Ah oui j'ai oublié de te préciser un truc : en RG ce n'est pas la masse qui compte en définitive, c'est l'énergie (via le tenseur énergie-impulsion)
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Ah oui j'ai oublié de te préciser un truc : en RG ce n'est pas la masse qui compte en définitive, c'est l'énergie (via le tenseur énergie-impulsion)
Le problème n'est pas là. Faut reprendre à l'envers. On observe des phénomènes physiques. Ici, précisément, deux, l'inertie, qui relie force et accélération, et le "poids", une force liée à la présence de "choses", en fait des changements de trajectoires dues au minimum à la présence de matière.
L'inertie, en classique, est mesurée par la masse, la quantité de matière. En relativiste, non. L'inertie est mesurée par (1). Et le deuxième point de vue est conforme aux observations, pas le premier.
Ce qui est à l'origine dans les changements de trajectoire attribués à la gravitation c'était la matière seulement, la masse. En RG, ces changements sont attribués à la présence d'énergie, une masse immobile étant alors une forme d'énergie au même titre que l'énergie cinétique (le tout étant vu en 4D et pas en 3D). Et le deuxième point de vue est conforme aux observations, pas le premier.
Les formules ne sont que les traductions de ces idées.
Cordialement,
(1) Et c'est une simplification. L'enseignement des théories de la relativité dit qu'on ne devrait parler que d'objets en 4D, et l'accélération ou la force sont des concepts 3D. Mais il y a une formule 4D correspondante.
Petit détail au passage.
Sauf erreur de ma part, pour le grain de riz de Lévesque, le poids augmente avec la vitesse, mais l'inertie aussi. L'effet de la gravitation sur la trajectoire (accélération) est lui indépendant de la vitesse, si je ne me trompe.
L'arnaque vient de ce que la gravitation ne s'exprime en RG qu'en termes chrono-géométriques, en termes de changement de trajectoire, d'accélération, pas de force. Pour revenir à un modèle avec une "force" (vision classique), on multiplie par l'inertie. Mais c'est artificiel. Pas étonnant que ça évolue ensemble: c'est le modèle choisi (notion de force) qui l'impose...
Cordialement,
Donc si je comprends bien. L'energie est influencé par la gravitation.
Mais pour l'electron et le noyau. Si l'energie de l'electron augmente. le rayon noyau-electron devrait donc diminué. Hors si je transfert 13.6 eV a un electron d'hydrogène celui ci va être expluser de l'atome. Ceux qui peut vouloir dire que le champs electrique est repulsif a une augmentation d'enegie de la masse tandis que la gravitation est attractive a une augmentation d'energie de la masse.
Donc la gravité attire la masse proportionnellement a sont energie total ce qui explique le concept de trou noir.
La gravité a aussi une influence attractive sur la lumière puisqu'elle modifié sa direction.
En 3D il y a deja la notion de temps dans l'acceleration. En 4D il y a quoi de plus. La gravité ?(1) Et c'est une simplification. L'enseignement des théories de la relativité dit qu'on ne devrait parler que d'objets en 4D, et l'accélération ou la force sont des concepts 3D. Mais il y a une formule 4D correspondante.
En 4D on ajoute la puissance. Un quadri-vecteur "force" se présente comme (W, Fx, Fy, Fz); le terme de puissance est le terme "temporel", les F la force 3D, le terme spatial.
On peut le voir par F = dp/dt. En relativité la quantité de mouvement est regroupée avec l'énergie pour faire le qv (E, px, py, pz). Si on dérive par rapport au temps, de premier terme est dE/dt, une puissance... le gain ou perte en énergie cinétique.
Cordialement,
Il y a quand même quelque chose qui ne passe pas.
Dans l'example suivant:
Si je laisse tomber un gramme de fer et un gramme de fer en fusion de 20 metres de hauteur. Vitesse de depart Zero. Le fer en fusion devrait donc arrivé avant le fer a temperature constante ?
merci
Tout à fait. Laisse tomber deux balles, une qui tourne sur elle même, l'autre qui ne tourne pas, et celle qui tourne devrait arriver en premier. Mais bon, pour que ce soit observable, il faudrait qu'elle tourne presque assez vite pour rendre difficile la cohésion de la matière...
Concernant le grain de riz (vitesse rectiligne), il faudrait vérifier pour ne pas dire de stupidités. J'ai déjà fait un calcul de ce genre, je vérifie pour être certain.
Cordialement,
Simon
Attention entre dt et dtau. Je n'ai pas fait la distinction dans mes écritures pour ne pas compliquer... Il me semble que la différence vient de là. A vérifier...
