Accord entre Relativité Générale et mécanique Quantique

[Thioclou]

Bonjour à tous,

Les dispositifs expérimentaux Virgo et Ligo ont permis de détecter fin 2015 des ondes gravitationnelles émises par le processus de fusion de deux trous noirs.
En conséquence de la théorie de la relativité, Albert Einstein avait prévu dès 1916 l'existence d'ondes gravitationnelles.

Toute présence de matière dans l'espace engendre un champ de courbure non nulle de l'espace.
Les équations d'Einstein relient le champ de courbure de l’espace-temps à la distribution des masses dans cet espace-temps.

Le déplacement des masses engendre une modification du champ de courbure.
La propagation dans l'Univers de la modification du champ de courbure est une propagation d'énergie couramment appelée onde gravitationnelle.
L'énergie transmise en chaque point de l'Univers par ces ondes gravitationnelles est une fonction croissante de la masse de la source et décroît très rapidement avec la distance de cette source.

Une conséquence de l'existence des ondes gravitationnelles est qu'il faut admettre que chaque point de l'Univers est le siège du passage permanent d'ondes gravitationnelles, de direction aléatoire et d'énergie extrêmement faible mais non nulle, provenant de toutes les directions de l'Univers et engendrées par le déplacement de toutes les masses présentes dans l'Univers (trous noirs, étoiles, planètes, astéroïdes, gaz, atomes).

La conséquence de ce très faible champ d'ondes gravitationnelles, présent en chaque point de l'Univers, est qu'en chaque point de l'Univers, l'espace-temps a une valeur de courbure instantanée aléatoire qui interdit donc de connaître avec une précision absolue la vitesse d'une particule en ce point.

C'est là un accord total entre théorie de la relativité et la mécanique quantique.

Il doit donc exister une relation entre la valeur de la constante de Planck et la densité moyenne des ondes gravitationnelles dans l'Univers.

Ayant une vieille formation de physicien mais n'étant pas matheux, qui pourrait trouver cette relation?
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[inviteb6b93040]

engendrées par le déplacement de toutes les masses présentes dans l'Univers (trous noirs, étoiles, planètes, astéroïdes, gaz, atomes).

non nulle peut être mais si faible que je doute que ce champ soit assez énergétique pour rendre compte de l'énergie du vide surtout pour le déplacement de planètes, astéroïdes, gaz, atomes.

Une collision de deux trous noirs stellaires au centre de la Galaxie se traduirait par un déplacement de 10–14 millimètre des extrémités d’un détecteur ayant la forme d’une barre de 1 mètre de long. L’amplitude correspondante, qui est le rapport entre le déplacement et la taille du détecteur, est donc de 10–17. Le même phénomène se déroulant dans l’amas de galaxies de la Vierge, à 60 millions d’années-lumière, ne nous offrirait plus qu’une amplitude de 10–20.

À titre de comparaison, lorsqu’une onde gravitationnelle de cette nature traverse notre planète, elle ne fait varier le diamètre du Globe (12.700 kilomètres) que de la largeur d’un atome.
http://www.futura-sciences.com/magaz...luminet-61610/

[ansset]

La conséquence de ce très faible champ d'ondes gravitationnelles, présent en chaque point de l'Univers, est qu'en chaque point de l'Univers, l'espace-temps a une valeur de courbure instantanée aléatoire qui interdit donc de connaître avec une précision absolue la vitesse d'une particule en ce point.

C'est là un accord total entre théorie de la relativité et la mécanique quantique.

Il doit donc exister une relation entre la valeur de la constante de Planck et la densité moyenne des ondes gravitationnelles dans l'Univers.

bonjour, mais je suis désolé de ne pas du tout comprendre le lien, ou le raisonnement qui relierait l'un à l'autre.
par exemple :
quand tu parles de la précision de la mesure de la vitesse , évoques tu ( maladroitement ) le principe d'incertitude de Heisenberg ?
et pour Planck, tu évoques bien la constante de Plank ou bien la densité de Planck.
Peux tu être plus précis sur le pourquoi de cette "relation" que tu présentes comme une évidence.

