Non-localité et géométrie

[invite70335176]

J'ai regardé assez bien de conférences sur les expériences qui aboutissent à la notion de non-localité d'une particule en physique quantique. Je remarque que cette notion continue à diviser les professionnels sur l'interprétation à apporter.
Par ailleurs, dans le domaine astrophysique, il nous est dit, concernant la forme de l'univers, qu'il faille considérer que chaque point de l'univers est au centre de l'univers. Il semble que si cela reste mystérieux pour le commun des mortels, les professionnels ne semblent pas avoir trop de problème à accepter cette donnée. J'ai notamment suivi le lien donné dans un précédent sujet sur le pdf "geometricon" qui peut aider à nous déconcerter sur nos perceptions habituelles, tout en ne donnant pas une réponse convaincante physique, pour les non-professionnels en tout cas.
Ma question : est-il possible que lorsqu'on parle de non-localité en physique quantique, les deux phénomènes soient liés, et que le problème est également lié à notre impossibilité à nous représenter physiquement l'espace tel qu'il est " réellement " ?
Sans doute, le sujet aura t-il été abordé dans ce forum, dans ce cas, si quelqu'un pourrait m'aiguiller vers la conversation la plus pertinente sur le sujet... Merci d'avance. Et je présente d'avance aussi mes excuses si la question est idiote.
-----

[phys4]

Bonjour, je ne vois pas de question idiote, il parait qu'il n'y a que des réponses.

Je vois les deux aspects totalement dissociés : l'un appartient à la mécanique quantique et à la physique des particules, l'autre à la géométrie.

Je me fais une représentation de l'univers très simple: une hypersphère à 4 dimensions où les étoiles et galaxies se trouvent à la périphérie, toutes les étoiles ont des positions équivalentes toutes voient autour d'elles un univers identique. Exactement comme les terriens à la surface de la Terre, sauf que dans ce cas, ils ne profitent pas d'un climat commun.
La dimension radiale de hypersphère est le temps et le centre représente le big bang.
Je m'excuse si ma réponse est idiote.

[invite70335176]

Bonjour, je ne vois pas de question idiote, il parait qu'il n'y a que des réponses.

Je vois les deux aspects totalement dissociés : l'un appartient à la mécanique quantique et à la physique des particules, l'autre à la géométrie.

Je me fais une représentation de l'univers très simple: une hypersphère à 4 dimensions où les étoiles et galaxies se trouvent à la périphérie, toutes les étoiles ont des positions équivalentes toutes voient autour d'elles un univers identique. Exactement comme les terriens à la surface de la Terre, sauf que dans ce cas, ils ne profitent pas d'un climat commun.
La dimension radiale de hypersphère est le temps et le centre représente le big bang.
Je m'excuse si ma réponse est idiote.

Merci, je me fais pas déjà mitrailler à la première réaction, c'est déjà ça.
Mais j'ai souvent l'impression que les mathématiciens admettent par un tour de passe-passe cette notion de centre universel. Mais il reste cette fameuse représentation physique manquante. Là aussi, je conçois bien que nous ne pouvons pas nous représenter une dimension supplémentaire qui nous permettrait de regarder le phénomène, tout comme la troisième dimension apporte une vision de la sphère courbe en tous sens (pléonasme ?).
J'ai regardé attentivement des vidéos d'Alain Bernard (bravo pour ses images soignées !) sur l'hypersphère, ça donne quand même le tournis, si je puis dire...Je suis aussi un peu la discussion sur l'autre fil (aussi assez chaud) "L'univers et ses bords", on ne peut pas vraiment dire qu'il y a une évidence entre spécialistes.
Est-il certain qu'on ne puisse attribuer la non-localité au manque de notre compréhension de la géométrie de l'univers ?

