La gravitation, c'est quoi?

[kurisutofuJP]

Bonjour,

 

J'ai lu plusieurs choses sur la gravité. Generealement, c'est soit une force qui nous maintient sur terre ou soit c'est une deformation de l'espace-temps.

 

Je ne comprends ce principe de deformation de l'espace-temps ... En quoi la deformation nous ferait rester sur terre?

 

S'il s'agit d'unr force, d'ou vient cette force? Qu'est-ce que c'est?

 

S'il vous plait, repondez en terme simple ^_^

[Cpt_Igloo]

Si j'ai bien compris, la gravité considérée comme force, c'est de la théorie newtonienne. La gravité comme déformation de l'espace-temps, c'est avec la relativité. Par contre, je ne peux pas t'aider plus quant à expliquer ce que c'est précisément ....

[kurisutofuJP]

Si j'ai bien compris, la gravité considérée comme force, c'est de la théorie newtonienne. La gravité comme déformation de l'espace-temps, c'est avec la relativité. Par contre, je ne peux pas t'aider plus quant à expliquer ce que c'est précisément ....

 

Au moins, je suis pas le seul a etre dans le flou

[Jeff Hawke]

Je ne comprends ce principe de deformation de l'espace-temps ... En quoi la deformation nous ferait rester sur terre?

 

 

On se déplace dans l'espace temps (même si on ne bouge pas dans l'espace, on vieillit...). Sans déformation, c'est en ligne droite.

 

Avec déformation (due à la rpésence d'une masse dans le secteur où on se trouve), notre trajectoire s'incurve vers le corps massif fautif...Tout se passe comme si une force (image newtonienne) nous attirait vers ce corps massif.

 

 

Jeff (qui n'a rien compris à la RG mais qui essaie de visualiser la chose... )

[kurisutofuJP]

Donc, meme sans bouger, on bouge?

Si, sans bouger, on bouge dans l'espace-temps, grace au temps, qu'est ce qui nous fait bouger?

C'est l'espace-temps qui bouge? Je pense qu'on me dira que oui car le temps n'est pas figé mais alors, l'espace ne bouge pas quand meme, seulement le temps,non?

[Jeff Hawke]

Non, l'espace temps ne bouge pas (ah si ! Il s'étend...). Mais nous on avance dans le temps (à notre grand dam). Pourquoi ? No lo so...

[kurisutofuJP]

ah ok, donc, on bouge sans bouger. Je vois. Enfin, quand je dis je vois, je veux dire je comprend le principe ^_^

Mais je comprend quand meme pas cette histoire de gravite ... On bouge sur le plan "espace-temps" sans bouger, mais la terre, elle, bouge aussi?

Dans ce cas, est ce que les objets bougent ensemble? a la meme vitesse?

[Invité akira]

Faut pas se focaliser sur le bouger. Bouger ou etre immobile n est qu une question de point de vue. Si tu te places dans un referentiel espace temps a 4 dimension (temps+3*espace), Tu bouge puisque meme si tes coordonnees d espace ne changent pas, ta coordonnee de temps change sans que tu n y puisse rien ... on peut pas arrreter le temps.

 

Si tu imagine un drap avec une boule pesante posee dessus, ca fait un trou. Maintenant si tu lances une bille qui passe a cote du trou, sa trajectoire d abord en ligne droite va s incurver en direction du trou ... c est comme si le trou l attirait. C est ainsi qu Einstein a modeliser la gravitation. On peu le voir comme une force (NEWTON) ou comme une deformation de l espace-temps (le drap d EINSTEIN).

[Jeff Hawke]

Ouf, il était temps qu'un pro de la RG intervienne.

 

Moi j'ai mis 30 ans à comprendre à peu près la Restreinte....Pour la Générale, il va m'en falloir 50, je vais devoir demander une prolongation de mon séjour ici bas.

[Invité akira]

houlala pro de la RG ... certainement pas. Les calculs tensoriels ca me fait des boutons ... :-D

[Cédric H.]

Je ne connais pas grand chose à la relativité, mais cette analogie avec les draps m'énerve (même si elle me semble bien visuelle): dans le cas du drap c'est justement la gravité qui attire la boule vers le bas ...