Cdt

[Gilgamesh]

L'énergie transmise en chaque point de l'Univers par ces ondes gravitationnelles est une fonction croissante de la masse de la source et décroît très rapidement avec la distance de cette source.

Pas si rapidement, que ça non, l'amplitude est en 1/R. C'est plutôt que l'amplitude est intrinsèquement très faible.

La conséquence de ce très faible champ d'ondes gravitationnelles, présent en chaque point de l'Univers, est qu'en chaque point de l'Univers, l'espace-temps a une valeur de courbure instantanée aléatoire qui interdit donc de connaître avec une précision absolue la vitesse d'une particule en ce point.

C'est là un accord total entre théorie de la relativité et la mécanique quantique.

Il doit donc exister une relation entre la valeur de la constante de Planck et la densité moyenne des ondes gravitationnelles dans l'Univers.

Ayant une vieille formation de physicien mais n'étant pas matheux, qui pourrait trouver cette relation?

Ah non, il n'y a AUCUN rapport à faire entre ces deux éléments de théorie. Le "flou" quantique est quelque chose d’intrinsèque à la théorie quantique et ne peut en aucun cas s'expliquer par le passage d'ondes gravitationnelles.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Pio2001]

La conséquence de ce très faible champ d'ondes gravitationnelles, présent en chaque point de l'Univers, est qu'en chaque point de l'Univers, l'espace-temps a une valeur de courbure instantanée aléatoire qui interdit donc de connaître avec une précision absolue la vitesse d'une particule en ce point.

C'est là un accord total entre théorie de la relativité et la mécanique quantique.

Bonjour Thioclou,
Je suis d'accord avec l'objection de Gilgamesh.

J'ajouterais que les ordres de grandeur ne correspondent pas. L'incertitude sur la position d'un particule peut atteindre plusieurs kilomètres (exemple d'un seul photon envoyé sur un beam splitter relié à deux fibres optiques) alors que les fluctuations de l'espace-temps mesurées par les interféromètres sur terre ne dépassent pas une fraction de la taille d'un noyau d'atome.

De plus, on compare des pommes et des oranges : les fluctuations de l'espace-temps, aussi fortes soient-elles, n'introduisent aucune intétermination, ni dans la position, ni dans la quantité de mouvement des particules. Elles sont parfaitement déterminées à l'intérieur d'un espace-temps dont la géométrie est elle-même parfaitement déterminée; chaotique et turbulente, mais, pour employer une expression imagée "parfaitement nette", contrairement au "flou" de la mécanique quantique.

[Matmat]

Bonjour,

puis je vous soumettre une expérience de pensée ( sans doute à t'elle été réalisée mais je n'en ai aucune connaissance ) :

Si on fait une expérience d'Aspect dans un champs gravitionnel suffisament fort pour que la différence d'angles de polarisation distants ne puissent plus se calculer de manière classique (par classique j'entend simple différence des 2 angles de polarisation sans tenir compte des courbures spatio-temporelles) , la violation des inégalité de Bell serait elle la même ? atténuée ? ou plus forte ?

[Mailou75]

Bonjour,

Sans entrer dans l'expérience en champs gravitationnel fort, qq chose me chiffonne dans l'intrication, je vous l'expose : pour ce que j'en sais de ces expériences, elles sont tjrs réalisées avec des photons, qui vont donc à c.
Si on considère que pour un observateur en mouvement, l'espace "fixe" se contracte "proportionnellement" à sa vitesse (à gamma en fait) et son temps ralentis, alors on peut supposer que pour le photon son temps ne s'écoule plus et que la dimension dans laquelle il se déplace (droite) est pour lui devenue un point. La contraction est telle qu'il n'y a plus d'échelle d'espace dans cette dimension, pour le photon notre univers est "écrasé" en deux dimensions. Donc... si on en revient à l'intrication, pour les photons émis dans deux sens opposés le long d'une meme direction (ou deux directions ca ne change rien) et bien tout reste "local", il n'y a donc rien qui a nécessité a se déplacer plus vite que c, l'information peut s'échanger "localement" entre les photons, même si du point de vue de l'observateur statique ils sont apparement distants.

