Physique-Theorique | Dr. Goulu

Comment les physiciens déterminent-ils à quel point nous sommes loin de découvrir une théorie unifiée ?

Mon, 02 Mar 2020 00:00:00 +0000

Réponse publiée

à la craie déjà usée en essayant.

La :

Le problème principal est l’unification de la et la , qui décrivent respectivement les phénomènes au niveau microscopique et au niveau macroscopique. Le terme décrit les théories qui réunissent ces deux théories. Mais pour être une théorie complète, la théorie du tout doit, en plus, inclure la description complète des quatre .

Deux propriétés fondamentales n’ont toujours pas été démontrées mathématiquement dans le cas des interactions fortes :

d’une part l’existence d’une théorie quantique des champs cohérente (chromodynamique quantique, fondée sur une de la couleur);

d’autre part l’existence d’un écart de masse qui ne permet l’observation des , particules élémentaires de la théorie quantique associée à la théorie de Yang-Mills, que sous forme de combinaisons massives appelées boule de glu (glueball en ). Ce problème non résolu est intimement lié à celui du qui affirme que seuls sont observables les états quantiques de charge de couleur nulle. La difficulté principale de ces deux problèmes est liée au caractère hautement non de la théorie.

La résolution de ces deux points constitue l’un des .

La quantité excessive de matière dans l'univers pourrait-elle être des trous noirs au lieu de matière noire ?

Wed, 26 Feb 2020 00:00:00 +0000

Réponse publiée

oui mais non. :

… les auraient pu être de bons candidats. Certains d’entre eux pourraient atteindre une masse de plusieurs millions, voire de plusieurs milliards de (notamment les , au centre des galaxies). Cependant, il faudrait, dans une galaxie, près d’un million de trous noirs d’une telle masse pour combler ce manque de matière ; un nombre trop important au vu des conséquences sur les étoiles à proximité d’un trou noir. En effet, les trous noirs traversent par moments le disque galactique et perturbent le mouvement des étoiles. Avec un tel nombre de trous noirs, les mouvements de ces étoiles seraient fortement amplifiés, ce qui rendrait le disque galactique bien plus épais que ce qui est observé actuellement.

Restent les trous noirs stellaires (de l’ordre de quelques masses solaires), difficilement détectables, et les trous noirs de quelques dizaines ou centaines de masses solaires, dont la nature de la formation reste encore mystérieuse. Dans tous les cas, la piste des trous noirs comme étant la fameuse matière noire a été délaissée, et les astronomes se sont penchés sur une autre forme de matière, non baryonique. En 2019, des mesures tirant parti de la présence de la sonde en dehors de l’ ont permis de montrer que les d’une masse inférieure à 10^17 g ne peuvent représenter s’ils existent qu’au plus 0,1% de la matière noire présente dans la .

Existe-t-il des astres d'anti matière et si, oui, comment les reconnaître ?

Mon, 24 Feb 2020 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Il n’en existe probablement pas, parce qu’on verrait des rayons gamma produits par l’ au contact de l’hydrogène et des autres particules “normales” de l’espace.

C’est comme ça qu’on a détecté quelques nuages de positrons (anti électrons, donc pas vraiment de l’antimatière au sens “matière”…) dans la Voie Lactée

L’ , le fait qu’il existe nettement plus de matière que d’antimatière est l’un des grands problèmes ouverts de la physique.

Notes de bas de page

À partir de quelle taille un trou noir créé en laboratoire deviendrait-il dangereux ?

Sat, 22 Feb 2020 00:00:00 +0000

Réponse publiée

On est totalement incapables de créer un trou noir, même microscopique.

Et quand on y arrivera, il s’évaporera en une fraction de seconde en dégageant l’énergie bien connue e=mc2. Avec m = quelques grammes, le labo n’y survivra pas.

Si vous avez peur delà que le trou noir “aspire” la Terre, il faudrait qu’il fasse plusieurs tonnes pour qu’il s’évapore moins vite qu’il n’absorbe de la matière.

Encore une fois, on a aucune idée de comment faire ça, et encore moins les moyens de le faire.

Est-on sûr qu'il y avait bien de la matière dans l'Univers avant l'inflation cosmique ?

Sun, 09 Feb 2020 00:00:00 +0000

Réponse publiée

De la au sens actuel du terme, certainement pas. Les quarks se sont formés à la fin de l’inflation, et les protons 90 secondes plus tard, un temps astronomique à cette échelle.

L’ est encore largement hypothétique (donc contestée…) et existe en plusieurs variantes, dont au moins une “froide et vide”, mais on admet généralement que l’Univers était alors peuplé de photons extraordinairement énergétiques qui donnaient à l’Univers une masse volumique de l’ordre de 10^{86, voire 10}94 kg/m3

Êtes-vous d'accord que le voyage dans le temps est impossible car la Terre se déplace dans l'espace ou alors il faudrait que la Terre entière fasse le voyage aussi ?

Fri, 07 Feb 2020 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Non. Quand je voyage en avion, je me déplace sur une trajectoire depuis un point x1,y1,z1,t1 à un point x2,y2,z2,t2 quel que soit le repère utilisé pour ces coordonnées (Terre, Soleil, centre galactique ou autre).

La technologie de l’avion pose certaines contraintes sur la trajectoire, comme d’être comprise entre le rayon terrestre et le rayon terrestre + 10'000 m, mais surtout que t2 > t1, et même que t2-t1 dépend de la longueur de la trajectoire en x,y,z.

Pourquoi serait-ce différent avec un engin qui permettrait t2 < t1 ?

Les “opposants” au voyage dans le temps invoquent souvent la “téléportation” mais la machine à voyager dans le temps de HG Wells fonctionnait de manière continue .

Celle de Paul Davies aussi d’ailleurs. Elle a en plus une contrainte intéressante:

t2/f = t1 >t0, avec une constante f>1, et t0 la date de construction de la machine. En clair:

on ne peut pas remonter avant la date de construction de la machine
on peut voyager vers le futur ou vers le passé d’un certain facteur f par rapport à la date de construction de la machine. Par exemple avec f=10, un an après la construction de la machine on peut aller 10 ans dans le futur, ou remonter à 1 an /10 = 1.2 mois après la construction de la machine.

Yapuka en faire une pour voir si ça marche ;-)

Notes de bas de page

Est-ce que l'effet de lentille gravitationnelle se produit avec n'importe quel corps massif, aussi bien le corps humain qu'un trou noir ?

Thu, 06 Feb 2020 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Oui.

L’angle de déviation de la lumière vaut approximativement $\alpha = \frac{4GM}{c^2b}$ , avec:

M la masse
G la
c qu’on a plus besoin de présenter
et b le , égal à la distance à laquelle serait passé la lumière de la masse (ponctuelle) si elle avait été tout droit.

Dans mon cas ( M=100 kg, et assez ponctuel … ), j’ai l’honneur de dévier la lumière qui me frôle à un micron de

alpha = 41006.67430E-11/(299792458^2*1E-6) = 3E-19 radians

et donc de provoquer une lentille gravitationnelle à une distance de 2E-6/3E-19 soit 6.66 milliards de km, soit environ 9 mois lumière d’ici.

Mais je ne suis pas si ponctuel que ça…

Existe-t-il une limite à l'infiniment petit ?

Tue, 04 Feb 2020 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Mathématiquement, on peut “zoomer” à l’infini.

La est la dimensions la plus petit envisageable en physique

Après plusieurs lectures notamment “ “, de Jarmo Mäkelä, lauréat du concours FQXi 2011 , je partage l’avis que cette limite correspond à quelque chose de plus fondamendal encore : l’espace-temps est discrétisé à cette échelle comme le postule notamment la .

Le GIEC a-t-il publié quelque-part la théorie physique (thermodynamique) du Réchauffement Climatique qui sous-tend ses Modèles ?

Sun, 02 Feb 2020 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Ce n’est pas le travail du . Son travail est de synthétiser les travaux de recherche dans ce domaine, et notamment de regrouper les nombreux résultats produits par de nombreux modèles numériques dérivant de nombreux modèles physiques incluant de très nombreuses variables et paramètres, dont la plupart sont obtenus par , donc avec très peu d’a priori, et des méthodes numériques permettant de mesurer leur pertinence.

Le 5ème rapport du GIEC (de 2014) comporte un premier volet sur les bases scientifiques retenues. Ce document de 1535 pages pour 375 Mb est disponible gratuitement et librement ici :

Vous y trouverez à la fin 18 pages d’environ 50 références chacune vers tous les travaux scientifiques récents (au moment du rapport, 2014) publiés par des auteurs du monde entier dans des publications revues par les pairs à ce sujet.

Vous y trouverez très certainement votre bonheur.

Un atome peut-il aller à la vitesse de la lumière ?

Wed, 29 Jan 2020 00:00:00 +0000

Réponse publiée

non, mais pas loin.

Pour rappel, une particule ayant une masse au repos, comme le proton qui est le noyau d’un atome d’hydrogène, aurait une énergie infinie à la vitesse de la lumière. Et comme on n’a pas d’énergie infinie dans cet univers, la vitesse de la lumière est une limite aussi mathématique que physique : inatteignable.

Dans le LHC du CERN on accélère des protons à une vitesse de 99,9999991% de la vitesse de la lumière. On y accélère aussi des noyaux d’atomes de plomb à peu près à la même vitesse.

Un rayon cosmique, la a été mesurée à une vitesse estimée 0,999999999999999999999995 % de la vitesse de la lumière. C’était un proton aussi, et on a aucune idée de ce qui peut accélérer un proton à une telle vitesse.

Pour des atomes complets, avec électrons en orbite, c’est théoriquement la même chose mais il n’existe pas de processus qui permette de les accélérer à des vitesses relativistes. J’imagine qu’on pourrait combiner un accélérateur de protons et un accélérateur d’électrons pour former des atomes une fois accélérés, mais je ne sais ni si ça a été fait, ni à quoi ça pourrait servir …

Que se passe-t-il si deux trous noirs de même masse rentrent en collision ?

Sat, 25 Jan 2020 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Ils forment un trou noir de masse inférieure à la somme des deux, la différence étant convertie en une énergie incroyable, notamment sous forme d’ondes gravitationnelles.

(était) la fusion de deux avec des masses respectives de 36 et 29 fois Soleil conduisant à un trou noir post-fusion de 62 masses solaires. La différence d’énergie de 3 masses solaires a été rayonnée sous forme d’ondes gravitationnelles, en accord avec l’ .

Le pic d’énergie rayonnée par l’onde gravitationnelle, d’une puissance d’environ 3,6×10^49 W était supérieur à la puissance lumineuse rayonnée par toutes les étoiles de l’ .

a indiqué : « La puissance totale libérée dans les ondes gravitationnelles pendant la brève collision était cinquante fois plus grande que toute la puissance diffusée par toutes les étoiles de l’univers mises ensemble. »

Sera-t-il possible d’utiliser les trous de ver ?

Wed, 22 Jan 2020 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Si vous voulez boire quelque chose dans un verre, il vaut mieux boucher les trous avant.

Suggestion : vérifiez votre orthographe avant de poser une question.

edit après correction de la question :

Les sont des “objets” hypothétiques, donc tant qu’on en a pas vu la queue d’un , il vaut mieux partir de l’idée qu’ils n’existent pas que de rêver.

Parce que s’ils existaient, alors là ce serait vachement mega coooooool. On en mettrait un bout tout près d’une très grosse masse ou on ferait bouger ce bout à une vitesse relativiste pendant un moment, et là, en entrant dans le trou de ver par l’entrée restée “immobile”, hop ! on ressortirait juste à côté dans le passé par le bout où le temps aurait passé moins vite.

Et le top du top, c’est que me devrait une bouffe… Donc si vous voyez un trou de ver, faites moi signe, je vous offre volontiers un café !

Qu’entend-on exactement par espace-temps ?

Tue, 21 Jan 2020 00:00:00 +0000

Réponse publiée

En , l’espace-temps est une représentation de l’ et du comme deux notions inséparables et s’influençant l’une l’autre. En réalité, ce sont deux versions (vues sous un angle différent) d’une même entité.

Cette conception de l’espace et du temps est l’un des grands bouleversements survenus au début du dans le domaine de la , mais aussi pour la . Elle est apparue avec la et sa représentation géométrique qu’est l’ ; son importance a été renforcée par la .

Est-on certain que l'éther n'existe pas ?

Fri, 17 Jan 2020 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Non, mais on ne peut pas être certains que la n’existe pas non plus.

Par contre on est certains que, s’ils existent, ni elle, ni l’ n’ont d’effet mesurable expérimentalement.

L’ qui visait à démontrer l’existence de l’éther a, à la grande surprise générale, montré que l’éther n’avait aucun effet sur la vitesse de la lumière qu’il était censé transporter.

Depuis, aucun phénomène physique n’a suggéré de réintroduire cette notion.

130 ans après Michelson et Morley, la place de l’éther est dans la GPHIE : Grande Poubelle des Hypothèses Infirmées par l’Expérience.

La source de l'énergie, l'énergie disponible, la faible valeur de l'entropie, au moment de la création de l'univers, est-elle comprise par les physiciens ?

Fri, 17 Jan 2020 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Déjà les physiciens ne comprennent pas le mot “création”.

Ils préfèrent “origine de l’Univers”, avec un U majuscule à s’il vous plaît. Parce que si Univers n’a pas de majuscule, alors rien n’a le droit d’en avoir une tellement Il est Grand.

