  4. #3
    ZOZO
    On en revient donc à mon précédent problème : d'après vous l'existence ou non d'un champ serait donc purement relative ?

    Mais cela pose alors un autre problème, dans un référentiel en mouvement accéléré, une particule chargée émet normalement un rayonnement dit "d'accélération" ce rayonnement en mécanique quantique doit s'accompagner forcément de l'émission d'un quanta, qui lui EXISTE ou N'EXISTE PAS, UN MOYEN TERME N'EXISTE PAS . Son existence étant détectable à l'intérieur même du référentiel au moment où il est émis. L'existence même des photons seraient donc d'après vous
    purement relative, C'EST DIFFICILE A AVALER ET POUR LE MOINS ETRANGE !!

  5. #4
    Rincevent
    On en revient donc à mon précédent problème : d'après vous l'existence ou non d'un champ serait donc purement relative ?
    pas celle du champ, mais celle des particules. Sujet abordé dans

    http://forums.futura-sciences.com/viewtopic.php?t=4777

    L'existence même des photons seraient donc d'après vous
    purement relative, C'EST DIFFICILE A AVALER ET POUR LE MOINS ETRANGE !!
    et pourtant c'est comme ça: une particule n'a qu'une existence relative...

  6. #5
    ZOZO
    Résultat concret : mon observateur dans son référentiel accéléré va t'il oui ou non voir des quantas nés du rayonnement d'accélération sortir de ses particules chargées OUI ou NON ?

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    Rincevent
    si la particule est accélérée par rapport à lui, alors oui il peut en voir.

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  10. #7
    ZOZO
    Il y a dans cette notion de relativité de l'existence d'une particule (d'après rincevent) quelque chose de complètement loufoque. Ainsi si je le suis bien, suivant le référentiel où je me trouve je détecterai une particule ou pas, cela me parait loufoque ne serait-ce que pour la raison que les particules émises peuvent après tout très bien déclencher un système (une cloche par exemple) dont la réalisation ou pas est bel bien une information qui devrait faire consensus donc un fait absolu ou alors aucun d'entre nous n'habite dans la même réalité que son voisin.

  11. #8
    Rincevent
    Bonjour,

    en fait, pour essayer de répondre un peu plus précisément à ton objection, le truc c'est que dans un référentiel tu observes des particules réelles et dans l'autre des fluctuations du vide quantique.

    mais pour être franc, là, on touche à la limite de ce que l'on maîtrise parfaitement en physique moderne car on parle de référentiels accélérés (ce qui implique d'être en relativité générale et non restreinte) et de théorie quantique des champs. Le cadre rigoureux pour traiter ça (qui engloberait une gravitation quantique) n'existe pas encore. Mais un premier pas a été franchis avec le développement de la théorie quantique des champs en espace courbe.

    c'est l'un des "outils" qu'a utilisé Hawking pour prédire le rayonnement Hawking émis par les trous noirs: il est lié à l'existence de fluctuations quantiques du vide près de l'horizon du trou noir.

    mais pour montrer la fragilité de la notion de particule, pas besoin d'aller si loin. Il suffit de regarder le phénomène d'oscillation des neutrinos pour voir qu'une particule est un truc un peu artificiel...

    je recopie ce que j'avais écrit dans le fil déjà cité

    d'ailleurs, y'a même pas besoin d'aller jusque là: le phénomène d'oscillations des neutrinos est assez destructeur pour notre notion de particule. Il existe car lorsque l'on mesure la masse des neutrinos, on observe des choses qui sont pas les mêmes que lorsque l'on observe leur "saveur" (c'est ce qui dit s'ils sont liés à l'électron, au muon ou au tau). C'est à dire que le neutrino électronique n'a pas une masse donnée... il a une masse qui est l'une de celles que l'on mesure et dont la valeur dépend de la mesure... simplement, le plus souvent elle vaut la valeur qu'on a désormais dans les tables. Mais en toute rigueur, un neutrino électronique n'a pas une masse fixée apparemment...