Il doit y avoir une erreur de raisonnement.. (encore)

Merci
Mailou

[Tryss2]

L'intrication ne concerne pas que les photons...

[invite06459106]

alors on peut supposer que pour le photon son temps ne s'écoule plus et que la dimension dans laquelle il se déplace (droite) est pour lui devenue un point. La contraction est telle qu'il n'y a plus d'échelle d'espace dans cette dimension, pour le photon notre univers est "écrasé" en deux dimensions.

J'ai mis en gras ce qui montr, àmha, que tu supposes prendre un référentiel rattaché au photon, et ça la théorie ne le permet pas, du coup si la prémisse est fausse, comment répondre....
Et en gras souligné un truc faux aussi, on ne peut pas associer un temps-propre au photon pour la même raison, et si tu parles d'une horloge allant à quasi c son temps(-propre, donc) "s'écoulerait" de la même façon.

[Mailou75]

Non quand je dis que son temps ne s'écoule pas c'est pour l'observateur statique (nous)
Par contre quand je dis que la dimension le long de laquelle il avance est réduite a un point je parle bien du photon
Si ça pose problème reprend l'expérience à 0,999999999999c c'est dingue de toujours chercher la petite bête ou faire semblant de ne pas comprendre pour ne pas répondre a la question.
En même temps Didier si tu sais pas je peux comprendre une intervention dérisoire mais là, ce ton sérieux et condescendant pour nous sortir des évidences et accessoirement me prendre pour un âne ca gave à la longue. Voila c'est dit.
[attention ce message risque de s'autodétruire] ^^

[invite06459106]

Non quand je dis que son temps ne s'écoule pas c'est pour l'observateur statique (nous)

Ha oui...lu trop vite. Méa culpa (me fouetterai à l'ortie fraîche).

Par contre quand je dis que la dimension le long de laquelle il avance est réduite a un point je parle bien du photon
Si ça pose problème reprend l'expérience à 0,999999999999c c'est dingue de toujours chercher la petite bête ou faire semblant de ne pas comprendre pour ne pas répondre a la question.

Ce n'est pas chercher la petite bête, je me place dans le cadre de la théorie, c'est tout. Et on est pas que tout les deux à lire.
Donc, dire que il n'y a plus de distance c'est rattacher un réf au photon, et si tu prends un truc qui va à 0.99 c, il y a une contraction des longueurs, donc on ne peut plus dire "qu'il n'y a plus d'espace" ce n'est pas correct, donc ni la conclusion (information transmise instantanément rendue possible par ton idée), c'est comme ça que je vois le truc mais je peux me tromper (ça c'est pour éviter le côté condescendant).

En même temps Didier si tu sais pas je peux comprendre une intervention dérisoire mais là, ce ton sérieux et condescendant pour nous sortir des évidences et accessoirement me prendre pour un âne ca gave à la longue. Voila c'est dit.

t'ai-je déjà pris pour un âne? et le ton n'est pas condescendant ni sérieux ( j'ai mis un smiley), mais cela m'arrive aussi d 'avoir une interprétation en lisant des réponses. Il doit faire chaud chez toi aussi...( le smiley c'est pour le sourire, va pas l'interpréter comme de la moquerie ou je ne sais quoi).

[attention ce message risque de s'autodétruire] ^^

bah nan, ça va augmenter l'entropie (j'en remet un---> ).

[Mailou75]

A 0,99999999c la contraction est telle que la distance entre les capteurs lors de l'expérience est ~nulle (et =nulle pour le photon vraisemblablement) la remarque ne change donc pas, l'info peut aller a une vitesse inférieure ou égale a c tout en paraissant instantanée pour l'expérimentateur statique. Non ?

