Gravité : émergence ?
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Gravité : émergence ?



  1. #1
    Ignatius84

    Gravité : émergence ?


    ------

    Bonjour à tous,

    je crois avoir assez souvent lu qu'à l'échelle des particules il n'est pas du tout prouvé que la gravité soit perceptible, voire qu'elle "soit" (pour ne pas écrire "existe") tout court. Savez-vous exactement jusqu'à quelle limite (de taille/de masse) la gravité est-elle sensible à nos mesures ?

    Y a t il réellement des "chances" que la gravité soit émergente un peu de la façon dont le temps (et surtout "sa direction") semble émerger à notre échelle ?

    merci

    -----

  2. #2
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Gravité : émergence ?

    Salut,

    Pour les mesures entre deux corps, ça va jusqu'à l'ordre du centimètre et quelques grammes.
    C'est assez grossier.

    Mais pour les effets de la gravité, ça va jusqu'aux particules. On a pu mesurer la "chute" des neutrons et c'est même quantifié (mais pas d'enthousiasme prématuré, ce n'est pas la gravité qui est quantifiée mais le mouvement du neutron dans un potentiel qui, ici, est d'origine gravitationnel).

    Pour ce qui est de l'émergence, il y a plusieurs possibilités :
    - émergence à partir de structures plus fondamentales : gravité quantique à boucles, triangulations causales dynamiques,...
    - émergence liée à l'entropie (je connais très mal, c'est lié aux théories holographiques et la conjecture Ads/CFT)

    Ca reste des possibilités, oui, il y a une "chance" que ce soit correct.
    Ca reste très spéculatif (aucun indice même très mince au niveau expérimental pour trancher).
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  3. #3
    yves95210

    Re : Gravité : émergence ?

    Bonjour,

    Certains physiciens le pensent. Voir les théories de "gravité entropique", et en particulier les travaux de Erik Verlinde ou de T. Padmanabhan. Tu trouveras des liens vers certaines de leurs publications dans les notes à la fin de l'article wikipedia.

    PS : grillé par Deedee...
    Dernière modification par yves95210 ; 05/03/2019 à 08h35.

  4. #4
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Gravité : émergence ?

    Citation Envoyé par yves95210 Voir le message
    PS : grillé par Deedee...
    Au contraire, ça tombe bien puisque je connais mal, merci pour le lien.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    Ignatius84

    Re : Gravité : émergence ?

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Salut,

    Pour les mesures entre deux corps, ça va jusqu'à l'ordre du centimètre et quelques grammes.
    C'est assez grossier.

    Mais pour les effets de la gravité, ça va jusqu'aux particules. On a pu mesurer la "chute" des neutrons et c'est même quantifié (mais pas d'enthousiasme prématuré, ce n'est pas la gravité qui est quantifiée mais le mouvement du neutron dans un potentiel qui, ici, est d'origine gravitationnel).

    Pour ce qui est de l'émergence, il y a plusieurs possibilités :
    - émergence à partir de structures plus fondamentales : gravité quantique à boucles, triangulations causales dynamiques,...
    - émergence liée à l'entropie (je connais très mal, c'est lié aux théories holographiques et la conjecture Ads/CFT)

    Ca reste des possibilités, oui, il y a une "chance" que ce soit correct.
    Ca reste très spéculatif (aucun indice même très mince au niveau expérimental pour trancher).
    Si je schématise et que j'ai à peu près compris :

    Les effets de la gravité sont perceptibles à l'échelle des atomes. En fait je vois mal comment ça pourrait ne pas être le cas vu les beaux tas d'atomes que nous sommes et qui sont sensibles à la gravité terrestre (pour ne citer qu'elle).

    On ne sait en revanche pas mesurer ni quantifier le potentiel gravitationnel d'une particule.

    1ere question : peut-on dire de la gravité qu'elle est une fonction de l'espace et du temps (donc de l'E-T) ?

    2ème question avec les mains : si le temps est bien émergent et que ce bon vieil Albert E. (gardons l'anonymat ) a raison au sujet du lien "absolu" (?) entre l'espace et le temps, pourquoi l'espace ne serait pas nécessairement émergent lui aussi ?

    Merci pour les liens je vais y jeter un oeil affamé.

  7. #6
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Gravité : émergence ?