    Pour parler un peu plus technique, le truc c'est que les états propres de masse ne sont pas les mêmes que les états propres que saveurs. Ce sont des observables qui ne commutent pas.
    mais en fait, les exemples de ce genre sont multiples (ils surgissent dès que tu mets des champs en interaction forte): en toute rigueur, dans un noyau tu n'as pas des neutrons et des protons. Tu as des trucs qui sont des "mélanges" des deux, certains "contenant une plus grande proportion de neutron" et d'autres "une plus grande proportion de proton". Et ce qui paraît paradoxal ne l'est pas si on réfléchit en termes de champs et non de particules ponctuelles.

  12. #9
    monnoliv
    Au fait, juste une question en passant.
    Pour un référentiel lié à la terre, peut-on considérer que ce référentiel n'est pas accéléré? En d'autres termes, peut-on négliger ces effets lorsqu'on parle de particules ?
    Bàv,
    Ne soldez pas grand mère, elle brosse encore.

  13. #10
    Rincevent
    Pour un référentiel lié à la terre, peut-on considérer que ce référentiel n'est pas accéléré? En d'autres termes, peut-on négliger ces effets lorsqu'on parle de particules ?
    ça dépend...

    si tu te places dans la théorie de Newton, tu as une classe de référentiels privilégiés, qui sont vraiment inertiels: ceux qui sont en mouvement rectiligne uniforme par rapport à l'Univers (qui est un bon vieux truc rigide donné).

    donc en toute rigueur, non. Mais si tu regardes le mouvement de la Galaxie, le mouvement du Soleil, le mouvement de la Terre autour du Soleil, et aussi sa rotation sur elle-même, tu vois que puisque pour une courte période de temps ils sont presque uniformes, tu peux considérer que tu es en référentiel galiléen selon la durée de ton expérience.

    un exemple fameux pour lequel tu ne peux pas, c'est celui du pendule de Foucault. Exemple lié à la question "qu'est-ce que l'inertie?" posée dans un autre fil.

    si tu te places en relativité générale, l'explication revient un peu à la même chose, tu dois juste remplacer les mots "référentiels accélérés" et "référentiel presqu'inertiel" par des trucs comme "espace courbe" et "système de coordonnées localement plat".

    en pratique, dans le cas de la physique des particules si tu parlais de ça en particulier, tu regardes l'effet de la pesanteur pendant la durée de ton expérience. Et très souvent, tu peux négliger les effets. C'est le cas dans les collisions faites au CERN (ou ailleurs) jusqu'à présent. Je dis "jusqu'à présent", car tu peux montrer que lorsque tu augmentes l'énergie des particules de plus en plus (ce qui correspond à étudier des choses à des échelles de distance de plus en plus petites) arrive un moment où la gravitation quantique devient importante: c'est l'échelle de Planck. En fait, ça pourrait même se produire un peu avant cette échelle (un truc comme 10^-33 cm), s'il existe des dimensions supplémentaires de "taille microscopique" comme certaines théories le prédisent.

    Mais sans aller jusque là, parfois tu dois prendre en compte la gravitation: par exemple, y'a eu une expérience y'a un ou deux ans sur des neutrons quantiques qui se promenaient dans le champ de gravitation. Comme tu n'as pas besoin de traiter le champ gravitationnel comme un objet quantique, y'a aucun problème, c'est même pas relativiste. Donc ça marche bien dans le cadre de la physique quantique de base et tu observes une quantification des niveaux d'énergie disponibles pour les neutrons. Ils sont juste dans un puit de potentiel. Et en aucun cas tu as quantifié le champ de gravitation dans une telle expérience (ce que certains médias ont rapporté alors).

  14. #11
    monnoliv
    Merci !
    Ne soldez pas grand mère, elle brosse encore.

  15. #12
    Hibou57

    Re : principe d'équivalence masse inerte masse grave

    Citation Envoyé par Rincevent Voir le message
    pas celle du champ, mais celle des particules. Sujet abordé dans

    http://forums.futura-sciences.com/viewtopic.php?t=4777



    et pourtant c'est comme ça: une particule n'a qu'une existence relative...
    Bonjour,

    Est-il encore possible de consulter le fil dont le lien a été donné ci-dessus ? Je ne parviens pas à y accéder.

