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C'est quoi cette histoire d'ondes gravitationnelles !?

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C'est quoi cette histoire d'ondes gravitationnelles !?

Message  Prof le Dim 28 Fév - 10:53

Bonjour à tous, 

Bon, je prends quelques instants pour rapidement et surement maladroitement répondre à deux petits MP (dont un des plus étonnants et ... merci en tout cas, vraiment) sur ces fameuses ondes gravitationnelles ... dont on ne parle pas du tout suffisamment ... à mon goût.

Petit retour en arrière oblige ... 

Newton, Isaac pour les intimes, avait essayé d'expliquer la raison pour laquelle les corps tombent et les planètes tournent ... pour  cela il a imaginé une "force" qui attire tous les corps l'un vers l'autre et la appelée force de gravitation. Comment fait-elle pour attirer des corps éloignés sans qu'il y ait rien d'autre que du vide ? ... Newton s'est bien gardé d'avancer la moindre hypothèse. Pour lui l'espace est un immense récipient vide et froid, une grosse caisse de rangement où les corps se déplacent en ligne droite ... sauf si une force s'applique et les oblige à dévier de leur trajectoire. 
Avant qu'Einstein, Albert, ne viennent remettre tout cela en question, il faut citer deux trublions géniaux : Faraday et Maxwell qui remplisse l'espace d'un champ, le champ électromagnétique. Le champ électromagnétique vibre et "véhicule" la force électrique ... Einstein est fasciné par le champ électromagnétique (son père est ingénieur en électricité) et souhaite déterminer comment le champ gravitationnel véhicule la force de gravitation ... C'est là qu'arrive l'idée de génie, l'espace EST le champ de gravitation. L'espace devient une composante de la matière, c'est une entité qui ondule, se courbe ... nous sommes en fait immergé dans une espèce de méduse souple qui peut se déformer. Ainsi le Soleil tord l'espace autour de lui et la Terre ne tourne plus autour parce qu'elle est attirée par une force mystérieuse mais parce qu'elle avance tout droit dans un espace qui s'incline.  C'est la courbure de l'espace qui fait tourner la Terre. Comment décrire cet espace qui se courbe ? 
Il a fallu le génie de deux mathématiciens : Gauss et son élève Riemann pour inventer une mathématique spéciale pour décrire ces "bosses" et "creux" de l'espace : c'est la courbure de Riemann. 
Einstein écrit tout "simplement" que la courbure de l'espace est proportionnelle à l'énergie présente en ce point de l'espace (Je rappelle qu'une énergie est équivalente à une masse ... à un facteur c^2 près). 
Cette équation, simple et belle comme tout, s'est rapidement avérée d'une richesse ontologique incroyable ... je m'explique, c'est toujours cette histoire des mathématiques à appréhender comme un treuil ontologique ... une fois l'équation posée, le "Grand Jeu" des matheux et des physiciens théoriciens (je suis pas tout à fait sur d'ailleurs qu'il y ait une grande différence ...) c'est de calculer les solutions de cette équation et là, c'est la folie à Big Ben', on a obtenu des prédictions toutes plus farfelues les unes que les autres ... l'équation décrit comment l'espace se tord autour des étoiles, et du coup comment la lumière doit être déviée en passant proche de ces étoiles ... en 1919 (la théorie d'Albert date de 1915) on observe cette déviation de la lumière (Albert 1pt), Lorsqu'une étoile, une balaize, meurt, elle se transforme transforme en étoile à neutron et doit creuser l'espace jusqu'à en faire un trou ... noir. N'importe quoi ! ... sauf qu'aujourd'hui, il ne se passe pas une journée sans qu'on détecte un nouveau trou noir. L'équation dit aussi que l'espace doit être en expansion ... en 1930, PAN !, redshift  sur toutes les galaxies, on découvre que l'on est en plein expansion ... la théorie prédit encore que l'espace peut se rider sous l'influence du mouvement de corps très massifs ... les fameuses ondes gravitationnelles !!! Que l'on vient d'observer directement ! Une preuve, encore une, que la théorie de la relativité générale (le Bébé d'Einstein) si ce n'est peut-être pas l'ultime théorie touche quand même quelque chose qui se rapproche du réel ... 

Bonne journée à tous, 

BonneS révisionS aux TS. 

clown 

PSII : Ca manque de KG's. 
PSVIII : La bise au Team Descartes, on s'accroche, c'est presque bientôt, pas tout à fait, la fin.
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Re: C'est quoi cette histoire d'ondes gravitationnelles !?

Message  Prof le Sam 5 Mar - 17:58

Bonjour à tous, 

Je pense que ça décompresse sévère chez les TS ... Sommeil réparateur au chaud !? 

Je prends quelques instants pour (enfin) répondre à ton MP, Mlle R, que je tanne à poster SUR le forum ! 

La question que je pense volontairement "provocatrice" est : "Mais ça va servir à quoi ces ondes de gravité ?" 

Je vais passer rapidement sur le fait que la Physique n'a toujours pas vocation à fabriquer de nouveaux micro-ondes et que son intérêt ne se mesure pas à l'aune de ses productions, ... conséquences matérielles si éloignées de ses soucis et de sa volonté.

Pour moi la Physique a pour objectifs de trouver des énoncés les plus vrais possibles ... 

Pour ce qui est de ces fameuses ondes gravitationnelles ... rappelons qu'aujourd'hui nous recueillons tout le spectre électromagnétique à l'aide de nos satellites et télescopes ... nous avons ainsi découvert nuages de poussières, quasars, étoiles à neutrons, trous noirs gargantuesques, pouponnières d'étoiles, supernovae, pulsars et autres merveilles du bestiaire stellaires ... MAIS, un "problème" demeure ... l'accumulation des masses de tout ce bestiaire est TRES insuffisante pour expliquer plusieurs écarts dérangeants, comme la vitesse de rotation des galaxies par exemple ... il manque beaucoup de matière "classique" dans notre univers ... et pourtant nous avons scruté et nous scrutons encore, avec une précision vertigineuse, mais toujours avec nos "yeux" électromagnétiques ... aujourd'hui s'ouvre une nouvelle ère, celle des ondes gravitationnelles ... nous allons pouvoir écarquiller les yeux afin de trouver les objets qui émettent de telles ondes et peut-être découvrir certains, de nature "exotique" et inconnue ... c'est une véritable révolution. 

Bonne journée à tous, 

clown
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