La pomme de Newton tombe mais pas celle d'EINSTEIN
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La pomme de Newton tombe mais pas celle d'EINSTEIN



  1. #1
    Morteen

    La pomme de Newton tombe mais pas celle d'EINSTEIN


    ------

    Bonjour.
    Pardon de spolier votre forum avec mes lacunes. J'ai suivi un cours de relativité générale dans lequel il est expliqué que lorsque la pomme se détache de l'arbre elle ne tombe pas, attirée par la masse de la terre(comme le disait Newton) mais elle reste immobile et c'est la surface de la terre qui la rejoint.

    je ne crois pas avoir compris. un schéma m'aidera.

    Merci pour votre patience.

    -----

  2. #2
    Antonium

    Re : La pomme de Newton tombe mais pas celle d'EINSTEIN

    Bonjour,

    pour parler du mouvement de la pomme, la première chose à faire de définir un référentiel par rapport au quel ce mouvement est mesuré.
    Si vous êtes dans un référentiel en chute libre, la pomme est immobile et c'est le sol qui se déplace vers le haut. Si vous êtes dans un référentiel sur le sol, la pomme tombe. Ceci est vrai que ce soit chez Newton ou chez Einstein.

    La différence vient du fait d'extirper une sous classe de référentiels privilégiés, les référentiels dits d'inertie. Chez Newton, dans un référentiel d'inertie, la pomme tombe. Si vous vous mettez dans le référentiel de chute libre, il n'est pas d'inertie. Au contraire chez Einstein, c'est le référentiel en chute libre qui est qualifié d'inertiel, et par conséquent le référentiel du sol est accéléré vers le haut.
    Ce qui est important ici c'est que les référentiels d'inertie chez Einstein ne sont définis que localement. Ceci vient du principe d'équivalence qui stipule qu'il est localement impossible de savoir si on est soumis à une accélération uniforme ou à de la gravitation. Evidemment on pourrait trancher en faisant des expériences dans une grande zone, et alors le champ de gravitation radial ne ressemblerait pas à une accélération uniforme. Et il se trouve que pour rendre technique cette notion de "localement simple, peut être plus compliqué globalement", les espaces courbes de la géométrie Riemannienne sont très efficaces, d'où leur introduction en relativité générale.

    Je trouve que les schémas sur cette page ne sont pas trop mal :
    http://astro.physics.sc.edu/selfpacedunits/Unit57.html

  3. #3
    f6bes

    Re : La pomme de Newton tombe mais pas celle d'EINSTEIN

    Citation Envoyé par Morteen Voir le message
    Bonjour.
    Pardon de spolier votre forum avec mes lacunes. J'ai suivi un cours de relativité générale dans lequel il est expliqué que lorsque la pomme se détache de l'arbre elle ne tombe pas, attirée par la masse de la terre(comme le disait Newton) mais elle reste immobile et c'est la surface de la terre qui la rejoint.

    je ne crois pas avoir compris. un schéma m'aidera.

    Merci pour votre patience.
    Bjr à toi,
    Ah , si tel était le cas, il y aurait un GROS probléme la terre !
    Voyons pourquoi: dans l'hypothése que tu indiques ,que se passerait il si.
    au MEME moment un autre pomme ( diamétralement opposé sur un point opposé sur terre) tombait aussi.
    QUE ferait la terre ?
    Comment ferait elle pour se déplacer diamétralement opposé, dans les deux directions opposées ?
    Et là on ne parle que de pommes !
    Bonne journée

  4. #4
    Deedee81

    Re : La pomme de Newton tombe mais pas celle d'EINSTEIN

    Salut,

    Merci à antonium pour cette explication.

    Citation Envoyé par f6bes Voir le message
    Comment ferait elle pour se déplacer diamétralement opposé, dans les deux directions opposées ?
    La mauvaise compréhension (parfois mauvaise vulgarisation) de ce point peut même conduire certains cranks à des propos idiots. Un peu d'humour ne nuit pas, à lire :
    http://users.telenet.be/vdmoortel/di...es/NoJoke.html
    "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
    Morteen

    Re : La pomme de Newton tombe mais pas celle d'EINSTEIN

    Merci Antonium.
    La notion de référentiel est plus complexe qu'elle (me) paraît.