[invite06459106]

Attends confirmation, mais je ne pense pas, quand j'ai lu ton post, cela m'a de suite fait penser aux muons, qui vont à 99,52% de c, et entre les deux détecteurs cela ne nous paraît pas instantané...alors ok c'est pas 99,99999999% c mais sur le principe je crois que c'est en contradiction avec ton idée, je n'ai plus en tête le record d'intrication, mais c'est plusieurs km ( au moins plus d'une centaine de mémoire), m'enfin c'est ce qui m'est venu à l'esprit. D'autres te répondront ( et infirmeront ce que j'ai dit avec un peu de chance (pour moi)).

[ansset]

Donc... si on en revient à l'intrication, pour les photons émis dans deux sens opposés le long d'une meme direction (ou deux directions ca ne change rien) et bien tout reste "local", il n'y a donc rien qui a nécessité a se déplacer plus vite que c, l'information peut s'échanger "localement" entre les photons, même si du point de vue de l'observateur statique ils sont apparement distants.

bonjour,
ce n'est pas une question de vitesse des photons, car l'observateur n'est ni l'un , ni l'autre.
ensuite, il n'y a pas "échange d'information", c'est un peu le fond du paradoxe EPR.
car si c'était un échange , il irai plus vite que c ( prouvé par l'expérience ) et donc contraire à la RR.
les deux "particules" ( photons ici ) sont en fait un couple unique, une seule entité.
il est donc inutile de parler de vitesse de transmission d'information.

ps: par rapport à mon mess précédent, si je dit que la physique quantique s'intéresse aux "particules" , c'est pour reprendre un langage issu de la physique classique.
dans le domaine quantique , il n'y a plus ni ondes, ni particules au sens classique.
( tj le même pb de terminologie en science )
ps2: je crois qu'il y a eu des expériences d'intrication sur d'autres particules que le photon, mais je n'ai plus les ref en tête.

[azizovsky]

Salut, quand t'on parle du dilation du temps ou contraction des longueurs, on parle des événements, est ce que le photon est un événement ?

[Nicophil]

Bonjour,

est ce que le photon est un événement ?

Non mais sa création et son annihilation oui.

[azizovsky]

Salut, puisque leurs directions sont opposées, de quel temps peut on parlé ? à une vitesse c et avec l'artillerie de la RR, on ne peut pas calculer la vitesse de l'un par rapport à l'autre (0/0 ou infini/infini car j'oublie...)...,le temps de l'émission et de réception de l'un d'eux dans le référentiel de l'autre est infini, càd: ils vont jamais exister l'un par rapport à l'autre..., et en plus, il y'a indirectement le paradoxe EPR (action à distance), s'il y'a contraction de l'un par rapport à l'autre qui est égale à zéro (inexistence de l'un par rapport à l'autre), EPR n'ont rien compris à la RR !!!!

ps: l'onde des deux photons est décrite par: 1/2 [f(r-ct)+f(r+ct)] (un troisième observateur: l'expérimentateur , qui contient déjà l'inséparabilité...)

[Mailou75]

EPR n'ont rien compris à la RR !!!!

Hihi t'y vas un peu fort c'est eux qui l'ont inventée ^^

Cela dit je n'arrive tjrs pas a comprendre comment a 0,999999c le temps est quasi a l'arrêt pour l'observateur et l'espace écrasé à 99,999% pour le voyageur et tout à coup a c on a plus rien le droit de dire, plus de référentiel alors que le temps du photon qui ne s'écoule pas pour l'observateur est qq chose d'admis mais le fait que de son point de vue la dimension dans laquelle il se déplace soit devenue un point sans dimension est inacceptable.
Il y a un saut logique pas logique !

