existe-t-il une grandeur physique absolue ?

[Alain2021]

Bonjour à tous,

Existe-t-il une grandeur physique qui est indépendante de toutes les autres ?

Merci.

Bien à vous.
Alain
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[albanxiii]

Bonjour,

Ça dépend.

Bonne journée.

[baiegeai]

Bonjour à tous,

Existe-t-il une grandeur physique qui est indépendante de toutes les autres ?

Merci.

Bien à vous.
Alain

oui , il y en a meme plusieurs : la masse, les metres, le temps , l'intensité electrique , la tension , etc bref toutes les grandeurs "primaires" du systeme international de mesure
je laisse le soin à un eleve de terminale scientifique d'en faire la liste exhaustive , j'ai un peu oublié

[obi76]

oui , il y en a meme plusieurs : la masse, les metres, le temps , l'intensité electrique , la tension

indépendantes de toutes les autres, il n'y en a que 4 : la distance, le temps, la masse et la charge. L'intensité et la tension sont des grandeurs qui font intervenir plusieurs d'entre elles (charge et temps pour l'intensité, et j'ai la flemme de rechercher pour la tension).

[A voir en vidéo sur Futura]

[baiegeai]

indépendantes de toutes les autres, il n'y en a que 4 : la distance, le temps, la masse et la charge. L'intensité et la tension sont des grandeurs qui font intervenir plusieurs d'entre elles (charge et temps pour l'intensité, et j'ai la flemme de rechercher pour la tension).

: c'est ben vrai , aurait dit la mere Denis

[Deedee81]

Salut,

On peut aussi choisir une grandeur sans dimension qui ne dépend d'aucune autre grandeur physique ou de grandeurs étalons arbitraires.
Et qui serait une constante universelle.

Par exemple :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Consta...structure_fine

EDIT faudrait aussi que Alain pose la raison de sa question et éventuellement la précise, en particulier le sens de "indépendante" qui peut être quelque peu polysémique ou qui dépend du contexte.

[aygline]

Bonjour,

… peut-être il faut distinguer les « grandeurs » physiques exples la distance, le temps, le courant électrique, la tension non moins électrique, la quantité de mouvement ou de matière etc. du choix des unités de mesure qui permettent de les quantifier (les grandeurs physiques) savamment.

Or il y a deux façons de choisir savamment les unités de mesure :

1) Avec des étalons concrets, tangibles, exple un mètre gradué « en chair et en os » en quelque sorte, que les maçons qui font des murs connaissent parfaitement.

2) Avec des idées ou des idéalités exple le mètre est défini depuis 2019 sur la vitesse de la lumière dans le vide, que les maçons qui font des murs ne connaissent pas du tout . Ou l’ampère dont la définition est non moins très idéelle https://fr.wikipedia.org/wiki/Amp%C3%A8re :

« Un ampère est l’intensité d’un courant constant qui, s’il est maintenu dans deux conducteurs linéaires et parallèles, de longueurs infinies , de sections négligeables et distants d’un mètre dans le vide , produit entre ces deux conducteurs une force linéaire égale à 2 × 10−7 newton par mètre1. »

=> Avec 1) les unités de mesure sont tout ce qu’il y a de plus relatives.
=> Avec 2) elles sont tout ce qu’il y a de plus absolues.

Mais il faut encore fignoler un brin et voir quels instruments de mesure (thermomètres, mètres gradués, balances en tous genres, chronomètres, voltmètres, ampèremètres etc.) sont utilisés pour faire des mesures concrètes. Et là en principe tous les instruments de mesure devraient être « absolus » en ce sens qu’ils devraient être absolument autonomes.

Et spécialement les horloges sont ou devraient être elles-mêmes « absolues » en ce sens qu’en principe elles ne devraient pas du tout interférer avec le milieu ambiant dans lequel elles fonctionnent, devraient être absolument autonomes, puisqu’en effet en physique « le temps » et « la mesure du temps » sont une seule et même chose, une seule et même réalité physique.

Certainement la tentation est grande d’identifier une réalité physique (temps ou autre) avec sa mesure mais en réalité en physique seul « le temps » est la même chose, la même réalité physique que « la mesure du temps ».

[Alain2021]

Bonjour à tous

Merci beaucoup.

