Flèche du temps & forces d'attraction

[_Goel_]

Bonjour,

Avec la force d'attraction universelle qu'est la gravité, a priori, on n'a pas une 'symétrie' "Espace + temps" (ne pas prendre "symétrie" au sens usuel en physique) :
Prenons un exemple : Un caillou et la Terre (ou 2 particules neutres), si on isole le système, le caillou va tomber. Si on considère que le temps peut se dérouler à l'envers, ce la signifierait que le caillou remonterait.
Or si le caillou remonte il va s'éloigner de la Terre (suite à une forme d'antigravité). Si on raisonne à l'échelle des particules, remonter le temps verrait les particules globalement s'éloigner et donc la probabilité d'avoir des interactions avec d'autres particules s'en trouve drastiquement réduite. Or plus on remonte dans le passé, plus le nombre d'interactions était grand (distance moyenne entre les particules se réduisant jusqu'à une singularité au moment du Big-Bang).
=> Donc j'en suis amené à penser que la gravité crée la flèche du temps (pas forcément le temps en lui-même). Est-ce vrai ? Sinon, où est mon erreur de raisonnement ?

Merci d'avance pour vos précisions/corrections

[PS/HS : et peut-on imaginer qu'au moment du Big-Bang, 2 Univers se soient créés, l'un allant dans le sens du temps (ie. de "notre" temps), l'autre dans le sens contraire ? Si oui, alors l'antigravité règnerait sur ce deuxième monde (celui qui va "à l'envers"), non ?]
[PS2 : D'où vient la violation de la symétrie T (dans CPT) du Kaon neutre ? J'entends "cette violation de parité existe-t-elle fondamentalement dans les équations, ou est-ce un élément rajouté ex-nihilo (comme l'aurait été la constante cosmologique)"]
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[mach3]

Prenons un exemple : Un caillou et la Terre (ou 2 particules neutres), si on isole le système, le caillou va tomber. Si on considère que le temps peut se dérouler à l'envers, ce la signifierait que le caillou remonterait.
Or si le caillou remonte il va s'éloigner de la Terre (suite à une forme d'antigravité).

il remonterait en ralentissant jusqu'à un certain point puis retomberait, sauf si sa vitesse est supérieure à la vitesse de libération. C'est de la gravité normale. En aucun cas de l'antigravité.

m@ch3

[Quarkonium]

D'où vient la violation de la symétrie T (dans CPT) du Kaon neutre ? J'entends "cette violation de parité existe-t-elle fondamentalement dans les équations, ou est-ce un élément rajouté ex-nihilo (comme l'aurait été la constante cosmologique)

Salut,

La symétrie CPT est nécessaire aux théories quantiques de champs que nous utilisons pour décrire la physique des particules. Elle est aussi utilisée dans la démonstration de la connexion spin-statistique. C'est chez le kaon neutre qu'a été observée pour la première fois la violation de la symétrie CP par l'interaction faible. En considérant la symétrie CPT comme exacte, observer une violation de symétrie CP est totalement équivalent à observer une violation de symétrie T. Donc à ta question, je répondrais : elle vient de la nature (et de la façon dont nous la décrivons avec l'outil mathématique). Elle a effectivement été "rajoutée" puisque nous pensions dans un premier temps notre Univers plus symétrique : d'abord nous avons constaté l'existence de la violation de P, puis l'existence de la violation de CP (ou de T, c'est pareil). Qui sait, peut-être un futur prix Nobel mettra-t-il CPT en défaut, et là on sera pas sortis du sable

[chaverondier]

Qui sait, peut-être un futur prix Nobel mettra-t-il CPT en défaut, et là on sera pas sortis du sable

En quoi les travaux de T. Petrosky et Prigogine, notamment The extension of classical dynamics for unstable Hamiltonian systems, n'apportent-ils pas la preuve d'une violation objective de la réversibilité donc de l'unitarité de l'évolution des "large Poincaré systems", unitarité pourtant indissociable de la symétrie CPT ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Quarkonium]

Je ne suis pas assez calé sur le sujet pour analyser les conclusions de cet article. Je sais simplement que toutes les théories quantiques de champs utilisées dans le Modèle Standard (j'entends donc les théories qui ont fait leurs preuves pour prédire des observables expérimentales) respectent la symétrie CPT, et qu'il n'existe aucune preuve expérimentale de la violation de CPT.

