Espace-temps :: lectures, reportages etc

par Chayaline Mer 11 Fév 2015 - 21:12

Bonjour Bonjour,

un ami et moi nous intéressons en ce moment à la notion d'espace-temps. Je voulais simplement vous demander si vous aviez quelques conseils en matière de livres, reportages etc... pour bien cerner le sujet. Sans aller jusqu'au détail de formules mathématiques (allergie sévère aux maths d'un coté et dyslexie de l'autre^^).

Des idées?

par Mika2 Mer 11 Fév 2015 - 21:55

Bonjour Chayaline,

Je m’intéresse pas mal à la notion d'espace-temps moi même mais n'étant pas physicienne, je fais ça en amateur, comme je peux, et sans me plonger dans des calculs. Voici quelques références sympathique à lire si tu es "naïve" en la matière:

- Comprendre Einstein en animant soi-même l'espace-temps- Durand: Un petit livre qui explique de manière ludique et intuitive la théorie de la relativité restreinte d'Einstein (sans l'effet de la gravité). On y apprend pourquoi à des vitesses proches de la lumière, l'espace-temps "pivote" de manière notable, les longueurs diminuent, le temps se dilate et la simultanéité des événements devient relative. Un livre résolument rafraichissant!

- Une brève histoire du temps : Du big bang aux trous noirs - Hawking: Un grand classique de la vulgarisation sur la nature du temps par le fameux Stephen Hawking. A siroter lentement!

- L'épisode sur le temps (le 2/4 il me semble) de la mini série documentaire The Fabric of the Cosmos basée sur les livres, en anglais. Un média un peu plus dynamique qui par l'image permet de fixer les idées. Cela dit, un passage de l'épisode m'a tracassé, notamment lorsque l'auteur explique les problèmes de simultanéité de telle manière que le future dans son espace-temps "pain de mie" paraisse déjà tout tracé. Cette notion me paraissait en contradiction avec la notion de flèche du temps mue par l'expansion de l'univers mais peut être n'ai je pas bien compris.

Tu pourras également trouver diverses vidéos pédagogiques sur Youtube.

Si de ton côté tu trouves des références intéressantes, je serais intéressée par les connaitre.

Bonne lecture!

par Thaïti Bob Jeu 12 Fév 2015 - 20:50

il doit bien y avoir un C'est pas Sorcier sur ça ! Very Happy

par Badak Mer 18 Fév 2015 - 2:51

Mikadokido a écrit:Bonjour Chayaline,
...
Comprendre Einstein en animant soi-même l'espace-temps- Durand: Un petit livre qui explique de manière ludique et intuitive la théorie de la relativité restreinte d'Einstein (sans l'effet de la gravité). On y apprend pourquoi à des vitesses proches de la lumière, l'espace-temps "pivote" de manière notable, les longueurs diminuent, le temps se dilate et la simultanéité des événements devient relative. Un livre résolument rafraichissant!

....

L'illustration de la relativité restreinte par S. Durand n'est pas très valable malheureusement. Il y a de meilleures présentations.

par Badak Mer 18 Fév 2015 - 3:48

Chayaline a écrit:Bonjour Bonjour,

un ami et moi nous intéressons en ce moment à la notion d'espace-temps. Je voulais simplement vous demander si vous aviez quelques conseils en matière de livres, reportages etc... pour bien cerner le sujet. Sans aller jusqu'au détail de formules mathématiques (allergie sévère aux maths d'un coté et dyslexie de l'autre^^).

Des idées?

Vite comme ça je dirais qu'il y a pas mal d'article dans des revue de vulgarisation avec des schemas. Personnellement je crois que wikipedia (souvent en anglais) est mieux

Autrement, je dirais qu'on peut très bien avoir une introduction sans les equations mathématiques en faisant soi-même de la géométrie avec des DESSINS.

D'abord examiner un espace euclidien (c-a-d l'espace PLAT): la feuille de papier. On ajoute une dimension pour obtenir l'espace en 3D . Tout cela est inuitif. Pour le temps "classique": juste regarder une ligne droite et constater que les vitesses s'additionnent sans problème. C'est l'expérience qu'on vit tous les jours . Le point suivant plus abstrait est de concevoir la même construction en 4 dimension. Pas besoin d'equation: juste se dire que C'EST PAREIL, on ajoute une 4e dimension comme une autre direction indépendante de l'espace. Pour illustrer la 4 dimension, on peut imaginer un espace 4D comme le "collage" d'images 3D de la MÊME FAÇON qu'une image 3D peut être vue comme le "recollage" d'images 3D. Dit autrement, si on découpe en tranches des images 3D, on obtient des images 2D, de la même manière que découper en tranche une image 4D donnerait des images 3D. C'est pareil, mais dans l'abstrait.... c'est tout ce qui a comprendre en fait.

Ensuite: les 2 autres questions qui compliquent les choses avec la conception moderne de l'espace-temps , c'est 1) la question du temps qui est une dimension qui n'est pas tout a fait comme les autres, et 2) la question de la courbure.