 

Ce que je m'imagine, avec un mini diagramme espace- temps simplifié c'est ceci :

 

En 2D, prenons un axe vers le haut qui représente le cours du temps et un axe horizontal qui représente une dimension d'espace.

 

Considérons le soleil en x=0 (pour tout t) et considérons la terre en x= 10 à t= t0 .

 

Sans gravité la terre et le soleil décriraient une trajectoire en ligne droite "vers le haut".

 

Avec la gravité, le soleil (et la terre aussi mais bon ) va courber cette trajectoire: la trajectoire de la terre ne va plus être rectiligne mais va être incurvée vers le soleil.

 

Donc la terre, tout en ne se déplaçant pas (en ne changeant pas de "ligne d'espace") va se retrouver plus proche du soleil.

 

ça ressemble fortement au drap, mais j'aime mieux

 

Pensez-vous que ce soit une image valable ?

[Invité akira]

ben oui mais ton image est bcp moins parlante en terme de geodesique ... On ne comprend pas pourquoi la trajectoire est courbee. Il n y a pas de courbure de l espace temps dans ton image. Dans l image du drap il y en a une qui est bien visible. A la limite on s en fout de pourquoi le drap est courbe, ce qui est interessant c est comment se deplace la bille dans cet espace. Les deux problemes (comment l espace est courbe par la masse / comment se deplace un object en espace courbe) peuvent etre decouples dans cette analogie.

 

 

De toute facon toute les analogies sont fausses a un moment ou a un autre.

[Cédric H.]

Ok ok

[Invité akira]

Cela dit on se sert aussi souvent des diagrammes d espace-temps de ton analogie.

[michelB]

Aller, si j'osais je dirais que :

 

a la louche (grosse la louche !) les equations de la relativité générale se reduisent à :

 

l'évolution de la structure de l'espace temps = l'évolution de densité de matiere energie

 

(en termes savants : tenseur de Ricci = tenseur energie impulsion)

 

C'est le lien entre le "contenu" et le "contenant", c'est ca qui est fort !

 

Une des conséquence des équations est qu'un objet se meut librement, en ne faisant "que" suivre le chemin le plus court dans l'espace temps : c'est ce qu'on appelle une géodesique.

Si l'espace temps ne contient "rien", c'est a dire que la partie droite de l'equation est nulle, alors la particule suit un certain chemin, mais si il y a de la matiere par exemple, alors la structure de l'espace temps va varier, les geodesiques ne seront plus les memes, et la particule, suivant toujours une geodesique, va suivre un autre chemin.

 

 

Probleme : c'est quoi le plus court ...

Le plus court c'est celui qui minimise une certaine quantité, la metrique (theoreme de pythagore sur le plan ou le cylindre, geometrie spherique sur la sphere , etc ...)

 

 

Une grosse difficulte pour trouver des solutions exactes est que la matiere/energie influe sur la structure de l'espace temps qui a son tour influe sur la densite de matiere/energie..

 

Aller, encore une louche : en fait Albert a ajouté un parametre ad-hoc (pas le capitaine, le parametre) pour eviter d'avoir un univers non statique . Les equations deviennent :

 

(evolution structure espace temps) - (evolution densité matiere/energie) = LAMBDA (metrique)

 

C'est histoire de compenser la dilatation par un facteur retrecissant ... une sorte de pression negative ... que c'est que ca ressemblerait a de l'energie sombre ... ?

 

 

Ca doit pas etre trop loin de la verité, mais il ne faut pas confondre "la carte et le territoire" , decrire les choses n'est pas forcement les expliquer ... ni les comprendre

[Invité akira]

Aller, si j'osais je dirais que :

 

a la louche (grosse la louche !) les equations de la relativité générale se reduisent à :

 

l'évolution de la structure de l'espace temps = l'évolution de densité de matiere energie

 

(en termes savants : tenseur de Ricci = tenseur energie impulsion)

 

C'est le lien entre le "contenu" et le "contenant", c'est ca qui est fort !

 

Une des conséquence des équations est qu'un objet se meut librement, en ne faisant "que" suivre le chemin le plus court dans l'espace temps : c'est ce qu'on appelle une géodesique.

