 |
L'effet gravitomagnétique
sera-t-il mis en évidence ?
15 août 2005
Frédéric Henry-Couannier a maintenant un site Internet où il présente et explique ses travaux :
http://toronto.dess-res.univ-mrs.fr/sitefred
Sources : http://einstein.stanford.edu et http://www.gravityprobeb.com
La sonde de la Nasa Gravity Probe B achève sa première année dans l'espace
Commencez par vous offrir le spectacle de la mise sur orbite du machin. Je vous jure, on s'y croirait :
http://www.gravityprobeb.com/movies/launch01.mov
La Relativité Générale présente un aspect assez particulier, qui peut par exemple être décelé dans la " métrique de Kerr " qui est utilisée pour décrire les objets massifs en rotation. Quand l'objet possède une masse très importante apparaît un phénomène appelé " frame-dragging ", ilttéralement " entraînement du système de coordonnées" . Que'est ce que cela signifie ? Imaginez que vous placier un système constitué par deux masses reliées par un ressort. On pourra distendre ce ressort de deux façons :
- En mettant ce système en rotation. La force centrifuge se manifestera alors.
- En " mettant l'espace en rotation".
Il se trouve que les gens se sont posés ces questions avant même que n'apparaîsse la théorie de la relativité Générale. Newton a commencé par postuler l'existence d'un espace absolu, indépendemment de tout contenu. C'est sa célèbre expérience de la pinte ( décrite dans ma bande dessinées Cosmic Story ).
|
|
Plus tard le philosophe Mach ( 1883 ) suggéra que l'espace ( le "référentiel intertiel, par rapport auquel le mouvement de l'eau doit être considéré pour avoir les effets observés ) soit localement "déterminé par son contenu en matière ( position inverse de celle de Newton ). Mach prétendait que si on enfermait un système constitué par deux masses reliées par un ressort, dans une coque très massive et qu'on mette celle-ci en rotation rapide, une "force centrifuge" se manifesterait, non pas parce qu'on fait tourner ces masses mais parce qu'on fait "tourner l'espace où celles-ci sont immergées". Il encouragea en 1896 les frères Friedländer à faire cette expérience, qui ne donna pas de résultat probant.
Il se trouve que, de nos jours, les expérimentateurs remettent sur le tapis cette interrogation sur le lien entre espace et matière. Considérons une étoile à neutrons sub-critique ( c'est à dire dotée d'une masse inférieure à 2,5 masses solaires ), objet que nous observons ( les "pulsars" ). Dans son environnement immédiat l'espace-temps peut être décrit par "la métrique de Kerr", de même que la "métrique de Schwarzschild" décrit l'espace temps autour d'un objet qui ne tourne pas. L'analyse de cette solution de Kerr de l'équation d'Einstein conduit à des conclusions assez singulières. Par exemple : si on considère une trajectoire circulaire autour de l'objet, de même axe de rotation que celui-ci, la vitesse de la lumière n'aura pas la même valeur selon qu'on accompagne l'objet dans sa rotation ou qu'au contraire on se déplace a contrario ! Là encore on considère que tout se passe comme si l'objet "entraînait l'espace-temps avec lui". On a donné à ce phénomène me nom de "frame-dragging".
Ce qui est valable pour une étoile à neutrons devrait l'être, en Relativité Générale pour n'importe quelle masse en rotation, y compris pour la la Terre elle-même, à la différence près que les effets sont alors infimes. Jusqu'ici il aurait été hors de question de mes lesurer mais depuis une date très récente on a trouvé le moyen de mettre ces effets en évidence et cela a été la raison de la mise en orbite de la sonde " Gravity Probe B". On donne à ces phénomènes l'appelation de "gravitomagnétiques", et ceci correspond à une simple analogie . Une charge électrique en mouvement crée un effet magnétique ( un champ magnétique ) . On a décidé de dire, en Relativité Générale qu'une masse en mouvement doit créer un effet gravito-magnétique ( ce qui se traduira par une altération du champ gravitationnel ).
La manip, mise en place par la Nasa, avec
le concours de l'université de Satnford a la précision requise
pour pouvoir mettre en évidence les effets prédits par la Relativité
Générale, qui se traduiraient par une infime variation de l'axe
de rotation de gyroscopes orbitant autour de la Terre à 720 km d'altitude
selon une orbite polaire ( qui survole les pôles ). L'expérience
est destinée à montrer comment la présence de la Terre
et son mouvement de rotation entraînent et tordent l'espace-temps. ( Dans
l'article du site dragg : entrainer, warp : tordre).
D'autres prédictions.