Je me pose cette question pour la raison suivante :

1) la relativité restreinte et son expérimentation ont prouvé que le temps n'est pas une grandeur physique absolue.

2) la théorie de Higgs et son expérimentation ont prouvé que la masse n'est pas une grandeur physique absolue.

3) la théorie de l'effet Doppler non-relativiste et celle de l'effet Doppler relativiste et leur expérimentation respective ont prouvé que la fréquence n'est pas une grandeur physique absolue.

Donc je ne comprends pas pourquoi, dans certaines de vos réponses, vous avez mentionné le temps et la masse comme des grandeurs physiques indépendantes de toutes les autres.

Cordialement

Alain

[aygline]

https://www.educastream.com/unite-de-mesure-cm2 :

La contenance d’une bouteille s’exprime en litres.

Une bouteille d’eau minérale contient 1,5 litre d’eau, une bouteille de jus de fruit contient 1 litre de boisson.

La contenance d’une canette de soda s’exprime en centilitres.

La canette de «superjus» contient 33 cl de jus de fruits, alors que celle de «jussuper» n’en contient que 25.

La contenance d’une bouteille de sirop pour la toux s’exprime en ml.

La contenance (volume) d’une piscine, d’une cuve, d’un container s’exprime en m3.

La piscine de monsieur Duchemin contient 90 m3 d’eau.

Une unité possible de mesure de volumes, ici le litre avec tous ses multiples et sous-multiples, est une idéalité mathématique.

Mais ce qui est mesuré ce sont des réalités physiques concrètes exples de l’eau minérale, du soda, du jus de fruits, du sirop, de l’eau.

Donc il est possible de « mesurer » la contenance possible d’un récipient, uniquement avec des calculs mathématiques, en connaissant à l’avance la forme géométrique du contenant mais quand même, il faut voir de quelque façon que ce soit (par les yeux ou avec des instruments de mesure) s’il y a quelque chose exples de l’eau ou du soda, dans le récipient.

[Deedee81]

Merci de tes précisions.

EDIT croisement avec aygline qui parle d'autre chose.

Donc je ne comprends pas pourquoi, dans certaines de vos réponses, vous avez mentionné le temps et la masse comme des grandeurs physiques indépendantes de toutes les autres.

La masse (masse propre mais c'est un pléonasme sous sa signification moderne) est une grandeur constante et invariante (contrairement à ce qu'on lit parfois, et ce même en relativité, ce qui varie est l'énergie et l'inertie et même avec le Higgs).
En outre, ils parlaient des étalons (étalons de longueur, masse, temps) qui par construction sont constants et invariants. Et non des grandeurs quelconques de longueur, masse, temps.

Petit complément utile

Par contre, tu soulèves un point important : le fait qu'avec l'évolution des théories modernes, leur unification, etc.... de plus en plus de grandeurs physiques deviennent relatives ou liées à d'autres grandeurs.
C'est à tel point que Rovelli a adopté une interprétation de la mécanique quantique, appelée interprétation relationnelle
https://fr.wikipedia.org/wiki/Interp..._relationnelle

Dans son interprétation, toute grandeur est relative à l'observateur (au sens très large de "autre système physique"). Et il n'existe aucune grandeur absolue et même la notion d'existence absolue disparait. Toute chose n'existe que relativement à autre chose.

C'est évidemment le point de vue de Rovelli, ce n'est pas prouvé.

Complément facultatif

Personnellement (donc là avec un grain de sel) je trouve ce point de vue trop extrémiste (trop positiviste à l'extrême). J'apprécie l'approche relationnelle en tant que technique d'analyse mathématique des états quantiques. Mais je trouve que ce relativisme absolu est exagéré car :
- Il existe des grandeurs absolues comme la vitesse de la lumière, la constante de structure finie.... cette approche relationnelle n'y change rien
- A partir des états relationnels on peut reconstruire pas à pas l'espace de Hilbert de la totalité (l'univers), c'est facile à montrer en utilisant les propriétés vectorielles de cet espace et les opérateurs projections
(rappelons que l'espace des états quantiques est un espace de Hilbert et les opérateurs des objets mathématiques agissant sur les vecteurs de cet espace et représentant, entre autre, les grandeurs physiques)
- Rovelli est obligé d'ajouter une condition de consistance qui semble violer ses propres règles de relativisme absolu et qu'il est difficile de justifier (autrement que par la consistance)

Je préfère donc une approche comme les états relatifs (*) qui ne posent pas ces difficultés.