Cordialement,
??? Et ??? pour le fer en fusion aussi!Tout à fait. Laisse tomber deux balles, une qui tourne sur elle même, l'autre qui ne tourne pas, et celle qui tourne devrait arriver en premier. Mais bon, pour que ce soit observable, il faudrait qu'elle tourne presque assez vite pour rendre difficile la cohésion de la matière...
La RG est géométrique, les trajectoires ne dépendent pas de ce genre de chose...
Cordialement,
Une opposition nette. C'est contraire à ce que je comprends de la RG. La trajectoire sous le seul effet de la gravitation est la même pour tout corps au même endroit et de même vitesse. Qu'il tourne ou pas, qu'il soit chaud ou froid. Il suit la géodésique déterminée par le point et la vitesse, c'est tout.
Ce qui ne contredit pas que le poids change. Simplement, l'inertie change en même proportion.
Cordialement,
C'est vrai. À condition de démontrer que le mouvement d'un corps dans le champ gravitationnel n'est pas affecté par ses propres effets gravitationnels.Une opposition nette. C'est contraire à ce que je comprends de la RG. La trajectoire sous le seul effet de la gravitation est la même pour tout corps au même endroit et de même vitesse. Qu'il tourne ou pas, qu'il soit chaud ou froid. Il suit la géodésique déterminée par le point et la vitesse, c'est tout.
Ce qui ne contredit pas que le poids change. Simplement, l'inertie change en même proportion.
Cordialement,
En mécanique newtonienne, c'est facile à démontrer en utilisant la troisième loi de Newton sur l'action et la réaction.
Je ne sais pas si cela a été démontré formellement dans le cadre de la RG (je suppose que oui), mais ce n'est surement pas trivial comme exercice: la géométrie spatio-temporelle que "voit" l'objet est déformée en partie par ledit objet.
Pas d'idée précise, mais intuitivement j'ai du mal à voir comment ça marcherait dans le repère propre de l'objet! Que ses mouvements internes subissent des effets (effets de marée), et que par réaction ça joue sur l'environnement, ok, mais que ça lui revienne par un effet sur son centre de gravité, que le centre de gravité se mette à accélérer par rapport à la géodésique, ça fait bizarre dans le repère où cette géodésique est l'immobilité.
M'enfin... l'intuition, c'est pas un très bon guide dans ce domaine
Cordialement,
ce qui est vrai dans la limite où l'un des corps a une masse beaucoup plus faible que l'autre et si on prend un corps ponctuel (cf la fin de ce post). Mais si ce n'est pas le cas, y'a interaction entre les deux corps et la question (qui devient celle du mouvement d'un système à 2 corps) n'est pas triviale (en tous cas, il est peu probable que le mouvement reste "géodésique", l'espace-temps lui-même devenant dynamique)...
Pour préciser un peu : le problème a deux corps en RG n'a pas de solution générale analytique. Par exemple, pour étudier l'évolution d'un système binaire d'étoiles relativistes, on fait soit des calculs "post-newtoniens" (c'est-à-dire qu'on fait un développement perturbatif de la théorie : à l'ordre 0 c'est Newton, puis on rajoute des termes) soit des calculs numériques. Et c'est pas du gâteau....
oui, et c'est surtout lié au fait que la théorie de Newton de la gravitation est linéaire. La RG n'est pas linéaire et il y a donc parfois rétro-action.En mécanique newtonienne, c'est facile à démontrer en utilisant la troisième loi de Newton sur l'action et la réaction.
je ne sais pas très bien si tu parles d'un objet isolé ou pas... si l'objet est isolé et stationnaire, la question de son mouvement n'a pas trop de sens : la vitesse n'a pas d'existence absolue et il perçoit toujours la même partie de son champ de gravitation qui est relié à la solution de S (partie extérieure sans singularité).Je ne sais pas si cela a été démontré formellement dans le cadre de la RG (je suppose que oui), mais ce n'est surement pas trivial comme exercice: la géométrie spatio-temporelle que "voit" l'objet est déformée en partie par ledit objet.
Si l'objet n'est pas isolé (et accéléré) ou bien s'il n'est pas au repos (car agité de mouvements dans sa strcture interne par exemple), la question redevient celle de dynamique en RG et là, effectivement, si les mouvements internes sont suffisamment complexes, il émettra des ondes gravitationnelles dont certaines lui retomberont dessus du fait de la courbure de l'espace-temps qu'il a lui-même généré (par le gros de sa masse). Mais les ondes gravitationnelles sont quadrupolaires (et pas dipolaires) donc pas de changement d'impulsion de l'objet s'il est seul. S'il interagit avec un autre corps, ils pourront échanger de l'impulsion et ça sera de la diffusion à 2 corps avec effet de recul.
