Pourquoi les physiciens continuent-ils de parler "d'infini"?

Bison · 6 juillet 2010

Un objet infini n'a pas forcément d'extérieur (ni même de frontière).

Attention à la grosse confusion : « un univers infini dans un espace défini » sous-entend que l'univers est contenu dans l'espace' date=' alors qu'en réalité c'est le contraire : [i']l'espace est contenu dans l'univers[/i] (et quand on parle d'univers infini, c'est un raccourci pour parler d'espace infini : c'est l'espace qui est infini).

Notion importante en effet. Il est important de ne pas essayer de concevoir de "contenant", puisque cela implique évidemment d'etre capable de décrire ce qu'il y aurait "autour".

Pour ré-alimenter la discussion, je voudrais aussi revenir sur la notion temporelle d'infini et sortir des considérations géométriques. Si la plupart des théories actuelles imaginent en effet un "début" à l'univers, elles le situent cependant à un infini temporel, ou plus exactement spatio-temporel, puisqu'on ne peut dissocier ces dimensions. Dis autrement si on arrive à s'approcher asymptotiquement (à coups de modèles et d'observationsà de la naissance de l'univers, on n'arrive pas en l'état à son origine. Voilà encore pourquoi ces notions d'infini ont un sens : il n'y a pas plus de "début" que de "fin" au sens commun qui nous entoure.

YAC5 · 6 juillet 2010

...Pour ré-alimenter la discussion, ...

Bonjour Bison,

C'est gagné

Pour moi le temps n'est qu'une manifestation de l'entropie. Ce n'est pas un lieu et on ne peut pas s'y déplacer. C'est une pseudo dimension.

Le contenant, l'espace, est une forme d'énergie mis en évidence par l'effet Casimir.

Le contenu, fermions et bosons, est soumis à cette entropie, au temps, qui n'est pas commutatif et ne peut aller que dans un sens. "Tout fout le camp" comme disait Woody Allen en faisant de la thermodynamique à sa façon.

A partir de là c'est du YAC5 et c'est jetable à la boubelle si c'est pas bon :

L'entropie transforme doucement l'énergie bosons/fermions en espace suivant des mécanismes différents, pas totalement symétriques. C'est l'expansion universelle. Le calcul montre qu'à l'intérieur d'un trou noir c'est l'inverse et que le repliement correspond à entropie négative.

D'après moi le film du big bang ne peut et ne doit pas être passé à l'envers pour cette raison.

Je vais vous faire une confidence : l'univers a "probablement" commencé à zéro et non pas à l'infini mathématique.

L'hyperinflation a été pour moi l'élément déterminant et irreproductible à l'inverse.

Ca va rudement relancer la discussion

Cordialement

YAC5

Jeff Hawke · 6 juillet 2010

Pour moi le temps n'est qu'une manifestation de l'entropie.

A moins que ce ne soit l'entropie qui soit une manifestation du temps.

Le problème avec ces énoncés, c'est qu'ils ont une tendance à la tautologie. Comme de dire que le temps, c'est le mouvement, par exemple. :cool:

Ce n'est pas un lieu et on ne peut pas s'y déplacer. C'est une pseudo dimension.

Je ne comprends pas le raisonnement, et le terme "pseudo".

Le contenant, l'espace, est une forme d'énergie mis en évidence par l'effet Casimir.

Tu confonds peut-être l'espace et le vide (quantique)...

Le contenu, fermions et bosons, est soumis à cette entropie, au temps, qui n'est pas commutatif et ne peut aller que dans un sens. "Tout fout le camp" comme disait Woody Allen en faisant de la thermodynamique à sa façon.

Entropie = Temps...On en revient à la tautologie du début...

Je vais vous faire une confidence : l'univers a "probablement" commencé à zéro et non pas à l'infini mathématique.

Je vais te faire une autre confidence : L'univers n'a pas commencé, car le temps n'existe pas (si ce n'est comme "un aigle agile dans un temple."). L'univers est simplement là, comme un temple éternel et immobile dans l'azur.

YAC5 · 6 juillet 2010

Rebonjour Jeff,

Pas beaucoup de temps à partir de 13h.