Cela ne veut pas dire qu'il faut placer cette symétrie sur un piédestal. L'existence potentielle d'une violation de CPT permet d'envisager des pans entiers de nouvelle physique au-delà du Modèle Standard.

[Amanuensis]

unitarité pourtant indissociable de la symétrie CPT

¿ Pourquoi de CPT, et non pas seulement de T ?

[chaverondier]

¿ Pourquoi de CPT, et non pas seulement de T ?

Parce que la violation de reversibilité (comme d'ailleurs la violation du déterminisme) demandent toutes deux une violation d'unitarité, laquelle violation d'unitarité demande une violation de symétrie CPT.
Cf. Time-Reversal Violation Is Not the "Arrow of Time, Sean Caroll
Cf. aussi Time’s Arrow and Eddington’s Challenge, Séminaire Poincaré XV, Le Temps, Huw Price

4 The true puzzle—a first approximation and a popular challenge
The thermodynamic arrow isn’t just a T-asymmetry, it is a PCT-asymmetry as well.

Si on en croit les travaux de T. Petrosky et feu I. Prigogine, il y a effectivement violation de réversibilité par les "Large non integrable Poincaré Systems"
Cf. The extension of classical dynamics for unstable Hamiltonian systems

[invitec998f71d]

pour revenir sur l'idee que la gravitation creerait la fleche du temps Rovelli a fait une remarque intéressante.
la fleche du temps caracterise ce qui peut etre distingué du meme mouvement mais a l'envers.
filmons un asteroide qui contourne notre puis repart et passons le film a l'envers. rien ne nous choque.
ou un pendule qui oscille sans frottement. meme constattion.
en revanche si le caillou tombe dans la boue ou si le pendule est amorti on va percevoir la fleche du temps.

Rovelli nous dit que la fleche du temps est d'ordre thermique. La chaleur n'intervenait pas dans les
premiers exemples.

Y a t il des exemples qui refuteraient son assertion?

[stefjm]

Y a t il des exemples qui refuteraient son assertion?

Bonjour,

Ceci par exemple :
Triple pendule inversé sur chariot motorisé (1 seul axe de commande en translation pour 3 degrés de liberté en rotation)
https://www.youtube.com/watch?v=cyN-CRNrb3E

Le système n'est pas isolé et consomme un peu d'énergie pour compenser les frottements.

Je vous promet que le haut est bien en haut de l'écran et que le film va dans le bon sens.

Je me demande si Rovelli serait choqué par ce comportement et s'il voudrait voir le film dans l'autre sens pour que la flèche du temps soit respectée?

Cordialement.

[Amanuensis]

Parce que la violation de reversibilité (comme d'ailleurs la violation du déterminisme) demandent toutes deux une violation d'unitarité, laquelle violation d'unitarité demande une violation de symétrie CPT.

Pas vraiment une réponse, juste une affirmation répétée, genre le prêtre répondant aux «fidèles» que c'est comme ça...

Heureusement il y a des références données!

[invitec998f71d]

@Stefjm

cette manip est tres spectaculaire. mais elle ne contredit pas ce que dit Rovelli.
c'est une version sophistiquee du film du verre qui se casse.
les 3 barres effectuent des mouvements improbables mais a la fin quand on a coupé le courant on les voit
s'effondrer elles dégagent de la chaleur.
si l on voit le film inversé elles sautent miraculeusement du sol en absorbant de la chaleur et se mettent
a l equilibre vertical.

un meilleur contre exemple?

[stefjm]

Ne garder que la partie de manip qui passe de barres en bas à barre en haut?

[coussin]

Cette idée est également derrière la gravité entropique. Plusieurs pensent que c'est l'entropie qui crée la flèche du temps.

[invitec998f71d]

et pour le film avec le verre cassé on ne garde que la partie ou il n est pas cassé?

[invitec998f71d]

Cette idée est également derrière la gravité entropique. Plusieurs pensent que c'est l'entropie qui crée la flèche du temps.

l idee d un temps thermique est interessante. et elle a l avantage de suggerer que le temps est un concept macroscopique. pas un truc
qui s ecoule dans tous les plus microscopiques recoins de l espace

[stefjm]

et pour le film avec le verre cassé on ne garde que la partie ou il n est pas cassé?