[Amanuensis]

Mais j'ai souvent l'impression que les mathématiciens admettent par un tour de passe-passe cette notion de centre universel. Mais il reste cette fameuse représentation physique manquante. Là aussi, je conçois bien que nous ne pouvons pas nous représenter une dimension supplémentaire qui nous permettrait de regarder le phénomène, tout comme la troisième dimension apporte une vision de la sphère courbe en tous sens (pléonasme ?).

Je me demande si la réponse de Phys4 a été comprise. Le modèle proposé est bien tel que tous les points peuvent se prétendre le sens, il n'a rien d'un tour de passe-passe. Et cela ne fait pas intervenir de dimension supplémentaire d'espace , le modèle est celui d'un espace-temps 4D. Et il y a diverses manières de se représenter la 4D spatio-temporelle.

Et que serait alors la "représentation physique manquante"???

Est-il certain qu'on ne puisse attribuer la non-localité au manque de notre compréhension de la géométrie de l'univers ?

Il n'y a pas de réponse sensée à une telle question. (Elle contient bien trop de pré-supposés.)

[A voir en vidéo sur Futura]

[phys4]

.Je suis aussi un peu la discussion sur l'autre fil (aussi assez chaud) "L'univers et ses bords", on ne peut pas vraiment dire qu'il y a une évidence entre spécialistes.
Est-il certain qu'on ne puisse attribuer la non-localité au manque de notre compréhension de la géométrie de l'univers ?

Pour cet autre fil il y a déjà Gilgamesh, Amanuensis et Mailou, je n'ai rien à apporter de plus. Je ne réponds pas à ce niveau, ici, il semble que nous restons aux notions de base.

Pour la non localité, j'ai expliqué pourquoi je n'y crois pas : deux physiques totalement différentes.

[invite70335176]

Je me demande si la réponse de Phys4 a été comprise. Le modèle proposé est bien tel que tous les points peuvent se prétendre le sens, il n'a rien d'un tour de passe-passe. Et cela ne fait pas intervenir de dimension supplémentaire d'espace , le modèle est celui d'un espace-temps 4D. Et il y a diverses manières de se représenter la 4D spatio-temporelle.

Et que serait alors la "représentation physique manquante"???

J'aimerais que vous m'aidiez à mieux cerner ce problème.
Sur Terre, il me semble que je pourrais, même si je ne prenais pas de la hauteur (pour me placer en 3D), remarquer qu'il y a un problème avec un long niveau d'eau (l'instrument de mesure) sur le sol. Si ma barre est suffisamment longue et dans un plan droit, mon instrument ne sera plus stable. Et je saurai que ce n'est pas dû à une imperfection de la "droiture" de mon instrument", car si je le retourne (face supérieure en bas, et inversement) mon instrument ne repose toujours pas bien sur le sol. Il y a t-il quelques exercices qui peuvent aider à visualiser la géométrie de notre univers.
Les petits "gadgets" que l'on trouve sur le net (ruban de Möbius, bouteille de Klein, le tore,...) sont de bons exercices de géométrie, mais cela ne m'apporte toujours pas d'aide dans mes essais de compréhension.
Parvenez-vous vraiment à avoir une représentation de notre univers, ou est-ce hors de portée, et que ce sont les mathématiques qui apportent la solution qu'il faut alors tenter d'extrapoler dans le monde physique ? Merci.

[phys4]

Sur Terre, il me semble que je pourrais, même si je ne prenais pas de la hauteur (pour me placer en 3D), remarquer qu'il y a un problème avec un long niveau d'eau (l'instrument de mesure) sur le sol. Si ma barre est suffisamment longue et dans un plan droit, mon instrument ne sera plus stable. Et je saurai que ce n'est pas dû à une imperfection de la "droiture" de mon instrument", car si je le retourne (face supérieure en bas, et inversement) mon instrument ne repose toujours pas bien sur le sol. Il y a t-il quelques exercices qui peuvent aider à visualiser la géométrie de notre univers.

