La gravité est-elle instantanée ou le café seulement ?


Celui qui s’adonne à la lecture d’ouvrages de vulgarisation sur la théorie de la relativité ou à celle des nombreux articles qui abordent également le sujet sera retombé…. comme une pomme ? mais non !… sera retombé des dizaines de fois sur les deux idées suivantes :

1 dans la Théorie de la Relativité rien ne peut se déplacer, ou agir, plus vite que la vitesse de la lumière dans le vide. Cette limite de vitesse est alors souvent présentée comme le point central, le point de départ de la théorie de la relativité. En réalité, il semble qu’une recherche approfondie montre que son vrai axiome n’est pas que la vitesse limite EST partout la même, mais plutôt que la MESURE de la vitesse de la lumière donnera le même résultat partout dans l’univers, même si la source ou le récepteur se déplacent très vite par exemple. C’est la vitesse MESURÉE qui est la même seulement !

2 PENDANT CE TEMPS et malgré la dominance intellectuelle de la Relativité, au niveau de la course des astres, lunes et planètes notamment, les calculs de Newton RESTENT utilisables tant que les masses et les vitesses se maintiennent dans la limite du “raisonnable” (c’est à dire ne deviennent pas “relativistes”). Dans le système solaire par exemple, seule la planète Mercure, qui passe assez vite et assez près du Soleil est affectée par des effets “relativistes” (extrêmement faibles d’ailleurs). Le “décalage” de l’orbite de Mercure (précession du périhélie) non dû à la perturbation des autres planètes est donc considéré comme une des preuves de la validité de la Relativité.

Ces deux idées sont évoquées sans gène dans les mêmes ouvrages, quoique toujours dans des chapitres différents, donc jamais réellement  confrontées.

Quand il s’agit d’un chapitre sur la lumière par exemple, la première règle sera souvent rappelée et ses effets seront détaillés par des exemples bien connus : comme la seconde qui sépare la voix de l’astronaute qui parle sur la lune et le moment où le technicien sur terre commence à l’entendre ( les ondes radios sont en fait une sorte de “lumière”)  ou encore le temps que met la lumière du soleil (8 mn et des brouettes) à nous parvenir.

Mais quand il s’agit de la gravitation, soit du contexte de la deuxième constatation, l’hypothèse centrale de la vitesse indépassable n’est plus évoquée frontalement, en général. On ne trouve pas de livre de cosmologie avec un chapitre commençant par les mots : “La gravité se propage à la vitesse de la lumière” (ou du même tonneau).

Galaxies lointaines, galaxies d’antan

Parlant d’astres VRAIMENT lointains, on a souvent droit à un rappel que ce que nous voyons n’est pas l’astre actuel mais cet astre vu ‘dans le passé”.

Par exemple pour une galaxie qui est située, si l’on en croit les calculs basés sur le décalage vers le rouge et la constante de Hubble, à 5 milliards d’années-lumière, ce que nous voyons, c’est cette galaxie telle qu’elle était il y a 5 milliards d’années bien sûr.

Ici on remarque un début de flou car les articles ne précisent généralement pas que la galaxie est vue non seulement “comme elle était” il y a 5 milliards d’années, OK, mais aussi LÀ OÙ ELLE ÉTAIT il y 5 milliards d’années, en éloignement notamment.

Donc, le décalage vers le rouge de la lumière provenant de cette galaxie est utilisé pour calculer sa vitesse apparente de “fuite” (par rapport à nous) et, voyez-vous, c’est cette vitesse qui sert dans un deuxième temps à évaluer sa distance.

Beaucoup d’articles et vidéos sont incroyablement légers car ils ne précisent pas bien qu’en conséquence la vitesse calculée sans précaution pourrait donc être la vitesse de cette galaxie IL Y A 5 milliards d’années et que la position reconstituée d’après cette vitesse ne pourrait aussi être que celle qui fut la sienne dans ce passé lointain.

Ensuite on nous dit invariablement et assez prestement que plus on observe des objets lointains plus leur vitesse de fuite est grande et que pour résumer, la vitesse est proportionnelle à la distance (comme ici http://www.podcastscience.fm/tag/relativite/). Si je reviens à ce que je viens d’écrire au dessus, il faudrait se rappeler que plus les objets sont lointains, plus ils sont anciens, et plus leur vitesse estimée est périmée !

Ainsi par exemple, sur la page : http://www.perseus.gr/Astro-DSO-QSO-3C273.htm, on lit :”Its redshift (z=0.158339) suggests that it is receeding away from us at 14.7% the speed of light (ie. 44,000 km/sec)!“. L’auteur oublie (?) qu’il vient juste d’écrire que “it is one of the most distant objects visible with a backyard telescope at a distance of 2.18 billion light-years away” donc le quasar en question n’est pas EN TRAIN (receeding est un progressif) de s’éloigner à 14% etc., mais plutôt : Il ÉTAIT en train de le faire IL Y A 12 milliards d’années ( au moins?).

Dans un univers en expansion ‘élastique’ où toute distance serait multipliée par le même coefficient par unité de temps et où la lumière serait instantanée, il me semble que la vitesse observée serait bien proportionnelle à la distance mais si on remplace maintenant, dans le même univers, la lumière instantanée par une lumière qui voyage à la vitesse c, on ne devrait plus trouver cette proportionnalité vous ne croyez pas ?

Les astres lointains devraient avoir en toute logique un décalage moins important que leur distance réelle car ils sont vus dans le passé, quand ils avaient une vitesse moindre. Il est vrai que l’espace, sur le trajet que la lumière a parcouru pendant ces milliards d’années, a continuer à se dilater. Mais si le décalage vers le rouge est réellement lié à cette dilatation, il n’est plus le signe d’une vitesse (par effet Doppler) mais le résultat de l’intégration de cette vitesse pendant une durée.

En écrivant ces lignes je n’ai fait que m’apercevoir que la plupart des exposés pédagogiques sur le Red Shift et l’expansion de l’univers sont prévus pour des gens qui n’ont aucune base mathématiques ou physiques. Autrement dit, dans le but de rester compréhensibles, ils escamotent la réalité mathématique du sujet pour la remplacer par une réalité plus ‘pédagogique’. Une petite recherche permet de fait de rétablir la vérité assez aisément : https://fr.wikipedia.org/wiki/Loi_de_Hubble#Modifications_.C3.A0_la_loi_de_Hubble

La lumière aberrante

Il faut fouiller déjà pas mal sur ces sujets pour commencer à entendre parler d’un phénomène évoqué sous le nom curieux “d’aberration de la lumière”. Dans la présentation de Wikipedia, le texte a dû être rédigé à l’époque pré-relativiste car il précise que c’est un phénomène dû à la vitesse de l’observateur…. https://fr.wikipedia.org/wiki/Aberration_de_la_lumi%C3%A8re

Or bien sûr dans l’univers, toute vitesse est relative. La vitesse de la terre par exemple est et ne peut être définie que par rapport au Soleil (en général). Par rapport à notre galaxie, la vitesse de la terre devient négligeable et elle devient égale en moyenne à celle du soleil.

Bien entendu, l’aberration de la lumière (dont en réalité le nom correct est “l’aberration stellaire”) est due au fait que la terre “tourne autour du soleil”… c’est à dire plus exactement “change de direction”.

Mais rappelez-vous : elle “tourne” à cause de la gravité, pas à cause de la lumière..

Or la gravité n’est pas citée dans l’article, comme je le constatais plus haut, ce qui pourrait dans le cas contraire provoquer des questions gênantes peut-être…comme : “il y a-t-il une aberration de la gravité ?”

(Pour mettre un peu d’eau dans mon vin, lors de l’écriture de cet essai, il m’a semblé remarquer que la relativité générale était de plus en plus souvent présentée dans les écrits modernes comme une “théorie de la gravitation”, alors que j’étais resté sur l’impression (vraie ou fausse) que dans le passé, elle était présentée davantage comme une théorie cosmologique, sans référence spéciale à la gravitation (disons un théorie qui intégrait la gravitation, mais pas comme une théorie DE la gravitation ?)).

LA FAILLE LOGIQUE

Comme on vient de le voir, les deux sujets, celui de la lumière, enfin de sa vitesse limite et celui de la gravité sont toujours traités séparément. Un des artifices qui est utilisé pour garder chacun chez soi est que la vitesse limite de TOUT dans l’univers reste quand même présentée sempiternellement comme la vitesse “DE LA LUMIÈRE” (au pire, des ondes radios, et dans quelques articles, de “l’information”. On ne lit pas de : “dans l’univers la vitesse limite est celle de la gravité” mais on verra que le vulgarisateur moyen s’empresse de le conclure).

Bien sûr, cette vitesse limite s’applique censément aussi aux ondes électromagnétiques en général et même à la vitesse des objets mais elle reste en général exprimée sempiternellement comme une vitesse DE LA LUMIÈRE !

Revenons sur la théorie de la gravitation de Newton. L’histoire de la pomme est souvent très mal racontée, malgré les nombreuses tentatives de Gotlib en particulier.

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Notez que Newton décolle un peu du sol, attiré par la pomme ! J’ai une question : pourquoi la coccinelle est-elle fâchée ?

C’est pourtant simple (mais rare à trouver bien expliqué): Newton est le premier homme qui a compris que la chute banale d’un objet comme une pomme et la révolution de la lune autour de la terre n’étaient dues qu’à un seul et même phénomène. De plus il a correctement théorisé la symétrie de l’attraction, encore mal visualisée par beaucoup d’auteurs contemporains (qui écrivent que la pomme accélère vers la terre, mais négligent que la terre accélère vers la pomme).

On présente souvent sa formule qui donne la force d’attraction entre deux masses (donc grosso modo entre deux corps) même à des étudiants peu avancés en physique tellement elle est simple. La “force” d’attraction newtonienne est juste proportionnelle aux masses en jeu (donc au produit des deux masses dans le modèle le plus simple : masses ponctuelles) et inversement proportionnelle au carré de la distance (des CdG).

On peut difficilement trouver une formule plus simple en effet ! La proportionnalité inverse au carré peut effrayer un peu les allergiques aux maths mais cela revient juste à dire que la gravité se “répand” autour de sa source avec un potentiel d’action qui diminue comme la surface touchée augmente (la surface de la sphère est proportionnelle au carré du rayon).