Ensuite, . C’est juste un nombre qui reste constant lors des transformations d’un système fermé, c’est l’invariant qui correspond à la symétrie des lois de la physique par décalage dans le temps selon le génial .

Si on met de côté le fait qu’on ignore si l’Univers est un système fermé et si les lois de la physique étaient les mêmes à l’époque du , alors il n’y a pas de “source” de l’énergie : l’énergie totale de l’Univers doit rester constante.

Et cette “énergie disponible”, on a aucune idée de ce qu’elle vaut, mais elle pourrait bien être nulle. Zero. Nada. C’est l’hypothèse de l’ par exemple.

Pour finir, les thermodynamiciens vous diront que vous inversez la cause et l’effet : vous demandez pourquoi l’entropie augmente au cours du temps, alors que pour eux le temps est le nom donné au gradient d’entropie.

Vous le voyez, les physiciens ont une compréhension de l’origine de leur Univers très différente de celle décrite par votre question.

Le Big Bang a-t-il vraiment explosé vers l'extérieur à partir d'un point ? Comment cela s'est déroulé réellement en terme physique ?

Wed, 08 Jan 2020 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Non. Le n’était ni une explosion, ni un point (dans quoi ?)

Cette interprétation naïve résulte d’une extrapolation de ce qu’on sait expérimentalement : il y a 13.8 milliards d’années, tout l’Univers était très homogène, très dense et très chaud.

En termes physique, “jusqu’à preuve du contraire, tout se passe comme si” l’espace (et le temps peut-être…) avaient émergé dans un … Truc qui mérite une Majuscule.

Ce Truc pourrait être une fluctuation quantique dans un Meta Truc ….

ma petite parenthèse (et le temps peut-être) signifie que nos diverses conceptions du temps actuelles comme:

4ème dimension de l’espace-temps relativiste
illusion émergeant de la thermodynamique

pourraient bien signifier qu’il ny’ avait pas de temps “avant” le Big Bang, ce qui fait que le Big Bang n’est pas un événement sur un axe du temps, mais une origine.

Quelle est la définition scientifique de l'effet papillon ?

Fri, 03 Jan 2020 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Ça s’appelle une d’un .

Historiquement, l’ a été mentionné par Edward Lorenz lorsqu’il a établi les premiers modèles météorologiques. Il est tombé sur ce qu’on appelle : un système qui peut osciller de deux manières différentes (les deux “yeux”) mais la zone de bifurcation entre les deux à une géométrie très complexe, fractale en fait.

Ceci fait qu’une minuscule perturbation, si elle se produit au bon moment, peut faire “bifurquer” le système d’un mode à l’autre.

Certains travaux récents montrent cependant que la vraie météo est moins chaotique que les équations de Lorenz, et qu’en réalité un battement d’ailes de papillon ne suffit pas à déclencher un cyclone.

Comment comprendre d'où vient l'origine de l'onde lumineuse et corpusculaire avant le big-bang ?

Thu, 02 Jan 2020 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Je ne sais pas de quoi vous parlez.

Le correspond à un état de l’Univers extraordinairement dense et chaud.

Il était si dense et chaud qu’il n’y avait pas de “lumière” : les photons avaient une telle énergie qu’il n’étaient pas dans le spectre visible mais dans les +++ et interagissaient entre eux en ayant aucun espace pour se propager. L’Univers était opaque pendant ses 380'000 premières années. Ce que nous observons de plus ancien avec nos télescopes est le qui date de cette époque, et nous ne pourrons pas observer de lumière datant d’avant.

Quand aux “corpuscules”, j’imagine que vous voulez dire “particules”, on ne sait pas s’il y en avait. Selon le , il n’y en avait pas. Les quarks et électrons sont apparus après le premier milliardième de milliardième de milliardième de seconde, peut-être par les interactions “photons-photons”.

Il n’y a donc pas d’ “onde” datant du Big Bang.

Quand à “avant le Big Bang”, rien ne dit qu’il y avait un “avant” (cf les autres questions/réponses à ce sujet)

Notes de bas de page

Que pensez-vous du "temps imaginaire" de Stephen Hawking ?

Wed, 01 Jan 2020 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Comme le dit dans sa réponse traduite par Jean-Luc , dans la de la , la dimension du temps apparaît avec un coefficient i.c.

Donc pour commencer, cette notion de “temps imaginaire” est beaucoup plus ancienne qu’ Hawking. Elle date des débuts de la relativité.

Ensuite Richard Muller dit “S’il vous plaît, ne pensez pas que cela implique que le temps lui-même est imaginaire ! (…) le temps t qui apparaît dans ces équations est toujours un nombre réel”. C’est vrai, mais qu’est-ce qui empêcherait de définir une nouvelle unité de itemps t’=i.t mesurées en isecondes ?

Je comprends que Richard est et je me réjouis de lire son livre (celui de Hawking est en effet mauvais).

Comment expliquer le bing bang sans intervention divine ?

Sat, 28 Dec 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Le (pas bing …) n’est pas un événement, donc il n’y a pas besoin de l’expliquer.

C’est un modèle cosmologique cohérent avec nos observations : il y a 13.8 milliards d’années, l’Univers était extrêmement chaud et dense.

Personne ne sait ce qu’il y avait “avant” ni même si ça a un sens de parler d’ “avant” (le temps peut très bien avoir un “zéro absolu” comme les températures) donc il n’y a rien à “expliquer” puisqu’on n’en sait rien.

L’ “intervention divine” explique super bien la création de l’univers. Le problème est qu’on ne sait pas si il y a eu création, et qu’on ne voit pas trace d’intervention.

Pourquoi Richard Feynman avait-il une si mauvaise opinion de la philosophie scientifique ?

Sat, 28 Dec 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

(copie de )

Je pense que c’est lié à un enseignement de son père alors qu’il était enfant, raconté dans :

Il m’avait dit “Tu as vu cet oiseau : en anglais on l’appelle , mais en allemand on l’appelle Halsenflügel, et les chinois l’appellent , et même si tu connais tous ces noms, tu ne connais toujours rien de l’oiseau, tu ne sais que quelque chose sur les hommes, comment ils appellent l’oiseau.

La “philosophie scientifique” (je pense qu’il voulait dire l’épistémologie) n’est pas de la science. C’est un nom d’oiseau, un mot pour décrire l’activité scientifique, mais pas de la science.

Qu'est-ce qu'il y avait dans la relativité restreinte et qui n'était pas déjà présent dans la transformation de Lorentz ?

Wed, 25 Dec 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

L’article mentionne:

Des pour passer d’un observateur à un autre furent établies par avant 1904 ; il s’agissait d’équations de compatibilité dont la signification n’était pas claire aux yeux de leur auteur

Et la référence précise :

Lorentz écrit : « Ce furent ces considérations publiées par moi en 1904 qui donnèrent lieu à Poincaré d’écrire son Mémoire sur la Dynamique de l’électron, dans lequel il a attaché mon nom à la transformation dont je viens de parler. […] je n’ai pas indiqué la transformation qui convient le mieux. Cela a été fait par Poincaré et ensuite par MM. Einstein et Minkowski. »

Quelqu'un aurait il déjà entendu parler de l'apparition d'un moment électrique dipolaire dans les atomes plongés dans un champ de gravitation ?

Wed, 18 Dec 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Non, mais une petite recherche donne des choses comme ça : ou

Le premier est construit sur l’hypothèse que l’antimatière “tombe vers le haut” (Les expériences Alpha-G et GBAR du CERN vont confirmer si les premiers résultats montrant qu’elle tombe “normalement” sont corrects)

Le second part de l’idée intéressante que le centre de gravité d’une coque hémisphérique se déplace avec la vitesse de rotation par effet relativiste. Mais il ne mentionne pas le …

A première vue ça semble un peu “ ” …

Notes de bas de page

Où nous trouvons-nous par rapport au point du big-bang ?

Mon, 16 Dec 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Dedans. Puisque ce que vous appelez le “point du Big Bang” contenait l’Univers entier, nous étions forcément dans le point.

Et ce point n’était pas quelque part dans l’espace, il contenait l’espace aussi. Il n’y a pas de “centre” du , ce n’était pas une explosion, c’était un gonflement de l’espace qui se poursuit par l’ .

Et le “point” est une singularité mathématique, mais en physique on n’aime pas les singularités. Rien ne prouve que l’Univers était “un point”. Ce qu’on sait c’est que l’Univers était extraordinairement dense et chaud.

L’horizon des événements est-il créé avant que la singularité n’apparaisse ?

Fri, 13 Dec 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Selon la la singularité n’apparaît jamais. Mais je chipote.

On ne sait pas s’il existe une “singularité” dans l’horizon, c’est une idée purement mathématique. En fait on ne sait même pas si le verbe “exister” a un sens à l’intérieur de l’horizon des événements, voir . Mais je chipote encore.

Encore un petit chipotage : l’horizon des événements n’est pas “créé”, c’est juste une surface de l’espace qui se caractérise par une déformation extrême de l’espace-temps.

Lors de l’effondrement d’une étoile, dès qu’une masse de 3 masses solaires se retrouve dans un inférieur à une dizaine de kilomètres, cette déformation extrême de l’espace se produit.

Quel effet pourrait avoir pour la Terre, la présence d'un micro trou noir qui a un diamètre de 100 mètres ?

Sat, 07 Dec 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Les sont des objets hypothétiques beaucoup, beaucoup plus petits, de l’ordre de la taille d’un atome. Et en plus on en a jamais vu la queue d’un.

Comme indiqué dans “On ne connaît en fait aucun processus naturel à même d’engendrer un trou noir inférieur à environ 1,5 fois la masse du Soleil, ce qui est dû à la nature des différentes forces intervenant dans l’effondrement gravitationnel” Les plus petits trous noirs connus font environ 3 masses solaires, pour un diamètre de 20 km environ, le valant 3 km par masse solaire.

Donc un trou noir de 100 mètres, pour peu qu’il puisse existe, ou tel qu’il existera dans des milliers de milliards d’années lorsque les petits trou noirs stellaires se seront un peu évaporés, correspond à une masse de 1/6 ème du Soleil, soit environ 166 fois celle de Jupiter.

Le passage d’un tel astre dans le système solaire perturberait sans aucun doute les orbites des planètes de manière catastrophique.

On meurt tous ™.

Sachant que la vitesse de la lumière est parfaitement définie, quelle devrait être la valeur de la constante pour expliquer les anomalies cosmologiques que nous constatons ?

Thu, 05 Dec 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

les “anomalies cosmologiques” ne sont pas liées à la vitesse de la lumière.

Elles sont éventuellement liées à la (G) qui n’est peut-être pas si constante que ça, ou alors la n’est pas rigoureusement proportionnelle à G ( voir ) , ou encore à la .

Mais parce que c’est une constante bien plus fondamentale que la vitesse de la lumière.

Une masse négative peut-elle exister ?

Thu, 05 Dec 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Mathématiquement il n’y a aucun problème : on écrit “- 1kg” et voilà.

Physiquement, on a jamais rien vu qui ressemble même à la masse d’un neutrino de .

Et c’est très dommage, parce qu’on pourrait faire des tas de trucs marrants avec, comme l’antigravité, des objets qui accélèrent sous l’effet du frottement ou des fusées sans carburant…

C’est pas pour rien que la physique est une “science dure” : elle ne fait pas de cadeau.

Comment la matière noire a-t-elle été écartée en tant que cause possible de la lumière décalée vers le rouge ?

Mon, 02 Dec 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Le décalage vers le rouge décale tout le spectre : toutes les raies d’émission et d’absorption d’une source sont décalées du même facteur, ce qui est cohérent avec un effet doppler.

L’ cause effectivement un rougissement, mais en atténuant les hautes fréquences (bleu), ce qui est différent. De plus ce rougissement est cohérent avec la quantité de gaz “normal” dans l’espace, pas avec la matière noire.

D’autre part, si la lumière était par le milieu interstellaire, matière noire comprise, on verrait des “arcs en ciel” dans les lentilles gravitationnelles, et ce n’est pas le cas.

Donc voilà pourquoi la matière noire n’a jamais été considérée comme une alternative à l’expansion de l’univers pour expliquer le décalage vers le rouge.

Comment a-t-on prouvé l'évaporation des trous noirs (rayonnement de Hawking)?

Wed, 20 Nov 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Ce n’est pas prouvé. Aucune expérience n’a vérifié cette hypothèse, sinon Hawking aurait eu le Prix Nobel pour ça. Et même si on avait un trou noir “pas loin”, ce serait extrêmement difficile à détecter tellement ce rayonnement est faible. Pour un trou noir “normal” de masse supérieure à celle du Soleil, le rayonnement correspond à celui d’un “corps noir” de température inférieure à celle du rayonnement cosmologique.

Cependant, l’hypothèse de Hawking est cohérente avec le reste de la physique, donc personne ne doute vraiment que ce phénomène existe.

Les lois de la physique permettent-elles la lévitation ?

Mon, 18 Nov 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Oui. a réussi à faire léviter une grenouille vivante avec un aimant de 10 Tesla (= extrêmement puissant):

Pour cette performance, il a reçu le

En 2010 il a reçu le Prix Nobel de Physique pour un truc presque aussi cool : le graphène.

C’est le seul chercheur a avoir reçu ces deux prix :-)

On peut faire léviter des matériaux d’autant plus facilement qu’ils sont , ce qui est le cas des organismes vivants, mais faiblement.

