L'espace-temps a t'il une réalité physique ?

[potatoes38]

Bonjour ,

Je me pose une petite question, l’espace-temps est t'il une simple représentation mathématique ou alors il a une réalité physique ( comme les particules ou l'énergie par ex).

J'espère me faire comprendre !

Merci d'avance.
-----

[jacknicklaus]

C'est une bonne question. Et les physiciens s'en moquent éperdument. Tout ce qui compte c'est que le modèle utilisé colle aux observations / mesures, et soit le plus simple possible.

On ne vit pas dans un objet mathématique (*). Mais on peut dire que c'est bien imité, car les mesures faites et les prédictions du modèle concordent remarquablement...

(*) quoique ...

[Amanuensis]

D'ailleurs, on pourrait répondre à peu près la même chose pour les particules ou l'énergie !

[Amanuensis]

Allons plus loin. Tout le monde a une expérience directe de l'espace d'un côté et du temps de l'autre, tout le monde comprend l'idée de se repérer dans l'espace (adresses, coordonnées géographiques, cartes, etc.), tout le monde comprend l'idée de se repérer dans le temps (dates, heures, rendez-vous, etc.).

Autrement dit tout le monde a les éléments de base de l'idée d'espace-temps. Pas tout, pas l'espace-temps mathématisé, mais le principal.

Mais qui a jamais vu une particule ? Quelle expérience de tout les jours implique clairement une particule ? (Pas pour rien que l'idée est arrivée tardivement !)

Et quelle proportion du grand public à des idées solides sur l'énergie ?

---

Bref, la question n'est pas ce qu'elle paraît être. Peut-être porte-t-elle sur l'idée d'espace-temps par opposition à celle, plus ancienne, de espace + temps ? Ou sur des aspects mathématiques difficiles à "intégrer mentalement", comme la courbure ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[dorad]

Si l'on considère qu'il s'agisse d'une propriété émergente , il faut définir le référentiel "réalité"

[potatoes38]

C'est une bonne question. Et les physiciens s'en moquent éperdument. Tout ce qui compte c'est que le modèle utilisé colle aux observations / mesures, et soit le plus simple possible.

On ne vit pas dans un objet mathématique (*). Mais on peut dire que c'est bien imité, car les mesures faites et les prédictions du modèle concordent remarquablement...

(*) quoique ...

Merci du retour, ma question est peut-être plus philosophique que physique, pour être honnête !

Allons plus loin. Tout le monde a une expérience directe de l'espace d'un côté et du temps de l'autre, tout le monde comprend l'idée de se repérer dans l'espace (adresses, coordonnées géographiques, cartes, etc.), tout le monde comprend l'idée de se repérer dans le temps (dates, heures, rendez-vous, etc.).

Autrement dit tout le monde a les éléments de base de l'idée d'espace-temps. Pas tout, pas l'espace-temps mathématisé, mais le principal.

Mais qui a jamais vu une particule ? Quelle expérience de tout les jours implique clairement une particule ? (Pas pour rien que l'idée est arrivée tardivement !)

Et quelle proportion du grand public à des idées solides sur l'énergie ?

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Bref, la question n'est pas ce qu'elle paraît être. Peut-être porte-t-elle sur l'idée d'espace-temps par opposition à celle, plus ancienne, de espace + temps ? Ou sur des aspects mathématiques difficiles à "intégrer mentalement", comme la courbure ?

Merci du retour , j'ai posé cette question car pour moi, l'énergie et les particules ont une réalité tangible. Je ne fait pas de distinction entre temps et espace. C'est une même entité au final ! Je fait parti du "grand public" j'ai vraiment aucun bagage scientifique.. C'est vrai que quand je parle de particule, je pense plus à la matière et l'antimatière !

Quand je parle de réalité physique, je parle de réalité tangible. Après c'est vrai que le temps et l'énergie ne sont pas des choses "perceptibles" et après la je rentre dans de la philosophie et je risque de me faire gronder non ?

Si un un jour quelqu'un qui n'y connaît rien mais vraiment avec très peu de base scientifique me demande la composition de l'univers ... Et moi je répond à cette personne , il est fait de particules et d'énergie ou je répond , il fait de particules , d'énergie et d'espace-temps ? Au final c'est peut être plus la question initiale que je souhaitais poser !

[Amanuensis]

Une des réponses possibles de physiciens est qu'il est constitué de champs. De champs de diverses sortes. Champ particulaires, bosons ou fermions, champ de courbure, ... Des maths, comme dit message #2, parlant d'observations, de mesures et de prédictions d'observations, de mesures.

Et rien de "tangible" là dedans.