Pour prendre une comparaison dans le bricolage, si avec le même pot de peinture on voulait peindre des ballons de plus en plus gros, l’épaisseur de la couche de peinture diminuerait comme la surface des ballons, soit comme le carré de leur rayon, exactement la même progression mathématique !

C’est aussi le même calcul inversement proportionnel à la distance qui donne l’énergie lumineuse qui parvient à une surface donnée qui s’éloigne d’une source et qui fait que si vous allez deux fois plus loin de la lampe, vous serez quatre fois moins éclairé, trois fois plus loin, neuf fois moins éclairé :

Si, faisant passer la lumière d’une bougie par un petit trou, vous placez à un pied de distance la surface A d’un pouce carré, cette surface jettera sur B qui est à deux pieds, une ombre de quatre pouces carrés ; sur E qui est à trois pieds, une ombre de neuf pouces ; sur D qui est à quatre pieds, une ombre de seize pouces ; sur cinq, une ombre de 25 ; sur six, une ombre de 36 ; en un mot l’ombre augmentera comme le carré des distances. CONDILLAC

1-Kel cannaweed

image trouvée par une recherche ouverte et qui s’avère venir du site Cannaweed ! Que font-ils avec leur bougie, ils allument leur joint ou ils éclairent leurs cultures dans leur placard ?

À force de se concentrer sur l’intensité de la gravitation et son calcul, notamment par la phrase beaucoup répétée « Deux corps quelconques s’attirent selon une force proportionnelle au produit de leur masse et inversement proportionnelle au carré de la distance qui les sépare » on parle moins de son autre propriété dans la théorie de Newton : la force qui s’applique sur chaque masse est dirigée droit sur l’autre masse, à chaque instant.

Ça y est, vous commencez à voir la faille ? Newton a établi sa loi avec une gravité immédiate mais cela ne se voit pas dans la formule ! L’explication est souvent traité en fait en supposant deux masses immobiles. Qu’en est-il si ces masses sont en mouvement ?

Ce modèle est bel et bon quand les deux masses sont proches mais “à la lumière” de la Théorie de la Relativité, une fois de plus, rien n’est censé se déplacer, ou se propager, à une vitesse supérieure à c donc dès que la distance augmente suffisamment, on devrait observer un retard de la gravité dans son orientation dès que les masses se déplacent l’une par rapport à l’autre, et aussi peut-être une aberration, qu’en pensez-vous ?

Arrivés là, soit vous attachez la plus grande importance au point 1 et vous vous mettez à affirmer à qui veut l’entendre qu’étant donné que dans la Relativité Générale, TOUT, je dis bien TOUT messieurs dames, ne peut pas dépasser

‘la vitesse que la lumière elle dépasse pas

et que donc la gravité ne peut échapper à ce principe de base… parole d’évangile.

Soit vous avez des notions d’astronomie et vous savez qu’avant Newton, après Newton et après Einstein, les astres ont continué à tourner de la même façon bête et régulière. Autrement dit vous savez que le point 1 est une théorie, mais que le point 2 (du début de cet article) représente un fait.

Donc si du temps de Newton sa loi sur la gravitation universelle ET INSTANTANÉE permettait déjà de calculer correctement la trajectoire des planètes, il est clair que si on introduit dans les calculs, un freinage ou une accélération tangentielles dus à la propagation non-instantanée de la gravitation quelque chose d’embêtant va se passer.

On reviendra plus loin sur cette idée.

ETAT DES LIEUX D’UN DÉBAT PEU DÉBATTU

Maintenant que j’ai posé le cadre du problème, je vais étudier ce qu’il en ressort à tous les niveaux de la vulgarisation disponible.

Mon étude se fera sur les documents/sites disponibles sur le Web. Je comprends que ce n’est pas entièrement de la littérature officielle, mais tant mieux. Mon raisonnement est le suivant :

1 étant donné que les chercheurs qui travaillent dans les différentes institutions et universités etc. font des publications

2 que ces publications sont vulgarisées par des journalistes scientifiques

3 que toute cette info fini par descendre vers le public et ce, jusque dans les forum. (fora ?)

4 le WWW est donc un bon moyen, surtout en anglais on le verra, de connaitre l’état de l’art sur la question d’autant qu’il peut souvent permettre de remonter aux publications initiales en cas de doute.

Au pire, si on détecte une question litigieuse dans un document de “basse vulgarisation”, on pourra donc s’élever vers des sources plus “sérieuses” pour voir comment elle y est traitée…

En français

Commençons par cette page de Wikipedia :

https://fr.wikipedia.org/wiki/Gravitation

Très rapidement, on peut y localiser une confusion étonnante :

“La théorie ainsi construite, qui porte le nom de relativité générale, incorpore le principe de relativité, et la théorie newtonienne en est une approximation dans la limite des champs gravitationnels faibles et des vitesses petites devant celle de la lumière. En effet, les déformations de l’espace-temps prévues sous l’effet des corps massifs, quand ceux-ci ont une forte accélération, ne se propagent pas plus vite que la vitesse de la lumière, ce qui résout le paradoxe de l’instantanéité apparente de l’interaction newtonienne. Il en résulterait des ondes gravitationnelles, qui restent encore à observer”

En l’espace de quelque mots, on observe comment le rédacteur saute de la notion de champ gravitationnel (qui est le sujet de la page) à celui d’ondes gravitationnelles !

Par curiosité, allons à “ondes gravitationnelles” :

https://fr.wikipedia.org/wiki/Onde_gravitationnelle

Dans la théorie de la relativité générale, la gravité provient de la courbure de l’espace-temps. Cette courbure est causée par la présence d’objets possédant une masse. Plus la masse de l’objet est grande, plus la courbure produite est grande et ainsi plus la gravité est intense. Lorsque des objets massifs se déplacent dans l’espace-temps, la courbure de l’espace-temps s’ajuste pour refléter le changement de la position de ces objets. Sous certaines circonstances, les objets accélérés peuvent produire une perturbation de l’espace-temps qui s’étend et se propage de manière analogue à « des vagues à la surface de l’eau ». On désigne par onde gravitationnelle ce type de perturbation. On prédit qu’elles se propagent à la vitesse de la lumière. Ainsi, l’existence des ondes gravitationnelles résulte en quelque sorte de l’application à la gravité du principe d’invariance de Lorentz qui introduit le concept de vitesse limite pour la propagation des interactions physiques (concept inexistant dans la vision newtonienne de la gravitation, cette interaction se propageant à une vitesse infinie dans cette théorie).

L’analogie entre des charges électriques en mouvement et des masses en mouvement permet de mieux appréhender le phénomène : de la même manière que l’accélération de particules chargées produit des ondes électromagnétiques, l’accélération de particules possédant une masse produit des ondes gravitationnelles. La plupart des théories de gravité quantique postulent l’existence d’un quantum correspondant appelé le graviton de façon analogue à l’électrodynamique quantique dans laquelle le vecteur de la force électromagnétique n’est autre que le photon. L‘onde gravitationnelle est associée au graviton et ses caractéristiques donnent alors de précieuses informations sur cette particule.

Remarquez cette phrase bizarre : “ Lorsque des objets massifs se déplacent dans l’espace-temps, la courbure de l’espace-temps s’ajuste pour refléter le changement de la position de ces objets”. La courbure ne semble pas se PROPAGER ! Elle s’AJUSTE, un verbe bien rare dans l’environnement physico-mathématique que cette prose est censée vulgariser.

La même personne, ou une autre, s’est mise légèrement en porte à faux avec cette affirmation peu orthodoxe. Heureusement la suite du texte, très caractéristique, rétabli l’équilibre : on commence par dire que “sous certaines conditions” des ondes gravitationnelles sont créées… elles se déplacent, à la vitesse c…. puis tout à coup on ne parle plus des ondes gravitationnelles, mais de la GRAVITE, et de la gravitation newtonienne….. ensuite la gravité (pas les ondes gravi, évidemment) seraient dues au graviton, et pof on reparle de la vitesse de la lumière.

À l’issue de ces deux paragraphes, si le lecteur n’a pas la tête qui tourne, c’est qu’il n’a pas essayé de comprendre. S’il a essayé de comprendre, il est comme celui qui regarde le bonneteau. Comme le sujet est difficile et qu’on ne lui a pas vraiment dit clairement que la gravité (courante, mesurée) et que les ondes gravitationnelles (rare et non encore mesurées) étaient deux choses différentes et qu’ensuite on a parlé tantôt de l’une tantôt de l’autre, c’est normal !

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Bien sûr, vous me direz “ah Wikipedia, ha ha, Wikipedia, ha ha ha, mais Wikipedia n’a aucune valeur tout le monde sait ça“.

Oui, je sais, tout le monde consulte Wikipedia, mais personne ne l’admet. En plus il est connu que les pages mathématiques et physiques de WP sont celles qui sont rédigées par les charlatans les plus enragés (non, simple plaisanterie, ce sont les pages les plus sérieuses, car personne ne s’y risque).

Sautons donc à un site sur l’astrophysique, la cosmologie, tout ça : http://www.astrosurf.com/luxorion/index.htm

C”est le site Luxorion, il a 1800 pages (avouées, je n’ai pas vérifié)

La page de ce site concernant les ondes gravitationnelles est : http://www.astrosurf.com/luxorion/relativite-generale-ex5.htm

(désolé, je repars encore de ces ondes QUI NE SONT PAS LA GRAVITATION, mais c’est pour montrer que c’est de ces ondes hypothétiques que viennent les fausses idées sur la gravitation, pas forcément exprimées aussi clairement sur une page titrée “gravitation”, qui la plupart du temps, n’abordera pas de fait la question de la vitesse, comme on l’a posé plus haut)

Toute la page reste bien focalisées sur les Ondes Gravi, mais vers la fin, subitement on se met à lire que :

Kepler avait l’intuition que la force de la gravitation agissait comme l’intensité de la lumière, avec une force inversement proportionnelle au carré de la distance. Newton, comme Descartes, n’acceptaient pas son influence instantanée mais sans pouvoir l’expliquer, ils durent s’y plier et ce concept fut dogmatisé jusqu’aux travaux de Maxwell. Si l’onde gravitationnelle se propage à une vitesse finie, elle influencera la position instantanée des deux étoiles d’une quantité liée au temps qu’elle mettra pour se propager d’une étoile à l’autre, induisant une accélération ou une décélération du mouvement orbital. Dans l’exemple du pulsar binaire, l’accélération observée ne diffère que de 4% par rapport à la valeur théorique déterminée par la relativité générale. La théorie d’Einstein confirme son exactitude, y compris dans les conditions extrêmes de champs variables (de propagation). On détermina également que la vitesse de propagation de la gravité coïncidait avec la vitesse de la lumière avec une précision de 1%.