Et pour répondre @ansset : si justement tout le problème de l'intrication est bien de savoir s'il y a échange d'infos entre la mesure sur A et la mesure sur B pour qu'ils se "mettent d'accord". La réponse qui consiste a dire qu'il ne s'agit que d'un seul objet est une manière de botter en touche. Et accessoirement ça ne répond en rien au paradoxe EPR qui postule que l'info est connue par les deux des le départ, bien au contraire

[azizovsky]

Hihi t'y vas un peu fort c'est eux qui l'ont inventée ^^

Cela dit je n'arrive tjrs pas a comprendre comment a 0,999999c le temps est quasi a l'arrêt(1) pour l'observateur et l'espace écrasé à 99,999%(2)à pour le voyageur et tout à coup a c on a plus rien le droit de dire, plus de référentiel alors que le temps du photon qui ne s'écoule pas (3)pour l'observateur est qq chose d'admis mais le fait que de son point de vue la dimension dans laquelle il se déplace soit devenue un point sans dimension est inacceptable.
Il y a un saut logique pas logique !

est ce que tu peux développer les point (1) et (2) et (3) pour éviter les termes flous.

pour moi:

(1)
(2) (suivant Poincaré, oh, combien, il y'en a dans la nature.....)
(3) n'a pas de sens physique.

[ansset]

Et pour répondre @ansset : si justement tout le problème de l'intrication est bien de savoir s'il y a échange d'infos entre la mesure sur A et la mesure sur B pour qu'ils se "mettent d'accord". La réponse qui consiste a dire qu'il ne s'agit que d'un seul objet est une manière de botter en touche. Et accessoirement ça ne répond en rien au paradoxe EPR qui postule que l'info est connue par les deux des le départ, bien au contraire

je ne dit pas le contraire.
c'est bien le sujet initial du paradoxe, en effet.
mais ( est ce par choix ? ) , il est considéré aujourd'hui que l'intrication est non-locale et qu'il n'y a pas de transmission d'information >c, non ?

[invite06459106]

Non quand je dis que son temps ne s'écoule pas c'est pour l'observateur statique (nous)

J'ai fait un méa culpa...c'est idiot, je mets ça sur l'heure tardive. Pour le photon, c'est sans sens physique.

est ce que tu peux développer les point (1) et (2) et (3) pour éviter les termes flous.

pour moi:

(1)
(2) (suivant Poincaré, oh, combien, il y'en a dans la nature.....)
(3) n'a pas de sens physique.

Fais gaffe, on va te dire que tu chipotes ( Mailou, c'est pour rire hein...).

[Mailou75]

Salut,

(3) n'a pas de sens physique.

Mais si.. Ni plus ni moins que les déformations dues a gamma que tu admets pour (1) et (2)
Les déformations ne sont que des projections, chez Minkowski le z+1 du photon se trouve à l'intersection entre l'axe x et la courbe 1/x, a l'infini, pour l'observateur le temps du photon vaut T/infini=0
Encore une fois, pourquoi la logique devrait elle changer entre 0,99c et c ?

D'où ma question, si la dimension d'espace dans le sens du mouvement est nulle (pour le photon) alors n'y a plus de problème de communication dépassant c, tout reste "local" pour le photon !?

je ne dit pas le contraire.
c'est bien le sujet initial du paradoxe, en effet.
mais ( est ce par choix ? ) , il est considéré aujourd'hui que l'intrication est non-locale et qu'il n'y a pas de transmission d'information >c, non ?

Par renoncement plutot, encore un truc à admettre tel quel sans autre explication.. C'est le même objet (point)
On pourrait la rebaptiser "communication noire" pour la ranger avec ses copines

[azizovsky]

.


Fais gaffe, on va te dire que tu chipotes .

oui, dans tous les cas, on va utiliser deux langages différents .....

-l'équivalence des référentiels dit beaucoup ..., si la longueur de l'un devient nul PAR RAPPORT à l'autre, tous les deux s'annule l'un PAR RAPPORT à l'autre.
-Le temps du photon s'arrête par rapport à quoi ? comment définir la synchronisation.....?

[Mailou75]

Par rapport au temps de l'observateur qui s'écoule "normalement" a raison d'1s par s.
Et on est en droit de penser, relativité oblige, que pour un photon c'est toi le photon.
Donc de la même façon "par projection" ton temps lui paraîtra ne pas s'écouler.
Il n'y a d'incohérence que si on suppose que "c" est un cas particulier,
C'en est un en tant que "limite" mais ça devrait s'arrêter la !