Le matériau le plus diamagnétique à température ambiante est le carbone pyrolytique (une variante de graphène, le monde est petit…). Il plane naturellement au dessus d’aimants:

Et il a une autre propriété incroyable que je vous laisse découvrir dans cet article:

Pouvez-vous expliquer simplement comment le voyage dans le temps est théoriquement possible ?

Fri, 15 Nov 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

“Simplement”, c’est pas facile… mais j’essaie:

La lie l’espace et le temps dans la notion d’ . Cet espace-temps est déformé par des masses selon L’ (pas e=mc^2, l’autre, un peu plus compliquée…)

Cette équation admet de nombreuses solutions mathématiques différentes dont certaines possèdent des (CTC en anglais).

Une telle courbe est une trajectoire ( ) dans l’espace-temps qui a la propriété d’être fermée, c’est-à-dire qu’une particule matérielle qui suivrait cette trajectoire reviendrait à son point de départ dans l’espace ET dans le temps.

Le grand mathématicien a proposé en 1949 une solution des équations d’Einstein nommée qui correspond à un univers en rotation. Dans cet univers, les CTC sont très courantes, au point que le voyage dans le temps est quasiment inévitable. Hélas, nous ne sommes pas dans un Univers de Gödel.

En 1974, a montré qu’il n’y avait pas besoin que tout l’Univers tourne. Un cylindre infiniment long, et donc infiniment massif, et tournant très vite peut suffire à créer des CTC (oui, il y a un peu d’humour dissimulé dans cette phrase…)

Mais Stephen Hawking Himself a analysé cette solution et montré en 1992 qu’il fallait encore y ajouter un peu d’énergie négative ( voir )

Cette énergie négative est un ingrédient essentiel des , une autre solution des équations d’Einstein qui permet de créer une CTC en mettant une extrémité du trou de ver à un endroit (près d’un trou noir) ou à une vitesse (relativiste) qui fait que cette extrémité vieillit “moins vite” que l’autre. C’est l’idée du livre de , la plus “réaliste” de machines à remonter dans le temps qu’on puisse imaginer pour l’instant. Elle a une caractéristique liée aux CTC qui explique pourquoi on ne voit pas de voyageurs temporels : elle ne permet de revenir qu’après la date de construction de la machine.

Tout ce qui précède est basé sur des solutions mathématiquesaux équations d’Einstein. Mais :

Ce ne sont peut-être pas des . Notamment, on n’observe aucun phénomène lié à de grosses quantiés d’énergie négative, et sans énergie négative, pas de voyage dans le temps.
Pas dit qu’on puisse passer plus d’une particule dans une CTC, ni que la CTC puisse couvrir de longues périodes de temps.

Soyons clairs : Homo Sapiens ne fera pas de machine lui permettant de voyager dans le temps. La technologie nécessaire, si elle est possible, sera accessible après l’espérance de vie de notre espèce.

—— fin de la réponse “simple” —-

Mais je pense qu’il est vraiment important de faire des expériences pour savoir si les CTC sont possibles, donc pour savoir si nous vivons dans un (ou “growing bloc”) ou dans un vecteur d’état quantique.

D’ailleurs là j’ai une question pour les physiciens de passage ( ): Comment distinguer:

D'après une toute récente étude cosmologique à Manchester, notre Univers ne serait pas plat comme l'on pensait, il est plutôt "closed", il est fermé. La "lensing amplitude" n'était-elle pas très prévisible depuis un siècle ?

Wed, 13 Nov 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Merci pour le lien, très intéressant.

Comme toutes les “récentes études”, cette hypothèse (car c’en est une :

A closed Universe canprovide a physical explanation for this effect

) doit être confirmées par d’autres travaux :

Future measurements are needed to clarify whether the observed discordances are due to undetected systematics, or to new physics or simply are a statistical fluctuation.

Je ne vois pas pourquoi l’amplitude de l’effet de lentille gravitationnelle aurait été “prévisible depuis un siècle” . On parle ici des mesures effectuées par le entre 2009 et 2012, qui a mesuré des variations de l’ordre du 1/10000 ème dans la température de 2,726 du cosmologique…

N’ayant pas encore accès au texte complet de l’article, je suppose qu’il corrèle ces variations avec une carte des masses observées pour annuler les effets de lentille gravitationnelle, et qu’il leur reste une variation de quelques millionièmes qu’un univers fini peut expliquer.

J’aimerais bien que l’univers soit fini, il pourrait plus facilement surgir d’une fluctuation quantique et avoir une énergie totale nulle…

Edit : l’article est disponible sur arXiv ici : . C’est pointu… je ne suis pas assez familier avec la notion de “lensing amplitude” . Vais essayer de me farcir avant ou attendre des articles “vulgarisés” niveau Pour la Science …

Einstein est mort il y a presque 70 ans. Alors pourquoi est-ce que depuis lui, il n’y a pas eu de scientifique qui ont révolutionné la science ?

Mon, 04 Nov 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Il y en a eu des dizaines, mais vous n’avez pas encore compris ce qu’ils ont découvert. Ce n’est pas une moquerie, c’est simplement qu’il faut du temps pour réaliser que la science a été “révolutionnée” par quelqu’un.

par exemple si on se limite à la physique et qu’on regarde la liste des , on constate qu’Einstein a reçu le prix en 1921 pour son explication de l’effet photoélectrique, pas pour la relativité. A l’époque, les gens n’avaient pas encore compris ou accepté la signification de son travail.

Mais c’est le cas de beaucoup d’autres de la liste, notamment , , , , , et d’autres qui ont élaboré la mécanique quantique, une révolution pas encore terminée mais au moins aussi profonde que la relativité.

Albert Einstein était un génie et une personnalité médiatique. D’autres sont seulement des génies, mais leur impact sur la science est tout aussi important.

Comment la relativité du temps et de l'espace fonctionne-t-elle quand on voyage près de la vitesse de la lumière ?

Sat, 12 Oct 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Les postulats d’Einstein sont que rien ne change.

Quand vous voyagez proche de la vitesse de la lumière, tout est normal pour vous. Une seconde dure une seconde, un mètre mesure un mètre. En fait, à 84% de la vitesse de la lumière déjà vous franchirez 300'000 de vos km en 1 de vos secondes. Vous pouvez même continuer à accélérer (si vous avez BEAUCOUP d’énergie…), vous aurez l’impression d’avancer à une vitesse nettement plus élevée que la vitesse de la lumière.

Ce n’est que si vous regardez par le hublot que vous verrez l’Univers très déformé, et un observateur “immobile” vous verra aussi très déformé dans le temps et l’espace.

La relativité générale décrit comment l'espace (le vide) est déformé par les objets massiques. Quelle serait la structure de ce vide (l'espace), telle qu'un solide, liquide, gaz, plasma ou autre ?

Fri, 11 Oct 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Dans la théorie de la , le est un qui modifie la la de l’ . Ce sont des objets mathématiques, la relativité ne dit pas ce qu’ils sont fondamentalement.

Pour la “structure” de l’espace-temps, il faut plutôt regarder du côté de la mécanique quantique, et notamment la . Dans ces théories, l’espace et le temps ne sont pas continus mais “quantifiés” : il y a des “atomes” de temps et d’espace (voir pour une introduction à cette idée), et il existe un mécanisme quantique qui produit l’espace et le temps à cette échelle.

Une des variantes de ceci est la dont parle Lee Smolin dans un livre fou et que j’aime surtout à cause de cette jolie vidéo à laquelle je n’ai rien compris:

(Représentations graphiques de la triangulation dynamique causale d’un espace à 2 dimensions. voir la .)

Une autre est la . Dans ces approches, l’espace-temps peut être vu comme un graphe qui connecte les endroits de l’espace liés causalement.

Donc la réponse à votre question est : ni solide, ni liquide, ni gaz, ni plasma, mais autre. Extraordinairement autre. On ne sait pas ce que c’est, mais on cherche.

Notes de bas de page

Pourquoi la masse du neutrino est-elle si importante ?

Mon, 07 Oct 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Dans le , la théorie actuellement acceptée pour décrire le comportement des particules élémentaires, les neutrinos n’ont pas de masse. Les expériences visant à mesurer une éventuelle masse ont de fait toutes échoué*, en accord avec le modèle standard.

Cependant les équations de l’ prédisent que si et seulement si les neutrinos ont une masse, alors un phénomène d’oscillation entre les différentes doit se produire lors de leur propagation. Or ces oscillations ont effectivement été observées, ce qui constitue une brèche dans le modèle standard.

On a donc une contradiction entre deux théories : si le neutrino n’a pas de masse alors il faut comprendre pourquoi il oscille quand même, et si il a une masse il faut comprendre pourquoi le modèle standard prédit qu’il n’en a pas.

Les expériences récentes comme ont permis de réduire l’estimation maximum de la masse du neutrino, mais pas la minimum : on ne sait toujours pas si il a une masse extrêmement faible ou pas de masse du tout.

Note* : donc je trouve le terme “échoué” de la Wikipédia un peu fort et “en accord avec le modèle standard” laisse supposer que la masse serait nulle alors qu’on en sait rien.

Comment faites-vous la distinction entre la température et l'effet Doppler en utilisant le rayonnement de corps noir ?

Wed, 02 Oct 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

L’ décale le spectre de de la même manière qu’un décalage de température :

$T' = T \sqrt{\frac{c-v}{c+v}}$

En astrophysique, la distinction se fait en observant le décalage des raies d’émission ou d’absorption . Voici par exemple une partie du spectre réellement mesuré d’une galaxie :

(source )

On y voit très nettement le pic de l’Hydrogène et deux pics de l’oxygène. Sur la mesure, le pic de l’hydrogène est à 810 nm, alors que est à 656.3 nm au repos.

En faisant la moyenne des décalages des trois pics on trouve un z=0.228 qui correspond à une vitesse d’éloignement de 68300 km/s, et par la une distance de 1050 Mega , soit 3.4 milliards d’années lumière.

Je sais pas vous, mais moi ça me scotche littéralement de voir qu’on peut mesurer le spectre d’un objet si lointain avec autant de précision.

En passant, l’hypothèse de la a été écartée à partir de telles mesures, car elle prévoyait une déformation du spectre, donc un décalage différent des différentes raies.

Quelle est la température d'un trou noir ?

Tue, 01 Oct 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Il faut distinguer deux choses:

La est celle perceptible à l’extérieur du trou noir, produite par le . Si ce rayonnement existe (on ne l’a jamais mesuré), la température correspondante est incroyablement faible : elle vaut 0.12 microKelvin pour un trou noir d’une masse solaire. Les sont plus froids que le à 2.7 K ! Ce n’est que dans les dernières minutes de sa très très très longue vie qu’un trou noir aurait une température de plus en plus élevée et émettrait un flash extraordinairement intense et très particulier, puisque balayant tout le spectre. Si on en voit un une fois, on saura:
La température à l’intérieur de l’horizon des événements du trou noir qui :

Quel-est la découverte d’Einstein la moins connue ?

Sat, 28 Sep 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Tout le monde connait déjà le réfrigérateur qu’il a inventé avec Léo Szilard n’est-ce pas ? Bon alors je vous présente ….

Tadaaaaam !!!

Suspense intense ….

la blouse d’Einstein, brevet de 1936 :

Notes de bas de page

Les scientifiques ont-ils des hypothèses quant à la Nature de la Singularité au cœur des Trous Noirs ?

Thu, 26 Sep 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Oui, le problème c’est plutôt qu’ils ont infiniment plus d’hypothèses (3 ou 4…) que de moyens de les vérifier (0) …

Parmi les hypothèses :

de la : quarks serrés les uns contre les autres par l’interaction forte plutôt que par la gravitation
des sous-composants hypothétiques des et des
rien du tout. Le “faible” postule que tout ce qui “entre” dans l’horizon des événements est converti en information qui reste stockée sur l’horizon. L’intérieur n’existe tout simplement pas, c’est une “bulle de néant”
ajoutez votre préférée ici

Que voyons nous si nous sommes à l'horizontale d'un trou noir (allons-nous juste voir un horizon noir)?

Tue, 24 Sep 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

n’a pas trouvé les images de Luminet parce que c’est qui les a faites ;-)

Mais je n’ai pas retrouvé non plus les images que je cherchais pour répondre à la question. J’ai retouvé celles de qui montrent ce qu’on voit en regardant vers un trou noir en rotation et en regardant dans la direction opposée.

Par contre il y a cette simulation d’ d’un chute vers un trou noir qui ne tourne pas qui répond à la question : oui, juste un horizon noir.

J’ai entendu quelque part que si la terre est absorbée par un trou noir ! Elle deviendra petite comme un œuf mais avec le même poids ; est-ce vrai ?

Sun, 22 Sep 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Si la Terre est absorbée par un trou noir, sa masse s’ajoutera à celle du trou noir, qui est au minimum 3.2 fois celle du Soleil, la .

L’horizon des évènements d’un tel trou noir à un diamètre de 20km, donc il déchiquetterait la terre par effet de marée et augmenterait son rayon d’un petit (millimètre edit) centimètre en l’absorbant.

Et voici déjà la réponse à ceux qui commenteront en disant “oui mais si c’est un .?” :

On en a jamais vu la queue d’un, donc jusqu’à preuve du contraire, ça n’existe pas.

C'est quoi la théorie de Alcubierre ?

Wed, 18 Sep 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

La , également connue sous le nom de propulsion Alcubierre (Alcubierre drive) et commande de chaîne, est une proposée en 1994 par le . Cette métrique est solution des en et pourrait permettre à un vaisseau spatial de voyager à une si l’on pouvait créer un champ de plus faible que le vide (par l’intermédiaire de ).