    Citation Envoyé par Ignatius84 Voir le message
    Les effets de la gravité sont perceptibles à l'échelle des atomes. En fait je vois mal comment ça pourrait ne pas être le cas vu les beaux tas d'atomes que nous sommes et qui sont sensibles à la gravité terrestre (pour ne citer qu'elle).
    On ne sait en revanche pas mesurer ni quantifier le potentiel gravitationnel d'une particule.
    Tout juste

    Citation Envoyé par Ignatius84 Voir le message
    1ere question : peut-on dire de la gravité qu'elle est une fonction de l'espace et du temps (donc de l'E-T) ?
    Oui, et certains (comme Rovelli) vont plus loin en disant que c'est l'espace-temps.

    Citation Envoyé par Ignatius84 Voir le message
    2ème question avec les mains : si le temps est bien émergent et que ce bon vieil Albert E. (gardons l'anonymat ) a raison au sujet du lien "absolu" (?) entre l'espace et le temps, pourquoi l'espace ne serait pas nécessairement émergent lui aussi ?
    Tu as tout à fait raison. Les deux devraient aller de pair (c'est le cas dans le premier type d'émergence dont j'ai parlé : boucles et tout ça, la deuxième je ne connais pas assez pour en juger).
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  8. #7
    Ignatius84

    Re : Gravité : émergence ?

    waaaaaa... ! merci. Bon, j'ai pas totalement idée dans quoi on s'engage en voyant les choses comme ça, mais c'est une perspective hyper intéressante. On croirait presque que ce qu'on nomme la réalité dont l'espace-temps est le contenant n'est qu'une forme d'expression sensible (à nos sens donc) de la mécanique quantique. J'ai du mal à l'exprimer avec les mots justes mais on dirait qu'il n'y a pas un univers à deux étages (infiniment grand-petit, une sorte de vision proche je crois du réalisme) mais un seul univers : l'infiniment petit, dont les dimensions -si elles existent au sens où on l'entend par exemple en RG- ne sont pas les mêmes que celles qu'on "croit" voir dans l'infiniment grand.

    J'ai l'impression qu'il ne peut pas y avoir de cadre plus grand pour faire fonctionner les deux théories ensemble car en fait elles ne traitent pas du même "univers", je dis ça alors que d'une certaine façon j'aurais tendance à penser intuitivement que la RG devrait être contenue dans la RR (et non l'inverse). Et pour couronner le tout je n'ai bien sûr pas une compréhension suffisamment rigoureuse et mathématique ni de l'une ni de l'autre théorie (mais j'y travaille...).

  9. #8
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Gravité : émergence ?

    Personnellement j'aime beaucoup l'approche relationnelle de l'espace-temps (comme Rovelli aussi).

    L'espace-temps n'est pas une scène de théâtre pré-existante sur laquelle serait disposée les objets
    (ce qui irait d'ailleurs à l'encontre de l'esprit de la relativité générale : indépendance à l'arrière-plan = invariance par difféomorphisme et un espace-temps = une variable dynamique comme les autres).
    Et donc les longueurs / durées traduisent juste des relations entre objets/événements. Comme le dit Kip Thorn dans Gravitation : l'espace-temps est défini par ce qui s'y passe.

    Et si tout n'est que relation, ça me pose beaucoup moins de difficulté pour imaginer que ça émerge, en gravité quantique, de quelque chose de plus fondamental.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  10. #9
    stefjm

    Re : Gravité : émergence ?

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Oui, et certains (comme Rovelli) vont plus loin en disant que c'est l'espace-temps.
    Edit : pas vu le message précédent.
    Pour avoir de la gravité, il faut de la matière non?
    Gravité, c'est l'espace-temps-matière?
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  11. #10
    LeMulet

    Re : Gravité : émergence ?

    Citation Envoyé par stefjm Voir le message
    Pour avoir de la gravité, il faut de la matière non?
    De l'énergie suffit il me semble.

    A ce propos, je me demandais s'il existait un autre type de phénomène (que la gravité), qui se comportait aussi étrangement (à part le chaudron magique de la mythologie celte ).
    C'est à dire que lorsque la gravité attire quelque-chose, elle ne perd pas pour autant de son efficacité.
    Comment ceci peut-il s'accorder avec la question de l'énergie ?
    Bonjour, et Merci.