Si l'espace temps ne contient "rien", c'est a dire que la partie droite de l'equation est nulle, alors la particule suit un certain chemin, mais si il y a de la matiere par exemple, alors la structure de l'espace temps va varier, les geodesiques ne seront plus les memes, et la particule, suivant toujours une geodesique, va suivre un autre chemin.

 

 

Probleme : c'est quoi le plus court ...

Le plus court c'est celui qui minimise une certaine quantité, la metrique (theoreme de pythagore sur le plan ou le cylindre, geometrie spherique sur la sphere , etc ...)

 

 

Une grosse difficulte pour trouver des solutions exactes est que la matiere/energie influe sur la structure de l'espace temps qui a son tour influe sur la densite de matiere/energie..

 

Et y a pire. L energie de gravitation gravite elle meme ... pfff quel bordel la RG.

 

 

Aller, encore une louche : en fait Albert a ajouté un parametre ad-hoc (pas le capitaine, le parametre) pour eviter d'avoir un univers non statique . Les equations deviennent :

 

(evolution structure espace temps) - (evolution densité matiere/energie) = LAMBDA (metrique)

 

C'est histoire de compenser la dilatation par un facteur retrecissant ... une sorte de pression negative ... que c'est que ca ressemblerait a de l'energie sombre ... ?

 

 

Ca doit pas etre trop loin de la verité, mais il ne faut pas confondre "la carte et le territoire" , decrire les choses n'est pas forcement les expliquer ... ni les comprendre

 

C est tout a fait ca. Seulement maintenant l introduction d une constante cosmologique (ou d un terme pas constant : la quintessence) est soutenu par des observations (supernovae par exemple).

 

"la carte et le territoire"

 

Excellent. Science and Sanity ... la semantique generale.

[ArthurDent]

C'est le lien entre le "contenu" et le "contenant", c'est ca qui est fort !

Faut remarquer que le "contenant" peut être vu comme un simple "intermédiaire de calcul commode", et non pas comme un genre d' éther ayant des propriétés intrinsèques.

 

En gros, les équations d' Einstein disent :

- La matière/énergie disent à l' espace-temps comment se déformer

- L' espace-temps dit à la matière/énergie comment se propager.

 

Mais en définitive, ça revient à dire :

la matière/energie (sous-entendu, de tout l' Univers) dit à la matière/énergie (sous-entendu, locale, petite devant le reste de la matière) comment se déplacer. Hop, plus besoin d' espace-temps, sauf comme intermédiaire de calcul, pour se repérer

 

Enfin c' est comme ça que je le vois.

 

A+

--

Pascal.

[michelB]

TOUCHE PAS A L'ESPACE-TEMPS ... CA PORTE MALHEUR ...

 

[kurisutofuJP]

Merci a tous pour ces explications. Je comprend le principe (je pense) mais j'ai du mal a visualiser ...

J'ai un peu de mal a voir pourquoi la deformation nous "colle" a la terre ... quoique, en ecrivant ca, je crois que mon cerveau m'a envoyé la reponse (^_^)

Je vais la reflechir un peu et je verrais (^_^)

[Invité akira]

Imagine que la terre c est la boule qui deforme le drap ... Si tu place une petite bille au bord de la deformation, elle va tomber dans le trou ... ca c est la chute libre si tu sautes d un avion. Apres comme il y a le sol ce st comme si il y avait une barriere a une certaine profondeur du trou ... la bille est arretee tout comme nous par le sol.

[Cédric H.]

cette sorte de " mouvement à vitesse constante " dans la dimension "temps"; cela s' "explique" dans les équations par l'invariance du carré du quadrivecteur ?

[ArthurDent]

Ben oui : Dans le référentiel propre, toutes les composantes spatiales sont nulles, donc ds² = c²dt² (sauf pour les photons et autres trucs de masse nulle, pour lesquels ds²=0 quelque soit le référentiel)

[michelB]

Sinon, pour en revenir à ta question, c'est bien la Relativité Générale qui "t'attire" vers la Terre (en fait, vu les faibles energies en jeu, c'est la Relativité Restreinte + la Gravitation en tant que telle qu'il suffit de prendre, mieux, vu les faibles vitesses mises en jeu, c'est la Relativité Galileenne + la Gravitation Classique qu'il suffit de prendre).

