La gravité n’est pas une force ?

[Walter38]

Bonjour, si la gravité n’est pas une force alors pourquoi avoir prédit qu’elle devrait ralentir l’expansion de l’univers ?
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[Deedee81]

Bonjour, si la gravité n’est pas une force alors pourquoi avoir prédit qu’elle devrait ralentir l’expansion de l’univers ?

Salut,

Car elle a les mêmes effets qu'une force. Deux corps massifs s'attirent.

Du moins, à la limite classique. Pour une gravité faible, des vitesses faibles et un champ gravitationnel statique ou stationnaire on peut montrer que la gravité d'Einstein (décrite par la courbure de l'espace-temps) redonne exactement la gravité newtonienne (décrite par une force).

Pour des cas plus extrêmes (forte gravité, vitesses proches de celle de la lumière, gravité variant très vite) la théorie newtonienne devient inappropriée et il faut employer la relativité générale, mais il n'en reste pas moins que la gravité reste attractive.

[Amanuensis]

Bonjour, si la gravité n’est pas une force alors pourquoi avoir prédit qu’elle devrait ralentir l’expansion de l’univers ?

La notion de force est essentiellement définie pour la mécanique classique, de Newton. Dans ce cadre, la gravitation est une force, une attraction entre masses.

L'étude de "l'expansion de l'Univers" ressortit à la Relativité Générale, cadre dans lequel la gravitation n'est pas une force (mais un effet de la géométrie de l'espace-temps, elle-même affectée par la présence d'énergie, de masses et de quantités de mouvement). Et on ne peut même pas présenter la gravitation comme une attraction ou une répulsion, les effets de la géométrie sont variées et pas toujours intuitifs.

On ne doit pas mélanger les cadres conceptuels, sauf à risquer de graves contresens.

[invite7a0a8d2e]

On ne doit pas mélanger les cadres conceptuels, sauf à risquer de graves contresens.

J'aime bien votre réponse.

Ici, l'effet observé, à savoir "la gravité" ou comme on voudra bien l'appeler, est ou n'est pas une force, non par nature, mais par représentation.
Et à chaque représentation correspond son cadre.
Cette conception des choses démystifie de manière salutaire l'existence de l'objet physique.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Walter38]

Bonjour et merci pour vos réponses, mais malheureusement je dois me rendre à l'évidence je ne suis pas suffisamment "calé" pour tout comprendre, le bac il y a 46 ans c'est un peu juste même si ces questions me passionnent. Autre exemple de ce que je ne comprends pas, comment d'un côté on a la gravité qui écrase la matière au centre de la terre alors que la surface est en accélération à l'opposé pour rejoindre la pomme, qui elle est en apesanteur après être décrochée de l'arbre ? J'imagine que c'est le sens même du mot accélération que j'interprète mal...

[Deedee81]

Salut,

alors que la surface est en accélération à l'opposé pour rejoindre la pomme, qui elle est en apesanteur après être décrochée de l'arbre ? J'imagine que c'est le sens même du mot accélération que j'interprète mal...

Celle-là c'est un grand classique

On dit qu'un référentiel est inertiel lorsque un corps qui n'est soumit à aucune force y est immobile ou à vitesse constante. C'est une définition newtonienne mais qui reste (localement) valable en relativité générale.

En relativité générale, la gravité n'étant pas vue comme une force les référentiels inertiels sont les référentiels en chute libre (*). Et un objet posé sur le sol n'est pas en chute libre ni inertiel (il subit la force de réaction du sol qui l'empêche de s'enfoncer dans le sol). C'est de ce point de vue que l'on dit "accéléré vers le haut" (sous l'influence de cette force et accéléré dans un référentiel intertiel) mais il est bien entendu que la terre ne gonfle pas

Note que si tu descendais dans un puits vers le centre de la terre : au centre, tu serais en apesanteur (par contre la pression des roches est considérables, c'est leur poids mais les roches ne sont pas toutes au centre évidemment, ce poids est le poids cumulé sur tout le rayon terrestre).

(*) Exemple : si tu es dans un ascenseur qui se décroche, tu vas te retrouver en apesanteur. Si tu buvais un verre : l'eau va prendre forme d'une boule.
C'est comme ça que (entre autre) les astronautes s'entrainent (enfin, eux le font dans un avion en "vol balistique", car dans un ascenseur ce serait suicidaire )

[Walter38]

donc si je comprends bien c'est en fait l'avancement dans le temps qui fait que le sol va à la rencontre de la pomme ?

