Espace-Temps

Hexo · 29 décembre 2008

Bonjour à tous. :cool:

Malgré toutes mes lectures sur la relativité générale d'Einstein, un aspect de cette nouvelle vision l'univers me laisse perplexe.

Mon incompréhension vient peut être de plusieurs mals entendus :

> Le tissu d'espace-temps caractérise-t-il l'univers ? C'est à dire ESPACE-TEMPS et UNIVERS sont elles des notions synonymes ?

> Le tissu d'espace-temps est-il " unique " ? C'est à dire est-ce que tous les astres reposent sur le même " tissu " ? Ou y a-t-il supérposition de plusieurs " tissu " d'espace-temps ?

> Le tissu d'espace-temps est-il rectiligne ? C'est à dire représente-t-il une droite ou alors est-il disposé de " aléatoirement " ?

J'espère m'être exprimée de manière compréhensible .

Merci de vos réponses !

Jeff Hawke · 29 décembre 2008

Question 1, oui.

Question 2, oui il est unique.

Question 3, je ne la comprends pas. Le "tissu" d'espace-temps, comme tu dis, est courbe (ni aléatoire, ni rectiligne, c'est un "espace").

ArthurDent · 29 décembre 2008

A la manière de Jeff , pour faire concis :

Question 1)

a) Joker, j'ignore ce que tu entends par "tissu". Si par là tu veux dire une sorte de "particule" d' espace-temps ou si c' est une façon de désigner un genre de "drap" physique qui serait "déformé" par les corps massifs, ça n' existe pas. La relativité générale ne contient pas ce truc là. Elle ne parle que de la relation entre les longueurs et durées d' une part, et la matière et l' énergie d' autre part.

non, univers et espace-temps ne sont pas des synonymes.

Question 2) voir question 1a pour le "tissu". L' espace-temps est unique, sauf aux points singuliers (centre des trous noirs et BB) mais il n' est pas vu comme espace et temps de la même façon par tous les observateurs.

Question 3) je ne comprends pas la question.

Hexo · 29 décembre 2008

Ce que je voulais dire, c'est est-ce qu'en le schématisant il serai assimilable à une droite qui se déformerai selon les objets qui "reposent" dessus, ou est- ce que au contraire il serai assimilable à une "ligne" quelconque portant passages réctilignes, courbes, etc...

Parce que lorsqu'on regarde cette image par exemple http://www1.rsr.ch/lapremiere/relativite/photos/infographie/espace-temps2.jpg ; nous est représenté une courbure de l'espace temps relative à la masse de l'objet céleste qui pèse dessus, mais, aux alentours de cette courbure, l'espace temps est représenté comme une surface plane, sans "anomalie", sans pics par exemple. > Est-ce tout le temps le cas ?

Pour résumé, est-ce que l'espace temps pourrait avoir un changement de direction ? une chute ? une montée qui ne soit pas due aux objets celeste mais tout simplement à la disposition de l'espace-temps ? Je ne sais pas si j'ai réussi à me faire comprendre ( faut dire que ce n'est pas évident ).

Dans tout les cas, merci de ta réponse ;]

Hexo · 29 décembre 2008

( le post' de 23h17 était en réponse à l'incompréhension de Jeff )

Hexo · 29 décembre 2008

A la manière de Jeff , pour faire concis :
Question 1)

a) Joker, j'ignore ce que tu entends par "tissu". Si par là tu veux dire une sorte de "particule" d' espace-temps ou si c' est une façon de désigner un genre de "drap" physique qui serait "déformé" par les corps massifs, ça n' existe pas. La relativité générale ne contient pas ce truc là. Elle ne parle que de la relation entre les longueurs et durées d' une part, et la matière et l' énergie d' autre part.

non, univers et espace-temps ne sont pas des synonymes.

Question 2) voir question 1a pour le "tissu". L' espace-temps est unique, sauf aux points singuliers (centre des trous noirs et BB) mais il n' est pas vu comme espace et temps de la même façon par tous les observateurs.

Question 3) je ne comprends pas la question.

J'entend par " tissu " un genre de "drap" physique comme tu dis.