On peut réfléchir et comprendre ces 2 questions séparément:
Pour la courbure:
Je dirais que constater intuitiivement les effets de la courbure se fait assez bien par soi-même en jouant avec une pelure d'orange ou un globe terrestre Wink

. C'est comme un humain sur la planète qui en réalité est 'ronde' mais que localement dans la vie courante on regarde 'comme si elle était plate ' (on regarde le plancher de la cuisine et il n'est pas rond, il est asssez plat...etc ) . La notion de distance, celle de triangle etc sont différentes dans cette géométrie qu'on appelle la géométrie sphérique. On peut regarder un globe terrestre pour voir que les méridiens forment des lignes droites qui se croisent au pôles. Et la somme des angles d'un triangle SUR une sphère est plus grande que 180 degrés.

Jusqu'ici pas besoin de faire de relativité d'Einstein pour réfléchir à ça, mais juste se dire que c'est "pareil" en ajoutant le temps comme une dimension "comme les autres".. Et de se dire que dans la relativité générale, la courbure est l'expression de la gravité.

Pour la question du temps (qui en réalité n'est pas complètement comme les autres ), c'est à mon avis un peu plus difficile à voir, elle implique d'étudier la relativité restreinte pour voir le "rapport" avec le changement de géométrie qu'il en résulte...
En particulier un truc amusant d'un point de vue géométique est qu'il n'y a plus la notion de perpendiculaire, ni de volume ou de surface.

Mais, ce n'est pas si important que ça pour se faire une idée intuitive de l'espace-temps, à moins de vouloir vraiment comprendre la physique de la relativité restreinte. Je pense que juste comprendre l'idée de 4e dimension et l'idée de courbure est bien assez.

Autrement, pour une idée géométrique simple de l'effet de considérer le temps comme une dimension: si tu te souviens des figures comme le cercle, l'ellipse et l'hyperbole (vues au Lycée et peut-être même avant, c-a-d en sec 4 ou 5 au Québec) , il faut imaginer "comme une hyperbole" mais en 4 dimensions. C'est à dire qu'on renverse le "signe", d'une dimension pour obtenir une hyperbole à partir du cercle, et on fait la même chose à partir d'une sphère (la pelure d'orange de tout-à-l'heure).
Pour comprendre cela je pense qu'il faut retourner aux equations du Lycée et de bien VOIR avec les figures en 2 dimensions ce qui fait la différence entre un cercle et une hyperbole juste à cause d'un "-1" qui est changé pour un "+1". On peut regarder wikipedia Wink

Mais sérieusement, de toutes façons, il n'y pas tellement de présentation vulgarisée qui va rentrer dans ses disctinctions.

Le passage du cercle à la sphère et à une hypersphère de dimension 4 se fait juste abstraitement comme expliqué plus haut: une vue de l'esprit qui se fait sans equation. (L'equation ne dirait rien de plus en fait )

Ce que je crois le plus amusant dans tout cela est la question de la courbure et la simplicité qu'il y a à jouer avec une pelure d'orange en disant que tu examines l'univers Wink

---------------------------
Voilà une suggestion qui me revient:

La La quatrième dimension du mathématicien, écrivain et vulgarisateur Rudolf Rucker. Je me souviens de l'avoir feuilleté et de l'avoir trouvé correct.

par Chayaline Mer 18 Fév 2015 - 16:30

Merci beaucoup pour toutes ces informations, on va explorer tout ça. Nous avons aussi trouvé une petite série sur youtube, bien expliquée. Plus axée sur les voyages dans le temps.

par Mika2 Mer 18 Fév 2015 - 22:25

Bapak-Badak a écrit:
L'illustration de la relativité restreinte par S. Durand n'est pas très valable malheureusement. Il y a de meilleures présentations.

Merci Bapak-Badak pour ton avis et tes explications. Dans le livre l'auteur insiste à plusieurs reprises que ce qui est illustré à travers les animations c'est le changement de longueur et de durée plutôt que le sens de ce changement et précise qu'en réalité les effets présentés sont inversés. Est-ce que tu as des réserves autres que ces limitations?
Est-ce que par hasard tu te souviens de présentation de la relativité restreinte que tu as bien aimé?

par Spacetacos Jeu 19 Fév 2015 - 2:10

Sinon il y a la chaine youtube E-penser qui traite de sciences qui vulgarise assez bien des notions scientifiques compliquées, notamment celles d'espaces et de temps: https://www.youtube.com/channel/UCcziTK2NKeWtWQ6kB5tmQ8Q

par Badak Jeu 19 Fév 2015 - 4:05

Mikadokido a écrit:
Bapak-Badak a écrit:
L'illustration de la relativité restreinte par S. Durand n'est pas très valable malheureusement. Il y a de meilleures présentations.

Merci Bapak-Badak pour ton avis et tes explications. Dans le livre l'auteur insiste à plusieurs reprises que ce qui est illustré à travers les animations c'est le changement de longueur et de durée plutôt que le sens de ce changement et précise qu'en réalité les effets présentés sont inversés. Est-ce que tu as des réserves autres que ces limitations?
Est-ce que par hasard tu te souviens de présentation de la relativité restreinte que tu as bien aimé?

Tu as raison, les réserves sont honnêtement décrites par S. Durand. Je t'avoue que S. Durand était prof à mon cegep (au Québec, équivalent de la fin du lycée ) et nous avait fait la présentation sur la relativité restreinte telle que vulgarisée par son livre. Ça m'avait fasciné, j'avais eu l'impression de saisir quelque chose, mais ce n'est que quelques années plus tard, quand j'ai vu pour vrai la relativité restreinte que j'ai compris que je n'avais rien compris et que tout était à l'envers et pour tout dire plutôt trompeur... Mais bon je crois que c'est aussi comme ça qu'on apprend. C'est récursif et infini. Et un de mes profs en ce moment nous explique que l'art de bien communiquer un savoir (et nos résultats en science) est de parvenir à faire croire à l'auditoire qu'il comprend un tout petit quelque chose...

par Badak Jeu 19 Fév 2015 - 4:16

Mikadokido a écrit:.....Est-ce que par hasard tu te souviens de présentation de la relativité restreinte que tu as bien aimé?