Donc à la fin de cette page consacrée aux OG l’auteur revient brusquement sur la gravitation elle-même, chez Newton, puis repart tout aussi brusquement sur les ondes G, mais voilà t-y pas qu’elles se mettent à “influencer la position instantanée des deux étoiles“, à “induire une accélération”.

Il est pourtant clair d’après  la théorie tout ce qu’il y a de plus orthodoxe, que les ondes G ne peuvent accélérer un corps ou “influencer” sa position instantanée, c’est la gravité qui fait ça pas les ondes gravitationnelles !

L’auteur s’est aussi mélangé dans l’ordre de son raisonnement logique :

1 on détecte un ralentissement de la révolution de ce pulsar,

2 SI ON L’ATTRIBUE à l’émission d’OG (non détectées à ce jour)

3 ALORS ce ralentissement colle avec les calculs relativistes.

Mais bien évidemment, ce ne sont pas les OG qui CAUSENT le ralentissement, pas plus que le bruit dans les arbres ne cause le vent. Embourbé dans cette erreur, l’auteur pourrait avoir l’idée d’en sortir. Au lieu de ça il entérine définitivement la confusion en concluant sa page censément sur les ondes gravitationnelles en parlant de la “propagation de la gravité”.

Assez perdu de temps, nous avons besoin besoin d’une référence plus sérieuse. La RECHERCHE, ça c’est du lourd !

http://www.larecherche.fr/idees/back-to-basic/gravitation-01-11-1997-88400

L’article n’est malheureusement pas signé, ça commence mal pour du sérieux ! (il semblerait d’après http://jac_leon.perso.neuf.fr/gravitation/article-francais/f-1.html que l’auteur  en soit Stéphanie RUPHY, journaliste à La Recherche, avec la collaboration de Jean-Marie Lévy-Leblond, professeur de physique à l’université de Nice.

On peut lire les deux premiers paragraphes sur l’attraction sans s’apercevoir que la Terre attire la lune, mais que la lune (ou n’importe quel corps) attire aussi la terre, donc que la lune “tombe” sur la terre, si on veut, mais que la Terre tombe aussi sur la lune en fait. Ce biais est très mauvais pédagogiquement, on le verra dès la suite de l’article.

Dans cette suite on apprend que l’on sent notre propre poids “en montant un escalier”, je suis heureux de l’apprendre et je plains les gens qui n’ont pas d’escalier, et qui de ce fait ne peuvent sentir leur poids, merci LA RECHERCHE !

Mais l’article se lance dans l’explication des marées, c’est tellement fort que je ne peux que reproduire ce passage :

L’attraction gravitationnelle mutuelle de la Lune et de la Terre tend à les faire se rapprocher l’une de l’autre. Mais cette attraction est compensée par la force centrifuge de rotation [c’est pas la révolution plutôt ?] de la Terre, comme de la Lune, autour de leur centre d’inertie point G sur le schéma ci-dessous [on n’a pas le schéma mais on essaie de suivre quand même, surtout qu’il s’agit du fameux point G ! :-)”]. Au centre de la Terre, la force centrifuge et la force d’attraction exercée par la Lune se compensent [ça alors, juste au centre ?]. Mais ce n’est pas le cas en un point quelconque de la surface terrestre car les deux forces varient en sens contraire : plus un point est éloigné du centre de gravité Terre-Lune, plus la force centrifuge qu’il subit sera grande, alors qu’au contraire l’attraction gravitationnelle exercée par la Lune décroît avec la distance. Les deux forces ne se compensent donc pas à la surface de la Terre et leur différence est à l’origine des marées : au point A, la force centrifuge est insuffisante pour contre-balancer l’attraction gravitationnelle, A va donc tendre à se déplacer vers la Lune. Inversement, au point B la force centrifuge est plus grande que la force exercée par la Lune et B va donc tendre à s’en éloigner. Voilà pourquoi il y a sur Terre une marée deux fois par jour [vous êtes sûr qu’il y a toujours DEUX marées partout “sur terre”, c’est  pas plutôt sur mer ?]. Ce phénomène d’attraction différentielle affecte l’ensemble de la surface terrestre [pas l’intérieur ? ], mais seule la déformation des océans est facilement perceptible, la croûte terrestre étant trop rigide pour que sa forme soit significativement altérée. Cette déformation s’accentue lorsque le Soleil est aligné avec la Lune et la Terre et ajoute alors son effet de marée propre. C’est donc à la pleine Lune et à la nouvelle Lune que les marées sont les plus spectaculaires [et à l’équinoxe non ?].”

Voilà ce qui arrive quand on veut expliquer les marées avec une vision statique, si l’auteur était parti de l’attraction de la lune sur la terre, qui engendre une accélération différentielle selon la distance, en vertu de la loi de Newton, il serait arrivé directement à l’idée d’une déformation !

En passant, il lui serait peut-être resté de la place pour souligner qu’à ce stade, c’est la rotation de la terre qui provoque le déplacement de cette contrainte (sans rotation pas de marées, s’il y avait des mers sur la lune, elles n’auraient pas de marée terrestre, seulement une très lente marée solaire), et que c’est à leur tour la forme des bassins qui détermine l’amplitude de la marée observée (qui n’est pas toujours bi-diurne monsieur-et-madame-qui-passez-vos-vacances-en-Bretagne-depuis-toujours).

Passons sur les 1057 atomes dans le soleil, il s’agit bien sûr d’une coquille pour 10 puissance 57 soit 1057, mais je rappelle que c’est un journal sérieux, que la page est publiée depuis novembre 1997, soit presque vingt ans. Certains lecteurs doivent toujours se demander comment les 1057 atomes du soleil sont rangés ?

Toutes les considérations qui viennent ensuite sur le rôle de la gravitation dans le destin et le fonctionnement d’une étoile me paraissent bonnes. On ne peut pas en dire autant sur la traduction de la phrase de Newton : “Hypotheses non fingo”. “Je ne feins”, ça ne veut rien dire. Je n’émets pas d’hypothèse, ou je ne forge pas d’hypothèses, sont des traductions correctes.

Je ne suis pas historien des sciences, mais je ne crois pas que l’auteur a raison de dire qu’Einstein a voulu remplacer la théorie de Newton À CAUSE du problème de l’action instantanée, comme il l’affirme, cela pourrait être seulement à cause de l’action à distance, comme on le verra.

Q.Newton et Einstein sont-ils parfois d’accord ?

R.La relativité générale constitue une théorie de la gravitation qui englobe la théorie newtonienne : lorsqu’on résout les équations d’Einstein par approximations successives, on retrouve d’abord les résultats de Newton. [ah bon, donc l’instantanéité de l’attraction gravitationnelle ?]

Conscient ou pas de cette idée saugrenue qui pourrait surgir immédiatement, l’auteur se dépêche de sauter directement aux trous noirs et au périhélie de Mercure, qui est la balle de match, comme chacun sait, du tournoi Newton-Einstein (Einstein a renvoyé Mercure en lob juste au dessus du soleil et Newton a couru désespérément mais n’est pas arrivé à la rattraper !)

Quant à la théorie newtonienne, elle demeure le cadre d’étude de la plupart des phénomènes astronomiques. [comme le système solaire, ou les galaxies, avec leur attraction apparemment instantanée ?]

Le dernier paragraphe s’appelle “Comment se propagent les effets gravitationnels ?” Notons le le très ambigu “effets gravitationnels”.

On le voit, la lecture de La Recherche ne donne pas des informations beaucoup plus objectives que Wikipedia ou un site spécialisé.

Dans cette autre page de Wikipedia, on retrouve une rédaction curieusement semblable à ce que nous avons vu précédemment : https://fr.wikipedia.org/wiki/Critiques_de_la_th%C3%A9orie_de_la_relativit%C3%A9

S’appuyant sur un argument de Pierre-Simon de Laplace (1749-1827), Poincaré (1904) fait allusion au fait que la loi de Newton sur la gravitation universelle est fondée sur une vitesse infinie de la gravité, de sorte que la synchronisation des horloges à l’aide de signaux lumineux pourrait être remplacée, en principe, par une synchronisation à l’aide de signaux gravitationnels instantanés. Mais en 1905, Poincaré résout ce problème en montrant que, dans une théorie relativiste de la gravitation, la vitesse des ondes gravitationnelles est égale à la vitesse de la lumière. Bien que sous une forme beaucoup plus compliquée, c’est aussi le cas dans la théorie de la relativité générale d’Einstein” [remarquer encore une fois le passage subliminal de la gravité elle-même aux ondes gravitationnelles]

CERTAINS SITES, si on a la chance de tomber sur eux, donnent une version plus précise, même si pas complètement honnête :

https://fr.wikipedia.org/wiki/Champ_gravitationnel#Aspects_historiques_:_loi_universelle_de_la_gravitation nous présente assez naïvement la notion de champ (dans le texte, pas dans les formules) et selon l’auteur, grâce au champ, on se libère du problème de l’instantanéité, car (d’après ce rédacteur) : “Le champ ou champ de force de la gravitation apparaît ainsi comme une propriété de l’espace due à la masse d’un corps. Une autre masse entrant en contact avec ce champ est soumise à une influence, une force, due au champ. Ainsi, l’influence gravitationnelle n’est pas, dans ce cadre, créée et transportée instantanément d’un corps à l’autre, mais est déjà présente dans tout l’espace sous la forme du champ et à son contact un corps voit sa dynamique modifiée.

L’auteur ne parait pas conscient que le corps B qui se balade et se retrouve tout à coup (“entre en contact”) dans un champs A qui était déjà là (“présent dans tout l’espace”, et qui voit donc sa “dynamique modifiée” a lui aussi un champs B autour de lui ??? Comment se balade ce champ ?

Plus loin on lit que “À la limite des champs faibles, les équations du champ gravitationnel se ramènent à celles du champ classique newtonien.” Donc en clair, cela veut dire que la gravitation, champêtre ou pas, est bien calculée comme instantanée.