[potatoes38]

D'accord merci du retour. C'est vrai que c'est pas évident pour des néophytes , alors je me suis renseigné sur les champs en physique c'est très intéressant.

[soliris]

Une des réponses possibles de physiciens est qu'il est constitué de champs. De champs de diverses sortes. Champ particulaires, bosons ou fermions, champ de courbure, ... Des maths, comme dit message #2, parlant d'observations, de mesures et de prédictions d'observations, de mesures.

Et rien de "tangible" là dedans.

Allons, allons.. si Amanuensis se prend un coup de poing dans la figure, il prend contact avec le "champ d'énergie" bien tangible du coup de poing.

Notre problème, à nous, les néophytes, c'est que si aux physiciens leur science se vend très bien comme étant la "physique espace-temps", dès que l'on s'intéresse aux unités qu'ils utilisent, l'on constate des éléments hétérogènes comme "les pascals, les darcys, les henrys, les joules, les volts, les ampères.." et combien d'autres critères ne reflétant que des excroissances champignonesques sur une telle merveille structurale et mathématique.

A tel point que certains se demandent, comme Potatoes38, si l'espace-temps a bien une réalité physique.. C'est un comble de contre-publicité.

[Deedee81]

Salut,

Pas sûr de voir où tu veux en venir là.

Notre problème, à nous, les néophytes, c'est que si aux physiciens leur science se vend très bien comme étant la "physique espace-temps", dès que l'on s'intéresse aux unités qu'ils utilisent, l'on constate des éléments hétérogènes comme "les pascals, les darcys, les henrys, les joules, les volts, les ampères.." et combien d'autres critères ne reflétant que des excroissances champignonesques sur une telle merveille structurale et mathématique.
A tel point que certains se demandent, comme Potatoes38, si l'espace-temps a bien une réalité physique.. C'est un comble de contre-publicité.

C'est la différence entre l'idéalisation de la physique que se fait un néophyte et la "réalité de terrain" que vit un physicien. C'est vrai de tous les métiers. Et ça n'a jamais été une contre-publicité sauf pour ceux qui n'arrivent pas à décoincer leur cervelle : la physique c'est extrêmement passionnant

[Amanuensis]

Allons, allons.. si Amanuensis se prend un coup de poing dans la figure, il prend contact avec le "champ d'énergie" bien tangible du coup de poing.

Pas exactement. C'est le "champ électro-magnétique" du coup de poing qui interfère avec le "champ électromagnétique" de mon organisme, ce qui va les modifier.

[Champ d'énergie ? C'est quoi ?]

Faut pas mélanger les modèles, trop facile. Un modèle parle de champs électro-magnétiques, et la notion de "tangibilité" ne s'applique pas.

L'autre parle de phénomènes émergents, des solides (le poing et l'organisme) , pour lesquels une notion de tangibilité est définie.

La physique ne consiste pas seulement à des réductions, il y a les émergences dans l'autre sens. Pour "comprendre" (prendre ensemble), faut gérer à la fois les deux (ou plus) niveaux de modélisation ainsi que comment se passe l'émergence.

Et pas faire de la rhétorique de la marmelade en mixant tout pour obtenir une masse informe qui désinforme.

[Paradigm]

Bonsoir,

Et pas faire de la rhétorique de la marmelade en mixant tout pour obtenir une masse informe qui désinforme.

C'est la conséquence d'un trou béant en ce qui concerne l'enseignement de l'épistémologie des sciences.

[lodeli]

On peut se poser la même question pour l'espace à trois dimensions. Il n'y a pas de point O et d'axes x,y et z. Mais on comprend facilement l'intérêt de les faire intervenir lorsqu'on veut étudier des problèmes de position.

[aygline]

Quand je parle de réalité physique, je parle de réalité tangible. Après c'est vrai que le temps et l'énergie ne sont pas des choses "perceptibles" et après la je rentre dans de la philosophie et je risque de me faire gronder non

Bonjour

Une personne est née à l’instant t, morte à t’ > t et là direct tout le monde dit « elle a vécu tant de temps, tant de secondes » dites, n’est-ce pas légitime de s’exprimer ainsi ?

… dit comme ça, ça décrit la vraie vie et donc vous voyez bien que le temps n’est pas seulement une question philosophique mais que c’est aussi une réalité physique, concrète, sensible, « tangible » comme vous dites

[albanxiii]

Pas sûr de voir où tu veux en venir là.

Il va essayer de caser sa "théorie" personnelle sur les dimensions des grandeurs physiques.

[syborgg]

On peut se poser la même question pour l'espace à trois dimensions. Il n'y a pas de point O et d'axes x,y et z. Mais on comprend facilement l'intérêt de les faire intervenir lorsqu'on veut étudier des problèmes de position.