Ca n'existe pas ? J'ai pourtant bien lu quelque part qu'une caractéristique de la relativité générale était de regroupé les 3 dimensions de l'espace et la dimension du temps en un seul et même ensemble , l'espace-temps , non ? Modélisé par un " tissu " tel un drap sur lequel les objets célestes causeraient des courbes, causes de la gravité...

Suis-je complètement à coté ?

ArthurDent · 29 décembre 2008

Est-ce tout le temps le cas ?

Non, cette représentation là est une approximation qui suppose que l' univers contient seulement UN corps de masse donnée.

Ca n'existe pas ? J'ai pourtant bien lu quelque part qu'une caractéristique de la relativité générale était de regroupé les 3 dimensions de l'espace et la dimension du temps en un seul et même ensemble , l'espace-temps , non ?

Oui, ça c' est exact.

Modélisé par un " tissu " tel un drap sur lequel les objets célestes causeraient des courbes, causes de la gravité...

Non, ça c' est inexact. L' espace-temps est un objet mathématique, pas un objet physique. Un intermédiaire de calcul, si tu préfères. Il n' a pas de caractéristiques telles que la rigidité, l' élasticité, la masse, ou tout autre grandeur qui caractériserait un tissu physique. Par contre, il permet de calculer des longueurs et des durées (c' est un espace dit métrique). Il faut voir ça comme l' espace euclidien de la géométrie élémentaire : c' est un concept, pas un objet. Une feuille de papier et un espace euclidien à deux dimensions, ce n' est pas la même chose. L' univers et l' espace-temps, non plus. Ni l'espace euclidien de dimension 2 , ni l' espace-temps de la relativité générale, ne sont des objets physiques.

On ne modélise pas l' espace euclidien de dimension 2 par une feuille (ça serait plutot le contraire).

On ne modélise pas non plus l' espace-temps de la relativité générale par un drap ou un tissu.

Mais on peut se servir de l' analogie du tissu, pour mieux visualiser ce qu' on entends par espace courbe. C'est une analogie, pas une équivalence.

Poussin38 · 29 décembre 2008

Ton drap n'a que 2 dimensions, l'espace temps en a au moins 4. On dit que globalement l'espace temps est plat ou euclidien quand 2 droites parallèles ne se coupent jamais, on a ça globalement dans le vide -à peu de choses près-.

Après en présence d'énergie et/ou de graviation, l'espace temps se déforme (on dit se courbe), à "l'image" du drap ou de la figure de ton post plus haut.

Si tu veux creuser, un petit exercice de compréhension "trivial" : http://arxiv.org/PS_cache/astro-ph/pdf/0212/0212223v2.pdf ...

...laisse tomber c'était une blague, quoique la réflexion sur savoir si l'univers est un 3 tore n'est pas loin de ta question 3) du début si je l'ai bien interprétée (en ce moment les interprétations... :be: ).

Hexo · 29 décembre 2008

Ton drap n'a que 2 dimensions, l'espace temps en a au moins 4. On dit que globalement l'espace temps est plat ou euclidien quand 2 droites parallèles ne se coupent jamais, on a ça globalement dans le vide -à peu de choses près-.

Après en présence d'énergie et/ou de graviation, l'espace temps se déforme (on dit se courbe), à "l'image" du drap ou de la figure de ton post plus haut.

Si tu veux creuser, un petit exercice de compréhension "trivial" : http://arxiv.org/PS_cache/astro-ph/pdf/0212/0212223v2.pdf ...

...laisse tomber c'était une blague, quoique la réflexion sur savoir si l'univers est un 3 tore n'est pas loin de ta question 3) du début si je l'ai bien interprétée (en ce moment les interprétations... ).

Lol.

Oulaaa ton lien.. Je crois que je vais finir mes études d'anglais et accessoirement de mathématiques avant d'aller y jeté un oeil .

Et oui ! tu l'as bien interprétée ! [A croire que je progresse en expression écrite dis moi :be: ]... Serais tu donc à présent en mesure d'y répondre ?

Poussin38 · 29 décembre 2008

donc si j'ai bien interprété ta question 3/ il s'agit de la topologie (forme) générale de l'univers.

