Pour résumer, ce qui "exact et connu" est que le potentiel gravitationnel au centre de la Terre est inférieur à celui à la surface (aux pôles par exemple), qu'une horloge située au centre de la Terre serait vu comme battant plus vite (conséquence de la RG) que celles à la surface, et que le temps correspondant est appelé le TCG.
Quant au reste...
Dernière modification par Amanuensis ; 07/10/2015 à 10h24.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
C'est ce que j'ai dit aussi : j'avais bien précisé que c'est en valeur absolue que le potentiel au centre de la terre est supérieur à celui de la surface, lui-même supérieur à celui à l'infini, mais qu'ils étaient négatifs.Envoyé par Amanuensis
Donc une horloge dans un référentiel inertiel au centre de la terre est considérée battre moins vite qu'une horloge dans un référentiel inertiel à l'infini. Sachant que par principe même de relativité, aucune expérience locale ne peut détecter une différence, on n'en déduit pas que c'est uniquement la ddp gravitationnelle entre les deux, seule source de dissymétrie, qui peut causer le décalage ?
En effet, que l'on ramène au centre de la terre l'horloge à l'infini, de manière à les comparer, ou qu'on mesure localement, selon la convention d'Einstein, les tops de l'horloge distante transmis par un signal à vitesse c, le franchissement de cette zone est nécessaire.
La remarque de didier941751 est pertinente : on pourrait voir le décalage temporel comme un effet de la non symétrie de la distance suivant le sens de franchissement, plus courte quand on "descend la gravité". Ceci rejoint aussi l'idée de contraction des longueurs radiales dans l'hypothèse de Chaverondier.
Mais alors vient l'objection fatale : si le franchissement de la ddp peut donner lieu à un décalage des horloges, il ne peut pas donner lieu au décalage cumulatif qu'on observe, puisqu'il ne dépendrait que de l'aller et du retour et pas du temps écoulé entre les deux. Le mystère reste entier.
C'est ce qui m'intéresse : la cause physique qui fait qu'après un voyage aller-retour, une horloge montre un décalage par rapport à celle, identique, restée sur place. Je ne vois pas comment cette cause pourrait être non locale, on aura du mal à me faire admettre que c'est par un pur effet de géométrie d'espace-temps, je ne crois pas à l'influence mécanique des maths sur les horloges.
Et en prenant cela avec une ligne d'univers...?
Cordialement,
Pourquoi voulez-vous qu'il y ait une "cause physique"?
Votre interrogation vient d'une idée préconçue. Idée qui est en gros: ce qui serait normal serait que la durée mesurée par une horloge soit absolue, et donc si on observe autre chose alors cette divergence doit avoir une "cause physique".
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
En essayant de vérifier ces notions de "battre plus vite", j'ai réalisé que j'ai écrit une erreur (relevée pourtant correctement par ExVacuo message #28). Le TCG ne correspond pas au temps propre d'une horloge au centre de la Terre, mais au temps propre "virtuel" d'une particule test suivant la trajectoire du centre de la Terre en supposant la Terre absente.
Ce qui fait le TCG "bat plus vite" que le TAI, alors que le temps propre du centre de la Terre "bat moins vite" que le TAI.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Quelque soit le chemin, le temps de trajet chaque top de l'horloge distante reçu par l'horloge locale, est le même. On ne devait donc pas observer une durée entre tops de l'horloge distante, différente de celle entre tops de l'horloge locale. Non ?
Re : Dilatation du temps en RG à partir de la RR
Ok, nous sommes donc d'accord sur le temps propre au centre de la terre.
De ce que je sache,
1) le principe de causalité est un des fondements de la physique classique,
et 2) une cause "non physique" (opération du Saint-Esprit ?) n'en fait pas partie.
La relativité fait partie de la physique classique et la causalité en RR, c'est "tout effet a une cause et la cause précède l'effet dans tout référentiel galiléen, et même le précède d'un délai au moins égal à la durée nécessaire pour aller du lieu de la cause au lieu de l'effet à la vitesse indépassable.".
En RG, "toute solution violant le principe de causalité est considérée comme physiquement inacceptable, quand bien même elle est mathématiquement exacte.". (Ref)
Seule la mécanique quantique, causale et déterministe sauf pour le processus de mesure vu dans l'interprétation de Copenhague, peut faire douter de la causalité mais d'une part c'est une question d'interprétation du formalisme (la causalité n'est pas invalidée dans l'interprétation de la RQM ni dans celle d'Everett), et d'autre part une extension de la notion de causalité à une causalité intemporelle peut la sauver.