L'espace a 3 dimensions, mathematiquement parlant (i.e. l'espace euclidien), existe en soi sans faire intervenir un point O et des axes. Ensuite on peut se poser en effet la question de la correspondence entre l'espace "physique" (je n'ose dire "reel"), et cette idealisation mathematique qu'est l'espace euclidien a 3 dimensions... Mais la question se pose deja en une seule dimension entre une droite et la construction formelle du corps des reels.
J'ai cru comprendre que certains mathematiciens on propose d'utiliser d'autres objets mathematiques que des "machins a base de points" (i.e. espaces affines, varietes differentielles, riemaniennes, espaces topologiques, etc..) pour modeliser l'espace.

[syborgg]

Et les physiciens s'en moquent éperdument. Tout ce qui compte c'est que le modèle utilisé colle aux observations / mesures, et soit le plus simple possible.

Si je m'en refere au dernier livre de Lee Smolin, rien n'est plus faux : la plupart des physiciens s'en moquent peu etre en effet, mais certains non, et pas des moindres (cf le debat virulent Einstein/ ecole de Copenhage sur l'interpretation de la MQ, dont parle Smolin dans son bouquin).

[coussin]

Les physiciens ont tendance à devenir philosophes en fin de carrière C'est là qu'ils se posent soudainement la question de la "réalité" des modèles qu'ils ont utilisé toute leur carrière.

[ThM55]

Certains ont toujours été des philosophes, par exemple Heisenberg. On ne peut toutefois pas dire qu'il cherchait la réalité derrière le modèle, même à la fin de sa vie. Au contraire il mettait en garde ses étudiants à ce sujet.

[syborgg]

J'ai cru comprendre qu'Einstein avait constamment en tete la realite quand il faisait de la physique. Je me trompe ?

[Amanuensis]

L'espace a 3 dimensions, mathematiquement parlant (i.e. l'espace euclidien), existe en soi sans faire intervenir un point O et des axes. Ensuite on peut se poser en effet la question de la correspondence entre l'espace "physique" (je n'ose dire "reel"), et cette idealisation mathematique qu'est l'espace euclidien a 3 dimensions...

Et la réponse est connue, sur des bases observationnelles. C'est non, cela ne correspond pas.

Mais la question se pose deja en une seule dimension entre une droite et la construction formelle du corps des reels.

Bon exemple de question mal posée. Faudrait préciser. C'est quoi une "droite" ?

J'ai cru comprendre que certains mathematiciens on propose d'utiliser d'autres objets mathematiques que des "machins a base de points" (i.e. espaces affines, varietes differentielles, riemaniennes, espaces topologiques, etc..) pour modeliser l'espace.

Déjà, tous ces espaces là ont une particularité commune qu'on ne peut pas pas réfuter par l'expérience: la complétude (https://fr.wikipedia.org/wiki/Espace_complet). Comme la seule raison de travailler avec des espaces ayant cette propriété semble être la possibilité d'utiliser des outils mathématiques très puissants, sans qu'on n'y voit une nécessité physique, il est normal que des physiciens mathématiciens cherchent à utiliser des espaces différents.

Maintenant, FAPP, on n'a pas trouvé d'inconvénient majeur à travailler avec des espaces (que ce soit espace-temps, espace spatial, temps, ...) complets !

Poincaré a essayé de justifier l'usage (et non l'éventuelle "réalité sous-jacente") des espaces complets par la notion d'incertitude de mesure. Si on part de l'idée qu'il n'y a pas de mesure parfaite pour ces cas là à cause d'incertitudes pratiques, alors la complétude est la modélisation adaptée.

[Amanuensis]

J'ai cru comprendre qu'Einstein avait constamment en tete la realite quand il faisait de la physique. Je me trompe ?

Chercher à dire quoi que ce soit sur ce qu'une personne décédée avait dans la tête ne peut résulter qu'en la création d'un mythe. Ou, dans ce cas là, participer à l'élaboration d'un mythe...

L'histoire, en tant que science, se base sur les traces (écrits, photos, vidéos, enregistrement, ...), rien d'autre. Et on ne sait pas faire pour "a dans la tête".

Évidemment les mythes n'ont pas cette limitation.

[ThM55]

Il suffit de se procurer quelques ouvrages bien connus.

Pour Einstein: correspondance Einstein-Max Born 1916-1955 commentée par Max Born (seulement en bibliothèque ou d'occasion, je crois). Il y a un échange intéressant entre les deux, avec Wolfgang Pauli comme intermédiaire: à un certain point, Einstein et Born ne se comprenaient plus, ils ne pouvaient plus dialoguer et c'est Pauli qui a expliqué à chacun la position de son interlocuteur. Extraordinaire. Bizarre que ce livre ne soit plus réédité en français.

