La gravitation n'est pas une force

[invite93279690]

On voit là une partie des problèmes de vocabulaire. En RG une "influence" exclut la gravitation.

est-ce vrai en toute occasion ? L'idée meme de certains tests de la RG (si ce n'est tous) se base pourtant sur l'existence d'une influence (gravitationnelle) de corps célestes suffisante pour observer une deviation soit par rapport a une gravitation Newtonienne ou bien meme par rapport à l'absence totale d'influence gravitationnelle. L'exemple typique est, il me semble, celui de la trajectoire des rayons lumineux ou la théorie newtonienne est indécise quant au traitement adéquat de la trajectoire de tels rayons dans un champ de gravitation : 1) trajectoire "comme si" le rayon lumineux était constitué de grains en chute libre dans un champ de gravitation ou 2) trajectoire "comme si" les lois de l'optique géométrique (en gros le principe de Fermat en espace euclidien) étaient indifférentes à la gravitation.

On voit bien que la presence de corps suffisamment massifs "change" quelque chose à la trajectoire d'un rayon lumineux venant de l'infini. Le fait de se focaliser sur une interpretation de cette experience y voyant un changement de trajectoire sous l'influence de la gravitation (que j'interprète ici comme l'existence non triviale d'une relation entre la courbure locale de l'espace-temps et la densité de matière-energie) ou bien comme étant un "non-changement" car la nature (géodésique) de la trajectoire n'est pas changée par le corps celeste me semble être une affaire de gout; chaque choix ayant ses avantages et inconvénients. Encore une fois, les mathématiques sont inaffectées par un tel choix. Les concepts s'en trouvent changés mais la plupart du temps on saura jongler avec un point de vue ou l'autre en fonction du problème et c'est cela qui me semble important : arriver à une meme conclusion narrative (effet de lentille gravitationnelle) par une multitude de points de vue.

Euh... Faudrait faire attention aux connotations.

Il n'y a pas de "glissement sémantique"

c'est bizarre parce que ce qui suit

mais des changements profonds de concept, avec tentative de les décrire sans fabriquer de novo tout une terminologie

me semble être la quasi-definition d'un glissement sémantique. Par exemple le wiki sur le sujet est assez clair

Un glissement sémantique ou glissement de sens est le fait qu'un mot ou une expression acquière au fil du temps un sens différent de celui d'origine pouvant donner lieu à des quiproquos ou des incompréhensions entre locuteurs. Ce type de glissement entraîne alors un besoin de clarification sémantique

la seule objection qu'on pourrait faire est sur le terme "glissement" qui pourrait sous-entendre un processus long et continu de déformation du sens alors que là on a peut être affaire à un "changement abrupte de sens". Mais pour autant, la confusion sémantique resultant d'un glissement sémantique montre bien que le processus n'est pas si continu et lent qu'on peut l'imaginer et ca colle plutot bien aux problèmes rencontrés pour les mots "force" et "inertie" qui sont au coeur de cette discussion comme tu l'as très bien souligné.

Ensuite le terme "politique" a été utilisé avec une idée assez étroite, les débats de vocabulaire en physique, avec éventuellement des implications sur l'enseignement.

oui tout à fait, c'est un très bon resumé du contexte dans lequel je plaçais le mot "politique".
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[Nicophil]

Encore une fois, les mathématiques sont inaffectées par un tel choix. Les concepts s'en trouvent changés mais la plupart du temps on saura jongler avec un point de vue ou l'autre en fonction du problème et c'est cela qui me semble important : arriver à une meme conclusion narrative (effet de lentille gravitationnelle) par une multitude de points de vue.

Oui, il y a plusieurs théories physiques qui donnent des explications concurrentes.
Mais c'est comme en physique quantique : la vulgarisation recrache ça en un gloubi-boulga syncrétiste, surtout sur un forum comme celui-ci, on y perd la cohérence interne propre à chaque Ecole.