Un dernier site, pour la route ? http://astronomia.fr/6eme_partie/RelativiteRestreinte

C’est le cours d’astronomie générale de l’observatoire de Marseille, oui Marseilleu, et alore ? Qu’est-ce que vous lui reprochez à Marseilleu ?

Dans la page citée, on lit deux déclarations contradictoires :

“La Mécanique Classique admettait les interactions à distance instantanées (la gravitation en particulier est une force ne dépendant pas du temps pour sa transmission, mais attention, gravitation et lumière ne sont pas la même chose)”

Ici, claire distinction entre la lumière et la gravitation et emploi du présent pour l’instantanéité de la gravité qui contraste avec ce que la mécanique classique admettait, donc au passé. Mais un peu plus loin :

“Basée là-dessus, la Relativité Restreinte a abouti à une formalisation de l’espace-temps qui étend cette vitesse limite à toutes les interactions (gravitationnelle, faible, forte). Comment les propriétés de la lumière peuvent-elles s’étendre aux autres interactions ? En fait, la Relativité Restreinte décrit une propriété de l’espace-temps, non de la lumière.”

Là encore, un cas typique de schizophrénie : l’auteur sait que la gravitation est toujours instantanée, mais cela produit chez lui une dissonance cognitive. La gravité ne PEUT être instantanée puis que la relativité à posé que rien ne pouvait l’être. La seconde phrase vient recouvrir la première en la contredisant.

Maintenant que nous avons vu comment raisonnent les encyclopédies et autres haut-lieux de la vulgarisation, intéressons nous au degré zéro de la science, tout en bas de l’échelle pédagogique : les blogs et forums.

Sans surprise, on retrouve les mêmes approximations et raisonnements bancals. Sur les blogs, ils s’agit juste de reproduire en troisième main des affirmations qui viennent de plus haut, de la Recherche par exemple (l’article de la recherche étant lui-même un brouet issu d’une soupe plus concentrée concoctée dans tel ou tel laboratoire).

Exemples de blogs :

http://blog.slate.fr/globule-et-telescope/2012/12/27/la-gravite-se-deplacerait-bien-a-la-vitesse-de-la-lumiere/

http://www.gurumed.org/2012/12/29/einstein-avait-encore-raison-la-vitesse-de-la-gravit-atteindrait-bien-celle-de-la-lumire/

Sur les forums, schématiquement, cela se passe de la manière suivante :

Un sujet extérieur débarque naïvement sur un forum dédié à la physique ou à l’astronomie etc. et pose ingénument la  question de l’instantanéité de la gravitation, sous une forme plus ou moins imagée (si le soleil disparaissait, ou bien “si le soleil était changé en trou noir” etc.). Aussitôt un surveillant de forum, aussi appelé “petit chef wikipédien” arrive avant que des débats ou des démangeaisons grattogènes puissent contaminer d’autres membres de la communauté, et assure sur un ton définitif au malheureux égaré que la gravitation se propage, bien sûr, à la vitesse de la lumière, comme chacun sait. Baisser de rideau.

http://forum.scienceamusante.net/viewtopic.php?t=871 (ici, l’intervenant qui explique que l’indépassabilité de la vitesse de la lumière est un axiome finit en concluant que la gravité DOIT se propager comme la lumière)

http://forums.futura-sciences.com/physique/629785-vitesse-de-gravite.html (ici après une réponse cinglante par Maxwellien, le forum finit par poser des vraies questions avec ansset, si un lecteur a le courage d’aller jusque là)

http://www.webastro.net/forum/showthread.php?t=14143

http://forum.hardware.fr/hfr/Discussions/Sciences/gravitation-discrete-continue-sujet_58555_1.htm

autres approches :

http://www.cerimes.education.fr/e_doc/forces/gravitation.htm Ici le problème est exposé de façon historique, Einstein a voulu remédier aux défauts de la théorie de Newton, ce qui n’empêche pas l’auteur de vivre sa schizose en affirmant à un moment que “La loi de la gravitation universelle de Newton est toujours utilisée pour calculer les effets de la gravitation dans des situations normales” bien que plus loin : “A l’heure actuelle, la relativité générale est la seule théorie capable de décrire tous les effets gravitationnels observés.” Le seul problème qui semble rester à la Relativité générale d’après cette page est son caractère non-quantique, tout le reste étant résolu…

https://fr.wikipedia.org/wiki/Histoire_de_la_gravitation#Entre_Newton_et_Einstein Ici la vision est devenue historique, cela a des inconvénients, on ne comprend plus toutes les péripéties si on est plutôt scientifique ! Cette page est typique de celles qui propagent la fable que l’action à distance posait d’autant plus un problème qu’elle était instantanée (“Une hypothèse époustouflante est que l’action à distance est instantanée. Newton lui-même se refuse à commenter ce fait ….”)

https://fr.wikipedia.org/wiki/Champ_gravitationnel, confirme la même fable, en citant pourtant la phrase de Newton qui l’infirme (voir plus bas)

Remontons vite à un plus haut niveau :

http://www.futura-sciences.com/magazines/matiere/infos/dossiers/d/physique-relativite-generale-espace-temps-devint-dynamique-510/page/2/ ce blog est écrit par un “docteur en physique théorique” et que lisons nous ? “Cependant, même s’il eut l’intuition que la vitesse de propagation de la gravitation était probablement égale à “c” et qu’il existait peut-être des “ondes gravifiques”2, Poincaré…

2 on parle aujourd’hui plutôt “d’ondes gravitationnelles

donc visiblement, l’auteur confond gravitation et onde gravitationnelle, ou du moins les rapproche dangereusement dans une même phrase ce qui pourrait induire chez certains critiques malintentionnés l’idée qu’il passe de l’un à l’autre sans précaution…

Voilà une page avec une adresse qui “fait sérieux” :

http://www.aim.ufr-physique.univ-paris7.fr/CHARNOZ/homepage/GRAVITATION/grav7.html

On y lit :

“Une des conséquences les plus étonnantes de la relativité générale est la présence dans l’univers d’ondes gravitationnelles. En effet, une déformation de l’espace temps, induite par la présence d’un corps, ne disparaît pas comme ca. Elle se propage, à la vitesse de la lumière, comme une onde sonore ou lumineuse.” [sonore, really ?]

mais plus loin : “C’est une conséquence de la déformation de l’espace-temps induite par la formidable densité du trou noir. Toute l’information est perdue, sauf , la masse, le moment angulaire, et la charge électrique.”

Donc les ondes gravitationnelles “déforment” l’espace temps, et la gravité “déforme” l’espace-temps ? Curieuse ressemblance ??? Par ailleurs l’auteur oublie que la gravité du trou noir n’est pas perdue, disons que c’est ce qu’il sous-entend, on est d’accord, pas sa “masse”, mais il conviendrait de le préciser, puisque la masse “reste” dans le trou, mais que la gravité en sort, du trou…

Finalement, c’est tout à la fin de la page dans les exercices, au paragraphe intitulé “le retour de la comète de Halley”, qu’on lira cette phrase très caractéristique : “Newton lui-même n’apportait pas d’explication à la nature de cette force, qui agit de manière instantanée entre tous les corps (comme on le croyait à l’époque, mais on sait maintenant qu’elle se transmet à la vitesse de la lumière).“. Si elle n’agit plus instantanément, monsieur le rédacteur, ou ne l’a jamais fait, il faudrait alors employer un autre temps que le présent de l’indicatif, comme l’imparfait “agissait” ou d’autres formes verbales exprimant un doute “aurait agi”, “était censée agir”, hm ?

En anglais

L’internet en anglais est des dizaines de fois plus étendu que celui dans la pauvre langue française. Voyons ce qu’il peut nous offrir sur le sujet :

Pour commencer on rencontre les inévitables forums avec petit chef qui vient immédiatement, sorti d’on ne sait où, expliquer que TOUT dans l’univers, doit respecter la loi d’Einstein :

http://www.thenakedscientists.com/HTML/questions/question/1000305/

http://physics.stackexchange.com/questions/5456/the-speed-of-gravity

http://physics.stackexchange.com/questions/12736/does-gravity-spread-instantly

https://www.physicsforums.com/threads/is-gravity-instant.499985/

Le premier troll commence à expliquer que cette vitesse égale à c est “évidemment” un peu difficile à tester (et là on commence à comprendre qu’il confond bien sûr, avec les ondes gravitationnelles, etc.)

On retrouve aussi les “gurus” sur ces soi-disant forums où les rôles sont en fait bien définis : toi tu poses les questions, moi, Ethan Siefel, je réponds : https://medium.com/starts-with-a-bang/what-is-the-speed-of-gravity-8ada2eb08430

Ethan Siefel confond complètement et furieusement, évidemment, la gravitation et les supposées “ondes gravitationnelles”.

Les pages wikipedia colportent les mêmes histoires, comme ici :

https://en.wikipedia.org/wiki/Gravity#General_relativity

Grossièrement, Newton avait faux, mais la relativité générale à corrigé tout cela. Suit une liste des “vérifications”, des prédictions réalisées de la RG. Pas de liste des “problèmes” de la RG pour décrire l’univers.

Mais il y a quelques fausses notes :

http://www2.lbl.gov/Science-Articles/Archive/Phys-speed-of-gravity.html

Ici Stuart Samuel, un physicien qui travaille dans une université (euh juste à Berkeley, en Californie, l’équivalent de Romorantin en France), et qui croit d’ailleurs qu’ Einstein a prédit que la gravitation se propageait à la vitesse de la lumière (? Einstein a prédit ça, non, voir ma conclusion ?) pense que c’est peut-être vrai, mais cela n’a jamais été prouvé.

Au niveau de l’expérience dans laquelle la lumière d’un quasar passe à côté de Jupiter (et on étudie comment se propage la gravité de Jupiter en étudiant son action sur la lumière du quasar) il pense que les calculs (de ceux qui ont crié victoire : https://www.newscientist.com/article/dn3232-first-speed-of-gravity-measurement-revealed#.VZq-yxuqqko

(le New Scientist est l’équivalent Anglais de La Recherche en France) sont faux et que les vrais calculs donnent des différences à trouver qui ne sont pas mesurable avec les instruments actuels….

Les autres scientifiques, comme un “expert” nommé Lawrence Krauss de la Case Western Reserve University de Cleveland, Ohio par exemple ont dit plutôt : “ah ben ouais, c’est normal, Einstein l’avait dit, on le savait déjà donc, pas la peine de mesurer en fait, bon c’est pas le tout ça, il est vendredi soir, j’ai pétanque moi” (traduit de l’américain par votre serviteur, voir la fin de l’article du New Scientist).