Pour en revenir à notre expérience de physique classique, nous avons au départ deux horloges au matériel identique et au même endroit. Elles affichent la même heure. On fait voyager l'une loin de l'autre. A son retour, les deux horloges ne sont plus identiques : les valeurs affichées ne correspondent plus, tandis qu'aucune intervention n'a apparemment été faite sur le matériel à part sa soumission au voyage.
Si l'on me demande d'admettre que : "il n'y a pas de cause physique à ce que deux matériels changent de comportement", c'est comme si l'on me demandait d'entrer en religion. Et je refuse la tonsure et de porter la soutane ! Maintenant si l'on me dit qu'en relativité on a les mêmes soucis qu'en MQ, je saurai faire preuve de bienveillance.
Bonjour,
C'est le troisième postulat einsteiniste : un changement de potentiel gravitationnel ne change pas le comportement d'une horloge.
http://www.amazon.com/Escape-Einstei.../dp/0963211307
Dernière modification par Nicophil ; 10/10/2015 à 14h33.
La réalité, c'est ce qui reste quand on cesse de croire à la matrice logicielle.
Merci pour cette piste qui semble passionnante. Avant d'envisager l'achat de ce bouquin, je me suis renseigné sur cette MLET de Hatch. J'ai trouvé ce document :
http://www.worldsci.org/pdf/slides/a...lides_3132.ppt
C'est jubilatoire.
J'y lis : "Lower energy slower clocks"
Or je m'étais fait la réflexion qu'en multipliant simplement v² et c² par m, m masse au repos de "l'horloge", alors v²/c²=2.Ec/E soit pour la dilatation du temps en RR :
dτ = √(1 - 2.Ec/E).dt où Ec est l'énergie cinétique et E l'énergie totale.
En faisant de même pour la dilatation du temps en RG, 2.Φ/c² = 2.m.g.d/mc² = 2.Ep/E, soit :
dτ = √(1 + 2.Ep/E).dt où Ep est l'énergie potentielle de gravitation
La relation générale dans une métrique de Schwartzchild où il y a aussi une vitesse v (v<<c) entre référentiels donne :
dτ = √(1 + 2.(Ep-Ec)/E).dt
Ceci reliait grossièrement, mais directement, le temps à l'énergie.
La MLET le fait aussi mais différemment, et explique en plus, slide 17 ("the kinetic energy is twice the classical amount"), ce facteur 2 qui m'agaçait (mon post du 01/10, 12h00).
Bon, "j'y retourne immédiatement", comme faisait dire Vian à son oncle dans la "Java des bombes atomiques". Mais là c'est pour la bonne cause.
Bonjour ExVacuo, bonjour à tous
Epistémologie ou physique ?
Quel est la cause de la causalité ?
Ce n'est pas cette interprétation que je donnerai à la lecture de la remarque d'Amanuensis : "Pourquoi voulez-vous qu'il y ait une "cause physique"?"
Cordialement,
Réponse insultante... Insulter ne donne pas raison, c'est plutôt le plus souvent une indication d'incompréhension.
----
Ce qu'on constate c'est que des chemins entre deux événements distincts peuvent avoir des durées distinctes.
Ce qui cause la différence de durée est la différence des chemins! Remarque peut-être triviale, mais ici fondamentale et pourtant souvent ignorée.
La question qui vient ensuite est ce qui "cause" la durée d'un chemin. La RG répond en donnant la formule donnant la durée d'un chemin, formule qui est une intégrale d'une fonction impliquant la métrique et la dérivée du chemin.
Ce qui cause la dérivée du chemin est le chemin. Ce qui cause la métrique est 1) l'équation de champ d'Einstein, qui implique la répartition de l'énergie/quantité de mouvement/masse, 2) les conditions aux limites de l'espace-temps.
Ca, c'est de la physique, pas de la rhétorique à base d'insultes.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Marrant cette passion (assez courante) pour des théories alternative chez des gens ne comprenant pas la théorie dominante.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Chacun est libre de la sienne.
"De ce que je sache..." souligne seulement les limites de ma culture, dans laquelle la causalité me semble une fondation de la physique et l'absence de cause physique une façon de nous en faire sortir. Je ne vois pas ce qu'il y a d'insultant à dire cela, et je dirai même que je vois ce qu'il n'y a pas d'insultant à le dire.
Ca par contre, c'est bien une réponse insultante.
Marrant ces réactions viscérales (assez courantes) à des objections à une théorie dominante, pourtant faites de façon circonstanciée, chez les gens ayant fait allégeance à la théorie dominante.