En revanche, si tu parles du mouvement d'un objet pas trop gros dans un espace-temps donné (pas trop gros par rapport aux échelles caractéristiques de l'espace-temps considéré : distance par rapport à un éventuel deuxième corps, etc), la RG dit que l'objet suivra les géodésiques comme le rappelle mmy. A la naissance de la RG, c'était initialement un postulat (le fameux postulat du mouvement géodésique), mais Einstein a démontré (avec Infeld et Hoffman dan les années 30) que pour une particule ponctuelle, les équations du champs (G = ki T où G est le tenseur d'Einstein et T le tenseur énergie-impulsion) impliquaient elles-même le mouvement géodésique d'une particule ponctuelle (test).
[edit] croisement avec mmy d'où tentative de complément en écho...
Salut,
En fait je pensais à une extension du cas soulevé par Simon :
Considérons une étoile à neutrons dans le champ gravitationnel d'un quasar et supposons que la masse-énergie de l'étoile à neutrons est très faible par rapport à la masse-énergie du quasar: on a donc essentiellement un problème à un corps (si on considère l'EN comme un objet rigide pour les besoins de l'exercice).
La question est donc : est-ce que le mouvement du centre de masse de l'EN est le même selon que l'EN possède ou non un mouvement de rotation uniforme autour de son axe, ceci quelle que soit la grandeur de ce mouvement de rotation de l'EN sur elle-même ?
Il est à remarquer ici que la compacité de l'EN (plus ou moins 0.2) apporte une contribution importante à la courbure, d'autant plus élevée que la rotation de l'EN sur elle-même est importante.
De plus, supposant la symétrie axiale, il n'y a pas de rayonnement gravitationnel et donc le système peut être considéré comme isolé (on laisse de côté le rayonnement électromagnétique, etc...)
Oui, mais ça c'est en considérant ton objet comme une particule test. Si tu donne une énergie significative à ton objet, elle modifie la métrique, et donc sa géodésique. Dans ce sens, si la boule qui tourne a assez d'énergie pour que l'approximation de la particule test ne soit plus valide, alors ton raisonnement ne tient plus.Une opposition nette. C'est contraire à ce que je comprends de la RG. La trajectoire sous le seul effet de la gravitation est la même pour tout corps au même endroit et de même vitesse. Qu'il tourne ou pas, qu'il soit chaud ou froid. Il suit la géodésique déterminée par le point et la vitesse, c'est tout.
Toujours "à moins que je me trompe".
Cordialement,
Simon
Fais-tu une différence entre la déformation due à un "objet ayant plus d'énergie parce qu'il a plus de masse" et "objet ayant plus d'énergie parce qu'il tourne" ? Si la réponse est non, la trajectoire est la même.Oui, mais ça c'est en considérant ton objet comme une particule test. Si tu donne une énergie significative à ton objet, elle modifie la métrique, et donc sa géodésique. Dans ce sens, si la boule qui tourne a asses d'énergie pour que l'approximation de la particule test ne soit plus valide, alors ton raisonnement ne tient plus.
Toujours "à moins que je me trompe".
Je reprend le texte de Rincevent: si tu parles du mouvement d'un objet pas trop gros dans un espace-temps donné (pas trop gros par rapport aux échelles caractéristiques de l'espace-temps considéré : distance par rapport à un éventuel deuxième corps, etc), la RG dit que l'objet suivra les géodésiques
Si la rotation ou la température ne change pas la condition de base (= pas trop "gros"), la trajectoire est la même.
Cordialement,
Mais la question d'origine semblait plus simple: est-ce que du fer en fusion tombe plus vite que la même quantité de fer solide, sous-entendu l'énergie thermique s'ajoute à l'énergie de masse, donc la force qui s'exerce sur lui est plus grande, donc peut-être l'accélération est-elle plus grande (sous-entendu, en proportion de l'énergie ajoutée).
On parle d'une petite quantité, sur Terre.
La réponse à cette question simple est non, la chute est identique, l'augmentation de la force est "compensée" par l'augmentation de l'inertie. Il n'y a pas augmentation de l'accélération, même s'il y a augmentation de la force.
On peut compliquer les choses pour traiter des cas de masses similaires, ou autre, mais ce n'est pas vraiment ce qui était demandé!
Cordialement,
bonjour,
Si la rotation d'un corps augmentait son caractere attractif un trou noir en rotation de Kerr devrait l'etre plus qu'un trou noir de meme masse sans moment angulaier. Qu'en dit sa métrique?