Je comprend mal la remarque?

Le pendule qui passe de bas en haut sur la vidéo dans le sens normal est contre intuitif.
On peut très bien être tenté de se dire que c'est un fake : On filme pendule en haut puis en bas et on fait défiler le film à l'envers...

[invitec998f71d]

Je comprend mal la remarque?

Le pendule qui passe de bas en haut sur la vidéo dans le sens normal est contre intuitif.
On peut très bien être tenté de se dire que c'est un fake : On filme pendule en haut puis en bas et on fait défiler le film à l'envers...

moi aussi je trouve ca blufant mais ce n est pas la question. la question est de savoir si un film est a l endtoit ou a l envers.
prenons un verre qu on lance en l air il monte redescend puis se casse sur le sol.
a l envers on voit des morceaux de verre se recoller et bondir vers le haut.
si on coupe ce bout de film il rest le mouvement du verre reversible de la mecanique classique.
ce que je dis c est qu avec cette video il faut tout regarder y compris quand les barres retombent sur le sol
si tu regardais la video a l envers ce serait comme avec les debris de verre.

[stefjm]

Si on passe la vidéo des barres à l'envers, elle n'apparait pas plus ou moins bizarre qu'à l'endroit (contrairement au verre): C'est assez difficile d'ailleurs de savoir quel est le bon sens.

[invitec998f71d]

de plus dans cette video ou la fleche du temps est a l oeuvre, je ne suis pas sur que l ensemble du systeme pendule + systeme
de controle ne degage pas de chaleur ce que etait l assertion de Rovelli

[mach3]

Si on passe la vidéo des barres à l'envers, elle n'apparait pas plus ou moins bizarre qu'à l'endroit (contrairement au verre): C'est assez difficile d'ailleurs de savoir quel est le bon sens.

il y a des détails fins (amortissement d'oscillation) qui doivent trahir.

Plus généralement, il ne faut pas se limiter au visible pour la réversibilité. Il se passe plein d'autre choses dans cette séquence, que la vidéo ne montre pas, et qui sont irréversibles...

m@ch3

[stefjm]

de plus dans cette video ou la fleche du temps est a l oeuvre, je ne suis pas sur que l ensemble du systeme pendule + systeme
de controle ne degage pas de chaleur ce que etait l assertion de Rovelli

Il y a dégagement de chaleur par frottement et rendement pas unitaire de l'électronique de puissance.

Ce que montre la vidéo est qu'on peut passer d'un état stable (barre en bas) à un autre état stable (barre en haut).
En gros, on peut injecter (ou récupérer) de l'énergie et passer d'un niveau à un autre.

il y a des détails fins (amortissement d'oscillation) qui doivent trahir.

Oui, mais si on veut les cacher (ie avoir le même comportement à la monté qu'à la redescente), ce doit être faisable, approximativement.

Plus généralement, il ne faut pas se limiter au visible pour la réversibilité. Il se passe plein d'autre choses dans cette séquence, que la vidéo ne montre pas, et qui sont irréversibles...

Il faudrait préciser un peu pour savoir si on pense à la même chose.

[invite51d17075]

bonjour,

Le système n'est pas isolé et consomme un peu d'énergie pour compenser les frottements.
.

Il en consomme pas mal pour effectuer les mouvements ad hoc du chariot.
je ne vois pas en quoi cela vient contredire ( sur le fond ) les propos évoqués , dont on ne fait part ici que d'une phrase.

[mach3]

Il faudrait préciser un peu pour savoir si on pense à la même chose.

plusieurs choses, comme ça me vient, mais il y en a surement d'autres :
-mouvements d'air consécutif au mouvement de la machine
-frottements divers (avec l'air, donc lié au précédent, mais aussi dans les diverses jonctions de la machine) et dégagement de chaleur associé
-tout ce qui se passe dans l’électronique de l'automate...

m@ch3

[invite51d17075]

Salut

-tout ce qui se passe dans l’électronique de l'automate...

je ne sais pas ce que tu inclus dans "électronique", mais le système suppose des accélérations et freinages consécutifs important du chariot. ( qui a forcement une masse non nulle )

[invitec998f71d]

a mon avis il y a sans doute une difference entre degagement de chaleur et echange d energie dans la perception de
la fleche du temps.
de toute facon stefjm n a pas refuté Rovelli

[stefjm]

Il en consomme pas mal pour effectuer les mouvements ad hoc du chariot.