(*) version d'Everett avant/sans les mondes multiples

[aygline]

… et donc une horloge est [censée être] deux fois « absolue » (au sens d’autonome) en quelque sorte :

1) D’une part, c’est un instrument de mesure parmi d’autres (pas « comme les autres » mais aucun instrument de mesure est « comme les autres ».

2) D’autre part, le fameux « le temps » en tant qu’objet ou réalité physique, est formellement identifié à sa mesure et pour quel autre (objet physique) est-ce donc le cas ?

[Deedee81]

Aygline, tes propos sont obscurs.

pour quel autre (objet physique) est-ce donc le cas ?

Tous.

[aygline]

Si « le temps » est une réalité il ne se voit pas ni ne s’entend ni ne se touche etc. et donc en tant que tel (en tant que « le temps ») ce n’est pas un objet physique et donc, en tant qu'objet physique, il faut le faire.

Le jus de fruit ou le soda ou l’eau qui sont dans le récipient sont des objets physiques mesurables, observables. Ils ne se réduisent pas à leurs mesures possibles.

Qu’est-ce que « le temps » nul ne le sait et donc, il faut le faire

[Deedee81]

Ca c'est de la philo de comptoir et ça n'a rien à voir avec la question d'Alain. Essaie un peu de respecter les discussions créées par les nouveaux s'il te plaît
(je ne le dis pas en vert mais faudrait pas pousser mamy dans le massif d'orties)

Merci d'avance

[Matmat]

Au moment de la conception d'une grandeur donnée,on est en général loin d'avoir réalisé toutes les expériences nécessaires pour comprendre ses dépendances aux autres .
Même si l'on est arrivé à croire historiquement telle grandeur absolue, c'est seulement l'absence temporaire de découverte qui mettent en lumière des dépendances qui a permis de la croire absolue.

Si j'essaye de définir absolu, je n'y arrive que par négation , j'ai tendance à penser que scientifiquement ça correspond forcément à un défaut de quelque chose (je pense par exemple à un défaut de relation ou de variation ou de dépendance) , je n'arrive pas à me représenter ce que pourrait être une définition scientifique d'absolu qui correspondrait à une expérience cruciale permettant d'affirmer qu'une grandeur est absolue , il y a quelque chose d'irrémédiablement métaphysique dans l'idée d'absolu.

[Alain2021]

Merci beaucoup à tous.

Etes-vous d'accord avec moi si j'écris que la longueur, le temps, la masse et la charge sont des grandeurs physiques indépendantes de toutes les autres, [I]dans un référentiel donné ? /I]

Alain

[obi76]

Etes-vous d'accord avec moi si j'écris que la longueur, le temps, la masse et la charge sont des grandeurs physiques indépendantes de toutes les autres, [I]dans un référentiel donné ? /I]

Non, vous mélangez deux choses.
Quand on dit des grandeurs physiques indépendantes, ça veut dire qu'il ne s'agit pas de grandeurs composées.
Par exemple : une vitesse nécessite une longueur et un temps (ce sont des m/s), donc dépend des unités [temps] et [distance]. Un courant électrique, c'est une charge par seconde, donc ça fait intervenir les unités [charge] et [temps]. Elles dépendent toute deux de plusieurs unités différentes.
Les 4 seules unités fondamentale et indépendantes, sont donc la distance, le temps, la masse et la charge. Toutes les autres sont une composition de ces unités (vitesse, tension, charge, viscosité, capacité calorifique, champ magnétique, force, pression, constante gravitationnelle, etc.). Jusque là, il n'est pas question d'un quelconque référentiel.

Si vous cherchez des grandeurs qui sont conservées quelque soit le référentiel, alors ce n'est pas "indépendant" le bon terme, et quelques exemples vous ont été donné ci-dessus (par exemple la mesure d'une charge ne dépend pas du référentiel, la mesure d'une distance ou d'un temps si).