Si c'est bien l'énergie que l'on doit prendre en compte pour la gravitation et non la masse au repos, des neutrinos de masse nulle participent ils à la courbure de l'univers? ou faudrait il qu'ils aient une masse au repos petite mais non nulle?
ou bonsoir.
J'ai essayé de suivre come pas mal d'autre personne.
Pourtant il semble qu'une certaine confision regne sur le role de le masse+energie et de la masse au repos vis a vis de la gravitation.
voila se que j'ai compris. L'ajout d'energie a une masse va augmenter sont energie(potentiel).
Il est clair que de toute facon qu'une masse au repos sera plus facilement attiré par un champ gravitationel qu'une masse en mouvement. Et qu'une masse plus elevé sera elle aussi plus attire par un champ gravitationnel qu'une masse legere.
Il semblerait que toute les energie ne soit donc pas sensible a la gravitation.c'est peut être la cas de la chaleur(temperature). Tandis que l'energie cinetique elle interagie avec la gravitation.
J'espere ne pas dire trop de betises.
Je ne suis pas d'accord. La taille n'a d'importance que si l'objet est considéré comme une particule témoin (i.e. qui ne courbe pas l'espace-temps).
Dans la réalité, partons d'une étoile et d'une planète (la particule témoin). Commence à faire tourner la planète sur elle-même, jusqu'à ce que son énergie soit comparable à celle de l'étoile. Tu as un problème à deux corps.
C'est tiré par les cheveux, parce que la planète ne tiendra pas. Mais le principe général est que plus tu donne de l'énergie à un corps, plus il courbe l'espace-temps. Cela est évidemment faut si tu postule au départ que ton objet est un témoin qui suit une géodésique.
Tout ton raisonnement me semble basé sur l'idée que le truc qui tourne, peut-importe son énergie, est à jamais une particule témoin (i.e. qui ne courbe pas l'espace-temps). Or, lui donner de plus en plus d'énergie (sous n'importe quelle forme) aura fatalement pour conséquence que son approximation en particule témoin n'est plus valide.
Cordialement,
Simon
Encore-là, c'est parce que tu considères tes deux bouts de fer comme n'ayant pas d'influence sur l'espace-temps. Tu considères comme négligeable leur propre énergie sur la courbure, alors évidemment tu peux négliger la différence d'énergie qu'ils ont due a la fusion.
Mais à proprement parler, quoi que ce ne soit pas mesurable, le bout de fer en fusion courbe plus l'espace-temps que l'autre, tout comme le soleil courbe plus l'espace-temps que la terre.
Tout n'est qu'une question d'énergie.
Cordialement,
Simon
La réponse à ce type de questions se trouve dans la section 40.9 de MTW ("Do planets and the sun move on geodesics?"). Malheureusement ils ne fournissent pas tous les détails. Mais un aspect essentiel de la réponse est que la question elle-même n'est pas claire
J'examine plus à fond...à moins qu'un spécialiste de la RG n'ait la gentillesse de nous faire un bref résumé
Bonjour,
On joue sur les mots. Ce n'est pas qu'une question de taille. C'est pourquoi j'avais mis "gros" entre guillemets.
Bien sûr. Mais ta particule témoin est devenue trop "grosse". Que tu sortes de l'épure lui ajoutant de la matière ou de l'énergie n'est pas pertinent.Dans la réalité, partons d'une étoile et d'une planète (la particule témoin). Commence à faire tourner la planète sur elle-même, jusqu'à ce que son énergie soit comparable à celle de l'étoile. Tu as un problème à deux corps.
Il y a encore une fois un problème de mots. Les utilisations des mots "masse" et énergie" sont un peu lâches. La masse est proportionnelle à l'énergie mesurée dans le repère tangent. Un objet qui tourne ou à haute température a une masse dans son repère tangent qui inclut l'énergie de température ou de rotation.Mais le principe général est que plus tu donne de l'énergie à un corps, plus il courbe l'espace-temps.
Plus tu augmentes la masse d'un corps (sous-entendu, son énergie dans son repère tangent), plus il courbe l'espace-temps. Que la masse soit amenée sous forme de matière ou d'énergie interne ne change pas ce qu'il se passe au premier ordre (hors génération d'onde gravitationnelles).
Toute particule courbe l'espace-temps, témoin ou pas. C'est juste fonction de la masse (au sens ci-dessus).Tout ton raisonnement me semble basé sur l'idée que le truc qui tourne, peut-importe son énergie, est à jamais une particule témoin (i.e. qui ne courbe pas l'espace-temps). Or, lui donner de plus en plus d'énergie (sous n'importe quelle forme) aura fatalement pour conséquence que son approximation en particule témoin n'est plus valide.
