physique question #3998



Monty (Genre: mâle, Àge: 42 années) de saskatchewan sur 12 novembre, 2007 demande:

Q:

Qu'est-ce c'est exactement la gravité? Est-ce que c'est une vague ou un rayon? Quel est exactement l'attraction qui fait fonctionner la gravité?

vu 16972 fois

la réponse

William George Unruh répondu le 15 novembre, 2007, R:
La gravité n'est pas un rayon ou une force, mais dans certaines situations, il peut agir comme une force. La source de gravité est l'énergie, l'élan et les contraintes dans la matière.

La gravité est caméléon, et tend à dépendre de la façon dont vous le regardez. Il comporte de nombreux aspects, et peut être décrit de plusieurs façons. Comme la parabole de l'éléphant, où les différents observateurs utilisent des analogies différentes pour tenter de décrire l'éléphant, la gravité dépend également de qui le décrit, ou comment vous le décrire. Dans un rapprochement, elle peut être décrite, comme Newton, comme une force. Dans un autre, il peut être décrit comme le manque de vigueur: les particules suivent des lignes droites dans l'espace-temps à quatre dimensions, mais la structure de l'espace-temps est telle que ces lignes droites peuvent traverser et retraverser les uns des autres.

La meilleure description que nous avons de la gravité est la théorie d'Einstein de la relativité générale à partir de 1915. La gravité est expliqué par la relativité générale que les changements apportés à la structure de l'espace-temps, les modifications apportées aux distances définies dans le présent espace-temps. Tandis que les tiges de mesure sont utilisés pour mesurer la distance entre deux points spatiaux (en même temps), dans l'espace-temps des distances peuvent être mesurées par des horloges. Les horloges agit comme des odomètres de mesure de distances. Ces distances ont des propriétés étranges. Les lignes dans l'espace-temps qui s'étendent principalement dans le temps plutôt que dans l'espace, sont droites pas si elles sont la plus courte distance entre deux points, mais si elles sont les plus longues. Telle est l'origine de ce qu'on appelle le «paradoxe des jumeaux». Deux voyageurs, un qui reste immobile et l'autre qui s'éloigne dans l'espace et revient éventuellement, parcour des distances différentes. Le voyageur qui reste en place, dans ce cas a un chemin plus long que celui qui se déplace dans cette notion de distance associée à relativité spéciale.

 

Dans la relativité générale cette notion de distance est généralisée. Les distances spatiales peuvent changer de temps en temps, non pas parce que le mouvement de deux corps, mais parce que le distance change toute seule Les cas les plus intéressants de ceci est ce qu'on appelle les ondes de gravité qui sont des d

érangements

qui voyagent dans les distances spatialesLes ondes de gravité ont été détectés par leur effet sur la source d'où elles proviennent. Nous pouvons détecter la perte d'énergie par la source des ondes, typiquement un objet très massif, comme un trou noir au centre d'une galaxie. Ceci est en accord avec une précision remarquable (bien mieux que 1%) avec ce que la théorie prédit. Bien que nous avons construit des détecteurs d'ondes gravitationnelles de la Terre, aucun n'a jamais été détecté parce que l'effet est très faible (changements dans les distances de moins d'une partie de 10 ^ 21 - et un mille milliards de milliards) Ces petits changements sont difficiles à mesurer.

Toutefois, l'attribut le plus surprenant de cette théorie est de savoir comment il explique les phénomènes que nous appelons habituellement la gravité, par exemple, la tendance que les organismes ont quand ils sont jeté dans l'air loin de la terre pour revenir vers le bas et frapper la terre Ou la pression que nous ressentons dans nos les pieds lorsque nous nous tenons sur la terre. La relativité générale décrit ces phénomènes pas en postulant une certaine force que la terre exerce sur nous, nous tirant vers le centre de la terre. Au contraire, il explique ces phénomènes par le flux inequable de temps d'un endroit à l'autre.