Avec la MLET, Nicophil a pointé ce qui répond exactement aux questions que je me posais.
Je n'affirme pas que Ronald Hatch a raison, mais il a compris le problème de physique que je soulevais, et bien d'autres encore de la "théorie dominante". Normal, lui a dû mettre la main à la pâte pour assurer la précision du GPS, et les choses en pratique ne se passaient pas comme prévues en théorie.
Non seulement il nous les pointe, ces problèmes, mais il propose des réponses que chacun peut réfuter. J'anticipe en signalant que "il fait une théorie alternative parce qu'il n'a pas compris la théorie dominante" n'est pas une réfutation.
https://www.youtube.com/watch?v=CGZ1GU_HDwY
Lui je le comprends (sauf les deux dernières phrases, insensées !)
Oui, heureusement qu'on n'a pas attendu les einsteinistes pour faire le GPS !
La réalité, c'est ce qui reste quand on cesse de croire à la matrice logicielle.
Qu'est-ce qu'il y a de "physique" ?
En physique, le temps est ce que mesurent les horloges. Une horloge est un mouvement périodique, régulier, d'énergie/matière, pris comme référence. Quels liens de cause à effet font se décaler telle horloge par rapport à une autre ? Dire que la durée d'un chemin est plus longue dans un cas que dans l'autre est une tautologie, cette durée étant ce qu'ont mesuré les horloges.
La métrique, ce sont des maths. En physique, comment la "répartition de l'énergie/quantité de mouvement/masse" et les "conditions aux limites de l'espace-temps" agissent-elles sur l'oscillateur atomique d'une horloge ?
Faut dire, elle est tellement mal présentée aussi :
http://www.itep.ru/theor/persons/lab180/okun/em_12.pdf
In textbooks and monographs published in recent years, red shift is described with the use of mathematical constructions such as orthonormalized bases (a sequence of
proper frames of reference), with respect to which both the
energy and the parallel transport of the 4-momentum of a
photon along its world line are defined. Frequently, such a
rigorous mathematical description is accompanied by nonstrict
verbal representations of a photon that loses its energy
when it `gets out' of the gravitational potential well. Even
some classical textbooks and monographs make use
of a similar `visual phraseology'. The experts on GR do not
pay attention to it - for them, this is merely a tribute to the
tradition of scientific popularization.
However, nonexperts should be warned that the content of mathematical formulae
underlying the description of the gravitational red shift
drastically differs from the `heuristic' (and incorrect) arguments,
discussed above and widespread in many elementary
textbooks.
Their authors proceed from the implicit supposition that a
massless photon is similar to a conventional massive nonrelativistic
particle, call the photon energy E divided by the
speed of light squared c² the photon mass, and consider the
photon potential energy' in the gravitational field. Only
exceptional popular-science texts do not
contain this incorrect picture and emphasize that the energy
and frequency of a photon do not change as it moves higher
and higher.
7. Conclusions
We would like to emphasize the importance of those experiments, in which
an atomic clock was lifted to a high altitude, kept there for a
sufficiently long time, and then compared with a twin that
never left the Earth. The clock at height was fast compared to
its twin. Thus, the `blue' shift of the clock was established as
an absolute effect. Hence it follows immediately that a naive
explanation of the gravitational red shift in terms of the
attraction of a photon by the Earth is incorrect.
La réalité, c'est ce qui reste quand on cesse de croire à la matrice logicielle.
La RR décrit très bien le mouvement uniformément accéléré. L'accélération ressentie par un observateur étant
ouest la rapidité. En application stricte du principe d'équivalence,
Cela vaut le coup, à mon avis de mener le raisonnement à son terme et de voir ce qui en ressort et quelles seraient les différences (s'il y a ) avec la RG.
C'est normal, deux horloge en mouvement relatif sont désynchronisées car pour synchroniser deux horloges, il faut en sélectionner une en référence, et régler l'autre en tenant compte de la distance. Dans le cadre d'un changement de référentiel (image du tapis roulant) lorsqu'il est "à l'arrêt", admettons une succession d'horloges Q - O - P synchronisées ; Q et P étant distantes de 1s.l.
Si le tapis se met en branle et rouler à v par rapport au référentiel de départ, O verra les horloges Q et P s'écarter de lui (effet de la contraction des longueurs qui étire le tapis élastique ) les horloges battant toujours le même rythme ( durée propre) vont être désynchronisées.
@Nicophil.
Pourrais tu traduire STP?