  12. #11
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Gravité : émergence ?

    Salut,

    Citation Envoyé par stefjm Voir le message
    Pour avoir de la gravité, il faut de la matière non?
    Gravité, c'est l'espace-temps-matière?
    En dehors de la remarque de Lemulet (c'est l'énergie, ou plus généralement l'énergie-impulsion-pression/contrainte, le fameux tenseur T) tu peux le dire comme ça mais ici je parlais plutôt du champ gravitationnel (= l'espace-temps selon Rovelli) mais pas de la source (tout comme on parle du champ électromagnétique qu'on ne confond pas avec sa source : la charge électrique).

    Citation Envoyé par LeMulet Voir le message
    A ce propos, je me demandais s'il existait un autre type de phénomène (que la gravité), qui se comportait aussi étrangement (à part le chaudron magique de la mythologie celte ).
    C'est à dire que lorsque la gravité attire quelque-chose, elle ne perd pas pour autant de son efficacité.
    Comment ceci peut-il s'accorder avec la question de l'énergie ?
    Je n'ai pas compris. Oui, bon, je sais que la gravité a un tas de particularités à la fois fascinantes et ch...tes (quand on veut la quantifier) mais je n'ai pas compris ton "elle ne perd pas pour autant de son efficacité". Tu veux dire qu'elle ne peut pas être écrantée ??? Ca c'est juste parce qu'elle est toujours attractive.... et ça c'est unique en effet.

    Autre difficulté : le graviton (s'il existe) transmet la gravité et produit lui-même de la gravité (il a une énergie) tout comme les gluons qui sont colorés.
    Autre difficulté : le spin 2 (cela entraine la non renormalisabilité en théorie perturbative).
    Autre difficulté : l'invariance par difféomorphisme (qui implique que toute approche linéarisée est imparfaite)

    Tout se combine pour donner une belle saleté.
    Thiemann dans son cours sur les boucles, dans l'intro, montre ainsi un truc assez formidable (enfin, moi j'ai trouvé). Un exemple d'interaction simple à formuler en théorie quantique des champs, renormalisables et tout et tout..... mais quand on prend la limite perturbative (infinité de terme) ça converge vers une solution différente de la version non perturbative !!!!!
    (c'est là qu'on voit le schtroumpf à lunettes lever le doigt et dire : "hé les physiciens, le grand schtroumpf avait dit de ne pas faire des maths par dessous la jambe" )
    Et tout semble indiquer que la gravité se comporte ainsi !!!! (même si on n'en a pas de preuve formelle)
    Et Thiemann de fustiger les approches perturbatives (comme la théorie des cordes).

    Bref, on n'est pas sorti de l'auberge espagnole. On a besoin d'un traducteur : c'est -à-dire de données expérimentales. Depuis le temps qu'on cherche une "nouvelle physique", ça commence à bien faire. Ca m'énerve.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  13. #12
    Ignatius84

    Re : Gravité : émergence ?

    Pinaise c'est vraiment le bazar ! En marchant, hier, allant au boulot avec à l'esprit ce post et les quelques réflexions -certes faciles- qui m'ont amenées à cette vision -commune/banale- j'ai eu un flash (vous allez rire) : je me suis soudain dit alors que je commençais à voir la gravité comme une sorte de fonction exponentielle (impaire ?*) : mais oui, voilà pourquoi l'atome d'hydrogène -par exemple- est tellement vide, c'est pour ne pas n'effondrer en trou noir ! et donc la gravité existe bien à son échelle et elle est contrebalancée par un truc du genre de la pression de dégénérescence, voire ça pourrait être la même chose exprimée différemment (d'où l'idée de fonction exp impaire avec une transition**)... ça commençait vaguement à prendre forme... et puis bin non, en réfléchissant quand même un peu plus ça ne va pas : lorsque une étoile suffisamment massive s'effondre les électrons tombent sur leur noyau (proton) et ça ne forme pas de multiples trous noirs mais bien une étoile à neutrons(@)... Dommage, même si les étoiles encore plus massives donnent bien un TN ça ne doit pas être "aussi" simple.

    * et ** : oui, je ne fais des maths que depuis 4 mois avec en gros un niveau seconde, donc je dois souvent dire de grosses bêtises à ce sujet...