[invite93279690]

Et bien voilà, fallait le dire tout de suite. A partir du moment où les "objets" ont déjà une vitesse constante non nulle: je comprend qu'ils suivent toutes les géodésiques qu'on voudra. Je demandais des explications sur: qu'est-ce qui, dans un champ de gravitation dans le cadre de la RG, met les objets en mouvements. Vous venez de me répondre: rien, ils le sont déjà, intrinsèquement.

ce n'est pas ce qu'a dit amanuensis. Il a dit que (dans l'acception qu'il utilise) la trajectoire de reference était une géodésique de l'espace-temps tel qu'il est parcouru par un corps d'épreuve pour un modele donné (une distribution de masse en somme). Ainsi, si on passe d'un corps initialement en chute libre autours d'un corps celeste et qu'on fait soudainement disparaitre le corps celeste, la trajectoire du corps d'épreuve sera toujours une trajectoire inertielle (de reference) et sa nature n'aura donc pas changée bien que la trajectoire elle meme ne trace pas la meme courbe. L'idee est de se focaliser sur le fait que la raison du changement de la courbe n'est pas un changement de nature de la trajectoire mais un changement du modele dans lequel evolue le corps d'épreuve. Dans cette acception, seules les forces ont pour role de changer la nature de la trajectoire c'est à dire de la rendre non inertielle.

[invite93279690]

Oui, il y a plusieurs théories physiques qui donnent des explications concurrentes.
Mais c'est comme en physique quantique : ça donne du gloubi-boulga syncrétiste en vulgarisation, on y perd la cohérence interne propre à chaque Ecole.

je ne suis pas sur que la confusion qui ressort d'une telle vulgarisation faisant echo à de nombreuses interpretations soit un problème en soit. C'est meme plutot sain si les gens ne savent pas vraiment où ils en sont; on ne fait pas du catéchisme après tout. Cela permet aux gens de préférer une école de pensée a une autre si ils le souhaitent (ca nous éviteraient peut être meme d'avoir des gens sur ce forum qui débarquent en nous disant "voici ma théorie"). Non pour moi le problème est de suggérer que ces explications concurrentes n'existent que pour la MQ.

[Amanuensis]

est-ce vrai en toute occasion ?

C'était dans le cadre de la définition d'une trajectoire inertielle. Un point pas vraiment subtil qui a été passé sous silence est le double sens du mot trajectoire, selon qu'on la prend 3D ou 4D. Par ailleurs, quand on parle de géodésique en RG, il s'agit (toujours il me semble) d'une trajectoire 4D.

4D veut dire prendrel'espace-temps "en entier", "terminé", et on dit par exemple que la trajectoire d'une masse d'épreuve est une géodésique, c'est bien d'une trajectoire 4D dont on parle, prise dans "l'intégralité du temps". Elle est, et ne peut pas être "modifiée" ou "déformée".

Quand on parle d'une trajectoire 4D, il n'y a plus vraiment de causalité. Et on se retrouve avec le schéma distinguant les masses/énergies/qm comme "cause" de la géométrie de l'espace-temps, et la géométrie de l'espace-temps comme "cause" de la géométrie du mouvement inertiel d'une masse d'épreuve.

Ce n'est pas incompatible avec parler des masses/énergies/qm comme causes de la géométrie des mouvements (par transitivité), mais cela devient difficile d'y voir des "moteurs".

Perso j'ai du mal avec les phrases plus directes comme quoi la présence d'une masse "modifie" une géodésique, parce qu'en vision 4D cela devient une contrafactualité: "si la masse n'était pas incluse dans l'espace-temps, alors la géodésique aurait été différente". En classique et 3D c'est différent, on peut dire que la référence est le mouvement inertiel et que la présence d'une masse dévie la trajectoire (3D) par rapport à cette référence: on en revient à force ou pas force.

Autrement dit, si on parle de cause de la déviation d'une trajectoire, faut bien que ce ce soit par rapport à une référence ; si la trajectoire inertielle est la référence, difficile de parler de la même manière, avec le même vocabulaire, de la cause d'une trajectoire inertielle si on comprend cela comme la cause de la déviation de cette trajectoire par rapport à l'inertiel.