Alors vite fait. C'est un plaisir de pouvoir discuter.

...Je ne comprends pas le raisonnement...

A propos du temps et des voyage dans le temps il y a un fil auquel j'ai participé. J'ai dit pourquoi le voyage dans le temps n'existe pas. Il faut avouer que les posts s'entrecroisent et les thèmes s'échangent facilement de l'un à l'autre et on s'y perd un peu ...

...Tu confonds peut-être l'espace et le vide (quantique)...

Peut-être comme le temps et l'entropie

...Je vais te faire une autre confidence : L'univers n'a pas commencé...

Pas moyen d'être sérieux 5mn

Mais dis-donc, si d'après toi le temps n'existe pas voilà qui explique le terme de pseudo ! je n'y avais pas songé

Bonne après-m'

YAC5

Jeff Hawke · 6 juillet 2010

A propos du temps et des voyage dans le temps il y a un fil auquel j'ai participé. J'ai dit pourquoi le voyage dans le temps n'existe pas. Il faut avouer que les posts s'entrecroisent et les thèmes s'échangent facilement de l'un à l'autre et on s'y perd un peu ...

Oui, j'ai lu les autres fils. Mais je ne trouve pas le raisonnement très clair. Le temps est une dimension (pas du genre espace), dans les théories comme la Relativité, par exemple.

Que l'on ne puisse pas s'y déplacer est inclus dans la relativité, avec c, et la causalité.

Bon après, la question de la vraie réalité du temps, c'est autre chose. :refl:

En tout cas, on ne peut déduire cette réalité de la seule théorie de la RG.

Leimury · 6 juillet 2010

Bonjour,

La température peut être une dimension.

La charge électrique peut être une dimension.

Je ne sais pas à combien de dimensions font référence les équations et représentations météo par exemple.

On peut mettre autant de dimensions que de mesures.

Ce qui est important c'est que les axes de mesure ne dépendent pas les uns des autres. Là on peut parler de dimension.

Une image en 3D avec textures existe déjà en 7 dimensions si on tient compte de la couleur et de la transparence en chaque point (3 dimensions+RVB+alpha)

Une image sur ta télé, c'est déjà une représentation en 2+3 dimensions si on oublie pas les composantes RVB.

Bon ciel

Jeff Hawke · 6 juillet 2010

La température peut être une dimension.

La charge électrique peut être une dimension.

Ici, on parlait des dimensions indépendantes (Longueur, largeur, hauteur, âge du capitaine).

YAC5 · 7 juillet 2010

...
Une image sur ta télé, c'est déjà une représentation en 2+3 dimensions si on oublie pas les composantes RVB.

...

Il y a aussi la dimension de ton tour de taille, de ton tour de cou, de tes chaussures ... Vous avez raison on se noie dans les dimensions.

YAC5

Bison · 7 juillet 2010

Il y a aussi la dimension de ton tour de taille, de ton tour de cou, de tes chaussures ... Vous avez raison on se noie dans les dimensions.
YAC5

On dérive un peu là.... Mathématiquement il n'y a bien sûr aucune limite au nombre de dimensions qu'on peut imaginer. Physiquement ce qui est important c'est effecivement le nombre de dimensions INDEPENDANTES dont on a besoin pour décrire tout ou partie d'un objet, selon les caractéristqiues auxquelles on s'intéresse. Ainsi pour nos bonnes vieilles et simples observations du ciel, deux dimensions nous suffisent....

koikso · 7 juillet 2010

Attendez voir, pour définir la position de quelque chose dans l'espace on a besoin de trois dimensions spatiales + de la dimension temporelle non? Deux atomes ne peuvent occuper le même point de l'espace au même moment non? Donc sans dimension temps allez donc préciser une position exacte!! Même à l'échelle humaine ça marche ; j'occupe une position spatiale sur la terre à un moment donné, personne d'autre ne peut l'occuper à ce moment là mais deux heures plus tard oui...si j'ai bougé!

Leimury · 7 juillet 2010

Il y a aussi la dimension de ton tour de taille, de ton tour de cou, de tes chaussures ... Vous avez raison on se noie dans les dimensions.
YAC5

S'il te plaît, je ne voulais pas tout à fait dire qu'une dimension est une mesure.