Je ne cherche pas à faire des raisonnements, mais à aider certains à comprendre les bases de la RG. Une particule témoin doit être suffisamment peu "massive" (y inclu l'énergie interne), c'est tout.
Déjà expliquer le cas d'une particule peu massive dans un champ généré par des masses bien plus importantes n'est pas si simple, compliquer les choses avec le problème à deux corps comparables doit pouvoir attendre.
Cordialement,
Michel
Il y a une certaine confusion apparente, mais pas sur le fond!
Les termes posent problème. Masse ne veut pas dire matière, pas en RG. On peut augmenter l'énergie interne d'un objet. Augmenter l'énergie interne d'un objet augmente sa masse. Et donc les effets qui vont avec.voila se que j'ai compris. L'ajout d'energie a une masse va augmenter sont energie(potentiel).
La notion de "plus attiré" doit être clarifié. Si c'est en termes de force, oui. La force exercée est d'autant plus grande que la masse est grande. En terme d'accélération (modification de trajectoire), non.Il est clair que de toute facon qu'une masse au repos sera plus facilement attiré par un champ gravitationel qu'une masse en mouvement. Et qu'une masse plus elevé sera elle aussi plus attire par un champ gravitationnel qu'une masse legere.
Reprenons autrement.
En apesanteur, disons en orbite proche autour de la terre, la gravitation de la Terre fait orbiter les objets. Si les objets chauds ou froids, tournant ou ne tournant pas, étaient attirés différemment (au sens des trajectoires) il n'auraient pas la même orbite et donc localement se sépareraient. Quand, sur l'ISS, ils impriment une rotation à un satellite, ou quand ils cuisent quelque chose, ils ne constatent pas que le satellite ou le quelque chose se sépare d'eux parce qu'il se met sur une orbite différente.
Ce n'est pas ce qu'on constate. En orbite, on peut chauffer ou faire tourner (en restant à l'échelle humaine!), même au point où l'énergie amenée est comparable à l'énergie de masse de départ, sans que l'orbite soit affectée, c'est à dire sans que l'influence de la Terre sur la trajectoire ne change.
La température est de l'énergie cinétique. Il n' y a pas de différence de nature. La seule distinction est la vitesse du centre de masse.Il semblerait que toute les energie ne soit donc pas sensible a la gravitation.c'est peut être la cas de la chaleur(temperature). Tandis que l'energie cinetique elle interagie avec la gravitation.
Mais l'influence de la vitesse du centre de masse ne peut être traitée simplement. La trajectoire qui sera suivi dépend du champ de gravitation, mais aussi de la vitesse. L'accélération subie en un point donné dépend de la vitesse du centre de masse, mais ne s'analyse pas comme une augmentation due à l'énergie cinétique calculée à partir de la vitesse du centre de masse.
Cordialement,
Il Semblerait qu'une difference soit a faire entre :
1) Force d'attraction
2) Modification de trajectoire
3) Modification de la vitesse
Il a donc different cas de figure.
1) une masse au repos va subir a force d'attraction est être attiré.
M1 est dirige vers M2 (M2>>M1)
2) pour une masse en mouvement les choses se compliques.
a)L'augmentation de la vitesse de M1 implique une Augmentation de la masse-energie M1 qui implique une Augmentation de l'attraction M2-M1. La trajectire n'est donc pas forcement modifier si l'augmentation de la vitesse de M1 est lente. (augmentation de vitesse de M1 < augmentation de la Force d'attraction de M2 + Augmentation masse-energie de M1)
B) la diminution de la masse energie de M1 implique aucune modification de la vitesse de M1 qui implique aucune diminution de l'attraction de M2.
En fait la relation subtile est qu'une augmentation de vitesse augmente la masse-energie. Alors qu'une diminution de la masse energie n'implique pas obligatoirement un changement de vitesse mais implique une modification de la force d'attraction.
Je ne sais pas si je me suis embrouille quelque part mais cela ma fait tout drole d'en arriver a cette conclusion. J'ai du me planter quelque part.
Salut à tous (et à toutes)!
J'ai pas tout suivi car quand y'en a trop je zappe, et je vais plutôt vers la fin. Aussi suis-je surpris de trouver quelques assertations assez incroyables sorties du contexte (ce qui précède).
Ah bon! Ça veut dire quoi alors?
Je comprends pas non plus: est-ce que le fait de comprimer un gaz, un ressort ou un solide, augmente leur masse?Augmenter l'énergie interne d'un objet augmente sa masse.
Est-ce que je pourrais-t-il avoir des éclaircissements?
Merci.