[Deedee81]

donc si je comprends bien c'est en fait l'avancement dans le temps qui fait que le sol va à la rencontre de la pomme ?

Je n'ai pas parlé du temps. Là tu parles d'autre chose : comment expliquer la trajectoire de la pomme en relativité générale ?

En RG, la gravité est expliquée par la déformation de l'espace-temps (espace courbe à quatre dimensions, difficile à se représenter car s'il faut seulement un nombre pour représenter la courbure d'une ligne : le rayon de courbure, il en faut 20 à quatre dimensions, et ça en chaque point). Et un corps inertiel (sans force appliquée, en chute libre) suit une géodésique = ce qui est le plus proche d'une droite dans un tel est espace, c'est ce que tu obtiens en prolongeant des petits bouts de droites de bout en bout (comme une ligne de chemin de fer qui ferait le tour de la terre le long d"un "grand cercle", géodésique de la sphère).

Il se fait que pour la géométrie de l'espace-temps (décrite en première approximation par la géométrie de Schwartzchild) autour de la Terre, les géodésiques sont telles qu'elles se dirigent vers le centre de la Terre (à partir d'un point initialement immobile). Mais le sol n'étant pas inertiel, il ne suit pas une géodésique, et celle de la pomme finir par le rencontrer.

[titijoy3]

Bonjour deedee,

je vais sans doute dire une bêtise mais il me semble qu'un homme (ou n'importe quoi) dans une cabine d'ascenseur en chute libre n'est en apesanteur que par rapport à la cabine..par rapport au sol il n'est pas en apesanteur et devrait rapidement s'en apercevoir ?

ah oui, c'est ce que tu dis dans la dernière phrase, j'ai lu un peu vite

[Amanuensis]

je vais sans doute dire une bêtise mais il me semble qu'un homme (ou n'importe quoi) dans une cabine d'ascenseur en chute libre n'est en apesanteur que par rapport à la cabine..par rapport au sol il n'est pas en apesanteur et devrait rapidement s'en apercevoir ?

C'est correct, ce n'est pas une bêtise. La notion d'apesanteur, tout comme plus généralement la valeur (intensité et direction) de la pesanteur, est relative : elle est définie référentiel par référentiel.

Dans un référentiel peut régner une pesanteur nulle alors qu'au même moment, au même lieu, la pesanteur est non nulle pour un autre référentiel.

[titijoy3]

merci Amanuensis pour la précision

[Deedee81]

ah oui, c'est ce que tu dis dans la dernière phrase, j'ai lu un peu vite

Je sais pas pourquoi on prend toujours l'ascenseur alors qu'il y a un cas plus réaliste : quand une montagne russe démarre et "tombe" on sent bien l'apesanteur : l'estomac remonte (en fait c'est loin d'être aussi fort, c'est pas vraiment en apesanteur, car le véhicule reste "collé" aux rails, ça vaut mieux !!!! Mais au moins ça donne une situation/sensation qu'on a presque tous vécu). Et c'est moins dangereux (enfin, en principe )

[Amanuensis]

donc si je comprends bien c'est en fait l'avancement dans le temps qui fait que le sol va à la rencontre de la pomme ?

Non, pas du tout. Comme dit par ailleurs, c'est la géométrie de l'espace-temps.

Si le sol est "accéléré", ou plus exactement, s'il n'est pas en chute libre, c'est parce que son mouvement "naturel", qui est vers le bas, est bloqué (et le sol écrasé) par ce qu'il y a en dessous. Et ce qu'il y a en-dessous est bloqué (écrasé) par ce qu'il y a plus en-dessous (et non pas dessus !), etc. Par contre le centre de la Terre est en chute libre. Ce qui est "pas loin du centre" est "bloqué" et écrasé comme l'est une boule de pâte à modeler qu'on serre en la poussant de tout côté, de par sa résistance à l'écrasement. Un peu comme une voûte.

L'idée fondamentale est que le "mouvement naturel" est la chute libre, et c'est la géométrie ("courbe") de l'espace-temps qui détermine les mouvements de chute libre (ou même est définie par les chutes libres). (Et la géométrie est elle-même déterminée par la présence des masses et énergies.)

Les approches de la mécanique classique et de la RG sont fondamentalement différentes sur ce point. En classique, le , mouvement "naturel" (libre) est le MRU et la gravitation est vue comme une force qui dévie le mouvement par rapport au mouvement libre. En RG, le mouvement libre est la chute libre, aucun besoin d'invoquer une force qui dévierait un objet qui tombe.