    @ cela dit, dans un cas isolé a-t-on déjà vu un électron s'effondrer sur un proton et former un neutron ? y a quand même encore quelques mystères ici...
    Dernière modification par Ignatius84 ; 06/03/2019 à 07h49.

  14. #13
    Ignatius84

    Re : Gravité : émergence ?

    + : et je confonds encore la pression de dégénérescence dans les naines blanches et l'interaction forte des étoiles à neutrons, pfff.

    Désolé pour l'aspect archi décousu de ce post (écrit en étant très très pressé, ça c'est pour l'excuse).

  15. #14
    stefjm

    Re : Gravité : émergence ?

    Citation Envoyé par Ignatius84 Voir le message
    à voir la gravité comme une sorte de fonction exponentielle (impaire ?*)
    Une exponentielle impaire n'existe pas!
    mais un sinus ou sinus hyperbolique: oui
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  16. #15
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Gravité : émergence ?

    Citation Envoyé par Ignatius84 Voir le message
    Désolé pour l'aspect archi décousu de ce post (écrit en étant très très pressé, ça c'est pour l'excuse).
    Je ne sais pas si c'est ça, mais je n'ai pas compris grand chose !

    Citation Envoyé par stefjm Voir le message
    Une exponentielle impaire n'existe pas!
    mais un sinus ou sinus hyperbolique: oui
    Oui, mais "voir la gravité comme un sinus", ça ne m'éclaire pas beaucoup plus
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  17. #16
    Ignatius84

    Re : Gravité : émergence ?

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Je ne sais pas si c'est ça, mais je n'ai pas compris grand chose !
    ça vaudrait le coup pour moi que j'y mette un peu d'ordre et que je formule tout ça plus conventionnellement. Pas maintenant hélas.

  18. #17
    jacquolintégrateur

    Re : Gravité : émergence ?

    Bonjour
    Pourtant, les trois expériences GBAR, Aegis et Alpha-g, en cours au CERN (et dont les résultats devraient arriver en 2021), relatées par L. Sacco sur Futura, ont pour objet de mesurer l'accélération subie du fait de la gravitation par des antiprotons en chute libre. Rien n'empêcherait de la mesurer sur des protons !! Ceci ne contredit pas l'idée d'une "émergence" de la gravitation mais il s'agirait, alors, d'un type de spéculations beaucoup plus profondes que de simples considérations sur la gravité et rejoignant sans doute la théorie des cordes.
    Cordialement.
    Ne jetez pas l’anathème : il peut servir !

  19. #18
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Gravité : émergence ?

    Salut,

    Citation Envoyé par jacquolintégrateur Voir le message
    Bonjour
    Pourtant, les trois expériences GBAR, Aegis et Alpha-g, en cours au CERN (et dont les résultats devraient arriver en 2021), relatées par L. Sacco sur Futura, ont pour objet de mesurer l'accélération subie du fait de la gravitation par des antiprotons en chute libre. Rien n'empêcherait de la mesurer sur des protons !! Ceci ne contredit pas l'idée d'une "émergence" de la gravitation mais il s'agirait, alors, d'un type de spéculations beaucoup plus profondes que de simples considérations sur la gravité et rejoignant sans doute la théorie des cordes.
    Cordialement.
    On l'a fait avec des neutrons. Je doute qu'il y ait une grosse surprise avec les protons.

    Le problème c'est que ça, ça mesure le comportement de la matière (ou l'anti) dans un champ gravitationnel et pas le champ gravitationnel émit par la matière (une particule seule par exemple), infiniment trop faible pour nos moyens actuels.

    Mais faut pas désespérer
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  20. #19
    LeMulet

    Re : Gravité : émergence ?

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Je n'ai pas compris. Oui, bon, je sais que la gravité a un tas de particularités à la fois fascinantes et ch...tes (quand on veut la quantifier) mais je n'ai pas compris ton "elle ne perd pas pour autant de son efficacité". Tu veux dire qu'elle ne peut pas être écrantée ??? Ca c'est juste parce qu'elle est toujours attractive.... et ça c'est unique en effet.
    En fait ce n'est pas le fait que rien ne peut "faire écran" à la gravité qui me parait perturbant (le fait que la matière et l'énergie constituent l'espace-temps permet de comprendre pourquoi il n'y a pas d'écrantage possible), mais le fait que le champ gravitationnel ne perd pas en intensité au point A lorsqu'elle attire quelque-chose au point B.