Pour moi, cette image vaut toute une vidéo et un gros bouquin. C'est la même image du train qui passe par un tunnel qiu est utilisée dans le livre (maintenant classique) de vulgarisation de Infeld et Einstein (Évolution des idées en physique) .

Les longueurs visibles sur l'image résument totalement et exactement la contraction des longueurs et la dilatation du temps, et donc l'image remplace totalement les équations Wink

Espace-temps :: lectures, reportages etc Diagra11

Les seules choses qu'il y a à savoir : les suppositions de départ et le contexte menant à poser ces suppositions théoriques, et ce que signifient les lignes sur le dessin.

LA SUPPOSITION : la vitesse de la lumière dans le vide reste constante indépendamment de l'observateur. Apriori c'est choquant ... Voyez que dans notre monde NORMAL, si vous êtes dans un train avec un ami sur le quai, il n'est pas possible qu'une balle ou autre chose soit à la même vitesse pour les deux observateurs car les vitesses s'additionnent.

La nécessité de cette supposition totalement contre-intuitive venait de ce que les equations de l'electromagnétisme (qui décrivent la lumière) PRÉDISAIENT l'invariance de la vitesse de la lumière dans le vide... et qu'aucune expérience sur la lumière n'avait à l'époque démentit ces équations...
Donc la supposition ne vient pas juste d'un coup de génie d'Eintein, elle vient d'un contexte scientifique assez précis.

Les lignes sur le dessin:
Il y a 2 référentiels (c-a-d deux cadres de référence servant à mesurer des distances et le temps ). Il y a le référentiel de l'observateur (qui est celui avec les axes en NOIR : un axe vertical pour le temps, et un axe horizontal en x pour la distance ). Et il y a le référentiel de quelqu'un dans le train (axes en BLEU ). Les axes en bleu dans le référentiel en mouvement ne sont plus perpendiculaires. C'est une particularité des transformations de coordonnées satisfaisant l'idée que la vitesse de la lumière dans le vide est constante (ça s'appelle les transformations de Lorentz, et en gros ça exprime une géométrie non-euclidienne en rapport avec la géométrie des hyperboles , et c'est pourquoi c'est étrange de prime abord... et je pense que ce n'est pas le plus important ici en fait... ).

Donc on VOIT sur le dessin la CONTRACTION de la longueur du train . La longueur du train au repos correspond à la distance entre les deux droites noires parallèles ( parallèles à ct ) et en mouvement elle correspond à la distance entre les deux droites BLEUES penchées (ct' ). La pente (angle alpha) à laquelle ces droites bleues sont penchées représente la vitesse du train.
On voit donc que plus le train va vite, plus les deux droites bleues seront penchées , et plus la distance sera courte entre ces deux droites bleues. À la limite, lorsque la vitesse tend vers celle de la lumière c , les deux droites viennent à se confondre (ce qui n'est pas dessiné ici ) .

Le triangle vert est seulement une construction géométrique d'un triangle qui sert à démontrer le ratio de la contraction de la longueur du train. Ce qui est bien est que ça ne demande que de savoir le triangle de pythagore ....(Bref à 14-15 ans, on est supposé avoir déjà tout ce qu'il faut pour voir la relativité restreinte . J'aurais aimé que ce soit au programme à l'école Wink

) Mais pour ceux qui ne veulent pas voir d'équation, il n'est pas essentiel non plus.

par Mika2 Jeu 19 Fév 2015 - 23:55

Merci beaucoup d'avoir pris le temps pour expliquer tout cela, j'aime bien les schémas. Je vais prendre le temps d'examiner la figure à tête reposée.

Etant donné que tu sembles calé en relativité, je vais en profiter pour te demander ton opinion concernant un aspect sur le temps qui ne me semble pas très clair. Si passé, présent et futur ne sont qu'une illusion et que dans un certain référentiel tout est déjà réalisé, est-ce que cela veut dire que l'univers n'évolue pas? Un peu comme une boite à musique à cylindre sur lequel toute la musique est déjà codée et qui attend d'être jouée, la musique correspondant à notre sensation de l'écoulement de la vie.

Espace-temps :: lectures, reportages etc Boite-10

Espace-temps :: lectures, reportages etc Boite-10

Finalement, est-ce que cela ne remet pas en cause la notion de libre-arbitre?

Ou, s'il y a évolution, est-ce que nous ne sommes pas qu'un tas de "diapositives" en cours de création mais dont l'agencement n'est qu'une illusion?

Et question subsidiaire, pourrions nous voir l'avenir dans certaines conditions (dignes de la SF certes) puisqu’il est déjà réalisé?

par Badak Ven 20 Fév 2015 - 4:04

Mikadokido a écrit: ......un aspect sur le temps qui ne me semble pas très clair. Si passé, présent et futur ne sont qu'une illusion et que dans un certain référentiel tout est déjà réalisé, est-ce que cela veut dire que l'univers n'évolue pas? Un peu comme une boite à musique à cylindre sur lequel toute la musique est déjà codée et qui attend d'être jouée, la musique correspondant à notre sensation de l'écoulement de la vie.

