Nature de la gravitation

[ecolami]

Bonjour,
Depuis longtemps je m'interroge sur la nature de ce qui permet à la gravitation d'agir à distance.
On sait faire de nombreuses prédictions sur l'action de cette force sans rien savoir sur sa nature exacte.

[ecolami]

Bonjour,
J'ai posé cette question aux experts des éditions De Boeck.

[hadrien_f4inx]

Salut,

La réponse à été donnée par Einstein au début de ce siècle.

D'après la théorie d'Einstein, la gravitation n'est pas une force magique mais une courbure de l'espace temps. Et c'est cette courbure, qui se propage, qui permet à la gravité d'agir à distance.

C'est d'après Newton que la gravitation est une force magique entre deux objets massifs. Newton lui-même n'était pas entièrement satisfait de sa théorie. Son apport à plus consisté en une description mathématique du phénomène de gravitation et surtout dans la démonstration du fait que, bien qu'il y ait une force de gravitation entre le soleil et la terre, cette dernière ne tombe pas sur le soleil, à cause de sa trajectoire circulaire et de son accélération radiale. Cela a conduit naturellement à abandonner la théorie des sphères rigides sur lesquelles seraient fixées les planètes.

D'après Einstein, toujours dans le cas du soleil et de ses planètes, le soleil n'exerce aucune force sur les planètes (!) et celles-ci se déplacent sur des géodésiques (voir l'article de Wikipedia a ce sujet) qui, sans gravité, seraient des lignes droites et qui, avec gravité, sont des ellipses. On peut donc dire que la gravitation "courbe les lignes droites".

A noter que la vitesse de propagation de la courbure de l'espace est elle aussi égale à la vitesse de la lumière. D'où un certain nombre d'effets qui ne peuvent absolument pas être exprimés par la théorie de Newton comme l'avance du périhélie de Mercure.

Voilà, je crois que tout est dit !

Bon week-end,

[ecolami]

Bon soir Thadrien,
Je connais dans les grandes lignes l'analyse que donne Einstein. Seulement à aucun moment on a un renseignement sur CE QUI TRANSMET cette interaction. Pour moi la relativité est un outil mathématique mais pas de la physique! D'ailleurs parler de courbure de l'espace-temps est un concept mathématique mais physiquement ça n'a aucun sens. Simplement ça permet de faire des calculs, des prévisions en faisant abstraction de l'aspect physique.
Pour le moment on connait que les ondes électromagnétiques comme moyen d'agir à distance. J'emploie exprès le terme moyen et pas vecteur pour ne pas conduire à des considérations exclusivements mathématiques.

[brusicor02]

Après, il y a les théories encore plus mathématiques et qui s'éloignent encore un peu plus de la physique : la théorie des cordes qui prédit que la gravité serait transmise par les gravitons, qui sont en fait de minuscules cordes fermés vibrantes pouvant voyager entre les différentes dimensions.
Après, toutes ces théories doivent être soumises à l'expérience : les résultats du LHC devraient nous éclairer, du moins on l'espère.

[ecolami]

Bonjour,
Une recherche "experience virgo" montre que le détecteur construit en Italie a cessé en octobre 2011 d'acquérir des données. Il fonctionne de concert avec plusieurs autres répartis dans le monde LIGO aux USA et GEO en allemagne. Pour le moment aucun résultat valable ne semble être sorti. Mais il faut reconnaitre l'extraordinaire complexité de cette recherche. En effet on donne comme image que ce qui est mesuré est une variation de longueur de 1000m plus ou moins l'épaisseur d'UN atome! On pense que ce sont des ondes mais sans savoir leur fréquence: donc plusieurs détecteurs opérent pour des gammes de fréquences plus ou moins étendues.

[Moulin]

Chers amis.

Je reprendrai ce que dit Ecolami en le disant a ma facon :

La courbure d'espace temps qui rend compte des phenomenes de gravitation n'est pas une explication (une theorie explicative) mais une description phenomenologique de la gravitation : tout se passe comme si la matiere courbait l'espace temps, les corps (pesants) empruntant des trajectoires qui sont les geodesiques de cet espace, c'est un tres bel edifice mathematique qui ne renseigne pas du tout sur la nature du fait que les corps s'attirent mais est uniquement une description mathematique.

Cet edifice faut appel aux tenseurs et en particulier aux Jacobiens (tableau de derivees partielles) ; quand j'ai essaye d'entrer dans ce domaine, j'ai aussitot ete degoute par le formalisme de presque tous les livres que je trouve epouvantable jusqu'au jour ou je me suis procure le livre de Kaufmann sur le calcul tensoriel que j'ai trouve digeste et meme presque facile, peut etre parce qu'il s'adresse a des ingenieurs et non a des mathematiciens qui (toujours a mon avis) qui s'ingenient a rebuter (je suis pas loin de penser comme Mutafian qu'il y a de l'elitisme qui se cache derriere tout cela) le non mathematicien derriere un formalisme froid et rebutant a souhait.
Je dis tout cela non pas pour le plaisir de me raconter mais dans le but de faire connaitre a ceux qui aimeraient ne pas mourir idiots (car il y a de tenseurs un peu partout en science) ce livre accesible que l'on finit par trouver sur livres rares ou abeebook (pour un prix derisoire aux USA)
On trouve aussi une initiation aux tenseurs non degoutante dans les livre "les applications lineaires" de Mutafian.

A ce jour, il y a de nombreuses theories explicatives de la gravitation qui sont en attente de justification experimentale, notamment sur technoscience on peut se mettre au courant de la chasse au boson de Higgs.

En esperant vous avoir ete utile.

J-P Moulin

[darrigan]

tout se passe comme si la matiere courbait l'espace temps, les corps (pesants) empruntant des trajectoires qui sont les geodesiques de cet espace

J'ajoute juste que même les "corps" non pesants, comme les photons, suivent des géodésiques de l'espace-temps.

Autre petit ajout qui pourra aider certains à comprendre, j'espère : le site d'Olivier Castéra [furl]http://o.castera.free.fr[/furl] contient des documents qui reprennent des démonstrations, des explications fondamentales, que ce soit en maths, physique classique, mécanique quantique, relativité. Olivier est un ami passionné, non seulement par ces sujets mais surtout par la compréhension des fondements, trop souvent négligés dans les enseignements traditionnels, ce qui l'a amené à passer beaucoup de temps à réfléchir et restituer ceci dans des documents proposés sur son site.