Pour Heisenberg: La partie et le tout, Le monde de la physique atomique par W.Heisenberg, Champ Sciences Flammarion, ISBN-13 : 978-2081375628.

[Black Jack 2]

Bonjour,

aygline a écrit :

Une personne est née à l’instant t, morte à t’ > t et là direct tout le monde dit « elle a vécu tant de temps, tant de secondes » dites, n’est-ce pas légitime de s’exprimer ainsi ?

… dit comme ça, ça décrit la vraie vie et donc vous voyez bien que le temps n’est pas seulement une question philosophique mais que c’est aussi une réalité physique, concrète, sensible, « tangible » comme vous dites

Soit, mais de quel temps parles-tu ? De celui d'avant Albert ?

Il y a aussi des choses tangibles qui ne collent pas avec le temps "universel" dans la vie de tous les jours, même si la plupart en dépendent, sans s'en rendre compte.

Tous ou presque nous utilisons un GPS qui nous conduit à bon port, or si cet instrument utilisait le "temps universel" dans ses calculs, on n'arriverait jamais à destination.

Il doit tenir compte d'au moins 5 effets relativistes

Les spécifications officielles du système GPS prévoient la prise en compte de cinq effets
relativistes : (voir ici : https://irma.math.unistra.fr/~baumann/explis.pdf )

– l’effet de la masse de la Terre sur le décalage gravitationnel en fréquence des horloges
atomiques de référence fixées à la surface de la Terre par rapport à des horloges à
l’infini ;
– l’effet de la distribution de masse non sphérique de la Terre pour le décalage gravitationnel en fréquence des horloges atomiques fixées à la surface de la Terre ;
– le décalage Doppler du second ordre sur les horloges fixées à la surface de la Terre
dû à la rotation de la Terre ;
– le décalage gravitationnel en fréquence des horloges des satellites GPS dû à la masse
de la Terre ;
– le décalage Doppler du second ordre sur les satellites GPS dû à leur mouvement dans
un référentiel inertiel géocentrique.

Bref, alors qu'est ce que le "temps" ?

Les effets relativistes ne sont pas compris de la grande majorité, mais on peut cependant en constater les effets et on est obligé d'en tenir compte quand on a besoin de précision comme par exemple dans les GPS.

Est-ce que ce cela signifie que les théories de la relativité sont vraies ?
Cela ne veut rien dire. La Vérité en physique ne veut rien dire. L'important est que les théories collent avec les observations, on sait expliquer le "Comment" même en ne connaissant pas le "Pourquoi".

Rappelons ce que Feynman a dit :

"...cela dit, il se peut que vous ne compreniez pas ce que je vous dis de la manière dont opère la Nature, pour la raison que vous ne voyez pas pourquoi elle opère de cette façon.
Mais il faut bien voir que personne n'est capable d'expliquer pourquoi la Nature se comporte de cette façon là, et pas d'une autre...
... Ce qui est important, c'est que la théorie en question permette des prédictions qui soient en accord avec l'expérience."

Et cela même si cela ne va avec certaines conceptions philosophiques.

[Amanuensis]

aygline a écrit :

Soit, mais de quel temps parles-tu ? De celui d'avant Albert ?

Dans le cas indiqué, il n'y a aucune difficulté, aucun problème, et surtout aucune raison de rendre compliqué quelque chose qui peut être "simple" à un bon niveau de vulgarisation.

C'est la durée écoulée le long d'une ligne d'Univers, en pratique ce qui est mesuré par une horloge parfaite qui aurait accompagné la personne toute sa vie ; la "durée propre" en langage plus technique.

Il y a aussi des choses tangibles qui ne collent pas avec le temps "universel" dans la vie de tous les jours, même si la plupart en dépendent, sans s'en rendre compte.

Ah bon? Que citer si on se limite à la notion physique de durée propre ?

Tous ou presque nous utilisons un GPS qui nous conduit à bon port, or si cet instrument utilisait le "temps universel" dans ses calculs, on n'arriverait jamais à destination.

Pardon? Le GPS utilise une référence dérivée du temps terrestre, bien défini comme un temps propre. (Très proche de celui appelé officiellement "Temps universel", d'ailleurs !).

Il doit tenir compte d'au moins 5 effets relativistes

Les calculs, oui.

Bref, alors qu'est ce que le "temps" ?

La notion physique de temps propre répond correctement à cette question, au sens où on peut baser toute notion de "temps" utiliser en pratique.

