Les Ondes Gravitationnelles

[aty]

Bonjour,

 

Voici les interrogations que l'on se pose avec un ami. Ci-joint la question formulée par ses soins :

 

Salut,

 

Les astronomes cherches à détecter des ondes gravitationelles, que des corps

massifs (et donc les trous noirs) sont sensés émettre.

 

Si la gravitation fonctionne de manière à ce que tout corps massif qui

reçoit une onde gravitationnelle d'un corps est alors attiré par ce corps,

cela veut dire qu'un trou noir qui attire les corps extérieurs à lui (comme

tout les trous noirs) émet des ondes gravitationnelles jusqu'à lui.

 

Et donc que l'onde à réussi à s'échapper du trou noir.

 

Ma question est la suivante:

 

Pourquoi cette onde a réussie à s'échapper du trou noir alors que rien n'est

sensé pouvoir le faire?

 

Le trou noir tord l'espace et le temps autour de lui au point de se replier

sur lui même et de se couper du reste de l'univers.

Si les ondes gravitationnelles voyagent dans l'espace et le temps, elles

devraient aussi subir les torsions d'espace et de temps liées à la présence

du trou noir et donc ne pas pouvoir s'en échapper.

 

Certainement n'ai-je pas bien compris ce qu'est une onde gravitationnelle où

elles sont peut être de nature à ne pas se comporter comme le reste des

choses, ce qui me parait étrange puisque elles sont sensées par exemple, ne

pas voyager plus vite que la lumiére.

 

Donc voilà.

 

[Jeff Hawke]

Tout d'abord ces fouttues ondes ne sont pour l'instant que postulées...On n'en a jamais détecté....

Si elles existent, précisément elles pourrainet "s'échapper" du trou noir, puisque en fait ce seraient elles qui matérialiseraient la gravitation (intense) qu'emet le trou noir.

 

C'est effectivement un "souci" théorique, qui n'est qu'une partie du principal souci de la physique aujourd'hui. ; On ne sait pas réconcileir théorie quantique et Relativité Générale (qui en fait est la thérorie de la gravitation). Et, dans le cas du trou noir, on a besoin d'une théorie complète, recouvrant les 2 domaines, sinon on s'en sort pas. La tentative la plus prometteuse à ce jour est la théorie des cordes. Je n'ai plus bien le truc en tête, mais en gros les ondes gravitationnelles se riraient de la contrainte trou noir car elles voyageraient dans les 10 dimensions que supposent cette théorie fascinante , et pas seulement dans les 4 misérables qui sont notre lot. C'est lié à l'hypothèse des "branes". Si il y a des kadors sur le sujet sur ce Web, qu'ils en disent plus...vu que là je suis un peu sec...

[Gaétan]

Il existe néanmoins des preuves indirectes de l'existance de ces ondes. L'émission d'ondes gravitationnelles correspond à une perte d'énergie non négligeable pour des corps compacts (cad dont le rayon est de l'ordre de son rayon de Scharzschild). Ainsi, un pulsar, tournant très vite sur lui-même, émet de l'énergie sous forme d'ondes gravitationnelles en quantité mesurable. Cette quantité d'énergie est compensée par une diminution de la vitesse de rotation du pulsar. Et là, les observations et les prédictions de la relativité générale concorde parfaitement. Ceci constitue une preuve, mais qui ne vaut pas une observation directe.

Celà dit, je ne pense pas que les ondes gravitationnelles aient un rapport avec la physique quantique. Elles sont solutions de l'équation d'Einstein linéarisée. C'est quand on parle de graviton qu'on a besoin de physique quantique.

Et également, il existe plusieurs sortes d'ondes gravitationnelles. C'est assez compliqué, je pense. Leurs interactions avec un corps massif n'ont rien d'évident.

[aty]

Hello,

 

Donc, si j'ai bien compris ce que me dit Jeff, les ondes gravitationnelles "voyageraient" dans une ou plusieurs dimensions définies par le théorie des cordes. A celà, plusieures questions :

• Un obet, quel qu'il soit, ne "voyage-t'il" pas dans toutes les dimensions (en l'occurence 11 pour cette théorie) ?
  
• Si j'accepte ce postulat, cela voudrait donc dire également que la gravitation n'agirait que sur les quatre dimensions primaires (espace + temps) ? Les sept autres dimensions sont-elles "sauvées" de cet aspect de la physique ? Je connais un peu cette théorie, et je ne me souviens pas de cet aspect.
  

Merci d'infirmer ou de confirmer.

 

Je rejoins Gaetan pour son avis sur le graviton. Il n'est introduit qu'en physique quantique. Les ondes en elles-mêmes seraient indépendantes de cette physique, au moins dans leur détection/preuve d'existance, pas forcément dans leur nature.

 

EDIT : ces ondes gravitationnelles, ne seraient-elles pas du même bord que le rayonnement d'Hawking ?

 

 

Cordialement.

 

AtY

[Gaétan]

Non, c'est totalement pas la même chose. Le rayonnement d'Hawking est un phénomène purement quantique décrit dans un cadre relativiste. Il s'agit de la polarisation du vide par un champ gravitationnelle intense.