(Wikipédia)

yapluka trouver des masses négatives…

Le Big Bang est un mensonge, le rétrécissement de l'Univers au point zéro est-il une possibilité ?

Fri, 13 Sep 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Peut-être n’avez vous pas compris ce qu’est le :

Le Big Bang est un cosmologique utilisé par les scientifiques pour décrirel’origine et l’évolution de l’ .

De façon générale, le terme « Big Bang » est associé à toutes les qui décrivent notre Univers comme issu d’une dilatation rapide. Par extension, il est également associé à cette époque dense et chaude qu’a connue l’Univers il y a 13,8 milliards d’années, sans que cela préjuge de l’existence d’un « instant initial » ou d’un commencement à son histoire.

La comparaison avec une explosion, souvent employée, est elle aussi abusive.

(wikipédia)

Notre Univers n’était donc pas “rétréci”, et encore moins un “point”.

Si vous acceptez les mesures qui montrent que dans très longtemps il y a aura beaucoup plus d’espace entre les objets, pourquoi ne pas accepter celles qui montrent qu’il y a très longtemps, il y en avait beaucoup moins ?

Le “point zéro” est une singularité mathématique qui résulte d’une extrapolation linéaire.

Représentez le temps sur une échelle logarithmique, ou en 1/T ou T est la température, et la singularité disparaît.

Pourquoi les équations de physique théorique sont-elles si simples ?

Mon, 02 Sep 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Un aspect non (?) développé dans les autres réponses est que les formulations se simplifient avec le temps.

Le paragraphe suivant est tiré d’un ouvrage fondamental de la physique:

Les changements qui arrivent dans le mouvement sont proportionnels à la force motrice, et le sont dans la ligne droite dans laquelle cette force a été imprimée. Si une force produit un mouvement quelconque, une force double de cette première produira un mouvement double, et une force triple un mouvement triple, soit qu’elle ait été imprimée en un seul coup, soit qu’elle l’ait été peu à peu et successivement, et que ce mouvement, étant toujours déterminé du même côté que la force génératrice, sera ajouté au mouvement que le corps est supposé avoir déjà, s’il conspire avec lui; ou en sera retranché s’il lui est contraire, ou bien sera retranché ou ajouté en partie, s’il lui est oblique; et de ces deux mouvements il s’en formera un seul, dont la détermination sera composée des deux premières.

Compris ? Pourtant c’est ainsi que Newton lui-même énonce sa dans ses en 1687 (la traduction française date de 1756). De nos jours, on résume ceci par $F = m.a$

Même le cancre interrogé sur “efégalema” ne parviendra pas à emberlificoter ses explications autant que le grand Newton, pour autant qu’elles soient justes. En 3 siècles, les 803 caractères de la formulation newtonienne destinée à l’élite intellectuelle de son temps ont été réduits à 5 symboles assénés à tous les ados du monde ou presque.

Et ce n’est pas un cas unique. Même $E=mc^2$ est un raccourci de l’article d’Einstein qui disait initialement ;

Si un corps perd une énergie L sous forme de rayonnement, sa masse diminue de $L/c^2$

Avec le temps, on développe des formulations “simples” de phénomènes qui ne le sont pas du tout.

(texte partiellement tiré de )

Peut-on contourner la loi de conservation de l'énergie ?

Wed, 28 Aug 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Oui c’est vraiment dangereux.

Le démontré mathématiquement en 1918 prouve que l’énergie est l’ “invariant par translation dans le temps”, qui résulte du fait que les lois de la physique ne varient pas dans le temps.

Enfreindre la loi de conservation de l’énergie, c’est donc contraindre l’Univers à ne plus se comporter demain comme il se comporte aujourd’hui.

N’essayez même pas !

Les particules accélérées vérifient-elles la théorie restreinte d’Einstein ?

Tue, 27 Aug 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Absolument. Le cas le plus typique est celui du , particule instable qui a une demi-vie de 2.2 microsecondes. Il est notamment produit par des rayons cosmiques touchant des atomes de la haute atmosphère. Sans effet relativiste, il devrait se désintégrer en moyenne au bout de 456 mètres, pourtant on en détecte plein au niveau du sol, disons 100x plus bas que 456m alors qu’on ne devrait en trouver que 1 sur 2^{100, soit environ 10}30.

Le même effet se retrouve pour d’autres particules accélérées artificiellement. Sans “compression du temps”, elles ne devraient même pas pouvoir aller du lieu de la collision où elles sont produites jusqu’au détecteur, mais la relativité multiplie leur durée de vie par 1000 ou plus pour les observateurs que nous sommes.

Tous les et possibles et imaginables ont été faits, et ils donnent tous le même résultat : Albert a raison. A 100%

Combien de théories d'Einstein ont été prouvées ?

Mon, 26 Aug 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Si par “prouvées” vous voulez dire “confirmées par les expériences”, alors TOUTES !

Pendant l’ 1905, il a publié 4 articles qui ont révolutionné la physique:

Un point de vue heuristique concernant la production et la transformation de la lumière, développe l’idée de quanta d’énergie, que a supposé en 1900. Einstein explique que la peut seulement être absorbée ou émise en quantités discrètes appelé « » , ce qui explique l’ , utilisé notamment dans les cellules photovoltaïques actuelles. C’est pour ce travail qu’Einstein reçut le Prix Nobel de physique en 1921, et même si la mécanique quantique a beaucoup complété son travail, il est toujours parfaitement valable.
Sur le mouvement de petites particules en suspension dans un liquide immobile, comme requis par la théorie cinétique moléculaire de la chaleur, apporte une explication physique au mouvement de fines particules (visibles au microscope) en suspension dans un liquide. On appelle aujourd’hui ce phénomène le « ». Dans cet article, Einstein réconcilie la , qui étudie les phénomènes comportant un grand nombre de particules, avec la mécanique newtonienne, qui décrit le mouvement individuel de chaque particule, en utilisant la cinétique de la chaleur qui n’est toujours pas totalement acceptée à l’époque . Le développement fait par Einstein fournit des preuves mathématiques pour appuyer la réalité de l’ , réalité qui sera par la suite confirmée par qui détermine le Nombre d’Avogadro en se basant sur les idées d’Einstein. Là encore, il n’y a rien a jeter dans cet article génial
réconcilie les pour l’ et le avec les lois de la mécanique classique en introduisant dans cette dernière des changements majeurs au voisinage de la . Modifiant fondamentalement la perception scientifique de l’espace et du temps, on connaît aujourd’hui cette théorie sous le nom de la . De nombreux l’ont confirmée.
*Dans L’inertie d’un corps dépend-elle de l’énergie qu’il contient ?*il développe l’équation sans doute la plus célèbre de la physique: E=mc^2. Inutile de préciser que cette équation est toujours d’actualité.

Ensuite, la publiée dès 1915 établit les , vérifiées par une floppée de y compris les récentes détections d’ondes gravitationnelles.

A ce propos, Einstein a eu lui-même de gros doutes (voir ), et il a eu beaucoup de peine à accepter certains aspects de la mécanique quantique, si tant est qu’il l’a acceptée. Mais ce n’était pas directement SA théorie.

Comment procède t on pour créer une nouvelle Théorie physique, est ce un fait de hasard ou c'est un processus déductif bien défini ?

Mon, 26 Aug 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

La physique étant une science, on applique la :

Donc, très important , le point de départ : on part d’une observation pas ou mal décrite par les théories existantes (qu’on commence par apprendre en une vingtaine d’années d’études, évidemment).

Dans la liste actuelle de telles observations il y a l’anomalie de la et l’ par exemple. Notez que la matière noire et l’énergie sombre ne sont PAS des observations. Les observations, c’est expérimental. Là le “hasard” intervient parfois sous la forme de résultats inattendus qu’il faut avoir la chance ou la sagacité de repérer.

Ensuite on forme une hypothèsequi permet de décrire ce phénomène tout en n’étant pas (trop) contradictoire avec toutes les autres observations. Ce n’est pas encore une “ ”, à ce stade c’est juste une . A mon sens, c’est plus un processus que déductif car on doit généraliser toutes les observations en une formulation la plus synthétique possible. Dire qu’il existe une “ ” faite de particules massives mais invisibles qui s’organise en anneaux autour des galaxies est une hypothèse. Parmi d’autres.

Ensuite on “valide” cette hypothèse par au moins une expériencequi permet de la distinguer des autres hypothèses. Par exemple, on recherche des avec des détecteurs qui coûtent des millions. Et même si on n’en trouve pas pendant 10 ans, on continue jusqu’à ce qu’on en trouve, ou jusqu’à ce qu’une autre expérience valide une autre hypothèse. C’est long, mais c’est comme ça : pas de Prix Nobel avant validation expérimentale.

C’est même encore plus long que ça, parce qu’il faut publier l’hypothèse, mais surtout les résultats de l’expérience pour encourager d’autres chercheurs à effectuer d’autres expériences qui confirment la validation. Et aussi qui vérifient que l’hypothèse est compatible avec les autres faits expérimentaux. Exemple au hasard : une théorie de la gravitation quantique qui décrirait pourquoi la censure cosmique cache la singularité des trous noirs de Kerr doit aussi décrire comment un caillou tombe par terre…

Ce n’est qu’après tout ça que votre hypothèse pourra devenir une vraie :

ensemble d’explications, de notions ou d’idées sur un sujet précis, pouvant inclure des et des , induites par l’accumulation de faits provenant de l’ et de l’ .

Pourquoi n'arrive-t-on pas à unifier les quatre forces ?

Fri, 23 Aug 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Parce qu’on est pas surs qu’il y en ait 4.

La gravitation est tellement différente des 3 autres ( + ) que de plus en plus de gens pensent qu’elle est fondamentalement différente, plus liée à la nature de l’espace-temps qu’aux particules du modèle standard.

Et on est pas surs non plus que les 4, ni même vraiment les 3 étaient vraiment “unifiées” à une certaine période du Big Bang.

L’ est en effet encore grandement hypothétique et ne concernerait que les 3 interactions, pas la gravitation.

D’ailleurs il n’est même pas vraiment clair que la masse existait à cette “époque”…

Quels sont les moyens les plus réalistes de voyager dans le temps ?

Fri, 23 Aug 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

vers le futur c’est très facile, il suffit d’attendre…

Ou, un peu plus technique, hiberner, ou voyager à vitesse relativiste, ou orbiter autour d’une très grosse masse compacte.

Pour le voyage vers le passé, la seule approche potentiellement éventuellement envisageable dans un futur très lointain que je connaisse est de créer un trou de ver et d’en faire vieillir une extrémité moins vite que l’autre par un effet relativiste.

C’est décrit dans . Notez qu’une telle machine ne permet pas de choisir la date d’arrivée (qui dépend uniquement de la date de départ), et ne permet pas de revenir avant la date de construction de la machine.

Il existe d’autres moyens hypothétiques de créer des , je milite pour qu’on essaie vraiment d’en faire une toute petite dès que possible.

Comment le principe de conservation de l'énergie a-t-il permis de prédire l'existence du neutrino ?

Wed, 21 Aug 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

En , la communauté des est confrontée à une énigme : la $\beta$ ne semble pas respecter les de l’ , de la et du . Pour satisfaire ces principes, postule l’existence d’une nouvelle particule, de nulle, qu’il nomme initialement neutron (pour particule neutre, le neutron n’ayant pas été découvert), et dont il estime la masse au moins 100 fois inférieure à celle du proton (lettre du 4 décembre 1930 de Pauli aux participants de la réunion de Tübingen. C’est le physicien italien qui donne à la nouvelle particule le nom de « neutrino » (en italien : petit neutron), en plaisantant pendant une conversation avec à l’Institut de physique de vie Panisperna à Rome, pour le distinguer du neutron, beaucoup plus massif, découvert par en 1932. Fermi utilisa le mot « neutrino » à la conférence de Paris de juillet 1932 puis à la conférence Solvay de 1933, où Wolfgang Pauli l’adoptait lui aussi, l’introduisant ainsi dans la communauté scientifique internationale.

( Wikipédia)

Durant une transformation, est-il possible de transgresser les principes de conservation de la masse, de la quantité de mouvement, de l’énergie?

Wed, 21 Aug 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Les principes de conservation sont valables pour des systèmes isolés, qui sont très difficile à définir en réalité car ils n’existent pas …

Cela dit, le principe de n’en est plus un depuis la découverte de la radioactivité et de la relativité. Il est donc “transgressé” lorsque les transformations font intervenir ces phénomènes.

Mais la et , plus précisément du qui le généralise, ainsi que quelques autres sont beaucoup plus fondamentaux depuis le .

Ce théorème mathématique démontre que les grandeurs conservées correspondent à des symétries de l’espace+temps.

Donc les principes de conservation ne peuvent être “transgressées” que si ces symétries sont imparfaites, ce qui est peut-être le cas à l’échelle de l’Univers (dont rien ne dit que ce soit un système isolé …)

A quoi sert l'antimatière ?

Tue, 20 Aug 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

L’ ne “sert” à rien directement dans l’Univers, parce qu’il y en a extrêmement peu. Elle existe sous forme de quelques antiparticules par-ci par là, en quantités microscopiques par rapport à la matière. On a jamais vu un seul atome d’antimatière naturel, on a tout juste réussi à produire quelques atomes d’ depuis 1995.