J'ai écrit qu'on PEUT mettre autant de dimensions que de mesures, pas que toute mesure est une dimension.

Si tu prends n'importe quel point d'une photo ou d'une image, il a sa position x et y et ses trois composantes couleur.

Est ce que X, Y, le bleu le rouge et le vert dépendent les uns des autres ?

non.

Une représentation 2D est donc bien une représentation 2+3=5 dimensions.

Avec un écran, on passe de 5 à 3 puis à une dimension quant on produit une image:

Pour l'électronique au plus près de l'écran (canon, leds...), c'est 3 dimensions qui l'intéressent: bleu, vert et rouge à un instant T.

Comme les composantes sont en plus décomposées, on passe à une seule dimension pour chacune des couleurs (chaque pixel ne s'occupe que de sa brillance).

Là, on passe de 5 à 1 dimension en cours de traitement.

Y'a pas qu'en astrophysique ou en maths qu'on joue avec les dimensions.

Ici, on parlait des dimensions indépendantes (Longueur, largeur, hauteur, âge du capitaine).

Moi aussi.

Quant météo France prend en compte des relevés des petites cabanes ou des mesures de ballon sonde,

ils bâtissent bien une représentation sur les 3 dimensions+ les types de mesures (température, hygrométrie, pression...).

Ce sont bien d'autres dimension du repère qu'ils utilisent pour prévoir le temps de demain.

Bref, y'a mesure et mesure.

Je ne confondais pas mesure et dimension, je donnais des exemples assez concrets de cas ou on a plus de 3 dimensions sans passer pas des choses très compliquées.

Bon ciel

ArthurDent · 8 juillet 2010

Attendez voir, pour définir la position de quelque chose dans l'espace on a besoin de trois dimensions spatiales + de la dimension temporelle non?

non. Pour définir la position de quelque chose dans l' espace, on a juste besoin de trois dimensions spatiales. C' est pour ça qu' on les appelle 'dimensions spatiales'.

Deux atomes ne peuvent occuper le même point de l'espace au même moment non?

Si, ils peuvent.

Donc sans dimension temps allez donc préciser une position exacte!!

Il est physiquement impossible de définir une "position exacte".

L' espace et le temps, ontologiquement ça n' existe pas. L' espace et le temps dans le cadre de nos représentations mentales, c'est très très flou (dans ce cadre, ils sont mesurés grâce au système d'unité dit "pifométrique": "c' est à deux pas, y' en a pour une minute")

L' espace et le temps en relativité restreinte et en relativité générale, n'ont pas d' existence indépendantes, ils sont regroupé sous la forme d' un truc qu' on appelle "espace-temps" et qui est mathématiquement parlant un espace métrique particulier. C'est juste un intermédiaire de calcul commode, comme les graduations sur une règle, ça n' a strictement rien de physique. La physique se niche dans les relations entre objets existants les uns par rapport aux autres. l' espace-temps de la RR et de la RG n'a aucune propriété physique (alors que le vide, lui, en a).

YAC5 · 8 juillet 2010

Oui, j'ai lu les autres fils. Mais je ne trouve pas le raisonnement très clair. Le temps est une dimension (pas du genre espace), dans les théories comme la Relativité, par exemple.

Que l'on ne puisse pas s'y déplacer est inclus dans la relativité, avec c, et la causalité.

Bon après, la question de la vraie réalité du temps, c'est autre chose.

En tout cas, on ne peut déduire cette réalité de la seule théorie de la RG.

Bonjour Jeff,

C'est un sujet vachement intéressant. Veux-tu qu'on ouvre un autre fil dédié au temps où est-ce que l'on continue ici ?

Je te laisse l'initiative.

YAC5

Jean-ClaudeP · 8 juillet 2010

Deux atomes ne peuvent occuper le même point de l'espace au même moment non?

Si, ils peuvent.

Peux-tu donner un exemple ou être un peu plus explicite, s'il te plaît ?

Snark · 8 juillet 2010

Citation:
Deux atomes ne peuvent occuper le même point de l'espace au même moment non?

Si, ils peuvent.

Mais pas dans le même état quantique, c'est bien ça ?