Finalement, est-ce que cela ne remet pas en cause la notion de libre-arbitre?

Ou, s'il y a évolution, est-ce que nous ne sommes pas qu'un tas de "diapositives" en cours de création mais dont l'agencement n'est qu'une illusion?

Et question subsidiaire, pourrions nous voir l'avenir dans certaines conditions (dignes de la SF certes) puisqu’il est déjà réalisé?

Tout d'abord 2 choses: il y a les questions vraiment sur les théories de la physique (le premier point) , et il y a les spéculations philosophiques qui sont extrèmement interessantes ... mais que personne ne peut trancher pour l'instant..

Pour le premier point: les conceptions de passé, présent , futur:
Je ne pense pas du tout que les théories disent que le passé, présent et futurs sont des "illusions". Chaque observateur possède son référentiel (qui dépend de sa vitesse etc, et qui sert à mesurer le temps et les longueurs ), mais c'est juste que le passé et le futur d'un observateur n'existent (a du sens ) que s'ils sont dans le "cône de lumière" de l'observateur. Être dans le cône de lumière, en gros ça signifie être accessible quand on se déplace à la vitesse de la lumière (ou moins vite). Donc ce qui se passe demain sur une étoile éloignée n'est pas dans mon futur à moi ni à toi, parce qu'il ni toi ni moi ne pouvons influencer ou être influencé par cette étoile d'ici à demain ( il n'y a pas de causalité possible ). Quand on observe une étoile, c'est du passsé parce que la lumière de l'étoile nous est parvenu après plusieurs année de route...

Wikipedia: Cône de lumière

Donc nous n'avons pas le même passé et le même futur quand nous sommes éloigné dans le temps ou l'espace, mais ceux-ci sont quand même bien définis...
Et comme chacun juge selon son référentiel (c est à dire avec son système de coordonnée), tout est cohérent. En relativité générale, c-est a dire quand l'espace temps est courbe, tous les référentiels permettent d'obtenir les mêmes résultats avec des calculs qui sont indépendants des coordonnées. C'est un peu comme si on comparait les mesures effectuées par un américain : en pouce, pied, livre , et celles mesurées en système métrique: les valeurs numériques obtenues sont différentes parce que les unités de mesures sont différentes, mais au final on s'entend que le résultat est equivalent. Donc ici avec les différents systèmes de coordonnées dans un espace-temps courbe, c'est pareil, en gros.
Ça c'est l'idée de ce qui se passse en relativité, mais je devrais réviser cela moi aussi parce que ce n'est pas ma spécialité tout à fait Wink

Mais toute cette conception du temps oublie quand même qu'en physique, il n'y a pas que la relativité générale comme théorie parlant du temps. Il y a aussi la thermodynamique, et ce monde est plus proche de celui de la vie de tous les jours. C'est celui de l'eau qui bout, des mûrs qui se lézardent, des pierres qui s'usent, des êtres vivants qui naissent vieillissent et meurent.

Un des principes de la thermodynamique est que TOUt phénomène suit la direction qui fait augmenter l'entropie de l'univers, ce qiu signifie que les choses tendent spontanément à atteindre les états les plus probables, celles qui leurs coûtent le moins d'energie. Spontanément si on n'entretient pas une maison, ce serait le désordre. Pour un corps vivant, c'est la vieillesse. etc

Ce principe donne une direction préférentielle au temps dans la physique qui se produit à notre echelle. Clairement on ne peut pas inverser le processus en transformant le vieux en neuf à rebours hahaha.
Cette direction est cependant donnée par des considérations statistiques qui ont du sens uniquement à une echelle macroscopique, quand beaucoup d'éléments (beaucoup d'atomes, de molécules etc) interviennent. Ce caractére probabiliste émerge pour ainsi dire du grand nombre d'éléments en interaction. ( Pour un seul atome, le temps reste réversible dans les equations... et les notions classiques de statistiques n'ont aucun sens ...)

Donc la thermodynamique (et autres théories apparentées) expliquent qu'à l'echelle macroscopique, il y ait une direction du temps et que les phénomènes émergent de toutes les interactions.... Il y a même des phénomènes complexes comme le chaos déterministe qui bien que déterministe ne peuvent aucunement être prédits, et être calculés précisément.

Ensuite, pour ce qui se produit à l'échelle microscopique, c'est la mécanique quantique qui nous montre qu'il existe AUSSI un autre caractère probabiliste "INTRINSÈQUE" (ce peut être débattable selon certains mais rares sont en fait les physiciens à encore espérer trouver de meilleurs fondements à la mécanique quantique LOL ...). Donc pour des raisons distinctes de ce qui se produit au niveau macro, le niveau micro aussi ne peut pas être prédit. Il reste en mécanique quantique un déterminisme PROBABILISTE: on peut prédire .... mais en moyenne seulement.

DONC je résume qu'on a 3 visions du monde : la relativité où on a l'impresssion que l'espace temps est beau et lisse et que le temps est equivalent aux autres dimensions (ou presque). Il y a la thermodynamique qui donne une flêche au temps et explique que macroscopiquement c'est beaucoup plus complexe que cela. Et il y a la mécanique quantique pour dire qu'au niveau microscopique c'est beaucoup plus bizarre, mais qu'au moins le fait qu'on ne parle qu'en terme de probabilité nous sauve de la possibilité d'avoir un univers où le futur serait écrit d'avance.