La page http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/GR/grav_speed.html a pour titre :

Does Gravity Travel at the Speed of Light?

donc je suis obligé d’en parler ici. C’est un site qui pose (et répond) à des questions de physique..

En bref, l’auteur pense que la gravité était instantanée dans les modèles pré-relativistes (c’est clair) mais qu’elle ne peut plus l’être depuis. Toutefois, après quelques contorsions, il arrive à l’idée que le “délai de propagation est annulé par le fait que la force s’exerce de façon non centrale” (c.a.d non dirigée exactement vers la source de la gravité) et qu’au final la “gravitation relativiste reproduit presque parfaitement le modèle newtonien”.

La fin de l’article aboutit à des considérations sur les ondes gravitationnelles, qui ne sont pas détectées, mais presque, et quand on les trouvera, elle iront à la vitesse de la lumière, donc la gravité aussi, madame. Ceci est toutefois précédé par une pseudo démonstration (en un seul début de phrase) comme quoi un champ a nécessairement la même vitesse de propagation que les ondes qu’il supporte (si j’ai bien compris).

Cet auteur ne semble pas conscient qu’une vitesse finie de propagation du champ gravitique pourrait avoir DEUX effets distincts, le retard dû au délai ET aberration gravitaire.

Voici un autre auteur qui est spécialiste de cette distinction, pour la lumière en tout cas :

http://www.mathpages.com/home/kmath690/kmath690.htm

Son titre aussi attaque le problème de front : Laplace on the Speed of Gravity !

Très long article, mais si vous avez le courage de le lire (en assimilant toutes les formules, bien entendu) vous serez récompensés ! C’est une grande récapitulation de l’histoire scientifique de la gravitation et des questions sur sa vitesse.

Deux types de gravitation sont évoquées, une tirante (celle de Laplace, qui pensait que des particules étaient émises par la source et captées par le sujet gravitant) et une poussante, où la gravitation est due à un effet de masquage/ombrage dans une mer de particule qui poussent sur les corps.

Malheureusement, l’expérience choisie à l’époque par Laplace pour tester le retard de la gravitation (incluant à la fois retardation et aberration) était faux. En effet, il a été prouvé depuis que le ralentissement absolu de la période lunaire (et le ralentissement de la révolution terrestre) sont dus aux marées, une accélération de la première étant observée en pratique. Il aurait fallu étudier plutôt la variation de la durée l’année (mais comment ? les hommes préhistoriques n’avaient pas d’horloges atomiques parait-il).

L’article offre lui aussi l’idée (malheureusement très embrouillée car assise sur la critique de trois articles) que la propagation de la gravité est bien finie, d’où une aberration (nom que l’auteur donne à la somme de la retardation ET de l’effet Bradley, qui est l’aberration classique), mais que des effets relativistes dus à la vitesse l’annulent “presque exactement”. Toutefois, chez un auteur très prolixe en calculs, en dates, en schémas et en citations, aucune référence n’est donnée sur l’origine, le calcul, la représentation etc. de cette “annulation” contrairement à ce qu’il fait longuement :

retardation de l'action à distance

dans le cas de l’ancienne théorie de Lesage (http//www.mathpages.com/home/kmath131/kmath131.htm). Dans le cadre d’une gravité due à un champ, donc non corpusculaire, il est d’ailleurs probable qu’il n’y aurait pas “d’effet Bradley” comme il le nomme, mais il faudrait toujours traiter la “retardation”, soit le retard d’information sur la position des corps en jeu.

En somme, l’auteur est très fort en calculs, mais il ne semble pas se rendre compte qu’une annulation “presque” exacte seulement produirait tout de même un effet mesurable, surtout sur les planètes lointaines. Et pourtant, c’est bien le même auteur, qui écrit (à la première personne apparemment) dans l’autre article cité plus haut : ” In order for the orbits of the planets around the Sun to have persisted for hundreds of millions of years, the ratio of tangential to radial acceleration can be no greater than about 10¨-10, and we’ve already noted that the fraction k of ultra-mundane particles absorbed by the Sun can be no greater than 10¨-8, so the above relation implies that the speed of the ultra-mundane particles must be at least (6)10¨18 times the speed v of the planet.  The planet Mercury has an orbital speed of about (4.8)10¨4 m/sec, so the value of vg must be at least (2.9)10¨23 m/sec, which is about 10¨15 times the speed of light. Henri Poincare used more stringent limits on the shielding and acceleration ratios to conclude that vg must be about 10¨17 times the speed of light“.

CONCLUSION

Le sujet est très vaste, très complexe et il est difficile de s’y retrouver si on se lance sans points de repères (ce que semblent faire de nombreux articles). Aussi ma méthode sera de prendre des points précis de réflexion et d’analyser comment la question se pose, quelles erreurs ou confusions peuvent être faites à ce sujet.

La gravitation telle qu’elle fut expliquée par Newton

La gravitation de Newton est en réalité composée de deux sous-parties mal intégrées au sein de la même théorie (ce qui est normal compte tenu de l’époque) :

a) l’action à distance (d’un corps sur un autre); cette partie a été mathématisée par Newton dans sa célèbre formule; la formule n’est pas vectorisée et ne contient pas non plus de facteur temps. Le calcul ne produit que la moitié du résultat observé dans la nature. Newton s’est basé sur un calcul d’action en inverse du carré de la distance qui préexistait dans le monde mathématique de son époque.

b) l’instantanéité de cette action. Elle n’est pas mathématisée autrement que par la géométrie et cette vision géométrique représente de fait les corps (possiblement) mouvants comme s’ils étaient immobiles (la force agissant sur une masse pointe sur le centre de gravité de l’autre masse).

Au cours de la rédaction de cette page, j’ai donc rencontré plusieurs auteurs qui écrivent que Newton lui-même était très étonné par l’action instantanée à distance. Je crois qu’ils ont mal lu Newton, ou plus probablement qu’ils injectent dans sa pensée une préoccupation contemporaine. Voici le texte de Newton qui est d’ailleurs souvent cité, mais sans que les citateurs l’aient lu attentivement, à mon avis :

It is inconceivable, that inanimate brute matter should, without the mediation of something else, which is not material, operate upon and affect other matter without mutual contact … That gravity should be innate, inherent, and essential to matter, so that one body may act upon another at a distance, through a vacuum, without the mediation of anything else, by and through which their action and force may be conveyed from one to another, is to me so great an absurdity, that I believe no man who has in philosophical matters a competent faculty of thinking, can ever fall into it. Gravity must be caused by an agent, acting constantly according to certain laws; but whether this agent be material or immaterial, I have left to the consideration of my readers.  [Sir Isaac Newton,Third letter to Bentley, 25 Feb 1693. Quoted in The Works of Richard Bentley, D.D. (1838), Vol. 3, 212-3.]

Une lecture objective montre qu’il n’est aucunement fait mention dans cette réflexion post-partem de l’instantanéité, mais seulement de l’action à distance. Newton est gêné que l’action de la gravité puisse se faire sentir à travers le vide, mais nullement qu’elle puisse se faire sentir de façon instantanée. À cela, une bonne raison : la vitesse finie de la lumière (Cassini 1675) est seulement en train d’être banalisée (150 ans, c’est récent à l’époque) ! À l’époque tout le monde est encore partiellement OK avec une lumière plus ou moins instantanée, alors si la lumière l’est, la gravité peut sans souci particulier l’être aussi.

Par ailleurs j’ajouterai que cette remarque révèle un paradoxe dans la pensée de Newton (non signalé ailleurs) : alors même qu’il est crédité d’avoir compris le premier, comme je l’ai écrit plus haut déjà, que la même loi de la nature s’appliquait à la pomme et à la lune, il est clair que son étonnement par rapport à l’action “à distance” ne s’applique en fait qu’à la LUNE ! La mention du vide est significative. Il trouve normal que la terre attire la pomme car la pomme se trouve en quelque sorte “à son contact”, proche, tandis que la lune est séparée de la terre par une grande distance,et cette distance est remplie de “vide”.. En somme il a posé une loi universelle, mais il la trouve absurde. En son for intérieur, il n’y croit pas à sa loi. Et ce qui est absurde pour lui, c’est le cœur même de son universalité !

La “correction”  de la gravité  newtonienne par Einstein

La relativité restreinte (special relativity en anglais) vient en premier. Elle ne parle pas de la gravitation, seulement de la vitesse de la lumière

Ensuite vient la relativité générale (general relativity), qui intègre la première relativité ET des remarques et prédictions sur la gravité. Du coup les exégètes en font une “théorie de la gravitation”.

C’est difficilement soutenable. En effet comme on l’a vu, la théorie de Newton se compose de deux volets, l’action à distance et l’instantanéité. La relativité générale s’est clairement attaqué à la première partie, l’action à distance.

Le concept d’action à distance est incompatible avec la relativité car en raccourci, une action a besoin d’un milieu ou d’un vecteur pour se transmettre or un des piliers de la théorie de la relativité a été de détruire la notion d’éther, le milieu qui aurait pu transmettre, justement la gravitation.

Pour contourner ce problème, Einstein a posé l’idée que la gravitation était le résultat d’une déformation de l’espace-temps (on en reparlera). Dans ce contexte, le poids n’est plus une une force, mais le manifestation d’une tendance à changer de trajectoire dans l’espace temps. J’avais lu dans le temps que dans un espace temps déformé, certains endroits de l’espace pouvaient contenir plus de matière, d’où la tendance de la matière à s’y précipiter. Je n’ai pas retrouvé cette explication, seulement celle du “trampoline” que je discuterai plus tard.

La relativité générale ne s’est jamais attaquée au second volet de la gravitation de Newton, l’instantanéité ET POUR CAUSE :

L’instantanéité de l’effet gravitationnel RESTE EN VIGUEUR et Einstein le savait parfaitement. Cette instantanéité peut être démontrée facilement à plusieurs échelles :

A l’échelle du système solaire, la trajectoire des planètes (non relativistes) et de leurs satellites continue d’être expliquée parfaitement par les lois de Kepler/Newton. Tout angle, même très petit entre la direction du vraie du soleil et la direction de son attraction aurait une répercussion énorme sur les orbites, surtout à long terme, or la stabilité de ces orbites est prouvée par l’astronomie historique.