    Un peu d'humour ne nuit pas
    J'ai bien compris que la terre n'explose pas parce que la répartition des pommiers est sensiblement homogène sur la planète. Correct ?

  7. #6
    f6bes

    Re : La pomme de Newton tombe mais pas celle d'EINSTEIN

    Remoi,
    C'est les racines des radis qui compensent !
    Bonne journée

  8. #7
    f6bes

    Re : La pomme de Newton tombe mais pas celle d'EINSTEIN

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message


    La mauvaise compréhension (parfois mauvaise vulgarisation) de ce point peut même conduire certains cranks à des propos idiots. Un peu d'humour ne nuit pas, à lire :
    http://users.telenet.be/vdmoortel/di...es/NoJoke.html
    Bjr à toi,
    Ah , c'est pas pour moi ! ( je ne comprends que le Français et le....Belge....francophone !!)
    Bonne journée

  9. #8
    Deedee81

    Re : La pomme de Newton tombe mais pas celle d'EINSTEIN

    Citation Envoyé par Morteen Voir le message
    J'ai bien compris que la terre n'explose pas parce que la répartition des pommiers est sensiblement homogène sur la planète. Correct ?
    Même si c'était non homogène, faudrait quand même un sacré paquets de pommier pour provoquer un problème !!!!

    Citation Envoyé par f6bes Voir le message
    Ah , c'est pas pour moi ! ( je ne comprends que le Français et le....Belge....francophone !!)
    Je traduit :

    Citation Envoyé par Ken Seto crank de son état
    Dans la passé Paul Andersen a affirme que du point de vue des muons de la haute atmosphère c'est la Terre qui se rue à leur rencontre. Puisqu'il y a des zillions de muons tout autour de la haute atmoshère, la terre doit alors se ruer dans toutes les directions pour rencontrer tous ces muons. Cela signifie que la Terre devrait avoir explosé il y a longtemps. Grâce à Dieu elle ne l'a pas fait. L'autre explication est que le point de vue des muons est débile.
    Et en effet, "ce n'est pas une blague". Cette idée de la "réfutation" de la relativité est récurrente chez lui.
    Enfin, il y a pire, si, si, comme Pentcho Valev donnant une courte preuve que la relativité est fausse et qui commence par "Prémise: la longueur d'onde est déterminée par la source de lumière et ne peut pas dépendre du mouvement de l'observateur".
    Dernière modification par Deedee81 ; 25/08/2020 à 09h28.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  10. #9
    mach3
    Modérateur

    Re : La pomme de Newton tombe mais pas celle d'EINSTEIN

    Un fil à lire sur le sujet :

    https://forums.futura-sciences.com/p...vite-19-a.html

    pour résumer :
    -la surface de la Terre accélère vers le haut, car il y a de la pression sous la surface
    -si l'espace-temps était plat (pas de gravitation), cette pression ferait exploser la Terre, l'accélération de la surface vers le haut sur l'ensemble du globe étant assortie d'une augmentation (automatique et intuitive en espace-temps plat) du rayon de la Terre
    -La surface de la Terre peut accélérer perpétuellement vers le haut en tous points sans pour autant qu'elle enfle ou explose, c'est un effet de la courbure de l'espace-temps.

    Note : ce résumé est valide dans le cadre de la RG, mais aussi dans le cadre de la gravitation de Newton selon son interprétation dite de Newton-Cartan.

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  11. #10
    f6bes

    Re : La pomme de Newton tombe mais pas celle d'EINSTEIN

    Bsr Dedee 81 ,
    Merçi pour la traduction.

    Bonne soirée

  12. #11
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : La pomme de Newton tombe mais pas celle d'EINSTEIN

    Citation Envoyé par Morteen Voir le message
    Bonjour.
    Pardon de spolier votre forum avec mes lacunes. J'ai suivi un cours de relativité générale dans lequel il est expliqué que lorsque la pomme se détache de l'arbre elle ne tombe pas, attirée par la masse de la terre(comme le disait Newton) mais elle reste immobile et c'est la surface de la terre qui la rejoint.

    je ne crois pas avoir compris. un schéma m'aidera.