Mais une fois que tu arrive au sol, ce sont les interactions electromagnetiques qui font que ton pied ne s'enfonce pas dans le sol.

Les specialistes confirmeront ou non.

[ORiGiN]

Sinon, pour en revenir à ta question, c'est bien la Relativité Générale qui "t'attire" vers la Terre

 

Ouhh ce n'est pas la relativité générale qui nous attire vers la Terre, mais il y a une "loi" de Gravitation qui est est associée à l'attraction entre des corps ayant une masse, comme la Terre sur nous.

 

Je me suis peut etre mal exprimé mais vous avez surement compris ce que j'ai voulu dire

[michelB]

J'ai mis de guillementsa attire, mais je ne comprend pas ta reponse.

[Invité akira]

La relativite generale n attire rien du tout. C est un modele que l on colle sur un phenomene (attraction terrestre) pour le decrire ... c est tout. Je pense que c est ce que Origin a voulu dire et ce en quoi je le rejoins tout a fait.

 

Comme disait je sais plus qui ... une carte n est pas le territoire.

[kurisutofuJP]

Je comprends l'histoire du drap et de la bille ^_^

mais dans ce cas-là, la bille tombe a cause de la gravité et la gravité s'explique par cette loi ... donc je comprends pas, snif

Qu'est ce qui fait que la bille tombe vers le trou a cause de la pente? Pourquoi ne reste elle pas "collée" au drap, sur place?

[michelB]

Akira et Origin, je suis 100% d'accord avec vous ( ) je me suis mal exprimé.

[albert galilée]

Salut,

 

J'vais essayer de faire simple mais sans trop dire de bêtises

 

J'vais reprendre l'idée de la pomme. La pomme tombe, c'est à cause de la gravitation, mais il faut savoir aussi qu'elle ne tomberai pas s'il y avait une autre force qui compensait la gravitation.

 

Par exemple, une pomme tombe de l'arbre. Il n'y a pas d'autres forces pour la retenir, à par l'air, mais négligeable dans ce cas.

Par contre, si je la retiens, j'exercerai une force sur la pomme, qui compensera celle de la gravitation.

 

Et ça marche aussi bien chez les planètes et pour l'histoire du drap. La boule au centre a une masse et va attirer la bille, comme il n'y a pas d'autres forces pour la compenser, elle va donc tomber vers la boule.

 

Et on pourra me dire, qu'il y a aussi la force de gravitation en plus de la celle de la boule. Mais comme elles sont toutes les deux dans le même sens, ça va au contraire faire accélérer la bille.

 

Voilà, corrigez moi, si je fais erreur, sinon j'espère être assez claire.

 

[Invité akira]

kurisutofuJP: La bille va tout droit dans un espace courbe. Elle suit ce qu on appelle une geodesique qui est "grossierement" la trajectoire de moindre energie. Il se trouve que dans l exemple du drap, la geodesique fait que la projection de cette trajectoire sur une surface plane au deesus du drap est une trajectoire courbe, mais la trajectoire dans l espace-temps est une droite (une geodesique).

 

Euhhh j ai pas compris albert ...

 

il y a aussi la force de gravitation en plus de la celle de la boule.

 

Quelle force de gravitation et quelle force de la boule. Dans l exemple du drap il faut oublier les causes de la courbure du drap. On s interesse que a la cinematique (au mouvement de la bille) dans le champ de gravite (la courbure du drap) de la masse centrale. La question de la creation de cette courbure est un autre probleme qui n est PAS decrit par cette analogie.

 

ATTENTION : Une analogie a une portee limitee (sinon ca serait pas une analogie). Il convient donc de bien delimiter ou s arrette l analogie sous peine de raconter des betises. Dans l histoire du drap, l analogie est strictement limitee a la cinematique du mouvement des petites particules dans le champs de gravite (courbure). Encore une fois la creation de la courbure par les masses ne fait pas partie de l analogie.