Au niveau des petites poussières en orbite autour du soleil, l’effet Lense-Thirring n’existe que parce que la pression de radiation a une aberration, elle MAIS PAS LEUR VECTEUR-POIDS. Si une pareille aberration touchait le poids des poussières en question, l’effet serait différent (conformément au principe de schizophrénie avancé au début du présent article, le poids n’est pas représenté sur les schémas de https://fr.wikipedia.org/wiki/Effet_Lense-Thirring)

Au niveau galactique et supra-galactique, et quelle que soit la théorie sur leur formation/évolution, l’existence même des galaxies en tant qu’objets ayant une cohésion gravitationnelle ne peut avoir lieu que par une transmission extrêmement rapide de la gravité d’un bout à l’autre de ces choses qui font jusqu’à 1 million d’années lumière de diamètre !

Les galaxies sont des objets essentiellement symétriques. Or elles ont un sens de rotation (si on s’abstrait des petits mouvements propres des étoiles). Si la gravité avait une vitesse finie, les étoiles situées à une certaine distance du “centre” de la galaxie, mettons 300 000 al ne pourraient pas tourner autour du même centre que les étoiles proches de ce centre car entre temps le centre se serait déplacé pendant 300 000 ans et surtout ne devrait- on pas détecter une asymétrie entre les étoiles qui vont vers “l’avant” et celle qui vont vers “l’arrière” du mouvement de cette galaxie ?

Prédiction supposée sur la vitesse de la gravitation par la relativité générale

Einstein n’a jamais affirmé ni prédit que la vitesse de la gravité serait trouvée comme étant égale à c !

Einstein a prédit qu’il existait des “ONDES GRAVITATIONNELLES” qui auraient c pour vitesse. Les ondes gravitationnelles étant conçues comme des phénomènes relativistes, donc rares, et interagissant très peu avec la matière.

La gravité elle même n’est pas rare, c’est le phénomène dominant de l’univers et elle interagit de façon évidente avec la matière sauf à l’échelle microscopique et en dessous.

On l’a vu, cette croyance est due au fait que de nombreux trolls, blogueurs, et ce qui est plus inquiétant, certains universitaires, CONFONDENT gravitation d’une part et ondes gravitationnelles d’autre part !

Par ailleurs, Einstein n’ignorait surement pas, contrairement à eux, que Laplace a prouvé de manière définitive que la vitesse minimum de la gravité (à partir de mesures dans le système solaire) devait être au minimum 7 millions de fois supérieur à c. !

cf. https://en.wikipedia.org/wiki/Speed_of_gravity#Laplace et même si l’auteur se donne beaucoup de mal pour arriver à l’idée que cette idée est “incorrecte” il finit lui-même par écrire “As is now known, it may be considered to be infinite in the limit of straight-line motion, since as a static influence, it is instantaneous at distance, when seen by observers at constant transverse velocity. For orbits in which velocity (direction of speed) changes slowly, it is almost infinite.” Autrement dit l’idée est “incorrecte” mais toujours vraie.

Enfin, dernière question, il parait que des étudiants la posent (j’espère qu’on recale ces étudiants immédiatement) : si la gravitation se propageait à la vitesse de la lumière, comment ferait-elle pour “sortir” des trous noirs ? On sait en effet que justement, par définition, il y a trou noir quand la lumière ne peut plus en sortir (ça doit pas être noir du tout à l’intérieur … quelle idée puissante de la physique je viens d’émettre !) mais qu’ils sont toujours détectables par leurs effets gravitationnels (et pour cause car c’est comme ça qu’on les détecte justement). Donc la lumière ne peut pas sortir du trou noir “parce qu’elle ne va pas assez vite” mais la gravité sort du trou noir, qu’en concluez vous ?

Comparaison gravité accélération

Un des grands faits d’armes de la relativité générale est la mise en équivalence de la gravitation et de l’accélération.

Dans une expérience de pensée classique, un observateur dans une enceinte sans fenêtres ne peut pas savoir s’il est à la surface d’une planète et subit son attraction ou bien s’il est au contraire dans un vaisseau spatial en train d’accélérer. Certes cette ‘expérience’ a permis à Einstein de prévoir la courbure de la lumière dans un champ gravitationnel (confirmée : passage d’une lumière d’origine distante près du soleil, lentilles gravitationnelles). Quelques prédictions intéressantes ne font pas de la relativité générale une vraie théorie de la gravitation. Elle n’explique pas réellement comment la matière “produit” de la gravité et encore moins comment elle se propage apparemment instantanément.

Elevator_gravity2

Mais revenons sur l’expérience de pensée, reproduite un peu partout : elle est fausse !

  • l’accélération est la même pour toutes les parties de la fusée et des choses/personnes qui se trouvent à l’intérieur. En revanche, à la surface d’une planète, la gravité a toujours un gradient. Muni d’un instrument assez sensible, l’expérimentateur enfermé pourrait donc distinguer immédiatement la gravité artificielle (égale partout) d’une véritable attraction gravitationnelle (plus forte à ses pieds qu’à sa tête). La gravité n’est constante en force et en direction que dans les exercices de physique, pas dans la réalité de la gravitation dans notre univers ! Dans une chute libre dans un vrai champ de gravité, contrairement à dans la fusée d’Einstein, deux objets en chute libre vont se rapprocher (même potentiel de départ) ou s’éloigner (potentiels différents au départ).
  • la gravité touche tous les atomes des corps présents, tandis que l’accélération ne se transmet que par les pieds des personnes et des objets. Il existe peut-être des expérience capables de distinguer ces deux circonstances (?).

La disparition du Soleil

De nombreux astronomes en culotte courte se posent des questions sur la gravité en terme catastrophiques. Incapable de comprendre que l’effet de la gravité peut très bien être étudié en continu grâce au mouvement des astres, il leur faut toujours une énorme catastrophe pour savoir ce qui se passera après. En général ils aiment bien postuler la DISPARITION DU SOLEIL comme on peut s’en rendre compte en épluchant de nombreux blogs, toutes langues confondues. C’est probablement et tout simplement une habitude, prise lors de la même disparition du soleil, souvent envisagée pour savoir ce qu’il adviendrait de notre éclairage sur Terre.

Le modèle pédagogique du trampoline

Le grand truc pour expliquer la courbure de l’espace-temps (soi-disant) est le trampoline sur lequel on place des boules. Les boules dépriment la surface du tissu (et les lecteurs de la démonstration) et permettent ainsi d’imaginer en 2 D ce qui se passe supposément en 4D.

  • Première remarque (critique qui n’est pas nouvelle, je l’ai lue à plusieurs reprises) : cette représentation destinée à “expliquer” la gravitation ne marche en fait que GRACE à la gravitation. Les boules creusent la toile d’une part, et d’autre part se mettent à rouler ou modifient leur trajectoires sur cette toile uniquement à cause de la gravité terrestre, de leur poids. En somme cette explication a tout l’air d’une supercherie intellectuelle puisqu’elle ne peut expliquer la gravitation, qu’à partir d’un de ses effets (le potentiel lié à l’altitude).

Mes remarques

  • Bien que les relativistes insistent beaucoup sur le fait que c’est l’espace-TEMPS qui est courbé, la modélisation par le trampoline apparaît fortement biaisée vers un espace (en 2D) qui est courbé dans la troisième dimension, toujours d’espace, où est le temps dans tout ça ?
  • Un gros objet est capable de creuser le trampoline et d’attirer ainsi tout objet plus petit qui passe à côté mais la réciprocité de la gravitation est mal modélisée car le petit objet ne fait pas rouler le gros vers lui (on verra que ce défaut est corrigé dans les modèles animés ci-dessous)
  • La personne qui a inventé ce modèle devrait changer de matelas s’il se retrouve toujours collé à sa (son) partenaire au milieu de la nuit (et du lit).

Quelques représentations :

BangIllus5-590x348

Comme souligné plus haut un grave défaut du “modèle du trampoline” est qu’il tend à présenter la gravité comme l’interaction d’un “gros” objet immobile, qui “produit” le champ de gravité avec un “petit” objet mobile, qui lui la subit. Cela entraine l’idée que le champ étant “déjà là” au moment où on pénètre à l’intérieur de son influence, il n’a pas besoin de se propager, ce qui explique (pour ceux qui croient à cette préexistence du champ) son apparente instantanéité…

Spacetime_curvature

Ces représentations ont du mal également à représenter la portée infinie de la gravitation. La trame de l’espace temps semble tout à fait inaffectée dès que l’on est à un une certaine distance de la grosse masse.

Dans une représentation animée, on observe que les défauts mentionnés plus haut ont été corrigés :

Trois corps sont représentés : la Lune tourne autour de la Terre (en rotation !) mais les deux tournent ensemble autour du Soleil ! Par ailleurs le trampoline ne semble pas immobile par rapport au Soleil, qui parait lui même en train de se déplacer dans l’espace. Quelle amélioration, même si le modèle reste essentiellement spatial et non spatio-temporel !

Malheureusement le concepteur de ces magnifiques animations croit qu’il est en train de faire des vraies expériences de physique et il en profite pour nous expliquer comment les planètes vont s’échapper si le SOLEIL venait à disparaître, pouf :

PAS COMME CA (vilain Newton) :

ExpGrav-01.gif

Gravité instantanée = PAS BON car Einstein a dit que etc…

Mais comme ça :

ExpGrav-02.gif

(je crois que l’animateur s’est trompé, dans la vue “d’oiseau”, la planète s’enfuit avant que l’obscurité ne la touche ??? Evènements qui semblent simultanées dans la vue de profil ???)

Arrivé là, pourquoi se gêner ? Si le trampoline peut représenter la gravité, il peut aussi représenter les ondes gravitationnelles, non ?

ExpGrav-04.gif

Le soleil disparaît brusquement, la cessation de sa gravité et l’onde gravitationnelle se propagent simultanément à la vitesse de la lumière. La planète oublie toutefois de s’éteindre, m’enfin ?

Une autre représentation trampolinesque des ondes gravitationnelles :

Une telle perturbation déformerait la géométrie de l’espace (et des choses contenues), d’accord mais produirait avec ses montagnes et ses vallées des changements de poids des objets se trouvant dans ce champs, moins d’accord….