L’antimatière “sert” surtout à faire réfléchir les physiciens à pourquoi il y en a si peu. Parce qu’en principe, le Big Bang aurait du en produire autant que de la matière, puis les deux auraient du s’annihiler, et il ne devrait rester que des photons.

Sinon, peut-être que l’antimatière “sert” pendant un très court moment à faire péter les très fort.

Est-il possible qu'un trou noir tourne plus vite que la vitesse de la lumière ?

Tue, 20 Aug 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Il existe une vitesse limite à la vitesse de rotation des trous noirs imposée par la .

Les trous noirs dont on a mesuré la vitesse de rotation en sont très proches. Par exemple tourne à plus de 1100 tours par seconde (wow!) ce qui correspond à 98% de la limite de censure cosmique.

Ceci a une conséquence intéressante : les trous noirs doivent avoir une moyen de régurgiter du moment cinétique lorsqu’ils absorbent de la matière… Les jets ?

Quelle est l'opinion des scientifiques sérieux à propos du travail de Tom Campbell et de sa théorie de l'univers virtuel ?

Tue, 20 Aug 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Il y a plusieurs théories, ou disons plutôt hypothèses concernant l’idée que notre Univers soit une simulation. Je ne connaissais pas celle-ci, mais le projet de Tom Campbell vise justement à tester sa propre hypothèse, ce qui satisfait mon empirisme congénital. Mais son expérience me semble un peu trop simple, je ne sais pas si elle est suffisante…

J’avais vu passer une autre idée de test beaucoup plus futuriste et coûteux : essayer de simuler notre propre Univers, voir ( voir )

Quoi qu’il en soit, si nous sommes une simulation, il restera à déterminer quels êtres dans quel Univers se permettent de nous simuler… Je vois deux cas envisageables:

un Univers très semblable au nôtre, peut-être dans le cadre de leur “plus grande expérience de tous les temps” visant à déterminer si eux-mêmes sont une simulation (etc …) car un Univers à plus de dimensions est exclu ( )
un Univers aussi différent du nôtre que peut l’être par exemple le jeu de la Vie, qui, étant “Turing complet” permet d’y simuler n’importe quoi (voir ).

Comment tous les éléments de notre univers sont-ils crées ?

Fri, 16 Aug 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Ce tableau des éléments vous dira tout:

en gros l’hydrogène et l’hélium proviennent de la , le béryllium et le bore sont produits par les rayons cosmiques, et tout le reste provient de restes d’étoiles de différents types, y compris de collisions d’étoiles à neutrons.

Hubert Reeves disait que nous sommes des poussières d’étoiles, mais c’est un poète.

Nous sommes des glaires d’étoiles moribondes, voilà la réalité.

Comment se fait-il qu'un trou noir influence gravitationnellement l'extérieur alors même qu'il referme l'espace-temps au niveau de son horizon des événements ?

Tue, 13 Aug 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Excellente question, comme l’a dit Brice.

L’horizon des événements d’un trou noir est une limite de notre univers observable au même titre que l’ : rien de ce qui est au delà ne peut nous influencer de quelque manière que ce soit.

Donc “tout se passe comme si” la masse du trou noir se trouvait sur l’horizon des événements. De plus on a un problème plus général que celui de la masse : celui de l’ que je ne veux pas détailler ici mais qui est similaire : l’horizon des événements doit “mémoriser” l’information sur tout ce qui entre.

Or si l’espace et le temps sont discrets et non continus, ce que de plus en plus de gens acceptent , alors il y a une hypothèse très sympa qui met tout le monde d’accord : le . Attention ça ne veut pas dire “l’univers est un hologramme” comme on le résume parfois. Le principe holographique dit “simplement” que ;

La quantité maximale d’informations contenues dans un volume d’espace ne peut être plus importante que celle qui est emmagasinée à la surface de ce volume, où une quantité élémentaire ou « bit » d’informations occupe un quart de la surface dite de Planck. ( )

Bref, la masse du trou noir (qui ne peut plus exister à l’intérieur de l’horizon parce que les protons et neutrons sont broyés et que les gluons ne peuvent plus bouger, donc plus exister non plus), cette masse donc est “emmagasinée” à la surface de l’horizon des événements.

Notes de bas de page

Est il probable qu’une découverte scientifique nous fasse repenser en profondeur les bases de la mécanique classique ?

Sat, 10 Aug 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Possible oui, probable non.

Avec tous les mécanismes et montages possibles et imaginables qu’on est désormais capables de produire et de mesurer avec une précision incroyable, si quelque chose clochait dans la physique tout court, ça se verrait.

Bon après on peut toujours chipoter sur la constance de la Constante de Hubble, ou sur la Courbure de l’univers et découvrir un jour que la somme des angles d’un triangle intergalactique ne fait pas 180 mais 179.999999 degrés, mais ça ne changerait pas grand chose au schmilblik.

Toute théorie scientifique est un modèle. “tout se passe comme si” elle était correcte, jusqu’à preuve du contraire.

Que se passe-t-il au centre d'un trou noir ?

Tue, 06 Aug 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Il ne se passe absolument rien.

Dans la version couramment admise de la “singularité”, tout se qui compose le trou noir se trouve concentré en un point. Il n’y a pas d’espace, plus de temps, plus rien ne bouge. D’ailleurs tout le monde est d’accord là dessus : la température n’est pas une caractéristique d’un trou noir.

Donc il ne se passe absolument rien.

Dans la version du qui continue de me turlupiner, c’est encore pire : il n’y a aucune “information” à l’intérieur de l’horizon des événements du trou noir. L’information de tout ce qui “entre” est “mémorisée” sur l’horizon.

Dans cette vision, non seulement il ne se passe absolument rien à l’intérieur d’un trou noir, mais en plus il n’y a absolument rien.

Est-ce que, dans un trou noir, les atomes se "touchent". Ou restent-il séparés par un certain vide ?

Sun, 04 Aug 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Il n’y a plus d’atomes dans un trou noir.

Déjà dans une la densité est telle que les protons et les électrons se combinent pour former des neutrons qui se touchent. Il n’y a plus d’atomes.

Dans un trou noir, la densité est encore plus forte : les neutrons sont écrabouillés en quarks et peut-être plus élémentaire encore, on en a aucune idée. Ça pose d’ailleurs un problème intéressant, c’est que la masse des quarks ne représente qu’environ 1% de la masse des neutrons. Le reste est dans l’énergie des gluons qui les lient en se déplaçant à la vitesse de la lumière d’un Quark à l’autre. Mais si ils ne peuvent plus se déplacer, sous quelle forme se retrouve cette masse/énergie ? Mystère…

Les astres dans lesquels " les atomes se touchent" presque sont les Les atomes se rapprochent de plus en plus lors de leur refroidissement jusqu’aux , mais il n’y en a pas encore.

Où est-ce que Newton s'était trompé et qu'Einstein avait vu juste, et qu'est-ce qui a échappé à Einstein et que les physiciens ont trouvé plus tard ?

Sun, 04 Aug 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Newton ne s’est pas trompé, sa description de la gravitation est largement suffisante dans 99.999% des cas auxquels nous sommes confrontés sur Terre.

Einstein a amélioré cette description aux cas restants (objets très massifs ou très rapides) tout en décrivant le mécanisme faisant apparaître la force de gravitation Newtonienne, mais qui est en réalité une déformation de l’espace-temps.

Aucun physicien sérieux ne remet en question Einstein, tout au plus on a proposé des modifications de la “constante cosmologique” apparaissant dans ses équations pour prendre en compte la matière noire ou l’accélération de l’expansion de l’Univers.

Jusqu’ici Einstein a 100% raison. Pas 99.999% mais bien 100%.

Quelqu'un est-il en mesure d'expliquer à un profane l'histoire des onze dimensions du microcosme ?

Fri, 02 Aug 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Les postulent

Que les briques fondamentales de l’Univers ne seraient pas des particules ponctuelles mais des sortes de possédant une , à la manière d’un . Ce que nous percevons comme des de caractéristiques distinctes ( , , etc.) ne seraient que des cordes vibrant différemment. Les différents types de cordes, vibrant à des fréquences différentes, seraient ainsi à l’origine de toutes les de notre Univers.
Que l’ contiendrait plus de trois dimensions spatiales. Certaines d’entre elles, repliées sur elles-mêmes (théories de Kaluza- ), passant inaperçues à nos échelles (par une procédure appelée ).

Vous avez peut être noté que j’ai mis “les Théories des cordes” au pluriel car en effet il y en a plusieurs, et même beaucoup, qui se distinguent par la nature des cordes et le nombre de dimensions. Il y a des théories à 11 dimensions, mais aussi à 10 ou même 26…

Intuitivement, ces dimensions supplémentaires sont analogues à la surface d’une ficelle, par exemple. Pour vous la ficelle est une courbe à une seule dimension joignant deux points, mais pour une fourmi qui peut en faire le tour, la ficelle a deux dimensions, dont une “bouclée” qui est pratiquement imperceptible pour vous.

Notez que les Théories des cordes sont de plus en plus vivement contestées car :

aucune expérience n’a démontré l’existence de ces dimensions jusqu’ici, alors que certaines expériences auraient du les montrer
Les “cordistes” ont constamment modifié et étendu leurs théories pour qu’elles collent aux nouvelles découvertes, et n’ont jamais proposé d’expérience qui la validerait ou invaliderait définitivement. Or la Réfutabilité est une caractéristique indispensable d’une théorie physique.

Bref prenez ces dimensions supplémentaires avec des pincettes toutes théoriques.

D’autres “théories de tout” comme la n’en ont pas besoin.

Quel est l'impact du référentiel dans le calcul des effets relativistes d'un objet qui est proche de la vitesse de la lumière ?

Mon, 22 Jul 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Le Référentiel est celui dans lequel on mesure la vitesse de l’objet.

Selon le Principe d"equivalence, si vous êtes dans un objet qui se déplace à une vitesse proche de celle de la lumière par rapport à un observateur “immobile”

Tout doit être “normal” pour vous dans votre vaisseau, comme si vous étiez immobile. En particulier mesurer une vitesse de la lumière c dans toutes les directions.
Vous devez voir l’observateur “immobile” comme si c’était lui qui se déplaçait à vitesse très élevée en sens inverse du votre

La relativité restreinte ne fait “que” rendre cette équivalence logique possible physiquement.

La relativité générale ne fait “que” généraliser ceci aux référentiels accélérés, ou sous l’effet de la gravitation, ce qui est équivalent.

Qui est responsable de la théorie ridicule de l'Univers électrique ?

Sun, 21 Jul 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Selon , physicien américain de la et de la , la du (Plasma Astrophysics and Cosmology) a fêté le centenaire de sa fondation en 1996 et ses origines peuvent être attribuées à la recherche fondamentale publiée pour la première fois par en 1896

Ce cosmologique a été soutenu par le qui l’a nommé « ». La principale caractéristique de son approche est d’affirmer que les phénomènes de nature jouent un rôle d’égale importance que celle de la dans la structuration de l’univers à grande échelle

(…)

Un livre grand public a été écrit en 1992 par Eric Lerner, un chercheur ayant peu de publications à son actif. Le cosmologue sur sa page professionnelle décrit les erreurs de raisonnement qu’il a trouvées dans le livre précité.

Bon article :

Bref : des gens qui en sont encore à la physique du 19ème siècle …

Pourquoi la théorie de la gravité de Newton et non la théorie d'Einstein est-elle préférée pour les calculs gravitationnels ?

Fri, 19 Jul 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

parce que c’est beaucoup plus simple de calculer une “force” entre deux objets que la déformation de l’espace-temps, et que l’approximation est acceptable dans 99.999% des cas.

( )

A noter que la permet désormais de simuler pour N > 100 millions :

Wow ! Mais j’attends aussi la version relativiste …

Qu'est-ce que la prétendue "théorie du caméléon" et comment pourrait-elle expliquer l'expansion de l'univers ?

Sat, 13 Jul 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

La consiste à considérer la R de la relativité comme une fonction f(R). On obtient ainsi une relativité modifiée dans laquelle la loi de la gravitation change en fonction de son environnement, d’où la dénomination de “théorie du caméléon”.

En réalité il existe plusieurs, pour ne pas dire une infinité de possibilités de définir f(R), et donc déjà plusieurs familles de “caméléons” qui peuvent décrire l’expansion de l’Univers sans nécessiter la fameuse . Des chercheurs iennent de parvenir à simuler la formation de galaxies en utilisant une f(R) , montrant ainsi que la relativité n’est pas la seule à pouvoir décrire la formation de structures de l’Univers.

Cependant (mode critique activé):

si f(R)=R, on retrouve la relativité générale
si on veut éliminer la constante cosmologique, il faut ajouter des choses dans f(R), comme une 5ème force, avec ses propres paramètres. Qu’est-ce qu’on a gagné ?
tout le monde est assez d’accord pour dire que f(R) doit être proche de R pour qu’on observe ce qu’on observe. Donc la différence entre une théorie caméléon f(R) et R est petite. Donc pas facile à mesurer.
dans ce genre de cas, la validation d’une théorie se fait sur des prédictions, ce qu’à très bien réussi la relativité. Donc j’attends des caméléonistes qu’ils proposent des expériences permettant de distinguer leur(s) théorie(s) de la relativité, pas seulement de simuler ce qu’on sait déjà. (voir )

Notes de bas de page

Pourquoi l'espace a-t-il trois dimensions ?

Tue, 09 Jul 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

D’abord, c’est pas absolument sur … A très petite échelle le prétend que 2 dimensions pourraient suffire ou peut-être même une seule… “Preuve” : je peux simuler des tas de choses en 3D avec un ordinateur qui a une mémoire linéaire (des gigabytes alignés le long d’un espace d’adressage).