[Amanuensis]

Quand on parle d'une trajectoire 4D, il n'y a plus vraiment de causalité. Et on se retrouve avec le schéma distinguant les masses/énergies/qm comme "cause" de la géométrie de l'espace-temps, et la géométrie de l'espace-temps comme "cause" de la géométrie du mouvement inertiel d'une masse d'épreuve.

Pas très clair cette phrase, faudrait (là encore) préciser les deux sens de "cause". L'une serait une notion dynamique, de changement au cours du temps, comme en classique, où la trajectoire 3D se construit, se prolonge petit à petit. Et l'autre une notion "statique", d'implication : l'espace-temps comme modèle 4D implique les géodésiques (et réciproquement), et les masses/énergie/qm affectent la géométrie du modèle. (Notons que réciproquement le modèle implique les masses/énergie/qm, petite subtilité entre affecter et impliquer, l'équation d'Einstein ne suffisant pas à déterminer uniquement le modèle d'espace-temps.)

[invite93279690]

C'était dans le cadre de la définition d'une trajectoire inertielle. Un point pas vraiment subtil qui a été passé sous silence est le double sens du mot trajectoire, selon qu'on la prend 3D ou 4D. Par ailleurs, quand on parle de géodésique en RG, il s'agit (toujours il me semble) d'une trajectoire 4D.

il me semble que j'en ai fait mention dans mon deuxième message...sans pour autant adresser le problème de causalité cela dit.

4D veut dire prendrel'espace-temps "en entier", "terminé", et on dit par exemple que la trajectoire d'une masse d'épreuve est une géodésique, c'est bien d'une trajectoire 4D dont on parle, prise dans "l'intégralité du temps". Elle est, et ne peut pas être "modifiée" ou "déformée".

c'est vrai mais la meme chose peut être dite de la formulation de la mécanique classique par le principe de moindre action. Et d'ailleurs, la meme chose a été dite de cette dernière par les partisans de l'école cartésienne qui y voyaient un retour aux causes finales d'Aristote.

Quand on parle d'une trajectoire 4D, il n'y a plus vraiment de causalité. Et on se retrouve avec le schéma distinguant les masses/énergies/qm comme "cause" de la géométrie de l'espace-temps, et la géométrie de l'espace-temps comme "cause" de la géométrie du mouvement inertiel d'une masse d'épreuve.

Ce n'est pas incompatible avec parler des masses/énergies/qm comme causes de la géométrie des mouvements (par transitivité), mais cela devient difficile d'y voir des "moteurs".

Perso j'ai du mal avec les phrases plus directes comme quoi la présence d'une masse "modifie" une géodésique, parce qu'en vision 4D cela devient une contrafactualité: "si la masse n'était pas incluse dans l'espace-temps, alors la géodésique aurait été différente". En classique et 3D c'est différent, on peut dire que la référence est le mouvement inertiel et que la présence d'une masse dévie la trajectoire (3D) par rapport à cette référence: on en revient à force ou pas force.

evidemment l'exemple qui consiste à changer entièrement le modele et à supprimer une planète d'un claquement de doigt est assez problématique mais dans le cas de la deviation d'un rayon lumineux ou d'un corps d'épreuve par un corps massif, la physique pourrait être décrite "par morceaux". En d'autres termes, étant conscient que le problème inclut une partie de l'espace essentiellement vide et une partie avec une forte densité de masse/energie, il peut être naturel de considerer les géodésiques correspondantes séparément (le problème de devoir specifier plusieurs instants se pose cependant). En y réfléchissant, c'est le point de vue adopté par les physiciens des particules qui distinguent "particules à l'infini" de "particules dans une region d'interaction". Par ailleurs, les equations géodésiques elles memes sont indépendantes de comment on les a dérivées de la meme manière que les equations d'Euler-Lagrange sont indépendantes de savoir si on les a obtenues en prenant l'extremum d'une action ou bien en utilisant le principe des travaux virtuels de D'Alembert et un aspect dynamique (directement causal) peut être retrouvé directement dans les equations différentielles satisfaites par les trajectoires, sous reserve qu'un référentiel a été choisi au préalable.