Vidéos :

Ici un professeur a réellement construit un trampoline avec un tissu caoutchouteux à souhait :

Là une vidéo sur les ondes gravitationnelle, remarquez l’utilisation du trampoline qui risque de mélanger l’esprit des visionneurs :

Dernières nouvelles du LIGO :

Allez vous reprendrez bien un petit coup de trampoline ? :

http://www.lefigaro.fr/sciences/2016/02/11/01008-20160211ARTFIG00365-on-a-vu-les-ondes-gravitationnelles-prevues-par-einstein.php

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Les ondes gravitationnelles sont elles en fait ‘gravitationnelles’ ?

Comme on l’a vu par de nombreux exemples, les ondes gravitationnelles font régulièrement l’objet d une confusion avec la gravitation elle-même.

Une raison primaire de cette confusion réside en fait dans leur nom, qui est mal choisi.
D’après la théorie même qui les prévoit, ce sont des ondes d’ORIGINE gravitationnelle, non des ondes de GRAVITATION.
Elles n’ont aucun effet gravitationnel, c’est à dire qu’elle n’agissent pas directement sur le champ vectoriel de gravitation mais sur la texture de l’espace rempli ou non de matière. Sous leur influence les objets et l’espace vide voient leurs dimensions vibrer.
Il conviendrait donc de les appeler ‘ondes spatio-temporelles”.
Dans une présentation de Luminet “Les trous noirs: Les trous noirs physique et astrophysique ” (2015), les ondes gravitationnelles du titre se transforment subrepticement en “ondes de gravitation” dans le dessin, voilà qui n’est pas fait pour mettre fin à la confusion :
ondes de gravitation
On verra à la fin de cet article que Luminet est coutumier de cette confusion ondes G/gravitation…

Champs de gravité = champs scalaire ?

On lit parfois que le champ de gravité serait un champ scalaire, c’est à dire qu’en tout point de l’espace, un seul paramètre numérique lui serait associé. Un champ scalaire bien connu est le champ de pression à l’intérieur d’un gaz/fluide/solide. En chaque point la valeur numérique de la pression n’a pas de direction. Sur n’importe quelle objet étendu se trouvant en ce point, elle s’exercera quelle que soit direction de sa surface. Je pense que c’est faux dans le cas de la gravité qui, en chaque point, a un vecteur associé. Ce vecteur, comme tout vecteur, porte en lui une valeur numérique, son module, mais aussi un axe et un signe. Tout objet (masse en l’occurrence) placé en ce point recevra une accélération dirigée selon ce vecteur. Le champ de gravité n’est pas scalaire. (je n’ai pas retrouvé cette erreur ?)

Correction des aberrations de la gravité par des effets dus à la vitesse

On a vu que certains auteurs pensent que la gravité se propage à la vitesse de la lumière “parce que c’est comme ça” sans tenir compte de la réalité astronomique. D’autres ont développé une théorie du champ statique qui n’a pas besoin de se propager (parce qu’il est déjà là)… La troisième façon de “lutter” contre l’instantanéité de la pesanteur est de se référer aux “effets dus à la vitesse” comme le fait Kevin Brown dans son livre Reflexions on Relativity (pages citées plus haut sur son site mathpages).

J’ai fini par localiser l’origine de cette théorie, il s’agit d’un article de S. Carlip du département de physique de l’université de Californie.

http://arxiv.org/pdf/gr-qc/9909087v2.pdf

Je n’ai pas le niveau mathématique pour critiquer les équations qu’il aligne. Il me semble pourtant que la fin de l’article consiste bien en une redescente au niveau philosophique où, tel le blogueur moyen ou le journaliste de La Recherche, Carlip finit par des arguments embrouillés qui expliquent que, bien que “the observed absence of aberration is consistent with instantaneous propagation” cela est “also consistent with the speed-of-light propagation predicted by general relativity.” (on se demande bien comment et quelles observations sont aussi bien compatibles avec une vitesse infinie et une vitesse finie ?).

Les simulations

Les ordinateurs permettent de simuler à peu près n’importe quoi et l’internet de vulgariser les travaux extrêmement facilement ! On peut donc trouver :

Des programmes amateurs, comme ici

http://www.nowykurier.com/toys/gravity/gravity.html (programme en 2D, soit un univers plat, dans lequel est modalisé la formation d’un système solaire)

le résultat de simulations réalisées par les astrophysiciens, comme dans cette vidéo

Mais si vous n’avez pas de super-calculateur à la maison, vous pourrez quand même jouer en 3D, avec les simulations du concours lançé par la Khan Academy.

Voici le programme gagnant : https://www.khanacademy.org/cosmology-and-astronomy/challenge-modeling-accretion-disks/1180451277

Ce jouet est extraordinaire mais en plus, vous pouvez modifier le code et relancer la simulation pour voir la différence !

Si vous voulez voir les résultats obtenus par d’autres programmeurs (certains sont très proches (?) mais d’autres sont partis sur des bases différentes, allez à la page : https://www.khanacademy.org/science/cosmology-and-astronomy/stellar-life-topic/stellar-life-death-tutorial/p/challenge-modeling-accretion-disks

puis cliquez sur l’onglet spin-offs (au pluriel, pas sur le bouton spin-off au singulier !!!)

Ces simulations “amateurs” semblent plutôt modéliser la formation d’un système solaire à partir d’un nuage de rochers que la formation d’une galaxie, mais bon.

Comme vous l’avez deviné, elles utilisent toutes une gravitation instantanée, c’est à dire que l’accélération de chaque objet est calculée en fonction de la position (et de la masse évidemment) de tous les autres au moment du calcul…

(Je vais dès que possible (3/2016) rédiger une demande pour construire une variante où la force (donc l’accélération) imprimée par chaque objet serait retardée donc calculée en intensité et surtout en direction par rapport à une position d’autant reculée dans le temps qu’il serait éloigné. Cela ne semble pas impossible puisque les distances entre chaque objets sont calculées à partir des positions. Par contre il se peut que les anciennes positions ne soient pas stockées donc accessibles. Une solution élégante serait de tracer la trajectoire d’un objet (comme dans le programme “nowykurier” quand on clique sur Paths. Retrouver la position et la direction d’un attracteur tel que “vu” par un attracté revient alors à faire grandir un globe autour de l’objet attiré à la vitesse choisie pour la gravitation dans cet univers, tandis qu’un point remonte la trajectoire en arrière à la même vitesse. Au moment où le point coïncide avec la surface de la sphère, on a l’ancienne position de l’attracteur …)

En guise d’épilogue : la gravitation sera-t-elle quantifiée, toutes les forces unifiées ?

La théorie de la relativité procure une compréhension presque totale de l’univers à l’échelle cosmique, enfin soi-disant car elle ne prévoit pas la matière noire, encore moins l’énergie noire.

La théorie quantique procure une compréhension presque totale de l’univers à l’échelle atomique, enfin soi-disant car elle ne prévoit pas non plus ces négritudes…

Le grand rève de la physique serait d’unifier ces deux théories ou bien d’accéder à une théorie qui puisse les englober toutes les deux.

Pour cela une solution serait de quantifier la gravitation, ce qui revient aussi à isoler une particule élémentaire qui en serait le vecteur, soit un “graviton” qui serait à la gravité ce que le photon est à la lumière. Inutile de dire que ce graviton se déplacerait à la vitesse de la lumière etc.

Cette  unification est présentée par de nombreux auteurs, qui ne craignent pas de prendre leurs désirs pour des réalités, comme inéluctable. Je vais expliquer ici sans aucun calcul pourquoi elle n’arrivera jamais et pourquoi le graviton ne sera jamais découvert !

Dans les interactions quantiques, quand une particule réagit avec une cible, cette particule disparaît ou est perturbée d’une autre façon. Par exemple si un photon est absorbé (photosynthèse, effet photo-électrique), par définition, il ne peut pas continuer son chemin.

Or la gravitation a une caractéristique qui n’est pas trop abordée dans les livres auxquels j’accède et qui découle pourtant tout simplement qu’elle a été transformée en champs : le champs agit sans être absorbé.

Pour prendre des exemples concrets, la gravité que nous ressentons à la surface de la terre est la somme des effets de l’attraction de tous ces atomes sur ceux de notre corps, sachant que la plupart de ces effets se produisent à travers des centaines et des milliers de kilomètres de matière, la terre elle-même !

De même lorsque la lune occulte le soleil la terre continue tout de même sur l’orbite qui est la sienne car la gravité du soleil “passe à travers la lune”. Aucune particule quantique ne permet cet effet AMHA.

Supplément spécial de dernière minute : Luminet est-il si lumineux ?

Dans son blog http://blogs.futura-sciences.com/luminet, Jean-Pierre Luminet commence en février 2016 un nouvel article : “LA « LUMIÈRE » GRAVITATIONNELLE” (le texte  de la page au 30/10/2016 : la-lumiere-gravitationnelle-1-4-principes-de-base-par-jean-pierre-luminet)

Je procéderai en extrayant quelques lignes de ce blog et en les commentant :

“Je voudrais poser une question à monsieur Einstein, à savoir, à quelle vitesse l’action de la gravitation se propage-t-elle dans votre théorie ?
Max Born, 1913″

Cette phrase est mise en exergue, il est clair que l’article va parler de la propagation de l’effet de la gravitation, même si le titre était un peu troublant (l’adjectif “gravitationnel(le)” se rapportant plus souvent aux “ondes G” qu’à la gravitation elle-même)…

Continuons à lire :

Dans la théorie de Newton, la gravitation est une force agissant instantanément entre les corps massifs. Cette idée était inadmissible aux yeux de nombreux physiciens, Newton compris,

Comme on l’a vu, la gravitation dans la théorie de Newton est plutôt un couple de forces qui agissent réciproquement et Luminet répète lui-aussi cette fable d’un Newton qui trouverait inadmissible sa PROPRE théorie ….

Et comme je l’ai montré plus haut, il ressort de sa lettre que ce que Newton trouvait difficile à admettre, c’est l’action à distance, pas l’instantanéité, qui d’ailleurs ne se présente pas vraiment à l’esprit,  dans sa formulation non vectorielle, pré-scientifique.

un siècle plus tard Laplace proposait une modification de la théorie dans laquelle l’interaction gravitationnelle se propageait à vitesse finie.”

