Gravito magnétisme

[invite22d0ea94]

Bonsoir à tous,

Je regarde les vidéos de richard taillet et à un moment il explique que quand on veut faire l'analogue d'un champs éléctro-magnétique pour la relativité restreinte on se retrouve avec un gravito-magnétisme obligatoirement (quand on lance un objet il passe en orbite, un peu comme quand on effectue une transformation de Lorentz pour un champs statique autour duquel on tourne) . J'aimerais bien savoir pourquoi c'est le cas, c'est parce que les mêmes propriétés sont respectées entre le champs EM et la RE ?

Comment l'as t-on déterminé ?
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[mach3]

Le problème de la gravitation de Newton, c'est qu'elle est incompatible avec la relativité restreinte, car elle suppose une action instantanée à distance, ce qui pose doublement problème :
-en RR, l'intervalle entre une cause et un effet doit être de genre temps ou de genre nul (donc la durée entre la cause et l'effet est supérieure ou égale à la distance entre les deux divisée par c)
-l'instantanéité suppose une simultanéité, or on ne peut pas définir de simultanéité en RR, sauf de façon arbitraire, ce qui impliquerait un référentiel privilégié
En électromagnétisme, ce problème ne se pose pas, car le champ électromagnétique (electrique+magnétique) est encodé dans un objet géométrique unique et invariant, le tenseur de Faraday, qui aura une décomposition différente (l'objet est invariant, pas ses coordonnées qui dépendent du système de coordonnées) en terme de champ électrique et magnétique suivant le référentiel (la force de Lorentz s'écrit alors simplement comme l'application de ce tenseur sur la quadrivitesse de la particule, multiplié par la charge de la particule). Le champ en un point dépendra de la position (partie électrique) ET du mouvement des sources (partie magnétique), et un temps de retard est pris en compte, via la propagation d'ondes électromagnétiques.
Si on veut une gravitation compatible avec la relativité restreinte, il faut donc construire un objet géométrique de même type, un "tenseur" qui se décomposerait en une partie "electrique" et une partie "magnétique" suivant le référentiel, pour prendre un compte position et mouvement des sources, ainsi qu'un mécanisme de propagation d'onde (les ondes gravitationnelles) pour prendre en compte le temps de retard. Cependant, le "machin" qu'on obtient ainsi n'est pas un tenseur (il n'est pas invariant par changement de référentiel, ce qui est un gros problème). Cette façon d'introduire la gravitation en relativité restreinte n'est qu'une approximation. L'objet correct à un introduire est le fameux tenseur de Riemann (et celui d'Einstein qui en dérive directement) et implique un espace-temps courbe, c'est la relativité générale.

m@ch3

[Nicophil]

Bonjour,

or on ne peut pas définir de simultanéité en RR, sauf de façon arbitraire, ce qui impliquerait un référentiel privilégié

La simultanéité est l'identité de coordonnée de temps pour deux évènements. En RR, la simultanéité est relative au référentiel mais dire qu'elle n'est pas définie revient à dire que les évènements ne sont pas datés. Or ils le sont ! de façon "arbitraire" ? oui : en faisant l'hypothèse que la vitesse one-way de la lumière est invariante.

[Amanuensis]

oui : en faisant l'hypothèse que la vitesse one-way de la lumière est invariante.

Non. Même avec cette hypothèse le choix "usuel" de la datation reste arbitraire. Ne serait-ce que par le choix du référentiel, qui est quoi qu'on fasse arbitraire.

C'est bien plus fertile conceptuellement de considérer que les datations sont toujours arbitraires que de faire des exceptions pour les quelques cas très symétriques où une datation (ou des datations) se trouvent avoir des propriétés particulières (espace-temps de Minkowski, espaces-temps FLRW, région I de la géométrie de Schwarzschild, ...). Ce n'est pas parce que ces quelques espaces-temps sont ceux toujours présentées (parce que simples à étudier!) qu'ils sont représentatifs du cas général (bien au contraire).