    Merci pour votre patience.
    Tu peux regarder la dernière vidéo de Science Clic qui traite précisément de ça : https://www.youtube.com/watch?v=7hXdlNZJ_BY
    Parcours Etranges

  13. #12
    Morteen

    Re : La pomme de Newton tombe mais pas celle d'EINSTEIN

    Bonjour.

    ouiiiii, très bien. Et ça aussi : https://www.youtube.com/watch?v=OSNBW41rFwY

  14. #13
    FC05

    Re : La pomme de Newton tombe mais pas celle d'EINSTEIN

    Mais du coup, si la terre est plate et en accélération constante, il n'y a plus de problèmes.

    Quwa ?

    Je sort ? Pourquoi ? Comprend pas ! #caliméro ...
    "La réalité c'est ce qui reste quand on refuse d'y croire" P.K. Dick

  15. #14
    Morteen

    Re : La pomme de Newton tombe mais pas celle d'EINSTEIN

    Bonjour.

    -la surface de la Terre accélère vers le haut, car il y a de la pression sous la surface
    Est-ce le cas pour toutes les planètes ? Les étoiles ?

    La surface de la Terre peut accélérer perpétuellement vers le haut en tous points sans pour autant qu'elle enfle ou explose, c'est un effet de la courbure de l'espace-temps.
    Quel effet ? Je n'arrive pas à le comprendre.

    Merci pour votre patience.

  16. #15
    mach3
    Modérateur

    Re : La pomme de Newton tombe mais pas celle d'EINSTEIN

    Citation Envoyé par Morteen Voir le message
    Est-ce le cas pour toutes les planètes ? Les étoiles ?
    Oui. Pas de pression interne = effondrement sur soi-même.

    Quel effet ? Je n'arrive pas à le comprendre.
    Pas le temps tout de suite. En attendant relire le fil cité auparavant (message 9) peut peut-être aider.

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  17. #16
    mach3
    Modérateur

    Re : La pomme de Newton tombe mais pas celle d'EINSTEIN

    Citation Envoyé par morteen
    Citation Envoyé par mach3
    La surface de la Terre peut accélérer perpétuellement vers le haut en tous points sans pour autant qu'elle enfle ou explose, c'est un effet de la courbure de l'espace-temps.
    Quel effet ? Je n'arrive pas à le comprendre.
    La suite continue des évènements (lieu+date) d'une particule forme ce que l'on appelle sa ligne d'univers. En chaque évènement de la ligne, on peut calculer ce qu'on appelle l'accélération propre. C'est l'accélération que subit la particule, c'est ce que mesurerait un accéléromètre attaché à la particule. Si l'accélération propre est toujours nulle, la ligne d'univers est une géodésique.

    En espace-temps plat deux géodésiques initialement parallèles le restent indéfiniment (comme les droites de la géométrie euclidienne). En terme physique, cela signifie qu'en espace-temps plat, deux particules libres et immobiles l'une par rapport à l'autre restent indéfiniment immobile l'une par rapport à l'autre.

    En espace-temps courbe au contraire deux géodésiques initialement parallèles ne peuvent pas le rester, elles vont converger ou diverger (en fonction de la courbure dans leur direction). On parle de déviation des géodésiques et c'est précisément ce qui caractérise un espace-temps courbe. En terme physique, cela signifie que deux particules libres et immobiles l'une par rapport à l'autre vont se rapprocher ou s'éloigner. C'est ce qu'on appelle les effets de marée, l'illustration la plus concrète de la courbure de l'espace-temps.

    La seule façon pour que deux particules restent immobiles l'une par rapport à l'autre en espace-temps courbe est généralement qu'au moins l'une des deux ne suive pas une géodésique, c'est à dire qu'elle possède une accélération propre.