Jean-ClaudeP · 9 juillet 2010

Deux atomes ne peuvent occuper le même point de l'espace au même moment non?

J' y pense tout d'un coup, mais la question n'a pas grand sens dans la mesure où selon les relations d'incertitudes de Heisenberg, on ne peut définir absolument la position dans l'espace ou dans le temps d'une particule. Puisque:

$mimetex.cgi?\Delta x \Delta p_x \geq \hbar, \; \Delta y \Delta p_y \geq \hbar, \; \Delta z \Delta p_z \geq \hbar$

pour la position spatiale en (x, y, z) avec

$mimetex.cgi?p_x, p_y, p_z$

les coordonnées de la quantité de mouvement de la particule.

$mimetex.cgi?\Delta t \Delta E \geq \hbar$

pour la position au temps t avec E l'énergie de la particule

koikso · 10 juillet 2010

Bon, ok, je n'aurais pas dû dire deux atomes, mais, deux objets ne peuvent occuper la même position en même temps, ce qui, pour moi, indique que le Temps est une dimension puisque il sert à définir la position d'un objet. Si j'ai faux en physique,( dans ce cas expliquez-moi), j'ai juste en navigation ; aérienne ou maritime!

Jean-ClaudeP · 11 juillet 2010

le Temps est une dimension puisque il sert à définir la position d'un objet. Si j'ai faux en physique,( dans ce cas expliquez-moi), j'ai juste en navigation ; aérienne ou maritime!

Non tu n'as pas faux, mais il y a une différence importante entre la physique quantique qui concerne l'infiniment petit (domaine du mouvement des atomes et particules) et la mécanique classique concernant le monde macroscopique que dans lequel nous vivons. Dans ces deux univers les lois sont différentes avec ce seul lien que les lois probabilistes de la mécaniques quantiques deviennent statistiques et classiques à notre échelle.

RomaricG · 14 juillet 2010

Après avoir lu une bonne partie de votre discution j'ai eu l'envie de revenir sur la question de départ à savoir la notion d'infinie en physique. Pour cela je vous propose la définition de l'infini pour le physiciens : En physique, l'infini qualifie une quantité que l'on peut considérer très grande devant les autre grandeurs. Par exemple en optique, dans le cas de l'oeil, on considére qu'un objet à plus de trois mètre est à l'inifini. En effet, trois mètre est largement plus grand que le centimètre de diamètre de l'oeil. Quand il apparait au sens mathématique en physique, il signifie plutot comme une défaillance de la théorie. Ensuite concernant le nombre de dimensions j'ai deux remarque. Tout d'abord tout objet de notre univers est en trois dimensions. Dans notre univers tout point se repére par trois coordonnée (par exemple (x,y,z) dans un repére cartésien). Ensuite on peut vite aujouté le temps comme dimension (en effet essayer de fixer un rendez vous sans heure), pour les autre ça n'est que de la théorie.

Bon je m'arrête là, en espérant avoir appoter quelques éléments intérésant.

'Bruno · 14 juillet 2010

L'infini des opticiens n'a rien à voir avec l'infini de l'espace-temps. L'infini de l'espace-temps est l'infini des mathématiciens : « l'espace temps est infini », ça signifie que quelle que soit la distance fixée, aussi grande soit-elle, il existera toujours deux points de l'espace-temps dont la distance lui est supérieure. Mais aucune distance n'est infinie ! En fait, "infini" signifie "non borné" : il n'y a pas de limite. C'est comme les nombres : il y a une infinité de nombres, mais aucun n'est infini. Le fait qu'il y a une infinité de nombres n'est pas une défaillance de la théorie des nombres !

Pour ta remarque sur l'ajout du temps aux trois dimensions d'espace, je te suggère de trouver un bon livre de vulgarisation sur la théorie de la relativité restreinte : c'est passionnant et tu verras que ça n'est pas aussi simple : il n'y a pas 3 dimensions d'espace + 1 dimension de temps mais réellement 4 dimensions indissociables d'espace-temps.

Jeff Hawke · 15 juillet 2010

mais il y a une différence importante entre la physique quantique qui concerne l'infiniment petit (domaine du mouvement des atomes et particules) et la mécanique classique concernant le monde macroscopique que dans lequel nous vivons.