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  17. #13
    betatron

    Re : principe d'équivalence masse inerte masse grave

    bonsoir,
    moi non plus. Ce serait pourtant fort intéressant d'y accéder.
    Par ailleurs, je ne savais même pas qu'on mesurait des masses aux neutrinos, je pensais que si elles existent, elles étaient en dessous du mesurable?

  18. #14
    Pio2001

    Re : principe d'équivalence masse inerte masse grave

    Citation Envoyé par Rincevent Voir le message
    Bonjour,

    en fait, pour essayer de répondre un peu plus précisément à ton objection, le truc c'est que dans un référentiel tu observes des particules réelles et dans l'autre des fluctuations du vide quantique.

    mais pour être franc, là, on touche à la limite de ce que l'on maîtrise parfaitement en physique moderne
    L'idée de la cloche est excellente. Il me semble qu'il y a une réponse simple et une réponse compliquée.

    La réponse simple, c'est qu'un fil parcouru par un courant émet un champ magnétique. Mais si on se déplace à la vitesse du courant le long de ce fil, les charges nous apparaissent immobiles, et le champ nous paraît nul.

    Les photons sont des éléments d'ondes électromagnétiques. Ils apparaissent lorsque les charges accélèrent, donc lorsque le champ varie, donc lorsqu'une onde se propage.

    Si on accélère en même temps que les charges, on les verra immobiles par rapport à nous, et le champ magnétique nous semblera nul.

    Ainsi, la cloche sonne si le détecteur de photons est en accélération par rapport aux charges, et ne sonne pas si le détecteur de photons n'est pas en accélération par rapport aux charges.

    La réponse compliquée, c'est de savoir ce que sont devenus les photons. Si une charge oscille lentement par rapport à nous, la fréquence de l'onde associée est très basse, donc les photons associés sont d'énergie très basse. Plus le mouvement de la charge par rapport à nous tend vers zéro, plus l'énergie des photons qui composent l'onde tend vers zéro.
    On peut par contre se demander si le flux de photons, en nombre de photons reçus par unité de surface et par unité de temps, décroît, ou si la diminution apparente de la puissance de l'onde lorsqu'on accompagne le mouvement oscillant de la charge électrique n'est dûe qu'à la diminution de l'énergie des photons.
    Dans un espace vectoriel discret, les boules fermées sont ouvertes.

  19. #15
    betatron

    Re : principe d'équivalence masse inerte masse grave

    Citation Envoyé par Pio2001 Voir le message
    On peut par contre se demander si le flux de photons, en nombre de photons reçus par unité de surface et par unité de temps, décroît, ou si la diminution apparente de la puissance de l'onde lorsqu'on accompagne le mouvement oscillant de la charge électrique n'est dûe qu'à la diminution de l'énergie des photons.
    Qu'est-ce qu'un "nombre" de photons? On va peut-être découvrir un jour que ce "nombre" a sa propre relativité...
    Je crois que nous sommes nombreux à faire la même erreur: on est trop habitués à voir le photon comme une particule, ou comme une onde selon la situation. Mais il faut se souvenir que ce n'est NI une onde NI une particule. Dès lors, sont-ils seulement dénombrables?

  20. #16
    Pio2001

    Re : principe d'équivalence masse inerte masse grave

    Citation Envoyé par betatron Voir le message
    On va peut-être découvrir un jour que ce "nombre" a sa propre relativité...
    A mon avis, c'est le genre de truc qui a du être dit en cours pendant que je dormais.
    Dans un espace vectoriel discret, les boules fermées sont ouvertes.

  21. #17
    Deedee81

    Re : principe d'équivalence masse inerte masse grave

    Salut,

    Citation Envoyé par Pio2001 Voir le message
    A mon avis, c'est le genre de truc qui a du être dit en cours pendant que je dormais.
    Pourtant il a raison

    C'est dans (presque) tous les articles présentant le rayonnement de Hawking ou de Unruh. On calcule le passage d'un vide dans un repère inertiel à un vide dans un repère accéléré et, oh surprise, le nombre de particules n'est pas invariant !
    Tout est relatif, et cela seul est absolu. (Auguste Comte)

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