    Toutes les particules de la Terre sont immobiles (grosso-modo) les unes par rapport aux autres et doivent le rester pour que la Terre soit statique. Si l'espace-temps était plat, il suffirait que ces particules soient libres de toute influence pour que la Terre soit statique. Ces particules aurait toutes pour lignes d'univers des géodésiques constamment parallèles entre-elles. Mais l'espace-temps au voisinage de la Terre est courbé de telle façon que la géodésique d'une particule libre initialement immobile dans ou sur la Terre converge vers la ligne d'univers de son centre en environ 1h. C'est à dire que le mouvement libre, naturel en somme, des particules qui forme la Terre, c'est de se contracter et de s'effondrer dans un délai très bref. Il faut que chaque particule qui constitue la Terre soit doté d'une accélération propre centrifuge afin que leur ligne d'univers restent constamment parallèles et que la Terre soit statique. Et cette accélération propre, elle est due à la pression, à l'interaction répulsive entre ces particules. En espace-temps plat, cette accélération propre centrifuge aurait pour effet de faire gonfler la Terre, mais la courbure de l'espace-temps permet justement que toute la surface de la Terre accélère de façon centrifuge sans pour autant que la Terre gonfle.

    Je vais finir par une analogie sur le globe terrestre pour aider à bien comprendre l'idée. Imaginons deux personnes qui veulent avancer côte à côte à la surface de la Terre, à vitesse constante et en conservant une distance constante entre eux. Si ils décident d'aller tout droit suivant deux routes initialement parallèles, la courbure de la Terre va faire qu'ils vont forcément se rapprocher et se croiser près avoir parcouru environ 10 000 km. Par exemple s'ils partent tous deux de deux points quelconque de l'équateur et cap plein nord, ils vont se croiser au pôle nord. Pour conserver une distance constante entre eux, il va falloir qu'au moins l'un deux accélère perpendiculairement à sa vitesse et à l'opposé de l'autre, autrement dit, au moins l'un des deux ne peut pas aller tout droit et doit tourner à l'opposé de l'autre. Sur un plan euclidien, si l'un des deux fait cela, alors il va s'éloigner de l'autre, mais sur la sphère non, à condition bien-sûr qu'ils tournent précisément de la manière qu'il faut. Par exemple, si ils partent tous deux du même méridien et cap plein est, il faut qu'ils suivent les parallèles pour rester à distance constante, ce qui implique tourner, sauf pour celui qui suivrait sur l'équateur, le cas échéant (penser aux parallèles proches des pôles dans le cas où il ne serait pas évident qu'il faille tourner pour suivre un parallèle alors que pour suivre l'équateur il suffit d'aller tout droit).

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  18. #17
    Morteen

    Re : La pomme de Newton tombe mais pas celle d'EINSTEIN

    Bonjour.
    Mais l'espace-temps au voisinage de la Terre est courbé de telle façon que la géodésique d'une particule libre initialement immobile dans ou sur la Terre converge vers la ligne d'univers de son centre en environ 1h. C'est à dire que le mouvement libre, naturel en somme, des particules qui forme la Terre, c'est de se contracter et de s'effondrer dans un délai très bref. Il faut que chaque particule qui constitue la Terre soit doté d'une accélération propre centrifuge afin que leur ligne d'univers restent constamment parallèles et que la Terre soit statique. Et cette accélération propre, elle est due à la pression, à l'interaction répulsive entre ces particules.
    Whaou. OK.

    Je comprends que si la terre ne "gonfle pas", ce n'est pas parce qu'une "force" quelconque s'y oppose, mais parce que chaque particule qui forme la terre suit une ligne d'univers dans l'espace-temps qui la dirige vers le centre (de la terre).
    Correct ?

    Merci infiniment.

  19. #18
    Deedee81

    Re : La pomme de Newton tombe mais pas celle d'EINSTEIN

    Salut,

    Citation Envoyé par Morteen Voir le message
    Je comprends que si la terre ne "gonfle pas", ce n'est pas parce qu'une "force" quelconque s'y oppose, mais parce que chaque particule qui forme la terre suit une ligne d'univers dans l'espace-temps qui la dirige vers le centre (de la terre).
    Correct ?
    Oui (a des détails près mais assez évident)
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  20. #19
    Morteen

    Re : La pomme de Newton tombe mais pas celle d'EINSTEIN

    Bonjour à tous.