Fastoche : il est plat à 0,3% près donc globalement les droites sont plutôt bien droites :be:

Plus explicitement : http://fr.wikipedia.org/wiki/Courbure_spatiale si des termes matheux ou physiques ne te sont pas clairs, n'hésite pas à demander

et ne t'inquiètes pas pour mon premier lien, moins de 0,1% de la population française a le niveau pour le comprendre (et je ne mets pas dedans bien sur)

Hexo · 29 décembre 2008

donc si j'ai bien interprété ta question 3/ il s'agit de la topologie (forme) générale de l'univers.

Fastoche : il est plat à 0,3% près donc globalement les droites sont plutôt bien droites

Plus explicitement : http://fr.wikipedia.org/wiki/Courbure_spatiale si des termes matheux ou physiques ne te sont pas clairs, n'hésite pas à demander

et ne t'inquiètes pas pour mon premier lien, moins de 0,1% de la population française a le niveau pour le comprendre (et je ne mets pas dedans bien sur)

0.1% en France ... Ca fait quand même approximativement 6000 personnes ! Honte sur nous.. xD :be:

Ecoute, merci. Cette aspect de l'espace-temps est à présent clair pour moi

:)

Poussin38 · 29 décembre 2008

0.1% en France ... Ca fait quand même approximativement 6000 personnes ! Honte sur nous.. xD
Ecoute, merci. Cette aspect de l'espace-temps est à présent clair pour moi

:)

Au plaisir, mes explications n'ont pas été très orthodoxes, d'autres pourront éclairer avec davantage de rigueur si besoin est

et j'ai bien dit moins de 0,1% :be:

Hexo · 29 décembre 2008

Au plaisir, mes explications n'ont pas été très orthodoxes, d'autres pourront éclairer avec davantage de rigueur si besoin est

et j'ai bien dit moins de 0,1%

Oup's, j'ai zappé ce détail important ...Moins de 0.1% .. ]0;6000] , je me sens mieux maintenant :be: .

Aller à très bientôt je pense pour de nouvelles questions .

Bonnes Fêtes.

Jeff Hawke · 30 décembre 2008

Question 1)
a) Joker, j'ignore ce que tu entends par "tissu". Si par là tu veux dire une sorte de "particule" d' espace-temps ou si c' est une façon de désigner un genre de "drap" physique qui serait "déformé" par les corps massifs, ça n' existe pas. La relativité générale ne contient pas ce truc là. Elle ne parle que de la relation entre les longueurs et durées d' une part, et la matière et l' énergie d' autre part.

Je n'avais pas compris tissu dans le sens de drap, mais dans le sens d'étoffe correspondant à la traduction du mot angalis "stuff", ce qui constitue l'univers.

non, univers et espace-temps ne sont pas des synonymes.

Ben si, dans la conception de la RG. A la différence de la conception newtonienne où l'espace et le temps sont des "contenants", Einstein envisage l'univers comme un espace-temps, et la RG en décrit la géométrie.

ArthurDent · 30 décembre 2008

Je n'avais pas compris tissu dans le sens de drap, mais dans le sens d'étoffe correspondant à la traduction du mot angalis "stuff", ce qui constitue l'univers.

ça ne change rien : "stuff" renvoie à un constituant physique, ce que n' est pas l' espace-temps de la relativité générale (c' est un espace métrique, point).

Ben si, dans la conception de la RG. A la différence de la conception newtonienne où l'espace et le temps sont des "contenants", Einstein envisage l'univers comme un espace-temps, et la RG en décrit la géométrie.

Ben non. l' espace-temps, c' est l' objet mathématique qui décrit la géométrie de l' Univers, grosso-modo la partie gauche de l' équation fondatrice (la nature de la constante cosmologique étant encore incertaine):

$mimetex.cgi? R_{\mu \nu} \ - \ \frac{1}{2} \, g_{\mu \nu} \, R \ - \ \Lambda \ g_{\mu \nu} \ = \ \frac{8 \pi G}{c^4} \ T_{\mu \nu}$

Pour que ça décrive, du point de vue de la RG , l' Univers réel, il manque la partie droite, celle qui représente la matière.