[ansset]

Par renoncement plutot, encore un truc à admettre tel quel sans autre explication.. C'est le même objet (point)
On pourrait la rebaptiser "communication noire" pour la ranger avec ses copines

renoncement à quoi ?
à une interprétation qui serait intuitivement plus simple à accepter.?
c'est souvent l'origine de tous les "pseudo" paradoxes qui ne le sont que quand le modèle heurte l'intuition.

[invite06459106]

Et on est en droit de penser, relativité oblige, que pour un photon c'est toi le photon.
!

Parfaitement, on est en droit de penser l'impossible...mais pas dans le cadre de la Relativité.
Pour le côté relatif, il faudrait rattaché un référentiel au photon (et donc qu'il soit inertiel), pour que lui, puisse faire des mesures avec son mètre et son horloge pour te "définir photon", et ça ce n'est plus dans le cadre...

La réponse qui consiste a dire qu'il ne s'agit que d'un seul objet est une manière de botter en touche.

Je ne pense pas que la PhysQ dise cela, qu'est-ce qui te fait dire ça? ce que j'en comprends de loin, c'est qu'elle dit (en très gros): Ce qui rend le mieux compte des expériences, est de modéliser deux trucs intriqués comme un ensemble de tout les états des éléments constitutifs (par ex tout les états de polarisations des 2 photons) sans aucune distinction entre les composantes ("possibilité") de tout les états.

Et accessoirement ça ne répond en rien au paradoxe EPR qui postule que l'info est connue par les deux des le départ

L'info connue dès le départ?

Tu parles de " tout reste local", le côté "non-séparable" n'est pas équivalent à local, mais, si ton idée était correcte, on le saurait, on intrique d'autres trucs que des photons, et aussi des photons avec d'autres particules, bref ils jouent avec plein de choses différentes, et en prenant des particules massives intriquées, il n'y a pas de différences sur les corrélations des différents états mesurés, quelque soit la vitesse des particules, la distance, sa "nature". On sait calculer la contraction pour un machin ayant telle masse, telle vitesse, suffit de changer les paramètres pour voir des différences, et il n'y en a aucune.

[invitec7606cbb]

...

Bonjour ,...

Que penser de la conjoncture ER = EPR qui stipule que éloigner deux particules intriquées reviendrait en fait à creuser un pont ER autour d'une seule et même particule qui manifesterait ses propriétés à plusieurs endroits de l'espace-temps...apportant un eclairage nouveaux sur le paradoxe EPR qui met en évidence la non-localité de la mécanique quantique, et l'oppose au principe de localité qui est le fondement de la théorie de la relativité ?

[Deedee81]

Salut,

...
Que penser de la conjoncture ER = EPR qui stipule que éloigner deux particules intriquées reviendrait en fait à creuser un pont ER autour d'une seule et même particule qui manifesterait ses propriétés à plusieurs endroits de l'espace-temps...apportant un eclairage nouveaux sur le paradoxe EPR qui met en évidence la non-localité de la mécanique quantique, et l'oppose au principe de localité qui est le fondement de la théorie de la relativité ?

Je ne connaissais pas cette conjecture mais franchement je n'y crois pas trop. Pour trois raisons :
- Nul besoin d'ER pour expliquer/décrire l'intrication quantique
- Les ponts ER impliquent une énorme courbure de l'espace-temps, qui n'existe pas dans l'intrication.
- Les ponts ER c'est ce qu'on appelle communément des trous de ver. Or il est facile d'arriver à des contradictions avec des trous de ver (si on disposait de trous de ver, on construirait très facilement des machines à voyager dans le temps).

[invitec7606cbb]

...

MAis c'est un fait que cette correspondance ER/EPR n'est actuellement démontrée que dans un modèle d'univers très simplifié

[invitec7606cbb]

...

cette conjoncture accorde la théorie de la relativité restreinte avec la non-localité

en sachant qu' une équipe a conçu et mené à bien une expérience de Bell sans failles où les inégalités de Bell étant violées, l'expérience a confirmé la non-localité de l'espace-temps