Finalement, on ne sait pas encore regarder tenir compte à la fois de la mécanique quantique et de la relativité générale (qui est bien plus compliquée à regarder à cause des courbures dans l'espace temps alors que le monde de la mécanique quantique est 'plat') Donc pensez l'espace temps de manière vraiment unifiée globale et cohérente : ce n'est pas évident !!

Un livre de vulgarisation sur les phénomènes complexes : La fin des certitudes de Prigogine.

Sur la possibilité des voyages dans le temps (passé ou futur) (voir dans l'avenir, c'est comme un voyage dans le futur ), plusieurs physiciens sérieux écrivent sur le sujet (dans des revues sérieuses), et un des problèmes qu'ils cherchent à résoudre est surtout justement cette question de cohérence entre le présent , futur et le passé. Il s'agit d'éviter les paradoxes du genre "Back to the future" . Mais en gros, en réfléchissant en terme de probabilité, ça évite bien des problèmes de cohérence.

par Mika2 Sam 21 Fév 2015 - 1:10

Bapak-Badak a écrit:
DONC je résume qu'on a 3 visions du monde : la relativité où on a l'impresssion que l'espace temps est beau et lisse et que le temps est equivalent aux autres dimensions (ou presque). Il y a la thermodynamique qui donne une flêche au temps et explique que macroscopiquement c'est beaucoup plus complexe que cela. Et il y a la mécanique quantique pour dire qu'au niveau microscopique c'est beaucoup plus bizarre, mais qu'au moins le fait qu'on ne parle qu'en terme de probabilité nous sauve de la possibilité d'avoir un univers où le futur serait écrit d'avance.

Finalement, on ne sait pas encore regarder tenir compte à la fois de la mécanique quantique et de la relativité générale (qui est bien plus compliquée à regarder à cause des courbures dans l'espace temps alors que le monde de la mécanique quantique est 'plat') Donc pensez l'espace temps de manière vraiment unifiée globale et cohérente : ce n'est pas évident !!

Encore merci pour tes explications, cela me confirme qu'il faut être patient pour bien comprendre l'état actuel des connaissances en la matière. affraid

Je n'arrivais pas à saisir la passerelle entre ces 3 visions du monde que tu décris. Mais comment le pourrais-je si les spécialistes ne le peuvent pas! Ca n'a peut être aucun sens ce que je vais dire mais si on imagine que l'univers a été créé durant le big bang à partir d'un point très dense de matière, puis ensuite qu'il y a eu expansion pour créer l'univers tel qu'on le connait, est-ce qu'on ne peut pas imaginer que la mécanique quantique qui décrit l'infiniment petit doit nécessairement être liée à notre vision macroscopique de l'univers, puisqu'"avant" tout était "condensé", donc sans doute "petit"? Finalement, est-ce que la taille ça compte vraiment? Laughing

Une petite mise en bouche de taille:
http://htwins.net/scale2/lang.html

par Badak Lun 23 Fév 2015 - 3:55

Mikadokido a écrit:
Ca n'a peut être aucun sens ce que je vais dire mais si on imagine que l'univers a été créé durant le big bang à partir d'un point très dense de matière, puis ensuite qu'il y a eu expansion pour créer l'univers tel qu'on le connait, est-ce qu'on ne peut pas imaginer que la mécanique quantique qui décrit l'infiniment petit doit nécessairement être liée à notre vision macroscopique de l'univers, puisqu'"avant" tout était "condensé", donc sans doute "petit"? Finalement, est-ce que la taille ça compte vraiment?
Une petite mise en bouche de taille:
http://htwins.net/scale2/lang.html

Tes deux dernières phrases semblent d'un humour douteux digne de choquer les meilleures âmes Razz

(j'accrochais sur mise en bouche.... ).
Tout ce que tu as dit (ou presque) est exactement vrai: alors que la théorie quantique décrit le monde microscopique, ce monde devient directement la clé pour réussir à mieux comprendre la cosmologie. En particulier, le Big bang a besoin d'une bonne théorie de la gravité quantique car la relativité générale n'est tout simplement plus valide à des longueurs et des durées très courtes où les fluctuations ( c'est-à-dire l'aspect probabiliste intrinsèque de la physique quantique) ne peuvent plus être négligées. La relativité générale d'Eistein n'est en fait qu'une bonne approximation valide au niveau macroscopique de l'univers .

D'autre part, durant le big bang, la courbure de l'univers devient très intense et donc on ne peut pas non plus la négliger en se rabattant sur l'autre approximation bien connue de la physique quantique relativiste (qui se place dans un espace-temps "plat" qui néglige totalement l'effet de la gravité et de la courbure décrites par la relativité générale).

Donc du coup, en absence d'une théorie valable aux tout premiers instants du Big Bang, toutes les études de la "singularité" deviennent caduques. La relativité générale (prise en compte sans les fluctuations quantiques) prévoit cette singularité, ce "trou" qui nous empêche de penser la possibilité théorique de ce point de l'instant zero et ecnore moins de le traverser. Mais en tenant compte des fluctuations quantiques, de plus en plus de cosmologistes considèrent comme de plus en plus probable l'idée que le Big Bang n'est en rien le début de l'Univers.