[A contrario, le texte de Mach3 est très bien.]

[A voir en vidéo sur Futura]

[Nicophil]

Ce n'est pas parce que ces quelques espaces-temps sont ceux toujours présentées (parce que simples à étudier!)

Sans doute mais ce sont ceux qui sont utiles aux vrais physiciens, ceux confrontés aux difficultés d'établir des mesures physiques dans la vraie vie. Les autres ne sont que terrains de jeu pour ce que je propose d'appeler les "physiciens en pyjama".

[mh34]

Les autres ne sont que terrains de jeu pour ce que je propose d'appeler les "physiciens en pyjama".

Les théoriciens?

[Amanuensis]

Re: Message #5

Assez insultant.

Insultant pour les physiciens qui s'occupent des mesures dans la vraie vie, auxquels on voit là attribué un manique de compréhension en profondeur, comme s'ils faisaient comme ces amateurs à compréhension superficielle voyant dans une datation en RR et RG quelque chose qu'ils croient comprendre à la lueur de leur formation limitée.

Car qui comprend le plus comprend le moins, et on peut penser que les "vrais physiciens" comprennent à la fois le côté arbitraire d'un choix de datation, et les raisons amenant tel ou tel choix dans leur pratique des mesures.

[pm42]

Assez insultant.

Oui mais surtout totalement ridicule

Sans doute mais ce sont ceux qui sont utiles aux vrais physiciens, ceux confrontés aux difficultés d'établir des mesures physiques dans la vraie vie. Les autres ne sont que terrains de jeu pour ce que je propose d'appeler les "physiciens en pyjama".

J'aime beaucoup "la vraie vie". Par rapport à "la fausse vie" ? On peut noter qu'avec cette définition, Einstein et pas mal d'autres n'étaient pas des vrais physiciens ce qui est amusant.

[Amanuensis]

L'image de l'habillement, ridicule certes, mais amusante, peut être prolongée.

On pourrait parler des amateurs-es-phyique en couches-culottes, qui s'arrêtent à la RR (l'espace-temps de Minkowski) faute de faire les efforts pour aller plus loin, et des amateurs-es-phyique en culottes courtes qui s'occupent un peu de la géométrie de Schwarzschild ou des solutions FLRW, faute de faire les efforts nécessaires pour s'attaquer à la RG.

Il est clair que la compréhension fine de la notion de datation, bien comprise des physiciens (y compris ceux qui ont les mains dans le cambouis pour définir et mesurer les "temps", que ce soit le TAI, l'UTC ou les plus compliqués comme le TCB, le TDB et autres, conçus et établis pour les mesures physiques) est bien aidée par des efforts faits en s'intéressant à la RG. Et hors de portée pour amateurs-es-physique en couches-culottes.

[Amanuensis]

Bon, après ces échanges dignes de "science ludique", on peut revenir à la discussion au sujet, l'approche gravitoélectromagnétique, au point où cela a un sens, au message de Mach3, #4.

[mach3]

Sans doute mais ce sont ceux qui sont utiles aux vrais physiciens, ceux confrontés aux difficultés d'établir des mesures physiques dans la vraie vie.

c'est absurde, les métriques comme celles de Minkowski (pas de courbure, donc vide complet, partout), de FLRW (densité homogène et isotrope, partout) ou de Schwarzschild (espace vide à symétrie sphérique et tendant vers Minkowski à l'infini) n'existent justement pas dans la vraie vie, ce ne sont que des modèles simplifiés (pour physiciens en pyjama?).

m@ch3

[albanxiii]

Je me répète, mais pour mettre un peu les mains dedans : https://www.ens.fr/IMG/file/concours...sujet_physique[1].pdf

[invite22d0ea94]

Merci pour la réponse de mach, qui est plus claire du coup. Ablanxii le lien n'est plus dispo, je suppose que c'était celui-çi ? http://www.prepamag.fr/concours/pdf/...012.enonce.pdf