Pour expliquer ce que le flux inequable de temps signifie, essayer cette expérience de pensée. Supposons que j'ai en face de moi une horloge et j'observe l'anime. Dans le même temps vous avez en face de vous une horloge et je la regarde l'anime. Nous supposerons que les deux horloges sont fabriqués dans la même usine aux mêmes normes rigoureuses et les deux sont connus de cocher exactement au même rythme si elle est détenue à côté de l'un l'autre. Maintenant, je sais que vous restez à une distance constante de moi, parce que si je brille une pulsation de lumière à vous, il prend la même quantité de temps pour revenir à moi après avoir réfléchi de votre part, peu importe quand je l'ai briller à vous. Cependant, comme je regarde votre horloge je vois qu'il tourne plus lentement ou plus rapidement que la mienne. C'est ce que le flux de inequable de temps signifie. Cet effet a été observé à une précision incroyable, et il est essentiel au bon fonctionnement du GPS (Global Positioning System) pour la navigation. Cela n'a rien à voir avec la synchronisation, mais les taux au cours de laquelle votre horloge marche et la vitesse à laquelle mon horloge fait tic tac à un endroit différent, la comparaison étant dans ce cas fait par la lumière.

Ainsi près de la terre le temps s'écoule inegalement. Newton nous a dit que les objets en l'absence de toute force, se déplacent le long des lignes droites. Euclide nous a enseigné qu'une "ligne droite" est la distance la plus courte entre deux points. Puis Einstein est venu et nous a appris que des lignes droites dans l'espace-temps sont des lignes le long de laquelle une horloge mesurerait le plus longtemps entre deux points, pas le plus court. Ainsi, les objets dans l'espace-temps essaye de voyager de manière à maximiser le temps qu'ils passent sur ​​le voyage. Seulement si l'on exerce des forces sur le corps le temps se raccourcissent (comme le jumeau de voyage dans le paradoxe des jumeaux). Quand on lance une balle d'un endroit à l'autre, la balle, en l'absence de forces (et la relativité générale dit que la gravité n'est pas une force), essaie de maximiser le temps. Parce que le temps passe plus vite plus loin de la terre, l'objet aime aller plus loin de la terre afin de maximiser le tempsAinsi, le chemin près de la terre d'une balle qui vole d'un point à l'autre ressemble à une parabole, plutôt que ce que nous considérons habituellement une «ligne droite» dans l'espace.

 

On peut montrer qu'en essayant de maximiser le temps il explique aussi pourquoi la lune encercle la terre, la terre du soleil, etc. Il explique aussi pourquoi nous nous sentons la pression sous nos pieds alors que nous sommes sur la surface de la terre. C'est la force que la terre exerce de nous qui nous empêche de suivre le chemin du temps maximum à travers l'espace-temps.

Une analogie est la force nous nous sentons sur nos sièges dans une voiture, durant une courbe. Nous nous sentons une force du siège d'auto sur notre corps qui nous pousse vers l'intérieur de la courbe. Les gens disent parfois que c'est parce qu'il ya une sorte de force centripital qui agit sur nous qui nous pousse à l'écart de l'intérieur de la courbe. Mais en tant que physiciens, nous savons qu'il n'y a pas une telle force. La force du siège d'auto sur nos derrières est nécessaire pour nous permettre d'accélérer dans la courbe. Il n'y a aucune force centripital. De même, la force de que nous sentons sur nos pieds en position debout est la force nécessaire pour nous empêcher de suivre une "ligne droite", une ligne de temps maximale, ce qui irait dans la terre vers son centre.  Pour savoir plus visitez,l'entrée de Wikipedia sur la gravité.

Ajoutez à ou commentez sur cette réponse en utilisant la forme ci-dessous.
(requis)
(requis pour la réponse)
Note : Toutes les soumissions sont modérées avant d'être signalé.
Si vous avez trouvé cette réponse utile, s'il vous plait considérez faire un petit don à science.ca.