Mais ok, à notre échelle, tout se passe comme si l’espace avait 3 dimensions. Plus une dimension de temps, qui est liée à l’espace comme les nombres imaginaires sont liés aux nombres réels, selon la

Alors pourquoi pas 4 dimensions spatiales ou 2 dimensions temporelles ?

Parce que sinon on ne pourrait pas exister, comme l’explique dans un article passionnant illustré par cette figure:

et contenant ce paragraphe :

Si un observateur est capable d’utiliser sa conscience de soi et des capacités de traitement de l’information, les lois de la physique doivent être telles qu’il puisse faire au moins certaines prédictions. Plus précisément, au sein du cadre d’une théorie des champs, en mesurant diverses valeurs de champ à proximité, il faut qu’il ait la possibilité de calculer les valeurs de champ à certains points plus éloignés de l’espace-temps (ceux se trouvant le long de la ligne de son monde à venir sont particulièrement utiles) avec une marge d’erreur finie. Si ce type de causalité bien définie était absente, alors non seulement il n’y aurait aucune raison pour que cet observateur ait une conscience de soi, mais il semble très peu probable que des systèmes de traitement de l’information tels que les ordinateurs ou le cerveau puisse exister.

Or justement cette prédictibilité n’apparaît que si les équations de champ suivent des . Et Tegmark montre que ceci n’est le cas que dans les univers à une seule dimension de temps ou une seule dimension d’espace. S’il y en a plus, l’univers devient totalement imprévisible. Avec un temps à deux dimensions, il est par exemple impossible de donner un rendez-vous à quelqu’un, car si nous contrôlons nos déplacements dans l’espace et pouvons éventuellement les moduler de façon à nous retrouver à un certain moment t1 selon le “temps1” à l’endroit convenu, nous n’aurions pas le moyen de gérer simultanément le “temps2” : l’autre personne suivant une trajectoire dans l’espace-temps différente n’aurait aucun moyen d’arriver au rendez-vous à la fois à la même position spatiale et au au même temps (t1,t2)

Notes de bas de page

Comment serait la vie au quotidien si la vitesse de la lumière était de 100 km/h ?

Sun, 07 Jul 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Très étrange. Vous pouvez jouer a , un petit jeu gratuit développé au MIT qui vous montrera ça:

En gros c’est un peu comme si on a pris du LSD …

Cela dit, si la vitesse de la lumière était un peu différente, c’est à dire si le mètre était un peu différent puisqu’aujourd’hui le mètre est défini à partir de la seconde et de c, l’univers serait tellement différent qu’il n’y aurait pas de “vie au quotidien”, et même pas de vie du tout.

D'après la théorie des cordes, l'univers est fait de vibrations. Nos yeux seraient-ils des convertisseurs de ces ondes ?

Fri, 05 Jul 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Non, nos yeux captent une toute petite partie du spectre des qu’on appelle “lumière visible”.

Les cordes sont supposées être beaucoup, beaucoup plus petites que la longueur d’onde de la lumière, qui est de l’ordre du micron (millième de millimètre).

Les “vibrations” des cordes sont supposée créer les particules, dont le photon des ondes électromagnétiques, mais cette hypothèse a pas mal de plomb dans l’aile car on n’observe rien qui la confirme…

Qu'est-ce qui empêche la lumière d'aller plus vite ?

Fri, 05 Jul 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Parce que la vitesse de la lumière est infinie (pour celui qui se déplace).

Grâce au lorsqu’un objet se déplace à 84% de c, le temps est comprimé de 1.85% pour un observateur situé sur l’objet, ce qui fait qu’il parcourt 300'000 km en une seconde de son . En accélérant encore plus, il ira plus vite que la lumière dans son référentiel, et il peut accélérer indéfiniment, jusqu’à une vitesse infinie dans son référentiel s’il disposait d’une énergie infinie…

… Ou d’une masse nulle. Dans son référentiel, un photon traverse tout l’univers en un temps nul.

En quoi le fait que cette vitesse infinie corresponde à une limite finie pour un observateur “au repos” est-il un problème pour vous ?

sur mon blog

Si la théorie du Big Bang est vraie et que tout a commencé à partir d'un point, comment des vides et des super vides pourraient-ils se former ?

Fri, 05 Jul 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

pas un point. Un espace extrêmement dense et chaud, mais peut-être d’une taille infinie. Ce n’est “que” notre qui était comprimé à la taille de ce point. à un moment donné, et beaucoup plus petit avant.

Comme on le voit dans l’image ci-dessous, dans la première seconde l’univers est passé d’une température de 10^{32K (la
, la plus élevée qu’on puisse imaginer) à une température de 10}13 K (correspondant à celle qu’on obtient lors des collisions de particules), ce qui implique un gonflement de l’espace d’un facteur 10^29 en volume, soit 10 milliards en rayon du “point.” ci-dessus.

Pendant cette seconde, il n’y avait pas de particules massives (protons, neutrons), donc pas de gravitation. Les premières forces attractives ont été:

autour de la première seconde, l’ a lié les quarks pour former les protons et quelques neutrons isolés qui n’ont vécu que quelques quart d’heures
Après la première minute, l’ a produit quelques noyaux atomiques pendant la
Au bout de 300'000 ans l’univers est suffisamment froid pour ne plus être un . C’est l’heure de la : l’ est assez forte pour que les noyaux atomiques capturent des électrons pour former les premiers atomes, électriquement neutres et donc sujets à la gravitation (avant aussi, mais leur énergie et la répulsion électrostatique des noyaux positifs les empêchaient de s’agglomérer). Accessoirement, ce rend l’Univers transparent à ce moment là. Avant, les photons étaient sans cesse capturés et émis dans tous les sens par le gaz d’électrons.

Le date de ce moment là. C’est cette fameuse image qu’on voit partout:

Elle montre des variations de température inférieures à 1/10'000 ème de degré à ce moment là, sur une température moyenne de 2.73° au dessus du zero absolu. Ce sont ces microscopiques variations qui, avec l’effet de la gravitation sur 13 milliards d’années, ont causé l’agglomération des galaxies, et la formation des “vides” que vous mentionnez.

Le projet a réalisé des simulations de cette phase

Est ce qu’un faisceau de lumière émit de manière tangentielle à l’horizon d’un trou noir va poursuivre son chemin en s’éloignant ou va t’il boucler sur lui même ?

Wed, 03 Jul 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Tangentiellement à l’horizon des événements, la lumière tombe dans le trou. Sur l’horizon, c’est la vitesse perpendiculaire qui doit valoir c…

La lumière va orbiter le trou noir seulement sur la située à 1.5 pour un trou qui ne tourne pas.

Pour un qui tourne, il y a deux sphères de photons sur lesquelles les photons peuvent orbiter. J’ai trouvé cette jolie animation sur en anglais :

Que se passerait-il si la masse grave et la masse inertielle n'avaient pas les mêmes valeurs ?

Mon, 01 Jul 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Si le “faible” était réfuté, ça réfuterait aussi le principe “fort” de la relativité, donc la relativité tout court, et même tous nos modèles de gravitation depuis le principe de Galilée car des objets de masse différente tomberaient à des vitesses différentes.

Par exemple la Lune devrait “tomber” vers le Soleil moins vite que la Terre. Cet “ " a été testé avec les et d’autres méthodes astronomiques ultra précises (~10^-14 actuellement) et infirmé : le principe d’équivalence tient.

Qui est Richard Feynman et pourquoi autant de personnes sur Quora sont fans de lui ?

Thu, 13 Jun 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Pour compléter l’excellente réponse de l’excellent , je dirais :

lisez “ Vous allez être conquis par l’originalité de cet incroyable curieux, et vous marrer en même temps.

Pour ma part j’ai commencé par modéliser en 3D le fameux dont il parle dans ce bouquin, puis j’ai été tellement impressionné par certaines de ses conférences que je les ai traduites en français:

J’aimerais aussi traduire ses figurant dans le rapport de la dont il était membre et électron libre.

Si quelqu’un veut m’aider pour cette traduction, envoyez-moi un message…

Mais rien ne vaut un petit algorithme pour bien saisir son mode de fonctionnement (WWRFD = What Would Richard Feynman Do ?)

Pourquoi un trou noir n'attire pas tout en sa singularité (on ne se fait pas « aspirer » à l'intérieur) et fini par s'évaporer ?

Mon, 10 Jun 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

A une distance d assez grande, une masse M déforme l’espace de la même manière qu’elle soit répartie dans une grande sphère (étoile) ou concentrée dans une hypothétique singularité.

Si le Soleil devenait un trou noir (il ne peut pas car il n’est pas assez massif, mais supposons…), les planètes continueraient à tourner autour sur leur orbite, sans modification.

Ce n’est que si on s’approche très près du trou noir que la gravitation devient extrêmement intense. Dans le cas du “Soleil noir” ci-dessus, le vaut 3 kilomètres. Il n’ “aspirera” de façon définitive que ce qui passera à moins de 3km de la singularité. Donc pas grand chose, car tout ce qui tombera à côté va être accéléré a une vitesse fantastique.

“Preuve” dans cette vidéo ou vous voyez en accéléré le mouvement des étoiles proches de , le trou noir central de notre galaxie. qui a une masse de plus de 4 millions de masses solaires (donc un rayon de Schwarzschild de 12 millions de kilomètres, juste 20 fois celui du Soleil):

L’ passe à 17h lumière seulement de A* en se faisant accélérer à 2.6% de la vitesse de la lumière ! Vous imaginez ? Une étoile entière accélérée 1000x plus vite que la plus rapide de nos petites sondes spatiales !!! (je ne mets pas souvent des triples points d’exclamation, mais là ça les mérite, je trouve…)

Pourtant S2 ne va pas se faire “aspirer” par le trou noir dans un horizon prévisible.

Bref, les trous noirs ne grossissent pas vite du tout. Au point où on se demande toujours comment les trous noirs supermassifs ont pu devenir si gros depuis le Big Bang. A suivre…

Qu'est-ce qui prouve que les murs de Planck soient corrects ?

Sat, 08 Jun 2019 00:00:00 +0000

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La science ne prouve rien, elle décrit “jusqu à preuve du contraire”
Une est bien plus qu’une hypothèse. C’est " un ensemble cohérent d’explications, de notions ou d’idées sur un sujet précis, pouvant inclure des lois et des , induites par l’accumulation de faits provenant de l’ ,"
Le Big Bang et son “mur de Planck” sont induits à partir d’observations : décalage vers le rouge, fond cosmologique et abondance des isotopes en particulier.
On a pas mieux.

Alors que la théorie de la relativité restreinte interdit le voyage dans le temps passé, qu'en dit réellement la théorie de la relativité générale ?

Fri, 07 Jun 2019 00:00:00 +0000

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La relativité générale le permet, voire l’implique directement dans certaines solutions des équations d’Einstein comme l’ dans lequel des “courbes de genre temps” fermées impliquent que des particules “tournent en rond” dans le temps.

La relativité restreinte n’étant qu’une ébauche de la générale correspondant à un cas particulier (référentiels “inertiels”, non accélérés) je ne vois pas pourquoi elle interdirait le voyage dans le temps. Mais elle ne le permet pas explicitement, en effet.

Je ne comprends pas l'utilité des unités de Planck qu'est-ce qui a poussé Planck à établir une nouvelle formalisation des constantes fondamentales ?

Fri, 07 Jun 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

que les étaient dépendantes de nos unités de mesure, alors que ça devrait être l’inverse.

Par exemple c=299’792’458 m/s dépend de nos unités de mesure “mètre” et “seconde”, mais si c est “fondamentale”, alors elle devrait être indépendante de tout système d’unité quel qu’il soit. Et dans ce cas, il n’y a qu’une valeur possible pour la vitesse de la lumière : c=1 . Sans unités !

Il s’ensuit que ce sont les unités de mesure qui doivent découler des constantes physiques. Et en posant la G, la $\hbar$, la dans le vide c, la $k_B$et la $k_C$ toutes égales à 1, on obtient des unités de longueur, de temps, de masse, de charge et de température définies de manière univoque, indépendantes de toute unité humaine.

Comme l’écrivait Planck en 1899 déjà:

Elles gardent nécessairement leur signification pour tous les temps et toutes les civilisations, mêmes extraterrestres et non humaines, et peuvent donc être désignées « unités naturelles »…

Génial, non ?

D'où provient l'énergie circulaire "éternelle" des électrons ?

Tue, 04 Jun 2019 00:00:00 +0000

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Les électrons n’ont pas d’ “énergie circulaire”, ils n’orbitent pas autour du noyau, sinon ils émettraient des ondes électromagnétiques qui leur feraient perdre cette énergie.

Autour du noyau, les électrons doivent être vus comme des ondes stationnaires remplissant les , chacune ayant un niveau d’énergie bien déterminé.

Rappel : , c’est juste le nombre qui reste constant lors des transformations d’un système isolé selon le théorème de Noether.

Existe-t-il des étoiles d'antimatière ?