C'est un essai amusant, il appartient à la géométrie 3D et il n'est pas applicable ici. Sur l’hypersphère vous n'avez pas accès à la surface.

Il faut reprendre l'image locale 4D pour se rendre compte que la partie visible du monde est le cône du passé : l'univers visible est donc sur un cône plongeant dans la sphère.
La génératrice du cône est une spirale qui descend jusqu'au voisinage du centre et rejoint une petite sphère où apparaissent les premiers photons de l'univers. C'est une partie de la surface de cette sphère que nous voyons sous forme de bruit de fond de l'univers.

[Amanuensis]

Parvenez-vous vraiment à avoir une représentation de notre univers, ou est-ce hors de portée

Perso, j'ai une "vision" qui me permet de voir un 3D courbe, et qui me semble à la portée de tous, même si elle demande un certain effort.

Vous vous couchez sur le dos par une belle nuit étoilée, à regarder le firmament. Pour chaque direction on peut imaginer une droite qui part de son oeil et s'éloigne, s'éloigne, encore et encore. Oublions le temps, voyons cela comme un univers au présent.

On pourrait se croire soit dans R^3, soit dans une boule 3D dont on serait le centre, si la distance au "bord" est finie. Mais modifions cela, et essayons de penser que toutes les droites aboutissent en un même point. Elles se rejoignent toutes. Alors, ce qu'on voit est une une sphère S3, ce qu'on pourrait présenter comme tous les points à distance 1 de l'origine en 4D. C'est nécessairement "courbe" (difficile sinon pour les droites de se rejoindre), c'est sans bord, on y voit bien des droites aussi droites qu'on l'imagine.

Le point extrême est l'antipode de l'observateur sur cette sphère S3. Un grand cercle passant par l'observateur est composé des deux droites opposées partant de l'observateur et se rejoignant à l'autre bout.

Je ne sais pas dans quelle mesure cela répond à la question, mais je vous assure que quand on y arrive, ça parle.

Cela n'est pas une représentation de notre Univers, juste une possible de l'Univers observable (du cône passé -- j'ajoute cela, je n'avais pas lu le message précédent, que je contredis d'une certaine manière, ce qui n'était pas mon but)...

[invite70335176]

C'est un essai amusant, il appartient à la géométrie 3D et il n'est pas applicable ici. Sur l’hypersphère vous n'avez pas accès à la surface.

Il faut reprendre l'image locale 4D pour se rendre compte que la partie visible du monde est le cône du passé : l'univers visible est donc sur un cône plongeant dans la sphère.
La génératrice du cône est une spirale qui descend jusqu'au voisinage du centre et rejoint une petite sphère où apparaissent les premiers photons de l'univers. C'est une partie de la surface de cette sphère que nous voyons sous forme de bruit de fond de l'univers.

Si on place comme dimension supplémentaire, le temps, je crois que je peux entrevoir cette conception, mais j'avais lu dans d'autres sujets que ce n'était pas nécessaire d'introduire le temps pour comprendre une géométrie qui permette un "centre universel". Il faut donc introduire le temps ?

[invite70335176]

Perso, j'ai une "vision" qui me permet de voir un 3D courbe, et qui me semble à la portée de tous, même si elle demande un certain effort.

Vous vous couchez sur le dos par une belle nuit étoilée, à regarder le firmament. Pour chaque direction on peut imaginer une droite qui part de son oeil et s'éloigne, s'éloigne, encore et encore. Oublions le temps, voyons cela comme un univers au présent.



On pourrait se croire soit dans R^3, soit dans une boule 3D dont on serait le centre, si la distance au "bord" est finie. Mais modifions cela, et essayons de penser que toutes les droites aboutissent en un même point. Elles se rejoignent toutes. Alors, ce qu'on voit est une une sphère S3, ce qu'on pourrait présenter comme tous les points à distance 1 de l'origine en 4D. C'est nécessairement "courbe" (difficile sinon pour les droites de se rejoindre), c'est sans bord, on y voit bien des droites aussi droites qu'on l'imagine.