Cordialement,
Zefram
je peux croire que je sais, mais si je sais que je ne sais pas, je ne peux pas croire
Pas une traduction (trop long), juste une explication (à ma sauce).
Le texte concerne le décalage gravitationnel, et prend le cas d'un photon s'éloignant du corps central. Le constat expérimental indépendant de tout système de coordonnées, se présente comme suit: soit deux émissions venant d'un point A, reçues en un point B plus loin du corps central que A. Alors la durée propre entre les deux émissions est plus petite que la durée propre entre les deux réceptions.
Ce qui est mesuré est la relation entre l'intervalle et les horloges locales respectives. Deux interprétations sont possibles: l'intervalle est "constant" mais les horloges sont "blueshifted, ou c'est l'intervalle qui est "redshifted".
D'un point de vue mathématique, on peut voir le phénomène en termes de transport parallèle le long du chemin du photon. Si on transporte à la fois le repère local et le photon (plus exactement son qvecteur énergie-impulsion), alors la relation entre les deux est invariante. Vu comme cela c'est la première interprétation qui fait sens: avec un tel transport, l'énergie du photon est constante.
Les présentations "grand public" correspondent à la seconde interprétations ; elles décrivent le photon comme perdant de l'énergie et se décalant vers les basses fréquences.
Mais si on applique cela au transport parallèle du repère, cela n'a pas de sens. On ne va pas dire que le repère a perdu de l'énergie. Parler d'énergie masque le phénomène général, qui est l'augmentation de toutes les durées observées, aussi bien l'inverse des fréquences de photon que les intervalles entre émissions, ou la durée de cuisson des oeufs à la coque.
L'approche par les repères locaux est celle qui fait physiquement sens, et non l'approche par une perte d'énergie, qu'on peut voir comme une "illusion" causée par le choix des coordonnées ; malheureusement c'est la seconde approche qui est présentée dans toute la vulgarisation et même plus.
Une autre manière de dire la même chose est de remarquer qu'un photon n'a pas une énergie particulière en lui-même. En fait tous les photons sont identiques ou presque (la seule différence est l'hélicité, ce qui donne deux catégories). L'énergie ne caractérise pas un photon, il n'y a pas de photon lumineux différent des photons gamma. L'énergie est une donnée relative, c'est une relation entre un photon et un repère local. Tout photon est gamma dans certains repères locaux et lumineux dans d'autres.
En 4D, un photon est caractérisé par son qv énergie-impulsion. Ce qv a les mêmes caractéristiques pour tous les photons (sa norme est nulle). Le photon qui monte est inchangé, sont qv est inchangé. Quand on parle de redshift, on parle bien de repère local, on parle d'une modification de la relation entre le photon et le repère local tel qu'on le choisit le long du chemin. Si on garde toujours le repère obtenu par transport parallèle, alors la relation est identique et l'énergie est constante. Le redshift (au sens de la modification de fréquence le long du chemin) est un effet particulier du choix de repère local, ce n'est pas un phénomène en lui-même.
Dans le cas de la solution de Schwarzshild, il y a des coordonnées stationnaires (celles de Schw.), et on les privilégie. La courbure entraîne une divergence entre le repère local défini par ces coordonnées et un repère transporté parallèlement (décalage progressif qu'on peut interpréter comme une accélération). C'est ça le "redshift gravitationnel", et non pas une perte d'énergie des photons.
Dernière modification par Amanuensis ; 22/10/2015 à 18h11.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Au passage (et cela ramène au sujet initial), le "redshift gravitationnel" est bien la "même chose" que le redshift perçu par un observateur accéléré en espace-temps plat: l'effet d'une "rotation" du repère choisi le long du chemin du photon.
Ce qui change c'est le "pourquoi" du choix des repères. Dans le cas RR, le qv du photon est en relation fixe avec un référentiel inertiel, mais variable avec le repère choisi (repère accéléré); dans le cas Schw., le référentiel d'observation est apparemment "fixe" (stationnarité des coordonnées de Schw.), et est pris comme choix "naturel", pensé "non accéléré", mais la courbure (effet de la gravitation) fait tourner le repère transporté par rapport aux référentiel choisi.
Dans les deux cas le redshift infinitésimal est dû à une accélération relative entre repères, et le redshift total une intégration de cette accélération. Il n'y pas d'effet local sur le photon, mais une "rotation" locale de repères, dont l'un est choisi arbitrairement (l'accéléré dans un cas, et le "fixe" dans l'autre).
Dernière modification par Amanuensis ; 22/10/2015 à 18h54.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
bonjour,
merci pour l'explication de texte.