Il consomme beaucoup pour gagner l'énergie potentielle, puis un peu pour le maintien en position. Une fois en haut, le chariot vibre avec très peu d'amplitude.

je ne vois pas en quoi cela vient contredire ( sur le fond ) les propos évoqués , dont on ne fait part ici que d'une phrase.

Sais tu dire facilement quel est le sens réel du film?

m@ch3

On est d'accord. Plein de petite choses qui produise de l'entropie.

je ne sais pas ce que tu inclus dans "électronique", mais le système suppose des accélérations et freinages consécutifs important du chariot. ( qui a forcement une masse non nulle )

L'énergie du chariot en trop peut être récupérée, évidement avec un rendement inférieur à 1.

a mon avis il y a sans doute une difference entre degagement de chaleur et echange d energie dans la perception de
la fleche du temps.
de toute facon stefjm n a pas refuté Rovelli

Je serais intéressé par un bilan entropique du truc (et comme cela, je ne sais pas faire...).

J'ai donné cet exemple car sans régulation, lorsqu'on lâche une barre, elle tombe en oscillant et s'arrête par frottement en bas au point stable. La barre rend son énergie potentielle à l'environnement.
Dans le cas de la régulation, on a exactement le même comportement de la barre qui s'arrête grâce aux frottements équivalent introduit par la régulation (un terme proportionnel à la vitesse qu'on règle comme on veut), sauf que la nouvelle position stable est vers le haut. La barre prend alors de l'énergie de l'extérieur et la stocke sous forme potentielle.

Même en regardant toute la vidéo,
A l'endroit : Barre stable en bas, puis en haut, puis en bas.
A l'envers : Idem.

Pour faire la différence, il faut regarder la consommation d'énergie un peu plus forte quand le pendule est en haut et qui finit dans les frottements.

Il y a bien deux états stables avec échange d'énergie pour passer de l'un à l'autre.

Si quelqu'un sait faire le bilan entropique de ce truc (ou équivalent) , cela m'intéresse.

[invite51d17075]

Sais tu dire facilement quel est le sens réel du film?

non, mais je sais que c'est possible ( exactement mon sujet de stage de 3 ème année )

Il y a bien deux états stables avec échange d'énergie pour passer de l'un à l'autre.
.

non, en position haute, l'équilibre est instable et nécessite des "micro corrections" permanentes.

[stefjm]

a mon avis il y a sans doute une difference entre degagement de chaleur et echange d energie dans la perception de
la fleche du temps.
de toute facon stefjm n a pas refuté Rovelli

Le terme de frottement fluide proportionnel à la vitesse est celui qui convertit l'énergie mécanique (potentielle et/ou cinétique) en une autre forme d'énergie (chaleur, électrique, chimique, etc...)
En terme d'isolation de système mécanique, c'est ce terme de frottement fluide k.v qui fait entrer (k<0 grâce à la régulation) ou sortir (k>0, cas habituel) de l'énergie mécanique du système mécanique.

Et cela contredit Rovelli car dans ce système, le pendule est bien amorti dans les deux cas (en haut et en bas) et pourtant cela ne permet pas de choisir facilement la bonne flèche pour le temps (aussi choquant dans un sens de déroulement que dans l'autre).
L'énergie mécanique n'est pas convertie en chaleur mais en énergie électrique par exemple.

[stefjm]

non, en position haute, l'équilibre est instable et nécessite des "micro corrections" permanentes.

Cela dépend de l’équilibre de quel objet, on parle.

Du pendule seul : Instable en haut et stable en bas. C'est le système en boucle ouverte
Du pendule et de sa régulation (supposée sans pertes comme pour l'étude de l’astéroïde) : Stable en haut et stable en bas. Système en boucle fermée.

C'est tout l'art de la régulation d'imposer la dynamique du système + régulation + rebouclage.

[invite51d17075]

je n'ai pas compris.