Photon et gravitation

[chris1980]

Desolé de mon ignorance mais une question me turlupines depuis quelques temps... comment un corps massif peut-il devier les rayons lumineux alors que les photos n'ont pas de masse ?

Un bon exemple est le trou noir... si le photon n'a pas de masse quelque soit l'attraction du trou noir il ne pourra jamais retenir la lumière... comprend pas ! Je suis à peu prèes sûr pourtant que les photons n'ont pas de masse puisque c justement cette propriété qui leur permet d'atteindre la vitesse de la lumière !

 

Je crois que j'ai vraiment des problèmes avec la relativité puisque je ne comprend pas de même pourquoi la présence de graviton est nécessaire dans la force gravitationnelle puisque il me semblait que les corps deformaient l'espace (et donc ça devrait expliquer les trajectoires des différents corps) ! Ce n'est donc qu'une propriété géométrique (comme le drap et la boule de billard) ! pas besoin des gravitons !

 

Merci d'eclairer mon ignorance...

[Aragorn_54]

Bien que je ne sois pas un pro de la relativité, je vais essayer de t 'éclairer..

 

Tout d 'abord, tu as raison, le photon a une masse nulle.. ..au repos ! En relativité, on introduit une autre masse, fonction de la vitesse pour les particules. J 'imagine que c 'est celle-là qui est prise en compte dans ton problème..

 

Sinon, la relativité générale explique la gravitation avec la déformation de l 'espace temps.. mais la physique quantique aimerait avoir des gravitons pour l 'expliquer (et ainsi faciliter l 'unification des 4 forces fondamentales de la physique).

 

Désolé de ne pas pouvoir en dire plus, je n 'ai pas vu la relativité générale.. (et en relativité restreinte, on passe un peu sous silence le cas du photon..)..

Normalement, en relativité restreinte, la masse mv, fct de la vitesse vaut mv = m0*(1-v²/c²)^-1/2 (où m0 = masse au repos).. mais pour le photon, ça file une indétermination 0/0..

 

Des esprits plus éclairés vont sans doute mieux t 'aider, t 'inquiète !

[Gaétan]

En relativité générale, il est prévu que les photons sont déviés. Mais on peut considérer le problème autrement pour mieux comprendre l'astuce de la chose. Un corp massif courbe l'espace-temps. cette espace-temps est dévié en quelque sorte de son état plat. Ainsi, la lumière va toujours tout droit mais dans un espace courbe. ce raisonnement tient aussi pour un astronaute. S'il ferme les yeux, il sentira qu'il est libre de la gravitation, il va tout droit. La présence de la Terre courbe l'espace-temps et les droites ne sont plus des droites mais des courbes. Les droites d'un espace courbe sont appelées des géodésiques et ce sont ces dernières qui décrivent les trajectoires (passé et future) des objets, photons y compris. le cas des trous noirs est extreme. Toutes les géodésiques à l'intérieur d'un trou noir, ont leur passé dirigé vers le centre d'attraction. Ainsi, les seules trajectoires admissibles par la relativité générale dans le cas d'un trou noir, sont celles qui tombent dedans. les photons n'échappent pas à la règles. Etant de masse nulle, ils parcourent ce qu'on appelle des géodésiques de longueur nulle. Ils vont le plus tout droit possible, mais toujours dans un espace courbé.

Je sais pas si c'est assez clair.

 

Pour le graviton, c'est comme aragorn à dit, il est assez classe d'associer une particule vectrice pour tout champ. Le problème est qu'une théorie quantique de la gravitation n'existe qu'à l'état d'ébauche.

[Aragorn_54]

Oui, j 'ai justement posé la question à la prof d 'astro aujourd 'hui, si c 'était pas parce que l 'espace-temps se courbait au voisinage d 'un objet massif (parce que j 'ai continué à y réfléchir, quand même ). C 'est bien ça (trou noir = problème de singularité donc, le photon ne sait pas sortir). Mais j 'ai demandé si la relativité restreinte ne l 'expliquait pas (parce que l 'expression de la masse dépendant de la vitesse me semblait bizarre pour le photon) et non; on explique ça en relativité générale.

 

(donc, en gros, ce que j 'ai dit hier est valable pour les particules de masse non nulles et n 'allant pas à la vitesse de la lumière; c 'est non applicable pour les autres).

[Gaétan]

Ah oui, j'ai oublié de dire qu'on parlait pas (non de doum ; j'avais oublié un petit mot important ) de masse au repos pour un photon.

[chris1980]

oki merci bcp ! je pense que j'ai compris ! en faites je me souvenais plus des geodésiques... Je suis un peu moins perturbé ! lol ! je vais mieux dormir

Bon il n'en reste pas moins que le graviton me semble pas convenir à la relativité générale ! si c une tentative de creation de la gravitation quantique, ça semble perdu d'avance non ? La relativité semble bien dissocier la gravitation des trois autres forces d'ou le problème (puisque la gravitation est une propriété geométrique de l'espace)...

[Gaétan]

Pourquoi perdu d'avance ? C'est pas simple, certe, mais ça semble, non seulement faissable, mais aussi nécessaire. Je ne connais pas bien quels sont les obstacles mathématiques, mais au niveau du concepte, la gravitation quantique a un sens.

[chris1980]

oui non ce que je veux dire c que avec le graviton on remet complètement en cause la relativité générale puisqu'on ne considère plus que la gravitation est une propriété geométrique de l'espace-temps. Bien sûr que la gravitation quantique a un sens ! mais peut être qu'il faudra mettre de côté une de deux grandes theories pour la repenser et a&vecle graviton ça semble le cas pour la relativité générale ! enfin peut être je me trompe...

[Gaétan]

Une gravitation quantique et le graviton ne remette pas en cause la relativité générale, ça la complète plutôt, mais je vois ce que tu veux dire.

[chris1980]

ça me fait penser à un truc... un graviton fait parti de la famille des bosons ! particules elementaires vectrices des forces ! comme le photon pour la force electromagnétique ! comment expliquer alors que le photon ne puisse s'échapper du trou noir mais que le graviton lui le puisse... on tombe dans un espèce de paradoxe ! par sa propre gravité le trou noir ne peux pas exercer sa force gravitationnelle en dehors de son horizon...

evidemment ce n'est pas le cas... mais ce graviton me gène beaucoup

 

EDIT : Après une nuit de reflexion et surtout de repos je me dis que les particules vectrices des forces ne sont pas soumis à ces forces evidemment ! il n'empêche que si la gravité est une deformation de l'espace temps aucune raison pour que le graviton s'en echappel !