[Merlin95]

Et un nombre sans unités c'est une unité sur la même unité. Mais est-ce absolu car au final il n'y a pas d'unité ? Pourquoi pas. Mais quelque chose d'absolu pourrait aussi être un postulat : la causalité. Voir ceux des théories physiques mais elles sont malheureusement sans doute incompatibles donc de même sûrement pas universelles.

Mais vous cherchez une grandeur alors peut-être que les constantes répondent à votre question.

Cependant voir la remarque précédente, c'est une question métaphysique a priori.

PS : on ne mesure pas le temps mais une différence de la même unité, pareil pour l'espace, pas pour la charge il me semble.

[obi76]

PS : on ne mesure pas le temps mais une différence de la même unité, pareil pour l'espace, pas pour la charge il me semble.

Ni pour la masse, bonne remarque

[ornithology]

Quand on écrit énergie totale = énergie cinétique + énergie potentielle, cette derniere est définie a une constante pres. en est il de meme pour toute énergie?
De toute facon , ca ne pose pas de probleme théorique en physique.
Dans des théoremes d'existance et d'unicité ca se termine souvent par "a un isomorphisme pres".
Il faut en prendre son parti certaines choses sont définies et unique en tant que classe d'équivalence.
on retrouve ceci des qu'on a a fixer une jauge.

[obi76]

Quand on écrit énergie totale = énergie cinétique + énergie potentielle, cette derniere est définie a une constante pres. en est il de meme pour toute énergie?

Pour moi non. L'énergie calorifique que contient 1kg d'eau à 20°C, elle est définie, et pas à une constante près. Idem pour l'énergie chimique.

[ornithology]

je me suis posé la question en lisant l'article energie potentielle
sur wikipédia
lis la liste des énergies qui sont citées dans l'article.

[Deedee81]

Salut,

C'est aussi vrai pour l'énergie propre ou l'énergie totale en relativité pour laquelle il existe une échelle "naturelle" avec E=mc²
MAIS rien n'est jamais simple car :
- on peut toujours arbitrairement choisir un zéro quelconque
- on ne mesure jamais que des variations (il ne faut pas confondre avec la définition de l'énergie de telle ou telle type, définition qu peut très bien être justifiée comme l'énergie calorifique de Obi, heu, enfin, celle de son kg d'eau ).
- Même dans le cadre relativiste le choix du zéro peut être problématique, pensons à l'énergie du vide en théorie quantique relativiste des champs qui est définie à une constante près.... généralement infinie ! Bien que là aussi ce sont des variations qui sont mesurées (effet Casimir par exemple)

on retrouve ceci des qu'on a a fixer une jauge.

Je pense' que le terme "d'échelle" est plus approprié, jauge est parfois employé (par exemple la jauge sur une citerne) mais a aussi des sens différents ( https://fr.wikipedia.org/wiki/Th%C3%A9orie_de_jauge ).
Par exemple on parle toujours des échelles thermométriques ou en théorie de la renormalisation "d'invariance d'échelle" (et pas de jauge). Bien qu'il y ait un air de famille.

Enfin, bon, c'est qu'un point de vocabulaire, sur le fond je suis d'accord.

[aygline]

on ne mesure pas le temps

Exact on ne mesure pas « le temps », au reste qu’est-ce que « le temps » ?

Ce qu’on mesure ce n’est pas « le temps » mais ses effets.

Exple en vieillissant je mesure, observe, non pas le temps en tant que tel et à supposer qu’il existe mais, ses effets qui se traduisent concrètement sur ma petite personne car, « la vieillesse est un naufrage » ce qu’en général les jeunes ne peuvent pas comprendre car précisément … ils sont jeunes !

Et donc en physique « le temps » et « la mesure du temps » c’est la même chose mais si je considère le soda, le jus de fruits ou l’eau idem par ici, https://www.educastream.com/unite-de-mesure-cm2 , alors je peux mesurer exple les acidités respectives (genre les « ph » etc.) et donc je trouve direct que le soda n’a pas le même « ph » que je jus de fruits ni que l’eau.

Idem je peux mesurer les fluidités ou les couleurs ou je ne sais pas quoi d’autre genre les goûts ou les saveurs ou les odeurs ou quoi que ce soit d’autre mais, bien entendu ce sont là quelques aspects mesurables, quelques éléments de mesurabilité ou d’observabilité respectivement du soda, du jus de fruits ou de l’eau.