Tue, 28 May 2019 00:00:00 +0000

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S’il existait des étoiles d’antimatière, on devrait capter des rayons gamma à des énergies précises (511 keV et 2 GeV) résultant de l’ de leur “vent solaire” ( et ) avec le gaz interstellaire formé de matière “normale”, notamment à leur

C’est ainsi qu’on a détecté un nuage de positrons au centre de notre galaxie, probablement produit par le trou noir central , mais on ne voit rien de semblable autour d’étoiles, et encore moins à l’énergie correspondant aux antiprotons (= antihydrogène)

Donc “jusqu’à preuve du contraire”, il n’existe pas d’étoiles d’antimatière, ni de galaxies d’antimatière pour les mêmes raisons, tout au plus des nuages de positrons produits par des accélérateurs de particules naturels comme les trous noirs

Notes de bas de page

Pourquoi avons-nous supprimé des livre de physique l'éther avec Einstein et sa révolution ? Pourquoi maintenant la même chose s'appellent maintenant Énergie ou matière sombre ? Cela signifie-t-il que la théorie d'Einstein est fausse ?

Mon, 27 May 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

L’ était censé être une substance remplissant l’espace et dans lequel se déplaçaient la lumière et les astres. Donc la Terre devait avoir une vitesse par rapport à l’éther “fixe”. Ce sont les expériences, notamment celles de qui voulaient justement démontrer l’existence de l’éther qui ont montré le contraire…

Einstein a “seulement” montré que l’univers pouvait marcher conformément aux observations en considérant que rien n’est fixe, “tout est relatif”. Certains diront qu’il n’a fait que remplacer l’éther par un “ ” gravitationnel déformable, mais ce n’est pas du tout la même chose. Les champs (gravitationnel, électromagnétique…) ne sont pas une substance, ni fixes. Ce sont juste des descriptions mathématiques du vide.

La relativité d’Einstein est si puissante qu’elle décrit même l’ ! En fait elle apparaît dans les équations sous la forme de la fameuse “constante cosmologique” qu’Albert avait ajustée pour que l’univers soit statique, sa plus grosse bourde de son propre aveu.

Pour la c’est plus délicat, mais elle ne remplit pas l’espace de façon homogène, et n’est pas fixe. Elle semble former des halos autour des galaxies, et pas de toutes.

La Théorie d’Einstein sera un peu fausse quand on en trouvera une décrivant mieux la réalité expérimentale, mais certainement pas en revenant à des concepts archaïques issus de la philosophie comme l’éther.

Pourquoi avons-nous supprimé des livre de physique l'éther avec Einstein et sa révolution ? Pourquoi maintenant la même chose s'appellent maintenant Énergie ou matière sombre ? Cela signifie-t-il que la théorie d'Einstein est fausse ?

Mon, 27 May 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Pour la c’est plus délicat, mais elle ne remplit pas l’espace de façon homogène, et n’est pas fixe. Elle semble former des halos autour des galaxies, et pas de toutes.

Pourquoi avons-nous supprimé des livre de physique l'éther avec Einstein et sa révolution ? Pourquoi maintenant la même chose s'appellent maintenant Énergie ou matière sombre ? Cela signifie-t-il que la théorie d'Einstein est fausse ?

Mon, 27 May 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Pour la c’est plus délicat, mais elle ne remplit pas l’espace de façon homogène, et n’est pas fixe. Elle semble former des halos autour des galaxies, et pas de toutes.

Qu'est-ce qui a provoqué le Big Bang ?

Mon, 27 May 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Le n’est pas un événement, c’est un “ utilisé par les scientifiques pour décrire l’origine et l’évolution de l’ ”

Il modélise nos connaissances : il y a 13.8 milliards d’années, l’Univers a été très dense et très chaud, et depuis il se refroidit en se dilatant, mais on ne sait pas ce qu’il y avait “avant”, ni même si cette question a un sens.

Car en fait on ne sait même pas si le temps existait “avant” ou si le temps a un “zéro absolu” comme les températures, qui serait à -infini si on utilisait d’autres unités (comme -log de la température par exemple…)

Si le Big Bang a déclenché l'expansion de l'Univers, celui-ci ne devrait-il pas finir par s'arrêter de grandir, l'énergie se dissipant ?

Mon, 27 May 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

L’énergie se dissipant où ?

Quand un vaisseau de l’Empire explose sous les lasers de Luke Skywalker, les débris partent dans toutes les directions avec une certaine énergie cinétique. La gravitation tendra à rassembler les morceaux, mais si leur vitesse est supérieur à la (très basse) vitesse de libération, ils iront vers l’infini (et au delà…). Leur énergie cinétique diminuera un peu, d’exactement autant que leur énergie potentielle dans le champ gravitationnel des autres débris augmentera. Aucune énergie ne se dissipera.

Le Big Bang n’est pas une explosion, mais les galaxies sont quand même des débris s’éloignant les uns des autres. A des vitesses très élevées. Et même de plus en plus élevées, bizarrement.

Il n’y aura pas de Big Bounce.

Est-il possible de créer un autre univers semblable au nôtre ? Notre Univers serait il donc contenu dans un tout plus grand ?

Sun, 26 May 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Semblable au nôtre peut-être pas, ça dépasse nos possibilités de calcul, mais on sait déjà assez bien simuler des phénomènes macroscopiques du nôtre et “créer des univers” très simples, comme le “ ” par exemple. Et on a trouvé des trucs pour rendre ces simulations très rapides sur des univers énormes .

Cet Univers est donc peut-être une simulation “très simple” réalisée sur le PC d’un ado à 14 dimensions dans un univers ultra complexe en comparaison du notre… Mais probablement pas.

Notes de bas de page

La constante cosmologique d'Einstein l'est elle réellement ?

Mon, 13 May 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Est-elle réellement quoi ?

Constante ?
Cosmologique ?
D’Einstein ?

Je commence par la 3. Oui, c’est Einstein qui a ajouté en 1917 un paramètre à son de 1915. Le coefficient $\Lambda$ a la dimension d’une en $1/m^2$ , et Einstein lui avait donné la valeur exacte qu’il fallait pour que la solution de ses équations soit

Cosmologique ? oui certainement car ce paramètre décrit donc la “forme” de l’espace dans son ensemble , et que les mesures les plus récentes montrent que notre univers observable est extraordinairement . On n’a aucune raison de suspecter que l’Univers soit différent “plus loin”. En plus, la valeur mesurée actuellement de la constante cosmologique vaut $.1.11 * 10^{-52} m^{-2}$ . C’est vraiment pas beaucoup… On comprend qu’Albert l’aie négligée en 1915 …

Constante ? Difficile d’imaginer qu’elle ne le soit pas, du moins dans l’Univers actuel (“pendant” le Big Bang, notamment l’inflation on peut discuter…). Mathématiquement ça doit être une constante pour être beau , en plus c’est très puissant puisque ça permet de décrire des Univers statiques, en contraction ou en expansion plus ou moins accélérées. Et physiquement, on ne sait pas trop en fonction de quoi ce serait variable. Pas du temps en tout cas, puisque le temps est relatif, il n’y a pas de métronome universel. Admettre que $\Lambda$ varie signifierait que la courbure géométrique de l’espace varie, et on voit pas trop comment …

Notes de bas de page

Quelles sont les théories cosmologiques ne faisant intervenir ni matière noire, ni énergie noire, et quels en sont les mécanismes ?

Tue, 30 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

La “matière noire” et l’ “énergie noire” sont en fait des noms donnés trop vite à des phénomènes expérimentaux, respectivement l’ anomalie de la et l’ .

Une théorie cosmologique qui ne serait pas compatible avec ces deux données expérimentales serait, actuellement, une mauvaise théorie.

Mais il existe en effet plusieurs théories qui décrivent ces phénomènes sans supposer l’existence de , ou que l’énergie sombre soit de l’énergie.

On peut citer:

Le retour de la vengeance de la d’Einstein, qu’il avait ajustée pour que l’univers soit statique, qu’on a ré-ajustée pour qu’il soit en expansion, et qu’on peut ré-réajuster pour que cette expansion accélère
La qui est une modification de la loi de l’inertie (F=m.a) de Newton pour les petites accélérations qu’on peut ajuster pour qu’elle corresponde à la matière noire
L’ “Invariance de l’échelle du vide” de qui correspond à la fois l’énergie noire et la matière noire

et probablement d’autres que je ne connais pas et qui font que je me réjouis de lire les autres réponses.

Notes de bas de page

De quoi dépend la force de gravité ?

Mon, 29 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

a répondu à la question “De quoi dépend la force de la ?”

La ), c’est le cas particulier au voisinage de la surface d’un astre, en général la Terre. Là on obtient:

$F=G{\frac{m.M_{Terre}}{R_{Terre}^{2}}}$

que l’on peut résumer à $F=m.g$ en posant g (petit g !)

$g=G {\frac{M_{Terre}}{R_{Terre}^{2}}} = 9.81 m/s^2$

La gravitése résume donc à une accélération qui dépend de la masse de l’astre et de son rayon seulement.

détails sur

Que se passerait-il si c'était l'anti-matière qui avait pris le dessus sur la matière ? Aurions-nous un univers quand même identique au nôtre ?

Mon, 29 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

L’univers serait identique, à un tout petit détail près : la brisure de .

Elle fait entre autres que la transformation d’un kaon en antikaon est 1 milliardième de fois plus rare que la transformation d’un antikaon en kaon.

Et on pense que c’est une des raisons pour lesquelles la matière a “pris le dessus” sur l’antimatière. Autrement dit, si l’antimatière était l’exacte symétrique de la matière, il n’y aurait probablement ni l’une ni l’autre.

Pourquoi parle-t-on de saveurs au sujet des particules élémentaires en Physique ?

Thu, 25 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Oui , c’est sur :

Le terme « saveur» aurait été trouvé lorsque et , allant prendre leur lunch, seraient passés devant la célèbre publicité de vantant son offre de 31 saveurs différentes de crème glacée.

Gell-Mann, dans son ouvrage ‘ , a écrit « On dit que le et le ont des « saveurs » de quarks différentes. Outre la saveur, les quarks ont une autre propriété, encore plus importante, qui porte le nom de « », bien qu’elle n’ait dans ce contexte pas plus à voir avec une couleur réelle que la saveur avec les parfums des crèmes glacées ».

Pourrons-nous un jour voyager à travers le temps ?

Thu, 25 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Le manuel est là :

Pas sur que ça marche, mais je crois qu’on devrait vraiment essayer de savoir ce que le temps est vraiment. Il y a des expériences vraiment perturbantes… ( que penses-tu de ça:)

Un trou noir peut-il être fabriqué uniquement à partir de lumière ?

Thu, 18 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Ca dépend de ce que signifie “peut”.

Dans l’Univers actuel, non. Aucun processus physique ne concentre assez d’énergie dans une volume suffisamment petit pour que la masse équivalente m=E/c^2 soit suffisante pour créer un trou noir. Parce que rappelez-vous : un trou noir est formé par la gravitation autour d’une énorme masse très concentrée.

Sur le papier, si on arrivait à produire une en concentrant une dans un volume de Planck, donc en atteignant la , alors on pourrait …

Pourquoi la gravité n'attire-t-elle pas le rayonnement d'Hawking ?

Wed, 17 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Elle le fait, et ce serait justement la source du !

L’idée est que les fluctuations du produisent partout et en tout temps des paires de particules qui se recombinent immédiatement. Sauf …

… sauf à proximité immédiate d’un horizon des événements, où il y a des probabilités non nulles que l’une des particule soit absorbée par le trou noir, et l’autre pas. Ce seraient ces particules qui constitueraient le rayonnement de Hawking.

La partie troublante (…) c’est que ce rayonnement ferait évaporer le trou noir plutôt que de le faire grossir via les particules absorbées. L’idée est que ça doit être comme ça pour respecter le principe de conservation de l’énergie : puisque le rayonnement dissipe de l’énergie, cette énergie doit être fournie par le trou noir, dont la masse devrait donc diminuer puisque il ne peut pas la fournir autrement.

J’ai mis tout ça au conditionnel, car il n’existe aucune donnée expérimentale confirmant l’existence du rayonnement de Hawking.

Pourquoi n'arrive t'on pas à utiliser les fluctuations quantiques du vide pour créer une source d'énergie ?

Tue, 16 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Parce qu’elle est extraordinairement faible, et non renouvelable.

Voir )

Comment un trou noir peut-il avoir une densité infinie ? Cela ne signifie-t-il pas qu’il contient également une masse infinie et une matière infinie ?

Mon, 15 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

La densité d’un trou noir vu de l’extérieur est celle de son horizon des événements et n’est jamais infinie, elle peut même être étonnamment faible .

a une masse de l’ordre de 6,5 × 10^{9 masses solaires , soit 1.3× 10}40 kg et un rayon de 19 milliards de kilomètres, soit un volume de 2.9× 10^{40 m}3 : sa densité est donc de 0.45, inférieure à celle de l’eau !

La densité éventuelle de ce qu’il y a à l’intérieur du trou noir:

est totalement inconnue (voir le dernier paragraphe)
on ne sait même pas si la question a un sens. Selon qui me semble avoir des bases fort intéressantes , la question n’a pas de sens.
on s’en fiche. Rien de ce qu’il pourrait éventuellement avoir à l’intérieur de l’horizon ne peut nous influencer en quoi que ce soit, et il n’existe aucun moyen de vérifier quelque théorie que ce soit.

Cela dit, mathématiquement une densité infinie n’a pas besoin d’une “matière infinie” : il suffirait que toute la masse soit concentrée en un seul point. Mais on a aucune idée d’un tel état de la matière, ni même si la notion de “masse” a encore un sens dans ce contexte.

