Référentiel inertiel de l'univers

[mpfff]

Bonjour,

Voici ma question.. il existe quand même un référentiel spécifique dans la réalité (le fameux référentiel des étoiles lointaines).. Au pire, je propose un moyen de le définir : pour un observateur (quelque soit ça vitesse), se serait la limite du référentiel inertiel de la matière contenu autours de lui dans une sphére de rayon r, quand r tend vers l'infinie. (ou simplement, le référentiel inertiel de l'univers visible dans son ensemble).

D'un autre coté, les lois de la physique locale sont invariante par transformation de Lorentz (j'ai même lu un intéressante texte comme quoi, la propagation d'une accélération gravitationnel ou autre, se faisait de façon à ce que les lois physiques reste invariante dans toutes parties infinitésimales)

Me question est, existe t'il une manifestation local physique de l'existence de ce référentiel ?
Il y a une assez évidente : la répartition de la lumière du fond cosmologique (il suffirait simplement par exemple de mesurer la répartition de l'effet Doppler sur le rayonnement du fond diffus pour connaitre sa vitesse), ou même de regarder les effets relativistes de sa propre vitesse sur
la lumiére des étoiles..
Plus généralement, nous baignons par ailleurs dans une mer de particule varié d'origine spatial dont la répartition en vitesse définit un repére: neutrino, photon etc.. (gravitons si ils existent).
Ces particules ont elle un effet mesurable sur la physique locale ? Imaginons que j'embarque à bord d'une navette que j'aille à la vitesse c : la variation de la répartition des vitesses des neutrinos spatial n'aurait elle pas un effet mesurable sur la physique quantique locale ? (pour la lumière, c'est bien le cas, puis que quand on simule un voyage, on voit bien la lumière de l'univers se déformer (il me semble se rassembler en un point à l'avance du vaisseau).
-----

[Deedee81]

Salut,

Comme manifestation locale d'un référentiel inertiel il existe beaucoup plus simple : le pendule de Foucault.

Par contre ça ne suffit pas pour définir un référentiel unique car lorsque l'on a un référentiel inertiel, on en a une infinité (tout référentiel à vitesse constante par rapport au premier).

Il existe une autre difficulté du fait de l'existence de la gravité : en relativité générale, il faut non pas définir UN référentiel inertiel mais un champ de tels référentiels strictement locaux (un en chaque point). En outre, il n'est généralement pas toujours possible de définir un champ de référentiels inertiels sur tout l'univers (il faut utiliser ce qu'on appelle fort a propos un atlas de plusieurs cartes, expressions imagées qui sont aussi celle de la topologie différentielle et de la RG).

Par contre, merci au principe cosmologique, il est effectivement possible de définir un référentiel global dit référentiel comobile . C'est lui qui est utilisé pour définir, par exemple, le temps cosmologique. Et en effet on constate une asymétrie dipolaire dans le rayonnement fossile dû au mouvement de la Terre dans ce référentiel. C'est le référentiel dans lequel le gaz primordial était immobile.

Notons qu'il n'en reste pas moins qu'il s'agit d'un référentiel comme les autres, pas d'un référentiel absolu. C'est juste un référentiel particulier dans lequel le gaz primordial était immobile tout comme le référentiel géocentrique dans lequel la Terre est immobile et et le référentiel héliocentrique dans lequel le Soleil est immobile. Pire encore, ce référentiel n'est qu'une approximation tout comme le principe cosmologique n'est qu'une approximation : heureusement, car si l'univers était strictement homogène nous ne serions pas là

La formulation des lois physiques est et doit rester indépendante du choix de tout référentiel (par exemple en adoptant une formulation géométrique comme on fait souvent en RG). Après, les variables entrant dans ces lois prennent des valeurs particulières selon le choix de tel ou tel référentiel. Par exemple, la vitesse de la Terre est 0 dans le référentiel géocentrique.

Quand tu parles d'effet, ça dépend donc de quoi tu parles exactement. Si tu parles des lois physiques, même si tu as la fusée la plus rapide de tous les temps, ça ne va pas changer ces lois physiques. Elles sont ce qu'elles sont et ce n'est pas la manière dont tu te déplaces qui va changer les règles auxquelles obéissent l'univers. Evidemment en pratique c'est un idéal, on n'est jamais certain d'avoir formulé des lois définitives. Mais ça c'est juste les progrès dans notre compréhension de l'univers. Si on constate que la loi est différente dans un référentiel inertiel : on change la loi (ce n'est jamais qu'un choix de formulation) ou les règles permettant les changements de référentiel. Quand Lorentz a découvert que les lois EM étaient invariantes sous les transformations portant son nom et non celles de Galilée, Einstein a compris que c'était ces transformations qu'il fallait adopter mais il a aussi compris que c'était les lois de Newton qui devaient être adaptées. Les bons choix sont évidemment lié à l'expérience.

Par contre su tu parles de l'effet des particules rencontrées sur ton vaisseau spatial, oui, évidemment que ça dépend de ta vitesse. Si tu marche à la rencontre d'un mur ou si tu fonces dessus à 150 km/h en voiture, l'effet est différent.... mais là j'espère que je ne t'apprend rien

Et non on ne voit pas la lumière se déformer, la lumière ce n'est pas de la plasticine, ce sont les images qui se déforment. A cause de la vitesse relative entre toi et les objets qui émettent cette lumière.

[Amanuensis]

La question reflète une réification de la notion de référentiel, et donc met en doute la compréhension de la notion même de référentiel.

Un référentiel "n'existe" pas plus pas moins que n'existe le quadrillage de parallèles et de méridiens qu'on voit dessiné sur des planisphères.

Demander s'il y a des "manifestations physiques locales de l'existence de ce référentiel" a à peu près autant de sens que demander si les lignes tracées sur des planisphères se manifestent physiquement sur le terrain. (C'est une question qui peut se poser, certes...)

(Et faudrait éviter de confondre manifestation d'un référentiel inertiel avec manifestation de l'inertie...)

[invite06459106]

Bonjour,
D'après ce que je comprends du sens de la question, c'est chercher à ramener la notion d' "éther", donc revenir à une physique pré-relativiste, donc un temps et espace absolu.
Une petite question pour mpfff, si il veut bien, qu'est-ce qu'un référentiel inertiel? (le coté relationnel du truc).Merci.
Cordialement,

[A voir en vidéo sur Futura]

[mpfff]

Merci Deedee d'avoir répondu.
Donc d'un coté on a un référentiel comobile, qui définit la vitesse moyenne de tout l'univers, et d'un autre les lois qui elles ne sont que local..

Donc le rayonnement de l'univers, et son référentiel comobile, n'a aucun impact à travers des parois du fameux ascenseur ?