Tout cela est bien raconté dans un livre de vulgarisation d'Étienne Kleine que j'ai absolument adoré. L'auteur est à la fois philosophe, physicien, très rigoureux en départageant les différents niveaux discours sur l'univers et il est plein d'humour. Ils présentent aussi tout plein d'anagrammes amusants qui ne peuvent que plaire aux "Zèbres" .

Discours sur l'origine de l'univers

Et une vidéo sur le même sujet :

par Invité Lun 23 Fév 2015 - 4:17

Merci à vous pour ces échanges passionnants =)

par Mika2 Lun 23 Fév 2015 - 23:40

Bapak-Badak a écrit:

Tes deux dernières phrases semblent d'un humour douteux digne de choquer les meilleures âmes (j'accrochais sur mise en bouche.... ).

Haha, ce qui au départ était une boutade (presque) innocente, a pris une autre dimension sous l'effet de ma dernière phrase, bien malgré moi Laughing

Je jure que j'étais concentrée sur la taille liée à l'expansion votre Honneur.

Merci pour le lien, c'était très intéressant. Finalement de fil en aiguilles, j'arrive à te soustraire des références bibliographiques Se prosterne

Après un peu de lecture je reviendrai surement vers ce fil pour de nouvelles questions!

De mon côté, je suis en train de consulter un autre livre sur le temps: http://www.amazon.fr/temps-en-image-Craig-Callender/dp/2759812286/ref=asap_bc?ie=UTF8. Il s'agit d'un panorama illustré de considérations philosophiques et physiques du temps. C'est un livre sympathique mais assez superficiel, qui ne permet pas une compréhension très satisfaisante des concepts qu'il décrit. Par contre j'ai bien aimé découvrir des philosophes et physiciens qui ne sont pas tellement connus (des néophytes comme moi en tous cas). Par exemple, il y a une double page sur Sydney Shoemaker qui tente de démontrer qu'il est possible de concevoir que le temps passe même en absence de mouvement. En effet, comment savoir si le temps passe si tout semble figé autour de nous?

Pour cela Shoemaker donne comme exemple 3 galaxies dont une se fige tous les 3 ans, une tous les 4 ans et une tous les 5 ans. Pendant ces gels, la ou les galaxies non figées observent le gel des autres. Toutefois, la combinaison de ces périodes de gel conduit à un gel des 3 galaxies durant un an tous les 60 ans. Je trouve l'exemple intéressant mais je le prendrais plus comme un protocole expérimental que comme une démonstration car on peut également imaginer qu'au delà des 60 ans le dégel n'aura pas lieu et le "temps" s’arrêtera.

Espace-temps :: lectures, reportages etc Le_tem10

Espace-temps :: lectures, reportages etc Le_tem10

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Note à part, le sujet a commencé à m’intéresser durant mon enfance, après avoir vu un épisode de la 4eme dimension sur la possibilité d’arrêter le temps

Super chevalier blanc, je suis heureuse de constater que le nombre de "vus" du fil ne reflète pas seulement mes consultations répétées pour essayer de bien comprendre ce que m'explique patiemment Bapak-Badak Shocked

par Invité Lun 23 Fév 2015 - 23:59

Mikadokido a écrit:Super chevalier blanc, je suis heureuse de constater que le nombre de "vus" du fil ne reflète pas seulement mes consultations répétées pour essayer de bien comprendre ce que m'explique patiemment Bapak-Badak

par Badak Mar 24 Fév 2015 - 8:40

super chevalier blanc a écrit:Mon rayon, c'est plutôt la philosophie à la base... Or dans les médias, cette discipline s'essouffle en 8 clos autour d'une poignée de personnes (Finkielkraut, Onfray, BHL, etc.) Je m'étais fait une raison, jusqu'à ce que je découvre Klein. C'est un mec extraordinaire, qui réussit à redonner un souffle à la philosophie, et qui pousse la réflexion scientifique à un tel niveau, je n'ai jamais été aussi enthousiaste depuis des lustres ! Cédric Villani m'a fait le même effet. J'ai cru que j'étais redevenu un gosse :-)

Je conseille également le livre La théorie de la relativité restreinte, je l'ai lu il y a quelques mois, c'est une vraie perle !
Quelle intelligence ce Einstein !

Salut le philosophe ! Wink

Parler de l'espace et surtout du temps, on en arrive forcément à la philosophie. De même avec toutes les questions sur les orgines . Moi aussi j'ai beaucoup d'admiration pour Etienne Kleine et de même pour Villani qui est aussi un très bon communicateur et qui a une personnalité capable de changer l'idée que les jeunes peuvent se faire d'un mathématicien.

Pour ce qui des philosophes, c'est certains que la plupart ne seront pas connus du public, à moins de jouer la carte du spectacle (d'ailleurs c'est exactement ce que fait aussi Villani, et je ne le condamne pas du tout. ).
Surtout en philo des sciences. Il y a Isabelle Stengers d'assez connue en France. En dehors des philosophes constructivistes par contre, il y a en a peu. Michel Bitbol et Bernard d'Espagnat sont aussi assez connus je pense, mais ils étudient surtout le philo de la physique quantique. Un que je pense pas très connu, c'est Jean Petitot qui m'a vraiment enthousiasmé: il reprend entre autre certaines thèses du (défunt) mathématicien philosophe René Thom sur les questions d'organisations, de structures, selon une direction qui réactualise le structuralisme en quelque sorte en lui faisant prendre un sens dynamique (et non pas juste statique comme autrefois). Ça parle entre autre d'une tentative de faire de la sémiotype une science "physique"...