    Par exemple, si j'ai une planète qui tourne autour d'une étoile (qu'on considère ici pour simplifier, et ça ne change rien au raisonnement, comme la source principale du champ gravitationnel), cette planète ne sera pas moins attirée si on ajoute une seconde planète autour de l'étoile.

    Ce qui parait contraire à la conservation de l'énergie (si on considère qu'à un champ gravitationnel correspond une quantité d'énergie), puisque l'énergie total du champ ne "parait" pas affecté par le fait de produire un effet.
    "Il ne s'épuise pas".
    Il en va autrement pour un champ magnétique (qui ne peut d'ailleurs pas non plus être écranté mais c'est un autre problème) ou un champ électrique, par exemple, puisqu'ici un effet affecte l'efficacité du champ à une autre position.

    C'est pour ça que je faisait référence au "chaudron magique" qui peut produire des choses de manière inépuisable.

    Donc, soit la source du champ gravitationnel est inépuisable (c'est magique ou il y a une autre cause), soit l'effet du champ gravitationnel est nul (et l'effet observé ne serait qu'un genre de remaniement de l'espace-temps, à bilan nul, qui nous apparait comme "magique" parce qu'on ne comprend pas que les états successifs des corps en mouvement du fait du champ gravitationnel sont en fait équivalents en terme d'énergie).
    Bonjour, et Merci.

  21. #20
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Gravité : émergence ?

    Salut,

    En fait, tu as ça avec toute interaction.

    Si la source X échange des particules virtuelles (c'est plus facile à comprendre comme ça ) avec A, cela ne l'empêche pas d'en échanger avec B.
    Il ne saurait donc pas y avoir d'affaiblissement.

    La seule chose avec les interactions comme EM, c'est que ce qui est entre X et B peut aussi être source de champ EM, soit des charges, soit des dipôles induits,.... et donc y faire opposition (par exemple en vertu de la loi de Lenz qui ne saurait pas exister pour la gravité car toujours attractive).

    Et il n'y a pas consommation du champ (pour ce qui est de l'énergie). Ainsi, une planète en orbite ne consomme pas d'énergie.
    (une charge en orbite autour d'une autre, si, car il y a émission d'onde EM par la charge accélérée. Mais, ça c'est le "spin 2", pas pour une planète : c'est beaucoup plus difficile d'émettre des OG que des OEM, faut des asymétries plus importantes. De plus la charge en orbite émet un rayonnement car elle est accélérée, ce n'est pas lié à l'interaction à l'origine de son orbite et elle pourrait d'ailleurs être accélérée pour une autre raison).

    Par contre si les objets se déplacent (distance entre les corps, par une orbite circulaire of course), il y a transformation d'énergie (potentielle en cinétique par exemple), mais le champ gravitationnel n'est alors qu'un vecteur de l'effet.
    Notons d'ailleurs que seules les ondes gravitationnelles propagent de l'énergie (comme pour les ondes EM, un champ électrostatique ne travaille pas, c'est un gros fainéant )

    Aucun problème avec l'énergie donc.

    A nouveau, la vision relationnelle évite ce genre de difficultés car plus de champ gravitationnel à "épuiser" : tout n'est que relations entre objets.
    Dernière modification par Deedee81 ; 06/03/2019 à 09h50.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  22. #21
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Gravité : émergence ?

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    A nouveau, la vision relationnelle évite ce genre de difficultés car plus de champ gravitationnel à "épuiser" : tout n'est que relations entre objets.
    Avoir une maîtrise absolument experte (au sens de "expert") de l'électromagnétisme et de la relativité générale aide aussi, évidemment, avant d'essayer de "voir plus loin".
    Pour apprendre à jongler faut d'abord apprendre à tenir une balle
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  23. #22
    Ignatius84

    Re : Gravité : émergence ?

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Avoir une maîtrise absolument experte (au sens de "expert") de l'électromagnétisme et de la relativité générale aide aussi, évidemment, avant d'essayer de "voir plus loin".
    Pour apprendre à jongler faut d'abord apprendre à tenir une balle
    c'est noté

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