Le point extrême est l'antipode de l'observateur sur cette sphère S3. Un grand cercle passant par l'observateur est composé des deux droites opposées partant de l'observateur et se rejoignant à l'autre bout.

Je ne sais pas dans quelle mesure cela répond à la question, mais je vous assure que quand on y arrive, ça parle.

Cela n'est pas une représentation de notre Univers, juste une possible de l'Univers observable (du cône passé -- j'ajoute cela, je n'avais pas lu le message précédent, que je contredis d'une certaine manière, ce qui n'était pas mon but)...

Si je comprends bien votre suggestion, c'est d'imaginer comme une sorte de ballon de rugby orienté verticalement, et nous verrions à partir d'un point unique (notre rétine), les rayons partant dans toutes les directions pour finalement converger en un point unique ? J'ai bien compris ? Merci.

[Amanuensis]

Si je comprends bien votre suggestion, c'est d'imaginer comme une sorte de ballon de rugby orienté verticalement, et nous verrions à partir d'un point unique (notre rétine), les rayons partant dans toutes les directions pour finalement converger en un point unique ? J'ai bien compris ? Merci.

Cela, ce serait voir une surface 2D. Facile à voir.

Ce que je suggère est de prendre TOUTES les directions sur la sphère céleste, au-dessus, à droite, vers le bas, au 6 points des cieux (N, S, E, W, Nadir et Zénith) et partout entre.

Comme le ballon de rugby si vous voulez, mais simultanément dans toutes les directions, pas seulement la verticale, un immense ensemble infini de ballons de rugby se recouvrant en partie, ayant tous leur extrémité opposée à vous en commun.

[invite70335176]

Cela, ce serait voir une surface 2D. Facile à voir.

Ce que je suggère est de prendre TOUTES les directions sur la sphère céleste, au-dessus, à droite, vers le bas, au 6 points des cieux (N, S, E, W, Nadir et Zénith) et partout entre.

Comme le ballon de rugby si vous voulez, mais simultanément dans toutes les directions, pas seulement la verticale, un immense ensemble infini de ballons de rugby se recouvrant en partie, ayant tous leur extrémité opposée à vous en commun.

Un peu comme si je me plaçais couché, le visage plaqué vers le sol (au pôle Nord par exemple), et j'imagine toutes les droites (courbes ?) faisant le tour de la Terre et se rejoignant au pôle Sud ?
Mais si oui, j'accepte d'extrapoler ma représentation d'une sphère 2D (lignes droites) en 3D (lignes courbes), et j'ajoute une dimension supplémentaire ?

[Amanuensis]

Un peu comme si je me plaçais couché, le visage plaqué vers le sol (au pôle Nord par exemple), et j'imagine toutes les droites (courbes ?) faisant le tour de la Terre et se rejoignant au pôle Sud ?
Mais si oui, j'accepte d'extrapoler ma représentation d'une sphère 2D (lignes droites) en 3D (lignes courbes), et j'ajoute une dimension supplémentaire ?

Exactement.

Mais 1) Cet ajout d'une dimension n'est pas une vue de l'esprit, ce n'est pas une extrapolation ; cette dimension en plus elle est là, elle est visible, 2) Dans le cas 2D, on est encore attiré par la vision euclidienne de l'espace 3D englobant, on voit la surface sphérique non "de l'intérieur", mais comme surface plongée. Dans l'exercice que je propose (et que je pratique), on est dans ce qu'on observe (dans le "volume" hypersphérique), notre corps en fait partie, sans possibilité de le voir "plongé" dans quelque chose d'une dimension encore de plus.

Et c'est plus grand!

(Et on peut y placer le Soleil, la Galaxie, les autres galaxies, plein de galaxies, galaxies like dust, jusqu'au point opposé à la fois petit et recouvrant toute la sphère céleste. Une petite petite bille froide et opaque...)