Pour revenir au temps, j'ai lu un peu sur les débats contemporains philosophique sur la question:... mas le problème souvent des philosophes professionels est d'avoir l'air de complètement oublier que la physique est aussi en train d'étudier ces questions avec des méthodes plus "solides".
D'un côté il y a ceux qui se basent sur la phénoménologie et qui continue à voir le temps à la façon de Bergson (un petit résumé du débat) et qui peuvent aller jusqu'à continuer à croire que la physique de la relativité est fausse car contraire à leur expérience subjective...
De l'autre côté il y a les philosophes analytiques qui cherchent rationnellement à étudier ces questions, mais souvent de manière purement intuitive sans se référer à la physique. J'ai un livre d'intro à la métaphysique analytique (what is it this thing called metaphysics ? ). Bref c'est interessant mais un peu énervant pour moi. Le mieux c'est un physicien-philosophe comme Kleine Wink

Et toi, tu connais des philosophes des sciences interessants, en particulier en rapport avec le temps , l'espace etc... ?

par Badak Mar 24 Fév 2015 - 9:14

Mikadokido a écrit: [...] j'étais concentrée sur la taille liée à l'expansion votre Honneur.

Je constate que le quiproquo s'envenime dangereusement.... la taille se gonfle...

Mikadokido a écrit:
Merci pour le lien, c'était très intéressant. Finalement de fil en aiguilles, j'arrive à te soustraire des références bibliographiques Après un peu de lecture je reviendrai surement vers ce fil pour de nouvelles questions!

De mon côté, je suis en train de consulter un autre livre sur le temps: ...... Par contre j'ai bien aimé découvrir des philosophes et physiciens qui ne sont pas tellement connus (des néophytes comme moi en tous cas). Par exemple, il y a une double page sur Sydney Shoemaker qui tente de démontrer qu'il est possible de concevoir que le temps passe même en absence de mouvement. En effet, comment savoir si le temps passe si tout semble figé autour de nous?
.....
Note à part, le sujet a commencé à m’intéresser durant mon enfance, après avoir vu un épisode de la 4eme dimension sur la possibilité d’arrêter le temps

Je trouve aussi que c'est important ce rôle que la science fiction joue pour enflammer notre imaginaire d'enfant Wink

J'ai pour ainsi dire toujours cru à la possibilité futures des voyages dans le temps et dans l'espace à travers les trous de vers (comme des tunnels) Wink

Mais c'est seulement depuis que je suis plus grand que je vois que c'est plus difficile que ce que j'aurais aimé...

Pour le livre que tu montres, ça a l'air interessant pour avoir une panoplie de façons de voir le problème, mais en même temps j'ai été déçu (comme je disais plus haut) par les théories de philosophes qui négligent totalement les théories physiques... Mais de l'autre côtés nos théories physiques sont forcément appelées aussi à changer sous l'influence de la philosophie... (et de la science fiction Laughing

).

Pour la question de concevoir un temps qui passe en absence de mouvement.... pour moi ce n'est pas un problème, ça me semble "évident" parce que du point de vue de la physique, c'est la conception classique du temps en mécanique. Dans toute la physique NON-relativiste, le temps est juste une variable indépendante et il possède la faculté de s'écouler de lui-même. Il n'est en rien lier au mouvement. Et ce qui est drôle, c'est que j'ai essayé d'expliquer ça a un ami en philo l'autre jour, et pour lui, la conception "habituelle" et "normale" du temps était celle d'Aristote (le temps se conçoit àa cause du mouvement ). Pour moi ce temps-là, ce serait le temps psychologique de la perception du mouvement et non pas le temps physique (De même pour l'idée de simultanéité du temps de Bergson, comme je disais plus haut: je pense que c'est interessant mais pas en rapport avec le temps physique ).
Pour ce qui est du problème de penser immobiliser le temps lui-même (et pas juste considérer qu'il n'y a pas de mouvements dans le temps ), physiquement, hmmm c'est un peu la manière de regarder la relativité générale (en négligeant les fluctuations quantiques ) : si on regarde le temps comme une variable spatiale comme les autres: on voit des surfaces et des courbes en 4 dimensions et tout est donné en "même temps" à notre compréhension. Mais là, je me demande dans quelle mesure ça a un sens physique... C'est comme si on pensait le temps comme immobile par rapport à un temps "qui serait la référence et qui est justement le notre" , et ce temps de référence selon la relativité N'EXISTE PAS. Bref non ça n'a pas de sens de vouloir penser le temps comme mobile ou immobile, il est lui-même ce par rapport à quoi on peut parler de mobilité et d'immobilité. ( On peut être immobile dans un référentiel et pas dans un autre .)

Ou alors on s'invente une théorie spéculative avec un super-temps auquel on n'a pas accès alien

(mais ce ne serait pas scientifique, juste amusant pour écrire une histoire ).

OK ji je tombe sur de nouvelles références en rapport, je les ajoute au fil. Smile

par Stripe Mar 21 Avr 2015 - 20:07

C'est ce que j'aime sur ZC, c'est qu'il n'y a que là qu'on peut lire :"je me posais juste 2-3 questions sur l'espace temps, comme ça en passant" et que tout le monde trouve ça normal...