Si tu enlèves la partie droite, tu ne peut plus rien dire de la partie gauche, tu n' as plus de théorie

Cf aussi p157 du petit livre d' Einstein sur la relativité :

Conformément à la Théorie de la Relativité Générale, les propriétés géométriques de l' espace ne sont pas indépendantes, elles sont conditionnées par la matière

qui montre bien que dans l' esprit du créateur de la théorie, l' espace-temps ne "contient" pas la matière.

Jeff Hawke · 30 décembre 2008

ça ne change rien : "stuff" renvoie à un constituant physique, ce que n' est pas l' espace-temps de la relativité générale (c' est un espace métrique, point).

Tu prends stuff dans le sens premier, restrictif physique. Les anglo-saxons lui donnent un sens plus large. (The right stuff, l'étoffe des héros...).

Et l'espace-temps, c'est physique non ? Sinon, comment pourrait-il être courbé ? :be:

Si tu enlèves la partie droite, tu ne peut plus rien dire de la partie gauche, tu n' as plus de théorie

Si tu enlèves la partie droite, tu n'as plus de partie gauche. Ce que dit l'équation (je dis ça, mais je ne panne rien à l'équation :cool:

), c'est que la matière et l'espace-temps sont indivisibles. Il n'y a pas un "contenant" et un "contenu", mais une étoffe de matière-espace-temps qui constitue notre univers.

ArthurDent · 30 décembre 2008

Et l'espace-temps, c'est physique non ? Sinon, comment pourrait-il être courbé [...] Il n'y a pas un "contenant" et un "contenu", mais une étoffe de matière-espace-temps qui constitue notre univers.

Ben non. Ce que dit la théorie, c' est que la distance (spatiale et temporelle) entre deux particules matérielle, dépends de la distribution de la matière (et de l' énergie).

L' espace-temps là dedans, n' est là que pour pouvoir regrouper de façon commode les propriétés d' une grandeur physiquement mesurable (au moins à petite échelle) appelée distance (au sens large, c.à.d. incluant la durée). Il n' a aucun statut physique dans la théorie, c' est un intermédiaire de calcul, un concept pratique. Il est entièrement défini par sa géométrie. A la différence de la matière, qui elle regroupe beaucoup plus de choses que celle qui entre dans l' équation d' Einstein (l'énergie).

Les deux ne sont pas sur le même plan.

Hexo · 30 décembre 2008

Ce que dit la théorie, c' est que la distance (spatiale et temporelle) entre deux particules matérielle, dépends de la distribution de la matière (et de l' énergie)..

Je ne comprend pas la deuxième partie de la phrase : " dépends de la distribution de la matière (et de l' énergie) " . Cela veux dire que l'espace et le temps dépendent de la quantité de la matière présente, modélisé par les courbure de l'espace temps ? [ Je crois que j'ai compris en rédigeant ce message ]

Poussin38 · 30 décembre 2008

d'un autre coté on peut aussi considérer que la partie droite "énergie" est une certaine description de l'univers et que la partie gauche "géométrie" en est une autre, la RG s'exprimant dans l'égalité entre les deux.

ArthurDent · 30 décembre 2008

Oui, on peut.

Ou alors, considérer que la partie gauche décrit la gravitation, la partie droite la matière, et que l' espace est produit par ces deux trucs là.

Bref, y' a pas qu' un point de vue

Hexo, c' est à peu près ça, mais j' aurais plutôt écrit :

. Cela veux dire que l'espace et le temps, modélisé par un espace-temps courbe, dépendent de la quantité de la matière présente.

Hexo · 30 décembre 2008

Oui, on peut.
Ou alors, considérer que la partie gauche décrit la gravitation, la partie droite la matière, et que l' espace est produit par ces deux trucs là.

Bref, y' a pas qu' un point de vue

Hexo, c' est à peu près ça, mais j' aurais plutôt écrit :

. Cela veux dire que l'espace et le temps, modélisé par un espace-temps courbe, dépendent de la quantité de la matière présente.

Ok ...

Je me rapproche je me rapproche

Hexo · 30 décembre 2008

Eh bien merci de vos réponses.

Pour l'instant je n'est plus de question, mais ça va pas durer longtemps :be: lol.

A bientot.

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