Par contre, un objet qui ne tombe pas (comme le sol) sera vu comme dévié (= accéléré) de son mouvement naturel par une force (la pression de ce qui en-dessous dans le cas du sol), et cette accélération est vers le haut (pour compenser la "propension" à tomber). Et cela s'applique aussi à tout ce qui s'appuie sur le sol (nous par exemple !).

La géométrie de l'espace-temps peut être vue comme la géométrie des mouvements libres. En classique, temps absolu et les mouvements libres sont les MRU (lignes droites dans l'espace-temps, et trajectoires rectilignes dans l'espace), ont a une géométrie "euclidienne". En RG, les mouvements libres sont ceux de chute libre, "géodésiques" de l'espace-temps, et trajectoires "courbes" dans l'espace (penser aux orbites de satellites ou de planètes, toutes des chutes libres en bonne approximation) : la géométrie est "courbe".

[Walter38]

petite parenthèse en attendant que j'essaie de comprendre vos réponses, ce qui est loin d'être facile vu mon niveau... Vous avez parlé d'ascenseur et du coup je me suis posé aussi une question par rapport à ça, est-il possible de calculer la vitesse de la chute de l'ascenseur si on veut que l'occupant reste en apesanteur au centre sans être écrasé contre le plafond ? je me suis posé cette question en regardant les passagers d'un avion gravité 0 ces passagers flottent dans l'avion sans se cogner la tête contre le plafond et ça je ne comprends pas pourquoi.

[invite7a0a8d2e]

petite parenthèse en attendant que j'essaie de comprendre vos réponses, ce qui est loin d'être facile vu mon niveau... Vous avez parlé d'ascenseur et du coup je me suis posé aussi une question par rapport à ça, est-il possible de calculer la vitesse de la chute de l'ascenseur si on veut que l'occupant reste en apesanteur au centre sans être écrasé contre le plafond ? je me suis posé cette question en regardant les passagers d'un avion gravité 0 ces passagers flottent dans l'avion sans se cogner la tête contre le plafond et ça je ne comprends pas pourquoi.

Amusant, et c'est avec ce genre de question qu'on apprend quelque-chose.

La vitesse doit varier en fait, augmenter indéfiniment sous l'effet d'une accélération ... constante.
Mais alors, sachant que l'accélération de la Terre, par exemple, augmente à l'approche de la Terre, le corps en chute libre n'est pas réellement en apesanteur...???
Je n'y connait pas grand chose, mais je suppute en attendant d'être contredit.

[Deedee81]

Bonjour,

Attention, n'oubliez pas dans quelle sous-forum on se trouve. On n'est pas dans discussion libre. Le but est de répondre au primoposteur et il faut maîtriser le sujet. Si vous avez vous même des questions, il es préférable d'ouvrir un fil.

Merci,

[Deedee81]

Salut,

Pour répondre à la question de Walter. Je reste dans un cadre newtonien, inutile de compliquer.

Pour que la personne dans l’ascenseur soit "au plafond" comme si elle s'y tenait, il faut que dans le référentiel de l'ascenseur il soit accéléré vers le plafond. Comme lorsqu'on est au sol et qu'on subit l'accélération de la pesanteur (bon, bien sûr on n'est pas accéléré au repos debout sur ses pieds car on subit aussi la force de réaction du sol ou du plafond, qui compense, mais s'il tombe sur le sol ou "vers le plafond", aie, dure la "chute"). Comme il tombe déjà avec l'accélération de la pesanteur il faut donc que l'ascenseur tombe avec une accélération double : 2g. Il faut "pousser" l'ascenseur, une chute "forcée".

Sans ça, l'individu tombant avec la même accélération que l'ascenseur, ou l'avion, et donc avec la même vitesse, il va simplement flotter. Sans se précipiter vers le plafond. Il pourrait même rester au sol sauf qu'il y a toujours de petits mouvements, chocs, vibrations des pieds et surtout de l'avion et cela suffit à lui donner une petite poussée que le fait décoller. Les avions en gravité 0 ne sont pas poussés vers le bas, ils tombent, tout simplement comme les passagers du reste (enfin, plus justement, ils sont en vols balistiques, ils continuent librement sur leur trajectoire en suivant une trajectoire parabolique).