    Je persiste à essayer de comprendre et puisque vous avez la patience de m'instruire, je reviens vers vous.
    Puisque la gravité n'est pas une force, qu'est-ce qui fait qu'un mobile (un avion par exemple) qui veut prendre de l'altitude depuis la surface du globe doit dépenser "beaucoup" d'énergie pour monter (à fond les moteurs de l'avion) et pas du tout pour redescendre ?

    Merci

  21. #20
    Deedee81

    Re : La pomme de Newton tombe mais pas celle d'EINSTEIN

    Salut,

    Citation Envoyé par Morteen Voir le message
    Je persiste à essayer de comprendre et puisque vous avez la patience de m'instruire, je reviens vers vous.
    Puisque la gravité n'est pas une force, qu'est-ce qui fait qu'un mobile (un avion par exemple) qui veut prendre de l'altitude depuis la surface du globe doit dépenser "beaucoup" d'énergie pour monter (à fond les moteurs de l'avion) et pas du tout pour redescendre ?
    Dans le formalisme RG je suppose

    L'espace-temps autour de la Terre, à cause de sa masse/gravité, est tel que les géodésiques sont dirigées vers le sol (enfin, si on part de l'immobilité par rapport au sol évidemment) (**). Et un corps en chute libre suit les géodésiques (*). Pour grimper l'avion doit dévier des géodésiques, ce qui ne peut se faire qu'en employant une force qui va le faire dévier (que ce soit avec des hélices, des réacteurs), ce qui lui coute de l'énergie.

    (**) La forme de l'espace-temps autour de la Terre est en première approximation un espace-temps de Schwartzchild (comme la Terre tourne c'est plutôt Kerr, et comme ce n'est pas un trou noir il y a des corrections et le champ gravitationnel est plutôt multipolaire et enfin il y a les effets de la Lune et du Soleil, non négligeables comme le montre les marées).

    (*) Géodésique : chemin le plus court (enfin extrémal pour être exact) dans un espace-temps courbe.
    C'est aussi la généralisation d'une droite : en mettant bout à bout de petits morceaux de droites on obtient une telle géodésique. Le principe d'équivalence se traduit par le fait qu'en tout point il existe un référentiel où localement (dans un voisinage infinitésimal) la relativité restreinte s'applique où comme en physique classique un corps libre suit une droite (et donc dans un espace-temps courbe, de proche en proche, une géodésique)
    Dernière modification par Deedee81 ; 13/01/2021 à 13h36.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  22. #21
    mach3
    Modérateur

    Re : La pomme de Newton tombe mais pas celle d'EINSTEIN

    Citation Envoyé par Morteen Voir le message
    Puisque la gravité n'est pas une force, qu'est-ce qui fait qu'un mobile (un avion par exemple) qui veut prendre de l'altitude depuis la surface du globe doit dépenser "beaucoup" d'énergie pour monter (à fond les moteurs de l'avion) et pas du tout pour redescendre ?
    Il faut considérer la situation dans un référentiel de chute libre pour bien comprendre : le sol y accélère vers le haut, poussant l'atmosphère qui du coup accélère aussi vers le haut. Pour monter par rapport au sol, un avion doit accélérer vers le haut plus fort que ne le fait l'atmosphère qui l'entoure, alors que pour descendre par rapport au sol, il suffit s'accélérer moins fort vers le haut que l'atmosphère.

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  23. #22
    Deedee81

    Re : La pomme de Newton tombe mais pas celle d'EINSTEIN

    On s'est croisé et c'est bien parce que les deux explications sont fort complémentaires. Impecc.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  24. #23
    Morteen

    Re : La pomme de Newton tombe mais pas celle d'EINSTEIN

    Bonjour.

    Mach3, Deedee81, pigé.

    Merci infiniment.

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