[invite70335176]

Exactement.

Mais , 2) Dans le cas 2D, on est encore attiré par la vision euclidienne de l'espace 3D englobant, on voit la surface sphérique non "de l'intérieur", mais comme surface plongée. ...)

C'est vrai ce que vous dites : on regarde souvent le 2D en le plongeant dans un 3D, alors qu'on pourrait se le représenter de l'intérieur.

Bien, je vais m'employer à votre exercice. J'espère y arriver ! Merci.

[choom]

Bonsoir à vous.
Je retrouve dans les descriptions d'Amanuensis de quoi consolider ce que, sans disposer des connaissances théoriques comme vous dans ce fil, j'essaie de me représenter depuis que l'on m'a parlé ´d'univers possiblement fini mais sans bordure ´.

Mais ma représentation n'est certainement pas encore correcte, car je ne m'explique pas, dans ma conception de l'hypersphère que je crois reconnaître dans ce qu'Amanuensis décrit, comment l'on perçoit encore le résidu du rayonnement initial du big bang ?
Je m'explique : si une étoile située à 1 million d'années lumières s'est éteinte vers notre an 1000 après JC, les contemporains de Ponce Pilate ont encore pu la voir, mais aucune trace de son rayonnement ne nous est encore perceptible aujourd'hui. (Je me trompe?). Alors quel principe peut-il expliquer que, même distendu par la RG,
un restant d'un rayonnement d'un évènement que l'on croit s'être déroulé il y a 13 milliards d'années nous est encore détectable ? Ce rayonnement primaire ne nous est-il pas depuis longtemps "passé par dessus la tête"
ou "sorti de notre cône des évènements détectables" ?
Ou faut-il en conclure que ce rayonnement initial "résonne" encore dans l'univers qu'il a créé ? Si oui, sur quel support cette résonnance s'appuierait-elle, si on ne veut pas'en revenir à l'éther...

Par avance mes excuses si ma question semble absurde... J'espère qu'au moins mon interrogation est compréhensible à ceux comme vous "qui en savent plus".

[phys4]

Je m'explique : si une étoile située à 1 million d'années lumières s'est éteinte vers notre an 1000 après JC, les contemporains de Ponce Pilate ont encore pu la voir, mais aucune trace de son rayonnement ne nous est encore perceptible aujourd'hui. (Je me trompe?)

Bien sur, relisez bien ce que vous avez écrit : l'étoile située à 1 million d'années pour nous, brillera donc encore 1 million d'années pour nous. Et il n'y a pas besoin de relativité pour comprendre cela.

un restant d'un rayonnement d'un évènement que l'on croit s'être déroulé il y a 13 milliards d'années nous est encore détectable ? Ce rayonnement primaire ne nous est-il pas depuis longtemps "passé par dessus la tête"
ou "sorti de notre cône des évènements détectables" ?

Le cône des événements visibles s'étend aussi loin que l'espace vide permet le passage de la lumière. L'incroyable c'est surement qu'il puisse être aussi vide et transparent.
Bonnes réflexions.

[Amanuensis]

(...).

C'est une interrogation qui est partagés par beaucoup, et il y a déjà eu plusieurs discussions sur ce ce sujet. Serait utile de les retrouver, les explications ont été données de diverses manières et c'est toujours utiles d'avoir diverses présentations.

En très bref, le rayonnement issu du "point où nous sommes" est loin de nous maintenant. Ce que nous voyons, dans une direction données, est un rayonnement issu d'un autre endroit (différent pour chaque direction), maintenant loin de nous. Quand il fut émis, ce n'était de "pas bien loin", mais l'expansion de l'Univers fait qu'il est loin maintenant, ou plus exactement ils sont loin maintenant, en une énorme sphère autour de nous, chaque lieu dans la direction correspondante. Cette énorme sphère maintenant, nous la "voyons" telle qu'elle était lors de l'émission, à un grand décalage spectral près.