La double accélération (et même plus) avec ces avions se produit au décollage et surtout pour arrêter... avant de s'écraser au sol (mais là, c'est tel que les passagers sont collés au sol, ça doit être vachement désagréable). C'est d'ailleurs pour ça que ces avions sont spécialement renforcés. Les contraintes mécaniques sont supérieures à ce qu'un avion de ligne habituel pourrait supporter.

Notons que Jules Vernes, dans "le voyage de la terre à la lune" s'est trompé. Il s'était pourtant bien documenté (et il y avait mêmes les formules balistiques à la fin de son livre, en tout cas dans l'exemplaire que j'ai eut en main). Lorsque la fusée/obus est tirée vers le haut; l'obus subit une (énorme (*)) accélération et le passager "devant" suivre (sauf à s'enfoncer dans la parois ) va être poussé par le plancher et écrasé au sol. Mais dans le livre il dit que les passagers sont projetés contre le plafond, ce qui est absurde.

(*) en fait, pour arriver sur la lune par ce moyens, l'accélération serait telle au décollage que les passagers seraient tués, écrabouillés sur le plancher. On voit bien dans les vols spatiaux l'accélération énorme que les astronautes subissent et là l'accélération ne se fait pas sur la longueur d'un fût de canon mais sur une bonne distance (avec plusieurs étages mais ça c'est pour économiser le carburant ).

Mais alors, sachant que l'accélération de la Terre, par exemple, augmente à l'approche de la Terre, le corps en chute libre n'est pas réellement en apesanteur...???

Dans le cas de la "chute forcée" à 2g, où il peut alors marcher au plafond, non il n'est pas en apesanteur.

[oxycryo]

pour ma part, je n'oublie jamais que la relativité est un théorie optique ou desciptive "localement", et donc sujète à tous les effets "subjectifs" de l'annalyse du mouvement "relatif" se qui est certes fort pertinent, mais rend tout un brin plus complexe à expliquer

newton est plus simple, mais il ne faut pas oublier le rapport inertiel des masses dans le calcul... soit la masse inertielle de la pomme étant quasi nulle au-devant de celle de la terre... même si l'on peu affirmer sans crainte que la terre est attirée par la pomme et se déplace vers elle (théoriquement)... dans les faits, c'est la pomme qui rejoint le sol, et non la terre qui ecrabouille la pomme à la volée.

c'ets là ou le relativisme pèche à mon gout, car si cette théorie peux décrire formallement et adéquatement les mouvement relatif de la terre et de al pomme, ceci ne se fait qu'a la condition de ne pas tenir compte de l'inertie des masses, sans quoi, le mouvement relatif de la terre vers la pomme est surtout "subjectif, théorique et illusoire" mais calculable...

ainsi, du droit du géocentrisme à décrire l'univers Einstein, ce qui est une nécessité scientifique, du fait que toute nos mesures sont faites en mode géocentré à la base, et que ce point de vue, même non-réaliste inertiellement parlant, permet de caller toute nos horloge et telescope correctement (ainsi que les annalyse qui s'en suive)... de là que, si l'on dit que le soleil se meu dans le ciel, cela n'a rien de faut en relativité, là ou chez newton la chose seras interdite... ainsi que dans un point de vue réaliste, ou l'on ne saurait concevoir que la structure du système solaire ne soit pas depuis galillée intrinsèquement lié à l'immense masse inertielle du soleil...

donc, c'est la pomme qui s'écrabouille au sol, ou assome Newton, et non la terre qui se jette sur elle...

[Walter38]

Bonjour, merci pour le inutile de compliquer car à mon niveau c'est déjà pas simple, je me demande souvent pourquoi je me pose ce genre de question alors que je ne suis pas en capacité de comprendre les réponses... Mais j'essaie, est-ce que dans le cas de l'ascenseur je peut comparer avec la chute d'un objet du haut du mat d'un bateau qui avance ?
Je reviens vers cette question qui me fait exploser le cerveau, pendant 60 ans j'ai écouté : quand une pomme se décroche de l'arbre comme sa masse est moindre que celle de la terre et que tous les corps s'attirent en fonction de leurs masses et bien la pomme va se coller à la terre et maintenant on me dit la pomme ne bouge pas c'est le sol qui "vient" à sa rencontre ? Et pourtant le petit corps qui flotte dans l'espace vas s'agréger avec un plus massif et ainsi de suite jusqu'à former une planète, mais quelle est la différence entre ça et la pomme ?
Bon pour vous amusez un peu, j'ai une question concernant la physique quantique et l'énergie noire, à quelle endroit est ce que je doit poser ma question ? Merci de prendre du temps pour moi. Merci pour votre explication que j'ai comprise comme adapté à votre interlocuteur.