C’est une déformation de l’histoire : en réalité Laplace, qui voulait trouver par une expérience la vitesse (qu’il supposait finie, comme celle de la lumière) de la gravité, a été obligé de concéder à cette dernière une vitesse très supérieure à celle de la lumière, en pratique une borne inférieure à cette vitesse de la gravité, qu’il ne put mesurer !

une question à laquelle personne ne savait répondre : lorsqu’un corps massif est violemment perturbé, le champ gravitationnel qu’il engendre doit s’ajuster de proche en proche” (doit-je colorier ça en vert ou en rouge à votre avis ?)

Le champ gravitationnel doit s’ajuster, c’est sûr, mais même si le corps n’est PAS violemment perturgé (à quoi pensez-vous au juste M. Luminet en écrivant cela ?) et “de proche en proche“, oui certes, en supposant qu’il ait une vitesse, ce réajustement…

La théorie de la relativité générale d’Einstein permet d’organiser en un schéma cohérent les intuitions sur la propagation de la gravitation.

Nous sommes contents de l’apprendre, Luminet a dû trouver une oeuvre ignorée d’Einstein (je n’ai trouvé aucune citation d’Einstein faisant des prévisions sur la propagation de la gravitation, merci de me détromper si vous en connaissez une)

Einstein s’était demandé si une masse en mouvement accéléré pouvait rayonner des ondes de gravité, de la même façon qu’une charge électrique en mouvement accéléré rayonne des ondes électromagnétiques.”

Toutes, ou aucune, masse ne sont “en mouvement” et que sont les “ondes de gravité“, vous voulez dire les ondes gravitationnelles ? Mais vous parliez dans la phrase précédente de la GRAVITATION ?

‘Une autre complication vient de ce que le graviton, l’hypothétique particule médiatrice de l’onde gravitationnelle,

Ah bon, depuis quand ? Il est écrit à peu près partout que le graviton est le médiateur de la GRAVITE : https://fr.wikipedia.org/wiki/Graviton

Si l’on place à 1 centimètre l’un de l’autre deux protons – qui, ayant une masse et une charge électrique, sont à la fois soumis à une interaction gravitationnelle et à une interaction électromagnétique –, la force gravitationnelle qui les attire est 1037 fois plus faible que la force électrostatique qui les fait se repousser. De là vient l’obstacle majeur à la détection des ondes gravitationnelles

Donc la force gravitationnelle, c’est la même chose que les ondes gravitationnelles ?

Quel catastrophique GLOUBIBOULGA !

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4 commentaires

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  1. stefjourdan

    Q Concernant cet épineux problème de l’instantanéité de la gravitation, je suis tombé comme beaucoup sur des forums où les gens sont vraiment très sûr d’eux et ne cesse d’asséner que rien ne va plus vite que la lumière donc ceci cela. Bien entendu ce n’est pour moi pas suffisant mais le problème est que, hormis votre article, je ne suis pas arrivé à trouver d’information allant dans votre sens. Comme je l’ai dit, j’ai tendance à être d’accord avec vous mais je n’ai pas les compétences en physique et mathématiques pour pouvoir argumenter moi-même dans un sens ou l’autre alors je continue de m’interroger avec le peu que je sais (ou crois savoir).

    R Tout à fait : les gens “assènent” cette vérité sans réfléchir qu’elle n’est vraie que pour les masses et les ondes electro-magnétiques, jusqu’à preuve du contraire, et pas que les forums, aussi dans les “cours” en ligne, les sites officiels (j’en cite plusieurs).

    Q Voilà ce qui, de mon coté, me fait accepter l’idée d’une gravitation instantanée. D’après ce que j’ai saisi de la relativité générale, l’espace-temps est modifié par les masses. Il ne s’agit pas de quelque chose qui se déplace dans l’espace donc pourquoi ne pas envisager que l’espace-temps soit modifié en tout point de celui-ci par l’ensemble des masses qu’il contient et ce de manière instantanée même si cette notion fait appel au temps, lui-même modifié. Je me suis trouvé une sorte d’analogie: si on déplace un objet en translation (sans que l’objet ne soit en rotation) par l’action d’une force, on peut considérer que chaque point de cet objet a “subi” un déplacement qui s’est propagé de manière instantanée.

    R Dans le cas d’un objet, même très dur, il est en réalité élastique, et un mouvement imprimé à un bout ne peut se propager à vitesse infinie. Par exemple si on avait un rail très long, genre 100 km et qu’on le pousse brusquement à une extrémité (il faudrait être costaud) eh bien le mouvement ne pourrait pas se propager plus vite que le son dans ce métal, soit dans les 1000 km/h, donc l’autre extrémité du rail ne pourrait commencer à bouger qu’au bout d’un dixième d’heure, soit 6 mn. Dans la pratique dès que le bout poussé reçoit une accélération trop brusque le rail va se déformer sur le côté, ou si on l’en empêche, s’applatir etc. (sauf si c’est une poutre verticale en acier dont un avion a percuté le sommet avec beaucoup de kérosène, alors le kérosène en brûlant va ramollir l’acier sur toute la hauteur et le rail va s’effondrer instantanément car il perdra sa résistance au même moment sur toute la hauteur, bien entendu…non je blague)

    Peut-être que cet exemple n’est pas bon,

    C’est bien essayé, j’ai une idée similaire, mais sans faire appel à un objet. Il faudrait considérer le champ de gravitation, non pas comme un “effet” de la masse, mais comme la masse elle-même, car la gravitation est un mystère, si vous voulez, mais la masse elle même et la nature de l’espace vide aussi si on “va par là”. Si au lieu de voir trois mystères séparés vous vous mettez à considérer que c’est trois aspects d’une même réalité, alors il ne reste plus qu’un seul mystère : chaque atome se comporte, du point de vue “visible” (interaction avec les particules/ondes electromag) comme un objet local très petit (qu’il n’est pas bien entendu) dans l’espace mais au niveau de la gravité comme un objet très étendu. Un corps céleste, la lune par ex. se comporte comme donc une grosse masse locale que l’on “voit” mais aussi comme un champ de gravité qui ne l’oublions pas, n’est que la réunion des milliards de champs individuels de gravité de chacun de ses atomes.L’idée que les atomes, la masse, se déplace et qu’ENSUITE le champ de gravité a besoin de se propager vient de la séparation artificielle des deux/trois phénomènes. Si le champ de gravité EST la masse, le problème disparaît.

    Q peut-être que je n’ai pas les bonnes connaissances mais pour le moment, même si je suis prêt à accepter l’idée d’un effet non instantané, je n’ai pas trouvé d’explication suffisamment convaincante pour cela. De votre coté, avez-vous vu d’autres articles se rangeant à votre avis ?

    R je crois que j’ai cité certains articles qui posent la question. En dehors de ça, non, pas grand chose, mais je ne connais pas toutes les théories. Comme le montre mon article, il y a une grande confusion mentale, même à un haut niveau (apparent) de vulgarisation. Ces gens qui sont dans les labos de cosmologie etc ont fait des études longues et poussées certes, mais sur des sujets très précis, pas forcément de l’épistémologie. Ils ne savent pas tout et en plus ils ne sont pas forcément conscients des limites de leurs raisonnements. Dans la plupart des cas, au niveau cosmologique, ils travaillent sur des FORMULES mathématiques qui leur permettent de prévoir des choses. Donc ils passent surtout du temps à fignoler ces simulations pour qu’elles se rapprochent de la réalité. Par ailleurs ils évitent de parler de ce qui n’est pas compris : la rotation généralisée des corps céleste par exemple, juste pour bouter en touche….

  2. stefjourdan

    Bonjour Stéphane,

    merci de m’avoir répondu. Ci-dessous 2 liens sur lesquelles je suis tombé et auxquelles je faisais référence (il y en a sûrement d’autres):
    http://blog.slate.fr/globule-et-telescope/2012/12/27/la-gravite-se-deplacerait-bien-a-la-vitesse-de-la-lumiere
    http://www.rtflash.fr/vitesse-gravite-einstein-avait-raison/article

    Réponse : Quant au deusième article, j’avais déjà fait des commentaires en bas…(il s’agit du cas classique de confusion)

    J’avais visité également le premier, très journalistique. La phrase qui passe des OG à la gravité (“d’autant que ….”)ne semble pas montrer une confusion totale mais ce n’est pas suffisemment encourageant par rapport aux connaissances de l’auteur.

    1 je ne crois pas que des mesures sur “les marées” ou “les éclipses” puissent nous renseigner sur la vitesse de propagation de la gravitation, je demande à voir plus d’explications.

    2 dans le film Gravity, les protagonistes ne dérivent pas dans “l’immensité de l’espace”, ils sont en orbite. Il est vrai que dans ces conditions (chute libre) les expérimentateurs se retrouvent apparemement en micro-gravité. En réalité ils sont bel et bien dans le champs gravitaire de la terre et sont en accélération constante sur une trajectoire Keplerienne…

  3. Vincent

    Bonjour,
    merci pour cette clarification. Je suis plutôt de votre avis mais que penser de certains articles indiquant que des équipes de recherche avaient prouvé expérimentalement que le gravité se propage bien à la vitesse de la lumière ?

    • stefjourdan

      Bonjour Vincent

      merci à vous pour cette appréciation

      il y a deux sortes d’articles qui disent ça

      1 tout ceux qui confondent (comme je le montre) ondes gravitationnelles et gravité, souvent de façon très caricaturale; ils parlent donc des Ondes G, en réalité des
      vibrations de l’espace temps qui sont d’ORIGINE gravitationelle, mais ne sont pas de la gravité

      2 des articles qui étudient réellement la vitesse de propagation de la gravité, par ex ceux qui traitaient de la déviation de la lumière d’étoiles lointaines (je crois) au moment de leur passage près de (? une planète, le soleli, je ne sais plus)

      si la gravité de la planète ‘déviante” se propage instantanément ou à C on devrait observer des effets différents (?),à voir au coup par coup dans ce deuxième cas

      je rappelle qu’il y a des expériences beaucoup plus simples qui pourraient montrer un “délai de la gravité” : les planètes, au fur et à mesure qu’on s’écarte du soleil, devrait subir sa gravité avec un délai, très court pour les planètes proches, beaucoup plus long pour les planètes lontaines, pluton est combien de minutes (heures) lumière du S ?

      en écrivant cela, je me rends compte que si le délai est proportionnel à la distance, alors l’angle d’abberation de la gravité devrait être le même (triangles proportionnels) pour toutes les planètes quel que soit leur distance ???

      Bien à vous

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