Je ne suis pas tout à fait d'accord avec cette façon de formuler les choses : La mécanique quantique concerne l'ensemble de notre univers, la mécanique classique n'étant qu'une approximation statistique, valable à nos échelles.

Dans ces deux univers les lois sont différentes

Il n'y a pas deux univers, mais un seul, quantique...

YAC5 · 15 juillet 2010

...
Il n'y a pas deux univers, mais un seul, quantique...

Bonjour,

Je te propose l'amendement suivant :

"Il n'y a pas deux univers, mais un seul infiniment grand et infiniment petit, avec deux modélisations adaptées l'une à l'infiniment petit, la MQ et l'autre à l'infiniment grand, la RG."

Cdt.

YAC5

RomaricG · 15 juillet 2010

L'infini des opticiens n'a rien à voir avec l'infini de l'espace-temps. L'infini de l'espace-temps est l'infini des mathématiciens : « l'espace temps est infini »' date=' ça signifie que quelle que soit la distance fixée, aussi grande soit-elle, il existera toujours deux points de l'espace-temps dont la distance lui est supérieure. Mais aucune distance n'est infinie ! En fait, "infini" signifie "non borné" : il n'y a pas de limite. C'est comme les nombres : il y a une infinité de nombres, mais aucun n'est infini. Le fait qu'il y a une infinité de nombres n'est pas une défaillance de la théorie des nombres !

Pour ta remarque sur l'ajout du temps aux trois dimensions d'espace, je te suggère de trouver un bon livre de vulgarisation sur la théorie de la relativité restreinte : c'est passionnant et tu verras que ça n'est pas aussi simple : il n'y a pas 3 dimensions d'espace + 1 dimension de temps mais réellement 4 dimensions indissociables d'espace-temps.[/quote']

Alors tout d'abord j'ai donné la définition physique d'un infini. J'ai donné l'exemple en optique mais je peux te dire que certain phénomène dans les circuits LRC font apparaitre des courant infini en théorie. Et en effet quand tu observe le phénomène tu as une tension de 3V au départ et à un moment tu as un pics de plusieurs centaines de volt. Donc par rapport à la tension de départ, un tension infini. Ensuite la relativité n'est pas une théorie mathématique mais physique et l'espace-temps est un objet physique qui n'aime pas les infinis. Par exemple dans les trous noirs la singularité fait apparaitre une courbure infini de l'espace temps qui révéle une limite de la relativité.

Enfin en ce qui concerne le temps en relativité je sais bien qu'il est indissociable de l'espace et qu'il se traite comme toute les autres coordonnées (je suis étudiants en physique et j'ai eu des cours dessus). Mais je sais par expérience que les gens on souvent du mal à comprendre que le temps est un dimension et souvent ça aide à faire comprendre. Si tu commence à leur sortir les équations de la relativité personne ne comprendra . En faite nous sommes dans un espace à quatre dimensions dotée d'une métrique indéfinie de signature (+,-,-,-) ou espace de Minkowski. Voilà si tu voulais les détails.

RomaricG · 15 juillet 2010

Je viens de repenser à quelque chose. Vous parler de la taille de l'espace temps, mais comme nous n'avons aucun moyen de nous mettre en dehors de l'espace temps nous ne pouvons rien dire sur sa taille. C'est comme le faite que l'espace temps se dilate à une vitesse supérieur à la vitesse de la lumière. C'est tout à fait possible puisque la vitesse de la lumière est une limite dans l'espace temps et non pour l'espace temps. Pour connaitre la vitesse limité de ce dernier il faudrait trouver une théorie se placant en dehors de l'espace temps.

Voilà j'espére que je fais avancé le Schmilblick.

'Bruno · 15 juillet 2010

je suis étudiants en physique et j'ai eu des cours dessus

Oups ! Ben oui mais bon, ta dernière phrase sur les 3+1 dimensions se comprend mal dans ce cas là...

comme nous n'avons aucun moyen de nous mettre en dehors de l'espace temps nous ne pouvons rien dire sur sa taille

Si, si ! On peut déduire des propriétés globales à partir de mesures locales. Par exemple, il n'y a pas besoin de quitter la Terre pour être sûr qu'elle est ronde : il suffit de mesurer sa courbure en tout point du globe (par exemple).