En ce qui concerne les ondes gravitationnelles, il n'y a pas lieu de parler de physique quantique. Elles sont décrites en relativité générale et trouvent leur sens physique dans celle-ci. Il s'agit de ride d'espace-temps en quelque sorte, des perturbations du champ gravitationnel. Après avoir inventé la théorie des flaques d'eau, il ne faut pas dire que les ondulations à la surface de ces flaques sont de la physique quantique.

Evidement, quand une théorie quantique de la gravitation, tel l'essai avec la théorie des cordes, aura été inventée, il faudra que les ondes gravitationnelles entre dedans. Mais a priori, ce n'est pas nécessaire pour dire qu'elles ont un sens physique.

[aty]

Re-Hello,

 

Je viens d'avoir quelques informations que j'avais négligées. Comme tu l'expliques Gaetan, il ne peut y avoir "fluctuation" du champ gravitationnel (donc des ondes) que si l'astre est en mouvement (rotation...). Ce que je comprends là-dedans :

• Les ondes gravitationnelles sont indépendantes du champ auxquelles elles appartiennent. Il peut y avoir un champ sans que celui-ci fluctue (théoriquement), donc sans onde.
  
• Pour le cas du trou noir, on devrait avoir un champ gravitationnel, qui ne varie pas. Etant donné que les ondes ne peuvent s'en échapper (à confirmer ou infirmer). Le trou noir absorberait mais toujours avec la même force.
  

Je pense que le problème qu'on s'est posé venait d'un abus de language. On mélangeait un peu "onde" et "champ".

 

Ai-je rétabli la situation ?

 

Cordialement.

 

AtY

[Jeff Hawke]

Message écrit par aty@Apr 25 2005, 10:17 AM

si j'ai bien compris ce que me dit Jeff, les ondes gravitationnelles "voyageraient" dans une ou plusieurs dimensions définies par le théorie des cordes. A celà, plusieures questions :

• Un obet, quel qu'il soit, ne "voyage-t'il" pas dans toutes les dimensions (en l'occurence 11 pour cette théorie) ?
   
  
• Si j'accepte ce postulat, cela voudrait donc dire également que la gravitation n'agirait que sur les quatre dimensions primaires (espace + temps) ? Les sept autres dimensions sont-elles "sauvées" de cet aspect de la physique ? Je connais un peu cette théorie, et je ne me souviens pas de cet aspect.
   
  

Merci d'infirmer ou de confirmer.

](texte cité)

 

Hum hum...il va me falloir replonger là-dedans paece que c'est plus si clair et je t'ai peut-être enduit avec de l'erreur en essaynet de simplifier et rendre concis mon propos. J'ai retrouvé des notes que j'avais postées suite à une conférence sur la théorie des cordes à La Villette aux Rencontres C& E en novembre 2004 , ça reprécise l'hypothése de la gravité qui serait en fait sensible à toutes les dimensions, au contraire des autres forces et il y a peut-être un début de réponse à tes questions, mais bon, on reste vraiment à la surface générale des choses approximatives !

 

"(...) Moi je l'ai pas trouvée trop mal, OK tout n'est pas clair (par exemple comment on trouve que la théorie sur le confinement des quarks est en fait une théorie de la gravité, et aussi tout ce qui concerne les cordes proprement dites n'est pas hyper clair). Mais j'ai quand même retenu : Que le modéle de Kaluza-Klein à plus de 3 (ou 4) dimensions unifie la quantique et la relativité générale. Que ces dimensions supplémentaires ne seraient pas perçues par nous, car seule la force de gravité s'y étend (c'est pas mal cette idée, on interagit avec le monde essentiellement par les forces électromagnétiques, un peu avec la faible et la gluante, donc on ne voit pas le vaste monde qui n'est pas sensible à ces forces...). Et le plus intéressant, si la gravité y est sensible, on doit pouvoir le mesurer si sur une petite distance la force de gravité n'est plus inversement proportionnelle au carré de la distance mais à une puissance supérieure à 2, ET CE SERAIT POSSIBLE A PARTIR DE 0.1 mm, ce qui est une énorme distance pour des dimensions supplémentaires enroulées.

On est sûr que pour les autres forces, ça ne marche pas, ou alors sur des distance à mort beaucoup plus petites, car on mesure bien ces forces sur de petites distances et y rien à faire, elles varient avec le carré de la distance, confirmant leur caractére tridimensionnel.

C'est super, je ne croyais pas que l'on pouvait être aussi près d'une vérif expérimentale (du moins une forte indication, comme a précisé le conférencier) de l'existence de dimensions supplémentaires 'enroulées'.

Enfin, ulitme point, cette théorie pourrait rendre inutile le postulat du Big Bang, cette singularité qui nous les casse un peu...J'ai pas bien compris pourquoi..."

[Gaétan]

Il y a aussi le cours de Bernad Linet (nan pas celui-là, j'ai dit avec un L)

http://www.phys.univ-tours.fr/~linet/coursRG.pdf

Il très bien aussi et il a le mérite d'être en pdf. Je préfère de loin.