Frédédic Henry-Couannier est maître de conférences à l'Université de la Méditerrannée. Depuis un an il a produit les publications suivantes :
Publication dans une revue à comité de lecture : International Journal of Modern Physics A [Particles and Fields;
Présentations dans des congrès internationaux : Sixth Alexander Friedmann International Seminar on Gravitation and
5th Rencontres du Vietnam Particle Physics and Astrophysics GdR SUSY Albert Einstein Century Conference XVIII Spanish Relativity Meeting "A Century
gr-qc/0410055 : " Discrete symmetries and general relativity : the dark side of gravity ". gr-qc/0404110 : " Negatives energies and time-reveral in quantum field theory and General relativity : the dark side of gravity " gr-qc/0507065 : " Negative energies and a constantly accelerating flat universe". |
Les articles publiés par Frédéric Henry-Couannier débouchent sur de nombreuses perspectives. Dans l'article souligné en rouge se trouvent des prédictions, liées à ces mesures effectuées par la sonde gravity probe B, dont l'analyse est en cours ( la publication des résultats de observations effectuées depuis une année est en principe imminente ). Celles-ci diffèrent sensiblement de celles qui découlent de la Relativité Générale.
Il existe un principe fondamental de la Relativité Générale, considéré comme intangible qui est le principe d'équivalence. Celui-ci postule qu'il n'existe aucun référentiel privilégié. Dit autrement : les lois de la physique prennent la même forme dans tous les référentiels. Qu'est-ce qu'un "référentiel" ? C'est un système de repérage d'espace et de temps lié à un observateur donné. Le principe d'équivalence suppose qu'il n'y a pas d'observateur privilégié. Or Frédéric Heny-Couannier conteste ce pilier de la physique, ce qui revient à prétendre qu'il existerait un "espace absolu" ( appelé jadis " éther " ). Cela revient à ... donner raison à Newton, contre Einstein en prédisant des effets liés au mouvement des objets par rapport à cet espace absolu.
Quel pourrait-être cet espace absolu qui serait alors " l'espace de la cosmologie " ? ( le " cosmotope ", l'endroit où se trouve l'univers, dirait Tirésias ). Dans l'univers le vide absolu n'existe pas. Si je considère un mètre cube dans l'univers, loin de toute étoile, de tout nuage de matière interstallaire ou intergalactique, une partie de l'univers où, apparemment, il n'y aurait "rien", il est en fait empli de photons qui constituent "la cendre du Big Bang". Faisons une expérience ( qui a réellement été faite ). Prenons un cylindre avec un piston. Le joint piston-cylindre est excellent. Je tire brutalement sur le piston au point que, modulo le très faible débit de fuite de mon joint je peux considérer que le volume ainsi libéré est "vide". En fait, celui-ci s'emplit instantanément de photons émis par les parois. Si ma paroi est à la température ordinaire, ce sont des photons infrarouges. Pour qu'il n'y ait pas de photons il faudrait que le cylindre soit au zéro absolu.
Comment sait-on qu'il en est ainsi ? Parce que si on lâche le piston il ne revient pas complètement au fond du cylindre car la "pression de radiation" s'y oppose. C'est ... physique.
Pour l'univers c'est un peu pareil. Bien qu'il " n'ait pas de paroi " celui-ci contient un "gaz de photons" correspondant à une température de 3 degrés absolus. ( leur longueur d'onde est de 5 mm ). Si un observateur est immobile par rapport à cet immense nuage de photons alors ceux-ci "auront la même couleur" quelle que soit la direction dans laquelle il dirige son regarde. L'univers lui semblera isotrope. Il existe donc un référentiel particulier ( le choix d'un observateur particulier ) vis à vis duquel l'univers apparaît isotrope. Inversement, si on se déplace par rapport à ce gaz de photon on aura toujours un rougissement des photons dans une direction, par effet Doppler et un bleuissement dans la direction inverse. Le Terre se déplace à 300 km/s par rapport à ce " cmb " ( Cosmic Microwave Background ).
L'orbite de la sonde est polaire. Elle s'inscrit dans un plan qui est fixe. La Terre tourne sur elle-même, par rapport à ce plan. L'effet gravitomagnétique attend découle de l'entraînement "des espace-temps" par la Terre.
En Relativité Générale "l'effet gravitomagnétique d'entrainement" ( frame-dragging effect ) est lié au mouvement relatif de rotation de la Terre par rapport à l'appareil de mesure. C'est celui qu'on s'attend à mesurer avec gravity probe B. Frédéric Henry-Couannier nous prédit que cet effet ne sera pas mesuré et il nous dit que si un effet est mesuré, celui-ci sera dû au mouvement du gyroscope-instrument de mesure par rapport à un référentiel privilégié, comme celui du cmb.
Selon la Relativité Générale l'effet d'entraînement ( dragging effect ) mesuré se traduira par une précession de l'axe du gyroscope qui s'accentuera sans cesse avec le temps. L'effet sera de l'ordre de quelques centièmes de seconde d'arc par an.
S'il y a un "effet de référentiel privilégié" ( "effet Henry-Couannier" ) le phénomène sera périodique, avec une amplitude de quatre centièmes de seconde d'arc (si le référentiel privilégié est celui du cmb). Cette position découle d'une refonte totale de la Relativité Générale.
18 août 2005. Un mail de Frédéric Henry Couannier, qui désire préciser sa position :
|
Retour vers Nouveautés Retour vers Guide Retour page d'Accueil
Nombre de consultations depuis le 15 août 2005 :