Car bien entendu le soda ni le jus de fruits ni l’eau sont réductibles à leurs acidités ni à leurs couleurs ni à leurs goûts etc. : le soda, le jus de fruits, l’eau, préexistent à ce qu’il est possible d’en observer ou d’en mesurer.

Mais pour « le temps » ce n’est pas la même chose car, « le temps » à supposer qu’il existe n’est pas lui-même un objet de science possible et donc il faut le faire, entièrement en quelque sorte et donc, en tant qu’objet physique, il est réductible (et réduit ou identifié, de fait) à sa mesure.

je n'arrive pas à me représenter ce que pourrait être une définition scientifique d'absolu qui correspondrait à une expérience cruciale permettant d'affirmer qu'une grandeur est absolue , il y a quelque chose d'irrémédiablement métaphysique dans l'idée d'absolu.

Rien de métaphysique là-dedans, simplement un objet physique exple un mécanisme d’horlogerie, peut être qualifié d’ « absolu » s’il est suffisamment autonome quand il fonctionne.

Sûr que l’horloge parfaite n’existe pas mais tout de même, des très bonnes horloges (exple « atomiques ») fonctionnent parfaitement !

[Deedee81]

Salut,

un mécanisme d’horlogerie, peut être qualifié d’ « absolu » s’il est suffisamment autonome quand il fonctionne.

Ce n'est pas la définition de absolu.
Voir par exemple :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Absolu
Dans la rubrique "En physique"

Ca m'étonnerait beaucoup qu'Alain se demande "pouvez-vous me désigner un mécanisme d'horlogerie suffisamment autonome"

Tiens, une info utile : tout ce que tu dis sur le temps s'applique à l'espace (c'est même un pont aux ânes en physique) mais tu fais une fixette sur le temps.

Bon, de toute façon, j'ai l'impression qu'on tourne en rond. Il va falloir fermer mais on va attendre un peu pour voir si Alain repasse.

[aygline]

Prenez une feuille quadrillée, A4 ou autre et petits ou grands carreaux peu importe. Donc maintenant munissez-vous d’un décimètre et donc maintenant vous avez deux objets distincts, une feuille de papier et un décimètre. Donc maintenant mesurez à l’aide du décimètre, l’espace qu’occupe un carreau ou d’autres arrangements de carreaux sur la feuille de papier.

Donc d’un côté l’espace, de l’autre autre chose que l’espace, ici un décimètre et une feuille de papier quadrillé.

Maintenant prenez un chronomètre et mesurez la performance d’un sportif, exple celle d'un coureur : sitôt le chrono enclenché, le chronomètre se mesure lui-même et s’il mesure la performance du coureur c’est par votre intermédiaire, parce que vous l’arrêtez quand le coureur franchi la ligne d’arrivée et que vous l’aviez enclenché au moment du départ du coureur.

Donc le chronomètre ne mesure pas lui-même la performance du coureur mais il se mesure lui-même tout le temps que dure la course. Il n’y a pas de lien direct entre d’une part le chronomètre et d’autre part la performance du coureur. Mais il y a un lien direct entre d’une part le décimètre et d’autre part le carreau ou l’ensemble de carreaux quand vous mesurez l’espace qu’ils occupent sur la feuille de papier.

Souvent les gens disent indifféremment que la seconde est l’unité « de temps » ou « de la mesure du temps » et du point de vue des sciences physiques ce qu’ils disent de la sorte est correct car, du point de vue des sciences physiques « le temps » et « la mesure du temps » c’est la même chose.

[Merlin95]

Le temps c'est ce à partir de quoi on mesure des durée. Point final en sciences physiques.

[Deedee81]

Le temps c'est ce à partir de quoi on mesure des durée. Point final en sciences physiques.

Cette très bonne réponse va faire officie de clôture.

Arrêtons ici le "tournez manège" et Aygline qui ne sait pas s'empêcher de poster sur le temps de manière compulsive avec des messages à moitié obscurs.

Alain, si tu avais quelque chose à ajouter ou des questions complémentaires, fait moi signe par MP et on complétera, on rouvrira ou ou créera une nouvelle discussion.
(mais ce sera probablement pour lundi, week-end oblige)

Merci de votre participation à tous,