Je voudrais savoir si le qv d'une masse ponctuelle en chute libre est invariante?
je peux croire que je sais, mais si je sais que je ne sais pas, je ne peux pas croire
Le terme invariant n'est pas clair.
Le qv énergie-impulsion est une grandeur indépendante de tout repère, système de coordonnées, référentiel, et autres. Ce qu'elle soit en chute libre ou non.
La différence essentielle entre masses ponctuelles et "photon" est que le qv est de norme non nulle (c'est la masse!), et ainsi permet de définir un repère temporo-spatial où le qv est colinéaire à l'axe temporel (en termes moins savants, il y a des "repères propres" et de là des référentiels propres dans un voisinage de l'événement).
Quoi qu'il en soit, je vois pas en quoi que le mouvement soit de chute libre ou non change quoi que soit au statut d'invariance, quelle que soit la définition qu'on donne pour ce statut.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Si la question portait sur l'évolution de l'énergie d'un point matériel s'éloignant d'une masse centrale, on a comme pour le photon une variation de l'énergie totale (au sens \gamma mc²) qui dépend des repères choisis le long de la trajectoire. Par contre il y a une énergie minimale, mc², ce qui amène un choix de repères "naturels", indépendant des observateurs, tels que l'énergie soit constante. On ne peut pas confondre la variation de l'énergie et un "redshift", la relation avec le choix d'observateur est assez évidente. L'étude peut se faire à partir des repères propres de la masse ponctuelle.
Ce n'est pas le cas du photon quand on parle de redshift: il n'y a pas de "référence" comme le repère propre d'une masse ponctuelle, caractérisé par la minimisation de l'énergie.
(C'est pourquoi l'article attaque les présentations présentant le photon comme une "masse" de hv/c². Non seulement cela amène une erreur d'un facteur 2, mais l'analogie est conceptuellement incorrecte, le v étant dépendant du repère et donc ne pouvant pas remplir le rôle d'invariant qu'a la masse. L'erreur est de voir la fréquence--et le statut de radio, lumière, IR, gamma, ...-- comme un attribut intrinsèque du photon (comme l'est la masse), et donc de voir le "redshift" comme la modification d'un attribut intrinsèque.)
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
constant, non ?
Oui, il l'est en RG, où la chute libre est un mouvement inertiel.
La réalité, c'est ce qui reste quand on cesse de croire à la matrice logicielle.
"Voir" les horloges s'écarter signifie en pratique faire intervenir un processus de mesure physique par l'émission d'un signal à vitesse c depuis une horloge vers l'observateur, signal subissant aussi des effets relativistes.
Quand on cherche une cause physique et pas seulement un effet de perspective, une expérience plus simple est celle de l'horloge embarquée qui fait le tour de la terre. A l'arrivée, elle montre un décalage par rapport à celle identique restée au sol et qui était synchronisée au départ. J'avoue que j'ai du mal à admettre qu'il y ait un décalage entre deux horloges identiques et au même endroit, sans qu'il y ait eu un effet local à un moment donné sur l'une ou l'autre.
Elles ne sont pas resté au même endroit. Le décalage est clairement lié à la différence entre les chemins empruntés.
Qu'est qui entre dans la catégorie "effet local" pour vous?, sans qu'il y ait eu un effet local à un moment donné sur l'une ou l'autre.
Est-ce que ce qui suit utilise "effet local" de manière compatible avec le sens que vous y donnez?
La durée d'un des deux chemins est indépendante de celle de l'autre. Cette durée est une propriété du chemin, on la calcule entre intégrant la métrique le long du chemin, soit en gros la somme de "petites durées" qui sont "l'effet local" de "causes locales" qui sont la tangente du chemin et la métrique.
La différence de durée observée (le décalage des horloges) est simplement la différence entre deux durées, correspondant à deux séries de causes et d'effets indépendants.
(Note: cette description est indépendante du choix de l'observateur (tous observeront la même différence entre les indications des horloges une fois réunies), et donc ne peut pas être interprétée comme un "effet de perspective".)
Dernière modification par Amanuensis ; 27/10/2015 à 18h41.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Je me range à votre avis, merci d'avoir insisté. J'avais rejeté cette idée de la différence entre chemins parce qu'aucune explication physique ne semblait pouvoir l'appuyer, seulement la géométrie d'un espace 4D.
Ce papier m'a éclairé : http://arxiv.org/abs/1511.08735. C'est la première fois que je vois une piste conciliant cette différence entre chemins, avec une certaine réalité physique, et cerise sur le gâteau, grâce à la MQ.