Ça fait du bien, nom de Zeus! Idée

par Mika2 Mar 21 Avr 2015 - 23:41

Haha, oui c'est vrai Laughing

C'est bien que tu réactives ce fil, je voulais y revenir après mes lectures récentes mais j'ai eu un peu la flemme Embarassed

Donc je n'ai quand même pas chômé depuis la dernière fois car je me suis fait un marathon de livres d'Etienne Klein suite aux recommandations de ce fil. J'ai particulièrement aimé Discours sur l'origine de l'univers, puis j'ai aussi lu Le facteur temps ne sonne jamais deux fois (j'ai moins aimé la dernière partie), et là je lis Les Tactiques de Chronos. J'ai aussi écouté ses émissions sur podcast. Bref je ressemble à une groupie. Ce que je retiens surtout de son discours sur l'origine de l'univers c'est 1) le côté mystérieux de la matière noire et de l’énergie noire qui composent la grande majorité de notre univers (mais apparemment il y a eu des avancées très récentes. Bapak-Badak ?) et 2) comme tu le disais Bapak-Badak le big bang ne serait qu'une phase de notre univers parmi d'autres et qu'il existe une barrière infranchissable à notre connaissance et résistante aux théories actuelles qui nous empêche de savoir ce qu'il s'est passé aux "alentours"du big bang. Nous serions donc en attente de nouvelles théories géniales et d'un accélérateur de particules bien plus puissant que celui du CERN (sans vouloir le dénigrer bien sûr Very Happy

j'ai eu la chance de le visiter alors qu'il n'était pas remis en fonction et c'était très impressionnant; d'ailleurs il faudra bien que je demande un jour si les peurs de créer un trou noir avec un accélérateur de particules ont quelque chose de fondé ou bien si cela est abracadabrantesque!)

Enfin concernant la théorie des cordes qui pourraient faire le lien entre toutes les théories actuelles, j'avoue que j'ai du mal à conceptualiser la dizaine de dimensions prévue dans la théorie dont la plupart seraient tellement petites qu'ont ne pourrait pas les voir. J'imagine que la taille n'a pas forcement quelque chose à voir la dedans car j'aurais même du mal à imaginer 5 dimensions " à ma taille" mais toutes ces dimensions cachées dans le tissu même de la matière me paraissent bien mystérieuses.

Autrement pour rebondir (avec un certain décalage temporel certes) sur

Bapak-Badak a écrit:
Ou alors on s'invente une théorie spéculative avec un super-temps auquel on n'a pas accès (mais ce ne serait pas scientifique, juste amusant pour écrire une histoire ).

je me suis demandée si au lieu de n'avoir qu'une seule dimension de temps aux différents espace-temps habituels, on en avait plusieurs, à quoi cela pourrait ressembler. On pourrait imaginer toutes sortes de combinaisons différentes en fonction des axes choisis. Que serait un espace dans lequel chaque point représenterait un moment du passé et un moment du futur par exemple? En cas de courbe de pente 0, alors cela impliquerait-il des multivers? Pour d'autres pentes plus ou moins raides, on pourrait imaginer un passé qui s'étire comme de la guimauve par rapport au présent ou vice versa. Pas sûr que tout cela ait du sens mais cela pourra être une histoire amusante de SF (j'ai pas dit nerd).

Enfin note à part, en lisant vos avis sur I Stengers, maintenant je regrette de n'avoir pas été plus attentive à ses cours; à l'époque la philo des sciences ne m’intéressait pas plus que cela (tiens voilà je peux tracer un point dans mon graphique de temps à deux dimensions qui relie ce moment là de mon passé à celui de maintenant; ce serait donc un espace de souvenirs avec plein de points, un peu comme une boule à neige Smile

).

par Stauk Mer 22 Avr 2015 - 9:57

This web page provides a good explanation.
https://web.archive.org/web/20130424041627/http://www.thebigview.com/spacetime/spacetime.html

To oversimplify the explanation, you have to understand the curvature of space time around a black hole. The basic principle is that because of the curvature of spacetime around a black hole, the amount of "distance" a beam of light has to cover is greater near a black hole. However, to an observer in that gravitational field, light must appear to always be 300,000 km/sec, time has to slow down for that individual as compared to someone outside that gravitational field as related by the time/distance relationship of speed.

Or as the web page says:

If acceleration is equivalent to gravitation, it follows that the predictions of Special Relativity must also be valid for very strong gravitational fields. The curvature of spacetime by matter therefore not only stretches or shrinks distances, depending on their direction with respect to the gravitational field, but also appears to slow down the flow of time. This effect is called gravitational time dilation. In most circumstances, such gravitational time dilation is minuscule and hardly observable, but it can become very significant when spacetime is curved by a massive object, such as a black hole.

A black hole is the most compact matter imaginable. It is an extremely massive and dense object in space that is thought to be formed by a star collapsing under its own gravity. Black holes are black, because nothing, not even light, can escape from its extreme gravity. The existence of black holes is not yet firmly established. Major advances in computation are only now enabling scientists to simulate how black holes form, evolve, and interact. They are betting on powerful instruments now under construction to confirm that these exotic objects actually exist.
This web page provides a large series of links for further research into the subject: http://casa.colorado.edu/~ajsh/relativity.html

par oggy Jeu 23 Avr 2015 - 14:27

La (magnifique) formule d'un espace temps "plat"! C'est la métrique de minkowski!
$Espace-temps :: lectures, reportages etc C296af7fb72eafb957e747b7f9bdc5e6$

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Quelques références pour néophytes

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