Et demain, on verra encore ce rayonnement, mais venant d'endroits un peu plus loin, et ainsi de suite. Cela nous passe dessus à chaque fois, pour être remplacé par ce qui est venu d'un peu plus loin.

[choom]

@Phys4: en disant en 1000 après Jc je parlais bien sur de notre temps. Hors expansion de l'univers cela voulait dire il y a 1.001.000 ans en temps de l'étoile relativement à nous.

@Amenuensis : je crois comprendre, mais je reste soufflé. Puisque l'expansion de l'univers est suffisante pour ´ne jamais finir' de nous envoyer des signaux émis il y a 13 milliards d'années alors que ceux-ci sont censés avoir eu lieu pendant une durée limitée et nous parvenir à la vitesse de la lumière, alors j'en conclu que la vitesse de l'expansion 'vue de chez nous' "dépasserait C" , mais comme ceci n'est pas possible je comprend que c'est notre réferentiel de mesure qui est affecté par l'expansion de l'univers.
Est-ce possible ?

[choom]

Ps je réalise que mon intervention n'est du coup plus liée à la géométrie de l'univers et détourne involontairement le sujet du fil initial. Mes excuses à tous. Je sors ici, tout en suivant avec intérêt la suite du fil.
Bonne continuation.

[phys4]

@Phys4: en disant en 1000 après Jc je parlais bien sur de notre temps. Hors expansion de l'univers cela voulait dire il y a 1.001.000 ans en temps de l'étoile relativement à nous.

Compris qu'il s'agit d'une extinction pour notre temps. La référence à un million d'années-lumière ne joue aucun rôle ici. Dans ce cas il n'y aura plus rien à voir, sauf des traces de l'accident qui s'est produit s'il en reste.
Un exemple plus récent serait l'explosion d'une étoile dans ce qui est aujourd'hui la nébuleuse du Crabe. Les chinois ont vu cette explosion il y a quelques mille ans et nous ne voyons plus que les traces de se qui s'est produit et les restes de l'étoile.

La comparaison avec le début de l'univers est faussée par l'expansion, il ne s'agit plus d'un million d'années, mais de 13 milliards. La température du phénomène vue de nos jours est mille fois plus faible qu'à son origine, cela signifie que l'échelle de temps s'est aussi dilatée d'un facteur mille. Donc un an d'enregistrement actuel ne correspond qu'à quelques heures au moment de l'émission. Pour une transition qui a duré des milliers d'années.
En outre, chaque année nous voyons une couche légèrement différente : à un instant donné nous ne voyons qu'une sphère de l'univers original et non le volume total dans lequel s'est produit le découplage des photons, la sphère visible évolue avec le temps et le point d'observation.

[choom]

Merci Phys4. Cela précise un peu mon interprétation de la réponse d'Amenuensis. L'échelle de temps s'est dilatée dès le début, ainsi que certainement celle des distances depuis l'apparition du flash , comme, en ramenant tout une dimension en dessous, des points s'écartent sur un ballon de baudruche que l'on gonfle. Je m'endormirai un rien moins con ce soir.
Merci à vous.

[invite3016febc]

Un enseignement avait un jour présenté l'hypersphère en faisant l'analogie suivante:

L'hypersphère étant 4D et nous 3D, elle serait analogue à une sphère 3D (un ballon par exemple dont la surface représente les dimensions d'espace et le rayon la dimension de temps) pour des êtres vivants 2D.
Les êtres vivants 2D, ne pourrait se déplacer que sur la surface 2D, ils vivraient sur cette surface, ils verraient l'espace infini et pourraient voir le centre du ballon (vers le passé).
Au fil du temps, le ballon se gonflerait lentement.

Maintenant, je n'ai jamais fait qu'un cours d'introduction à la cosmologie et il y a un certain temps déjà...