Les effets relativistes ne sont pas compris de la grande majorité

Vous vous incluez dans quelle partie?

[Black Jack 2]

Amanuensis,

Tu as un très sérieux problème de compréhension.

Pour aygline, dans son exemple, elle comprend le "temps" comme celui qui ne tient aucun compte d'effets relativistes.
Et tu n'as visiblement déjà pas compris cela.

Et même si tu penses qu'il n'y a aucune difficulté, aucun problème, et surtout aucune raison de rendre compliqué quelque chose qui peut être "simple" à un bon niveau de vulgarisation, tu te plantes complètement.
Essaie donc avec les 10 premières personnes qui passent près de toi au hasard et tente de leur faire comprendre (VRAIMENT) avec ton "bon niveau de vulgarisation" juste pour voir.

Je ne suis probablement pas dans le même groupe que toi qui pensent que cela va sans dire pour n'importe quel bonhomme Lambda.
Tu n'as pas les pieds sur Terre.

Pense ce que tu veux, je m'en balance.

Bonne journée.

[syborgg]

Chercher à dire quoi que ce soit sur ce qu'une personne décédée avait dans la tête ne peut résulter qu'en la création d'un mythe. Ou, dans ce cas là, participer à l'élaboration d'un mythe...

L'histoire, en tant que science, se base sur les traces (écrits, photos, vidéos, enregistrement, ...), rien d'autre. Et on ne sait pas faire pour "a dans la tête".

Évidemment les mythes n'ont pas cette limitation.

Tu sembles etre de mauvaise foi... Des traces ecrites de ce que pensait Einstein, il y en a plethore (ThM55 donne probablement de bonnes references).
Mais Smolin, il est encore encore vivant que je sache ?
Voici un extrait du prologue de son dernier livre :

"derriere les debats centenaires sur la MQ, se cache un desaccord fondamental sur la nature de la realite [...] Tout d'abord, le monde existe t il independemment de notre esprit ? Deuxiemement, avons nous la capacite de comprendre et de decrire ses proprietes ? [...] Ceux qui repondent oui a ces 2 questions sont appeles les realistes. Einstein etait realiste. Je suis aussi realiste. Nous, les realistes, croyons qu'il existe un monde reel, dont les proprietes ne dependent en rien de la connaissance ou de la perception que nous en avons.[...] Si vous repondez non a une de ces questions, vous etes un antirealiste. Bohr et Heinseberg furent des antirealistes. La plupart des physiciens ne sont pas realistes quand il s'agit d'atomes ou de particules elementaires [...] ils sont convaincus que la MQ est une theorie correcte, et ils croient, comme on leur a enseigne, que la MQ interdit le realisme."

C'est un mythe ca ? Et ca ne parle pas precisement du statut de la realite en physique ?...
Apparemment sur ce forum, la plupart des intervenants sont des antirealistes. Mais peut etre vont ils me soutenir que Smolin est un outsider, sans grande legitimite pour parler de physique serieusement

[syborgg]

Et la réponse est connue, sur des bases observationnelles. C'est non, cela ne correspond pas.

Je parlais bien evidemment de l'espace a l'echelle locale tel qu'on peut le percevoir sur Terre.

Bon exemple de question mal posée. Faudrait préciser. C'est quoi une "droite" ?

Une droite au sens intuitif, comme dans les Elements d'Euclide.

Déjà, tous ces espaces là ont une particularité commune qu'on ne peut pas pas réfuter par l'expérience: la complétude (https://fr.wikipedia.org/wiki/Espace_complet). Comme la seule raison de travailler avec des espaces ayant cette propriété semble être la possibilité d'utiliser des outils mathématiques très puissants, sans qu'on n'y voit une nécessité physique, il est normal que des physiciens mathématiciens cherchent à utiliser des espaces différents.

Quels sont ces espaces differents ? Moi je pensais plutot aux espaces non definis a partir de leurs points, comme les topos.

[Deedee81]

Bonjour,

S'il vous plaît, je ne cherche pas de responsable, mais je sens que ça tourne à l'aigre doux.

Essayez de rester courtois et correct. Merci,

[Amanuensis]

Tu sembles etre de mauvaise foi...

Ben voyons... Relisez bien en détail le message auquel vous répondez, SVP.

Des traces ecrites de ce que pensait Einstein, il y en a plethore

Non, il n'y a de trace écrites que ce qu'a écrit Einstein. La nuance est énorme. C'est entre une réalité (ce qui est écrit) et une interprétation.

Tant qu'on parle des écrits, qu'on cite des écrits, il n'y a pas de problème. Et c'est ce qu'a fait ThM55.