C'est comme le faite que l'espace temps se dilate à une vitesse supérieur à la vitesse de la lumière.

Ah ben non alors ! Parler de vitesse de dilatation n'a aucun sens. Ce qui a un sens, c'est le taux de dilatation de l'espace-temps. Et c'est important (je trouve) de comprendre la nuance. La vitesse de dilatation aurait un sens dans le cas d'une expansion de matière au sein d'un espace pré-existant, c'est-à-dire dans l'image du ballon qui gonfle et qui trompe tous les débutants.

"En dehors de l'espace-temps" n'a évidemment aucun sens non plus. Mais tu parles peut-être de théories alternatives ?

Jeff Hawke · 15 juillet 2010

Je te propose l'amendement suivant :

"Il n'y a pas deux univers, mais un seul infiniment grand et infiniment petit, avec deux modélisations adaptées l'une à l'infiniment petit, la MQ et l'autre à l'infiniment grand, la RG."

Ben non, ça ne va pas...La RG est une théorie qui se situe dans le cadre de la physique classique. Cadre qui est une description approximative du monde.

La MQ n'est pas une théorie, mais le cadre qui héberge des théories (la théorie quantique des champs par exemple). Ce cadre englobe l'approximation classique.

Il est incomplet, à ce jour, car il ne traite pas de la gravitation (seule la RG, approximation classique, donne une description satisfaisante de la gravité)...Mais du jour où l'on disposera d'une théorie de la gravitation quantique, on pourra dire que la MQ a "absorbé" la RG. :cool:

On ne peut donc mettre sur le même plan MQ (pour le petit) et RG (pour le grand).

'Bruno · 15 juillet 2010

Je suis d'accord avec Jeff : l'univers macroscopique est constituée de tellement de milliards de particules que la mécanique classique marche pour des raisons statistiques, donc en tant qu'approximation statistique de la mécanique quantique. Ainsi, j'ai lu dans je ne sais plus quel livre qu'on pourrait très bien (nous, les personnes) être affectés par l'effet tunnel ou ce genre de choses, mais que nous sommes constitués de tellement de particules que la probabilité est incroyablement faible (sans être nulle).

RomaricG · 17 juillet 2010

Bonjour à tous, j'ai trouvé un bouquin dans lequel j'ai trouvé la réponse à la taille de l'espace temps. En effet celui-ci est fini. Pourquoi? Parce que si l'on remonte 13,7 milliards d'années dans le passé on se retrouve à un endroits où avant l'espace temps n'existe pas et après il se met à exister. Et comme la relativité restreinte nous apprends que le temps est une coordonnées comme une autre, cela veut dire que l'espace temps est de taille fini.

Si non pour répondre à 'Bruno, je pense que parler de taux de dilatation ne va pas puisque cela induit un changement de volume, alors que la vitesse induit seulement un changement de position par rapport à un point de référence.La vitesse n'est en fait qu'un autre nom pour le taux de variation du vecteur position.

'Bruno · 17 juillet 2010

En fait, ce dont tu parles est l'univers observable. Mais l'univers est probablement plus grand que l'univers observable.

----

je pense que parler de taux de dilatation ne va pas puisque cela induit un changement de volume, alors que la vitesse induit seulement un changement de position par rapport à un point de référence.

Tu as parfaitement compris l'importance de la nuance entre vitesse et taux de dilatation (ça me fait plaisir !). Mais justement : l'expansion de l'univers cause une augmentation de volume, pas un changement de position par rapport à un point de référence.

Je te suggère de lire le sujet "À quoi ressemble l'univers" qui est dans la FAQ.

RomaricG · 17 juillet 2010

En ce qui concerne vitesse ou taux de dilatation, je trouve que personnellement parler de taux sous entend que l'univers se dilate dans quelque chose, alors que le terme vitesse ne le fait pas. De plus on parle de vitesse d'expension et non de taux d'expension.

Pour ce qui est de l'espace temps je vais me renseigner car je pense que quelque chose nous échappe.

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