Autrement dit, si on parle de cause de la déviation d'une trajectoire, faut bien que ce ce soit par rapport à une référence ; si la trajectoire inertielle est la référence, difficile de parler de la même manière, avec le même vocabulaire, de la cause d'une trajectoire inertielle si on comprend cela comme la cause de la déviation de cette trajectoire par rapport à l'inertiel.

dans le contexte des rayons lumineux, la deviation est par rapport au rayon incident et il ne me semble pas qu'il y ai tant d'ambiguïté que cela sur ce problème particulier. Pour tout corps d'épreuve, la reference dans un contexte de collision (en physique newtonienne, minkowskienne, quantique et quantique relativiste) est la trajectoire/comportement hors de la region d'influence du corps celeste dont on cherche à étudier l'effet sur la trajectoire/comportement du dit corps d'épreuve. C'est pour cela que formuler cette distinction avec le mot "inertiel" pose un certain problème si on utilise une acception qui qualifie d'inertielle toute trajectoire suivant une géodésique quelque soit la métrique sous jacente. Au contraire, la distinction naturelle qui pourrait en sortir serait celle de la trajectoire d'un corps d'épreuve hors de toute region d'influence (cela a par ailleurs l'avantage d'être indépendant de la théorie prescrivant quelle devrait être la nature d'une telle trajectoire).

[Amanuensis]

c'est vrai mais la meme chose peut être dite de la formulation de la mécanique classique par le principe de moindre action. Et d'ailleurs, la meme chose a été dite de cette dernière par les partisans de l'école cartésienne qui y voyaient un retour aux causes finales d'Aristote.

Oui, c'est bien moins noir-blanc que mes présentations simplifiées pourraient le faire croire. On trouve pas mal "d'anticipations", si on peut dire, d'approches 4D en classique. Un autre exemple m'était apparu en écrivant sur le terme "trajectoire", car on a bien un équivalent de "trajectoire 4D" en classique, sous le terme de "mouvement": un mouvement rectiligne uniforme évoque bien quelque chose très proche d'une ligne d'Univers en 4D, la trajectoire 3D étant une ligne d'espace ("rectiligne") et l'aspect temporel couvert via les vitesses ("uniforme").

N'empêche que le gros des usages de vocabulaire et des concepts en classique est plutôt 3D ou "3+1", alors que le discours sur la RG est essentiellement avec des concepts 4D (et le discours le plus courant sur la RR est un mélange pernicieux, entre les deux).

[Amanuensis]

Au contraire, la distinction naturelle qui pourrait en sortir serait celle de la trajectoire d'un corps d'épreuve hors de toute region d'influence (cela a par ailleurs l'avantage d'être indépendant de la théorie prescrivant quelle devrait être la nature d'une telle trajectoire).

Certes. Mais cela correspond à extrapoler de la région extérieure vers la la région d'influence. Cette approche marche bien en classique, avec temps absolu et métrique spatiale euclidienne. Mais comme je l'écris s'approche un peu trop d'une contrafactualité en RG, du moins à mon goût.

Ce qui me gêne, c'est peut-être qu'en classique, avec un arrière-plan posé a priori, ce genre d'extrapolation est licite de par le modèle, alors qu'en RG, avec l'interaction entre un arrière-plan (si on le voit comme tel plutôt que prendre l'idée d'une absence d'arrière-plan) et le contenu, ces extrapolations sont des approximations, certes pratiques, bien utiles (en particulier parce que permettant de se rapprocher de l'intuition éduquée par le classique), mais sont "contraires" aux concepts qui fondent le modèle. Ce qui crée un flou entre pratique et concepts, ce qui est peut-être une manière de présenter les difficultés rencontrées dans l'abord de la RG.

(Perso je n'ai réussi à me construire--si tant est que j'ai réussi--une sorte de la compréhension du b-a-ba de la RG seulement à partir d'une sorte de compréhension minimale des maths correspondantes. Je trouve le plus souvent inadéquates les explications en langage commun, y compris les miennes! Je n'arrive même pas à penser que ces explications m'auraient aidé à elles seules à l'époque où je galérait bien plus que maintenant.)