[Deedee81]

oxycro, toi aussi tu sembles avoir oublié aussi dans quel forum tu te trouves.
(même si ta réflexion n'est pas inintéressante)

[Deedee81]

et bien la pomme va se coller à la terre et maintenant on me dit la pomme ne bouge pas c'est le sol qui "vient" à sa rencontre ?

Tout mouvement est relatif. Il faut décrire le mouvement par rapport à une certaine référence. Il faut forcément une référence pour dire "l'objet a telle position, telle vitesse". Exemple : dans le référentiel géocentrique la terre est immobile, mais dans le référentiel héliocentrique elle est en orbite !!!!

Donc tout ça (la pomme qui tombe ou le sol qui monte) n'est qu'une question de point de vue. Uniquement de point de vue. Mais un point de vue peut être plus ou moins bien adapté. On sait bien que Copernic a introduit le système héliocentrique car il était mieux adapté pour décrire le mouvement des planètes. Et en physique fondamentale sur la gravité, le référentiel le plus intéressant est celui dit "inertiel". Or il se fait qu'en physique newtonienne c'est plus pratique de prendre le référentiel lié au sol (la pomme tombe) et en relativité générale le référentiel en chute libre (avec la pomme, le sol monte).

Pour ta question sur l'énergie noire, tu peux ouvrir une nouvelle discussion dans ce forum.
Pour ta question sur la physique quantique, le mieux est le forum de physique.

Et ne te décourage pas pour la difficulté.

[Walter38]

Donc si je comprends bien on peut dire et l'un et l'autre en fonction du référentiel utilisé, si quelqu'un dit : tient regarde ce parachutiste qui tombe vers nous, à moi de répondre : oui tu as raison mon cher Newton, mais si mon ami s'appelle Albert c'est une autre histoire...
J'ai trouvé une vidéo plus compréhensible pour moi, (pour les collégiens), sur youtube : "clipedia" pourquoi les corps tombent ils tous a la même vitesse

[Deedee81]

Ca tombe bien ta remarque (sans jeu de mots ), je pensais aussi au parachutiste, car un parachutiste qui tombe avec son parachute en torche criera volontiers "au secours, le sol se précipite vers moi".

J'avais déjà vu les "clipedia", c'est vrai que ces vidéos sont bien foutues.

A+

[Gilgamesh]

Notons que Jules Vernes, dans "le voyage de la terre à la lune" s'est trompé. Il s'était pourtant bien documenté (et il y avait mêmes les formules balistiques à la fin de son livre, en tout cas dans l'exemplaire que j'ai eut en main). Lorsque la fusée/obus est tirée vers le haut; l'obus subit une (énorme (*)) accélération et le passager "devant" suivre (sauf à s'enfoncer dans la parois ) va être poussé par le plancher et écrasé au sol. Mais dans le livre il dit que les passagers sont projetés contre le plafond, ce qui est absurde.

Moi je dirais : quand l'obus accélère dans le canon, les passager doivent être écrasés au sol, mais quand l'obus subit ensuite le freinage atmosphérique (qui doit également être monstrueux) ils sont projetés au plafond.

[invite7a0a8d2e]

Moi je dirais : quand l'obus accélère dans le canon, les passager doivent être écrasés au sol, mais quand l'obus subit ensuite le freinage atmosphérique (qui doit également être monstrueux) ils sont projetés au plafond.

Ce qui se produit juste après l'explosion, dès la sortie du canon.

Mais pire, au moment de l'explosion, l'occupant est écrasé au fond et comme il est élastique (sinon il serait cassé ) il rebondit vers l'avant !
Donc Jules Vernes avait raison sur tous les points !
C'est là où on reconnait les vrais génies, qui même en se trompant arrivent à la bonne solution.

[Avatar10]

@ BrainMan:
https://forums.futura-sciences.com/q...ml#post6496537
Bonne lecture.

[invite7a0a8d2e]

@ BrainMan:
https://forums.futura-sciences.com/q...ml#post6496537
Bonne lecture.

Mince alors ! Ça ne rigole plus ici ! La pédagogie consiste donc à dire des choses fausses...
Bien....Allez bon, courage alors.

[mach3]

Devant le non respect total des règles de la section, je ferme. Un déplacement en discussion libre ou un nettoyage en profondeur pourrait se discuter.

mach3, pour la modération