Pour rappel , les protons et les neutrons qui composent 99.999% de la masse d’une étoile sont chacun composés de 3 quarks qui n’ont qu’1% de la masse des protons et neutrons, le reste étant formé de l’énergie de liaison des qui les lient, et qui ont une masse au repos nulle. Aucune théorie à ma connaissance ne dit comment la masse se conserve lors de l’effondrement en trou noir (à part le principe holographique).

Notes de bas de page

Pourquoi Albert Einstein tire la langue ?

Mon, 15 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

C’était le soir de ses 72 ans, il était dans une voiture avec des amis, il était fatigué

et il en avait marre d’être harcelé par les journalistes, alors quand l’un d’eux a demandé qu’il sourie par la photo, il a fait ça:

Bref, c’était un être humain normal.

source :

Que se passerait-il si un trou noir venait à exploser ?

Fri, 12 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Par définition un trou noir ne peut pas exploser car ses morceaux devraient être expulsés plus vite que la lumière.

Par contre on pense que les trous noirs s’ par un effet quantique très très très (répétez n fois) lentement. Pour un tout petit trou noir, ça prend 10^{70 années environ. Pour un gros on est plutôt autour des 10}1000 ans . Mais plus ils sont petits, plus ils s’évaporent vite et quand le trou noir atteint une masse de quelques milliards de tonnes seulement, il rayonne à une température de l’ordre de 10^11 K, soit dans le domaine des .

Comme on ne voit pas ceci dans l’univers actuel qui inclut le passé jusqu’à quelques milliards d’années, ça signifie soit qu’il n’y a jamais eu de petits trous noirs, soit qu’ils ne s’évaporent pas.

Donc pour répondre à votre question : si on en voyait un péter, ça serait chouette car on saurait:

que les trous noirs s’évaporent pour de vrai
que le Big Bang en a produit de tout petits.

Comment Einstein a-t-il pu découvrir si précisement les trous noirs en 1915 seulement ?

Thu, 11 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

C’est beaucoup plus ancien qu’Einstein et Schwarzschild. En fait la notion de trou noir apparaît déjà en mécanique classique, juste après Newton.

En 1783 déjà le révérend , géologue et astronome amateur anglais, expose dans un article envoyé à la Royal Society le concept d’un corps si massif que même la lumière ne pourrait s’en échapper. Il écrit alors dans son article:

Si le demi-diamètre d’une sphère de la même densité que le Soleil et qui excéderait celui du soleil d’une proportion de 500 à 1, un corps tombant depuis une hauteur infinie vers elle aurait acquis à sa surface une vitesse plus grande que celle de la lumière. En conséquence, supposant que la lumière est attirée par la même force en proportion de sa « vis inertiae » (masse d’inertie), comme les autres corps, toute lumière émise depuis ce corps reviendrait sur elle-même par sa propre gravité.

( )

Einstein et Schwarzschild ont formalisé cette notion dans le cadre relativiste, mais il a aussi fallu une meilleure compréhension du cycle vie des étoiles et de la pour avoir une vision globale de ces choses.

Comment l'univers peut-il être plat s'il est en trois dimensions ?

Thu, 11 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Un espace à N dimensions peut être “plat’, par analogie avec le cas 2D. Lorsque la est nulle, la géométrie euclidienne s’applique, quel que soit le nombre de dimensions. En particulier la somme des angles d’un triangle vaut 180 degrés. Dans un espace à courbure positive comme par exemple sur une sphère, cette somme est supérieure , et inférieure dans un espace courbé négativement.

Le théorème de Pythagore aussi n’est valable que dans un espace plat.

Notes de bas de page

Est-ce que l'extrémité d'une fronde suffisamment longue pourrait dépasser la vitesse de la lumière si je la fait tournoyer au dessus de ma tête ?

Tue, 09 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

D’une fronde faite avec de la matière, non. Il vous faudrait une énergie infinie pour l’accélérer, et des effets relativistes feraient des choses étranges comme d’enrouler le fil en spirale même s’il est incroyablement tendu. En fait même un matériau infiniment solide ne peut résister à ces effets relativistes. Ca s’appelle le : la notion de est incompatible avec la relativité restreinte.

Par contre si au lieu d’une fronde vous faites tourner une lampe de poche, un laser ou un phare, alors la tache de lumière à grande distance peut facilement dépasser la vitesse de la lumière. Sauf que cette tache n’est pas de la matière ou de l’information qui se déplace, c’est à chaque instant des photons différents provenant de votre source, qui ont voyagé à c jusqu’à la tache, et retour à c jusqu’à vos yeux. Pas de violation de la relativité.

Pourquoi la lumière est-elle si lente à l'échelle de l'Univers ? Ne peut-on pas concevoir « autre chose » ?

Tue, 09 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

La vitesse de la lumière est un cas particulier de la constante universelle c qui lie l’espace et le temps. Pour un photon ou autre particule se propageant à c, il n’y a pas de temps propre, donc pour lui, c’est une vitesse infinie.

Concevoir “autre chose” comme les , c’est modifier complètement la relation entre le temps et l’espace, et donc la causalité (apparente dirait ) qui fait que nous pouvons exister. Concevoir ceci est une chose, le démontrer expérimentalement en est une autre …

Voir

La lumière avance-t-elle tout droit à l'infini ?

Mon, 08 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Tout droit dans un espace courbé par les masses, mais oui.

image © Alain Riazuelo /IAP janvier 2008 La voûte céleste telle que la verrait un observateur situé près d’un hypothétique trou noir devant le centre de notre galaxie. À cause de la déflexion de la lumière passant près du trou noir, l’image de la Voie lactée n’est plus rectiligne, et les principales constellations sont très déformées. Une image secondaire de toute la voûte céleste se trouve enroulée dans un cercle à proximité immédiate de la silhouette du trou noir.

Si je pouvais voyager à la vitesse de la lumière, que verrais-je?

Sun, 07 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Ce site collecte de nombreuses simulations de déplacements à vitesse relativiste : .

Un jeu du MIT permet même de vous amuser un peu dans un univers où la vitesse du temps est (beaucoup) ralentie :

Dans l’espace, pendant qu’un vaisseau accélère à vitesse relativiste, la position apparente des étoiles se déplace vers l’avant du vaisseau et se décale vers le bleu. Avant que le temps ne s’arrête, vous ne voyez plus qu’un petit point très lumineux devant vous.

source :

Bref, vous voyez exactement l’inverse de ce que montre le passage en vitesse lumière de Star Wars …

Y a-t-il des ondes électromagnétiques ayant une fréquence plus grande que les rayons gammas ?

Sun, 07 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Les désignent les dont la longueur d’onde est inférieure à 1 (<10^−12 m) ce qui correspond à des fréquences supérieures à 30 (>3×10^19Hz).

Ils peuvent avoir une énergie allant de quelques k à plusieurs centaines de G .

On donne donc le même nom à un spectre qui s’étend sur 8 ordres de grandeur environ, ça aurait en effet pu mériter des noms différents si on avait pu leur attribuer des phénomènes d’émission distincts.

Comment savons-nous que l'intrication permet à la mesure de changer instantanément l'état des autres particules ?

Wed, 03 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

L’ a été démontrée expérimentalement par l’ puis d’autres :

en 2013, l’intrication a été prouvée sur deux électrons séparés de 1 300 mètres ;
en 2017, Juan Yin et al. (université des sciences et des technologies de , en Chine) ont envoyé des photons intriqués depuis le satellite (Quantum Experiments at Space Scale), orbitant à 500 km, vers des stations terrestres séparées de 1 203 kilomètres — , dans le nord du et l’observatoire Gaomeigu de , .
L’équipe d’Eli Megidish a réalisé des expériences entre 2012 et 2013 montrant qu’en plus de la dimension spatiale, l’intrication avait aussi lieu dans le temps

Notes de bas de page

Est-ce que l'espace-temps courbe le volume de l'espace ?

Wed, 03 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Non. L’espace est un de l’ (ET), qui a 4 dimensions.

A première vue l’espace est composé des 3 dimensions spatiales de l’ET, en négligeant (ou plutôt en projetant selon) au sens mathématique.

En seconde approximation, l’espace est une coupe cônique de l’ET selon le passé : l’espace “actuel” que nous voyons avec un télescope nous montre un objet distant de X années lumières la position et dans l’état où il était il y a X années. Nous voyons la Lune où elle était il y a une seconde, et nos pieds comme ils étaient il y a 5 nanosecondes :

En troisième approximation, ce cône est déformé par les masses selon les de la relativité générale. Cet effet est négligeable la plupart du temps, mais fait des choses bizarres à proximité des tous noirs par exemple

En tant que physicien, pourquoi, à votre avis la théorie des cordes (ou de supercordes) reste le modèle le plus fiable comme théorie du tout ?

Tue, 02 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Ce qu’il y a de cool avec la théorie des (super)cordes, c’est qu’en fait elle décrit des milliards d’univers différents, peut-être même une infinité, dont le notre. Trop facile !

Le hic, c’est que la plupart de ses prédictions ne peuvent pas se vérifier expérimentalement, et que celles qui le pourraient ne l’ont pas été (comme les particules superpartenaires au LHC)

Tout ça est bien expliqué dans cette vidéo que l’on peut résumer par : La est moribonde, vive la !

Si vous fabriquiez une bombe d'antimatière de la taille d'une bombe nucléaire ordinaire, quelle serait la taille de l'explosion ?

Thu, 28 Mar 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Selon , l’antimatière fournit 180 000 000 000 MJ/kg et la 330 000 000 MJ/kg, donc 545 fois plus.

Pour info:

La quantité totale d’antimatière produite depuis la création du CERN représente moins de 10 nanogrammes et contient juste assez d’énergie pour alimenter une ampoule de 60 W pendant 4 heures

Source : site du CERN

Qu'est-ce qu'un vortex spatio-temporel ? Comment la Nasa a-t-elle prouvé son existence ?

Tue, 26 Mar 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

En cherchant “space time vortex nasa” on trouve effectivement la page sur le site de la NASA, qui fait référence au satellite qui a effectivement montré l’existence de l’effet autour de la Terre.

Donc disons que “vortex spatio-temporel” sur une page grand public (hélas de la NASA…) = un microscopique effet relativiste qui confirme (une fois de plus) la théorie de la relativité mais qui est quand même génial : l’espace lui-même “s’enroule” autour des masses en rotation. Et le temps aussi, mais c’est plus dur à visualiser.

Savons-nous pourquoi il y a une limite de vitesse dans notre univers ?

Tue, 26 Mar 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Pour rejoindre @ , on peut effectivement invoquer le : si la constante universelle c avait une valeur très différente (infinie) nous ne serions probablement pas là tant l’univers serait différent.

Un autre argument serait de dire que la finitude de c est une illusion due à notre statut d’objets massifs, car une particule voyageant de notre point de vue à c n’a pas de temps propre. Elle a l’impression de se déplacer à vitesse infinie.

Que se passerait-il si un objet bougeait plus vite que la lumière ?

Sun, 24 Mar 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

S’il va plus vite que la lumière dans son milieu, il émet un joli

Plus vite que la lumière dans le vide:

c’est impossible. Il faut bien comprendre que est une vitesse infinie pour l’objet (de masse nulle) : comme le temps est comprimé à l’infini, la lumière va d’un bout de l’Univers à l’autre en un temps nul dans son référentiel. Ca n’a pas de sens d’aller encore plus vite.
à moins que l’objet ne soit composé que de , particules hypothétiques de masse imaginaire. Dans ce cas le tachyon semblerait se déplacer plus vite que c pour un observateur “au repos”, mais pas pour le tachyon, bizarrement…

La théorie de la relativité restreinte selon Einstein est-elle une religion (dont on n'a pas le droit de contester les fondements) ?

Mon, 18 Mar 2019 00:00:00 +0000

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Au contraire, contestez ! contestez !

Le problème est que les fondements, on s’en tape (…). Ce qui fait la force de la relativité restreinte et générale, c’est qu’elles collent parfaitement aux expériences.

En physique, les “fondements” ne valent pas tripette par rapport aux expériences.

Donc vous pouvez totalement n’importe quelle théorie, relativité comprise, avec une seule expérience qui ne colle pas à la théorie.

ou vous pouvez aussi proposer une nouvelle théorie qui fournit une prédictionsur le résultat d’un expérience qui la distinguera de la relativité.

Sinon, une nouvelle théorie indistinguable de l’actuelle par les expériences et qui ne fournit aucune prédiction n’a aucun intérêt. Sauf éventuellement si elle est plus simple.

A l'instar du bang supersonique, y aurait-il théoriquement un bang supraluminique ?

Fri, 15 Mar 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

oui, il est même très joli, c’est l’ :

Dans un milieu matériel, la se déplace à une vitesse $c_{1}=c/n$, où $c$ est la dans le vide et $n$ est l’ du milieu. Une particule chargée peut se déplacer dans ce milieu à une vitesse v supérieure à $c_{1}$, mais reste inférieur à c ce qui ne contredit pas la . La particule chargée interagit, tout au long de sa trajectoire, avec le milieu qu’elle traverse en perturbant temporairement la polarisation des couches électroniques des atomes rencontrés, ce qui provoque une émission radiative. Chaque atome rencontré par la particule devient donc émetteur d’un rayonnement à son passage. Or l’onde émise se propage à la vitesse $c_{1}$inférieure à v. L’interférence des ondes émises par chaque atome perturbé est alors constructive ; un front d’onde cohérent apparaît sous la forme d’un cône de lumière. La fréquence de cette onde constructive correspond généralement, pour l’effet Tcherenkov dans l’eau, à celle du bleu ou de l’ultraviolet.