[Paradigm]

Bonjour Amanuensis, bonjour à tous,

Évidemment, il y a une relation entre le sens de "inertiel" et celui de "force". Deux possibilités là encore, soit on lie la notion de force à celle d'inertie, selon l'idée qu'une trajectoire inertielle est suivie en l'absence de force, soit on lie le terme de "force" à celui de géodésique, une force étant ce qui fait dévier par rapport aux géodésiques, selon l'équation mDv = F, l'opérateur D dépendant du modèle choisi.

Lequel des deux points aurait un mouvement considéré comme inertiel ? Il y aurait t'il aussi relativement aux différents cadres théoriques ou nous nous plaçons (MC, RR, RG) une relation univoque entre inertiel et accélération (au sens non relatif) ?

Cordialement.

[Amanuensis]

Lequel des deux points aurait un mouvement considéré comme inertiel ?

Sans influence gravitationnelle un mouvement inertiel l'est aussi bien en MC et en RG. Le cas montré ne fait pas intervenir la gravitation, il me semble. (Sauf peut-être pour que la boule reste sur le plateau ; auquel cas le mouvement n'est pas inertiel en RG!)

La différence est flagrante pour les orbites de corps célestes. La Terre suit un mouvement inertiel au sens de la RG, ce n'est pas le cas au sens de la MC.

[Paradigm]

La Terre suit un mouvement inertiel au sens de la RG, ce n'est pas le cas au sens de la MC.

Quand bien même nous constatons une accélération non nulle, la terre suit un mouvement inertiel au sens RG ? Le fait d'observer pour un corps solide une accélération nulle n'est pas systématiquement synonyme de mouvement inertiel ?

Cordialement,

[CM63]

Bonjour,

Nous ressentons l'accélération gravitationnelle de la Terre, mais pas celle du Soleil. Or c'est par rapport au soleil que le mouvement de la terre est inertiel au sens de la RG.

[Amanuensis]

Quand bien même nous constatons une accélération non nulle, la terre suit un mouvement inertiel au sens RG ?

Je parle de la Terre vu comme un "point matériel", pas d'un point de la surface.

Le fait d'observer pour un corps solide une accélération nulle n'est pas systématiquement synonyme de mouvement inertiel ?

Si par "accélération" est signifié ce qui est mesuré par un accéléromètre solidaire du corps solide vu comme un "point matériel", oui en RG (non en classique).

Pour l'accélération au sens de d²x/dλ², avec x la position dans un référentiel, évidemment non (que ce soit en RG ou en classique).

[Amanuensis]

Or c'est par rapport au soleil que le mouvement de la terre est inertiel au sens de la RG.

Non, c'est une propriété "absolue", nul besoin de préciser un par rapport à quelque chose.

(Un aspect un peu bizarre, souligné par d'autres aussi, est l'accent mis sur le relatif dans les théories de la "relativité", avec une moindre importance aux "absolus". Un effet du nom?)

[inviteee888d3e]

Simple hypothèse :

La gravitation n'est pas une force qu'on doit exclure de la quantique, c'est une force quantique CAR :

- La gravitation n'est pas une force tout simplement, c'est une information d'une force

Petit exercice de pensée:
Si je fait apparaître un objet du néant a partir de rien (ADMETTONS)
et que je le place a 300.000 km d'un autre.
La force de gravité s'applique instantanément ou après 1 seconde? (temps qu'il faudrait a une information pour "prévenir" l'autre objet qu'il subit une "force" de gravité)

De mon coté je vois plus la gravité comme une force émergente et organisatrice.


Je répète que je ne formule qu'une simple hypothèse.

[Deedee81]

Bonjour,

Il vaut mieux éviter de déterrer d'anciennes discussion (raison pour laquelle je ferme).

En outre, évite de poser des hypothèses en ayant aussi peu de connaissance car ça fait "théorie personnelle", ce qui n'est pas autorisé.

Je répondrai quand même à ta question : dans ce cas ci, 1 seconde, avec entre les deux et transitoirement un flot d'ondes gravitationnelles.