Dis Papa, c'est quoi la masse ?

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Message par Pola Ven 21 Oct 2016 - 11:13

"Non, on ne peut pas alourdir ou alléger un corps. Sa masse est ce qu'elle est, elle ne change pas. Par contre, on peut modifier son énergie totale E."


Ca peut s'appliquer à un truc abstrait comme l'amour alors !

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Message par Kondomm Ven 21 Oct 2016 - 11:15

Gare à la réaction en chaînes dans ce cas...
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Message par Pieyre Ven 21 Oct 2016 - 11:17

Stauk : oui, je me posais une question semblable à partir de se rapprochement de la masse et de la charge comme unités fondamentales.

Si une masse m associée à la gravitation peut produire une énergie maximale E = m.c², la charge associée à l'interaction électromagnétique ne produit-elle pas aussi une énergie maximale selon une formule du même genre ? Et qu'en est-il pour les deux autres interactions ? Ou alors ces quatre interactions n'étant pas de même nature, il n'y a pas de raison qu'il y ait une formule semblable...

Quoi qu'il en soit, ne pourrait-on dire, dans la perspective de l'unification de ces interactions, que la masse, la charge ou d'autres quantités ne sont que des formes d'une quantité d'énergie absolue présente dans l'univers ?

Au contraire, la longueur ne serait pas absolue mais relative aux quantités de masse, charge ou autres présentes dans un état de l'univers ?

En effet, notamment si l'on suppose l'univers constitué uniquement de grandeurs finies (les fonctions à support infini qu'on utilise n'étant en quelque sorte que des raccourcis de mathématiciens permettant d'interpréter des transformations physiques de façon globale), la distance qui définit la métrique de l'univers peut être définie et non posée selon des axiomes.

Ainsi, la distance ne correspondrait qu'à l'effort à fournir pour transférer d'un point A à un point B une certaine quantité d'énergie. Notamment la métrique du déplacement dans une ville ou celle de la randonnée en montagne n'est pas celle de la géométrie euclidienne « à vol d'oiseau ».

On pourrait donc dire que la distance est l'ensemble des classes d'équivalence du passage entre deux états en y consacrant la même quantité d'énergie (avec autant de distances différentes que de transformations d'énergie, mais aussi une distance fondamentale correspondant à la variation minimale d'énergie).

Il ne resterait donc que deux unités fondamentales : l'énergie et le temps, assorties de descriptions de transformations d'énergie entre des états.


Dernière édition par Pieyre le Ven 21 Oct 2016 - 11:24, édité 1 fois

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Message par Pola Ven 21 Oct 2016 - 11:23

Si l'amour est un cercle et que deux entité partagent ce cercle, alors qu'elle est la masse de l'amour ?

La masse de chaque entité ne change pas mais l'énergie totale peut se modifier. 

Sans mouvement, les deux entités s'effondrent l'une dans l'autre. La masse du cercle reste la même mais pas sa forme. En mouvement, chacune garde une partie du cercle et maintient la masse circulaire.

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Message par Pola Ven 21 Oct 2016 - 11:37

" Si l’on souhaite avoir plus d'énergie, il faut alors changer de particule et en choisir une plus massive : on passe par exemple de l'électron au proton ou, pour aller plus loin encore, au plomb, etc."


On change de partenaire ? Very Happy

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Message par Invité Ven 21 Oct 2016 - 11:43

Si ça peut éclairer certains nuls comme moi sur la masse nulle.

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Message par Invité Ven 21 Oct 2016 - 11:45

Pola, fautons ensemble ! Dent pétée

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Message par Pieyre Ven 21 Oct 2016 - 11:46

https://www.quora.com/If-time-is-a-dimension-why-is-mass-not-also-counted-as-one

Eh bien je dirais plutôt le contraire : si l'énergie est une grandeur physique, le temps n'en est pas une. Il suffirait de considérer que deux répartitions du réseau des points de l'univers sont possiblement successives s'il existe une fonction de transformation de l'une à l'autre qui respecte des transitions élémentaires d'énergie sur tout le réseau.

Ainsi l'instant (quantifié) peut être vu lui aussi comme une classe d'équivalence d'une transformation globale (j'oserais dire un ensemble de choix) possible.

Il n'y aurait donc finalement qu'une seule grandeur physique, l'énergie.

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Message par Kondomm Ven 21 Oct 2016 - 11:51

@ Pieyre.
Ce système existe déjà depuis très longtemps vis à vis de ce que tu cites dans ta dernière phrase.
Ce n'est pas assez récent pour que l'on s'y penche dessus et ça n'a pas grand chose de scientifique pour les universités.
Le gros hic provient de son système référentiel en lui-même qui n'inclue pas les maths mais qui se base sur des différences de potentiels pour faire des comparatifs.
Dans ce système l'énergie (celle avec une majuscule) est non pas un fluide mais de la "vapeur", dans le sens que celle ci se manifeste par les changements d'états à l'inverse de la masse qui, si j'ai bien compris, est une notion fixe pour
la manifester et la mettre en équation.

Ce qui me frappe en levant l'idée de masse, ce sont les transformations et les changements d'une énergie en une autre.
Et ça, ça me parle et pas qu'un peu.
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Message par Pola Ven 21 Oct 2016 - 11:53

Pieyre a écrit:Eh bien je dirais plutôt le contraire

Ca m'aurait étonné Very Happy

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Message par Pola Ven 21 Oct 2016 - 11:55

Suce ces p'tits Bleus ! a écrit:Pola, fautons ensemble ! Dent pétée


Surtout, ne nous mélangeons pas ! Apres on sait plus où on en est

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Message par Stauk Ven 21 Oct 2016 - 12:04

Pieyre a écrit:
Ainsi, la distance ne correspondrait qu'à l'effort à fournir pour transférer d'un point A à un point B une certaine quantité d'énergie. Notamment la métrique du déplacement dans une ville ou celle de la randonnée en montagne n'est pas celle de la géométrie euclidienne « à vol d'oiseau ».

Je ne comprend pas ce que tu appelles un "effort". Parcourir une distance ne demande aucun "effort", ni aucune dépense d'énergie. Ca demande juste du temps. En particulier les photons se déplacent en permanence (à la vitesse maximale c), y a pas de photon "au repos".
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Message par Pola Ven 21 Oct 2016 - 12:07

Quoi ? Les photons ne partent jamais en vacances ?

Je veux pas etre photon  Mad

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Message par Invité Ven 21 Oct 2016 - 12:11

Pola, on ne peut pas rester neutres, même le neutrino possède une masse ! hin hin

PS : La maxime « Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme » attribuée à Lavoisier, est simplement la paraphrase du philosophe grec présocratique Anaxagore : « Rien ne naît ni ne périt, mais des choses déjà existantes se combinent, puis se séparent de nouveau ».
C'est pas faux, l’Énergie était là au départ, puis la masse eu, c'est assommant les sciences ! Dent pétée

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Message par Pieyre Ven 21 Oct 2016 - 12:14

Kondomm :
Ce système existe déjà depuis très longtemps vis à vis de ce que tu cites dans ta dernière phrase.
Dans la mesure où mes études en physique sont limitées à un cursus de mathématique, je me contente en effet d'influences informelles et de considérations globales.
Mais, si tu as des références, je suis preneur.

Ce n'est pas assez récent pour que l'on s'y penche dessus et ça n'a pas grand chose de scientifique pour les universités.
Forcément : j'ai essayé d'éviter cette fois ci mais cela correspond à des conceptions métaphysiques qui sortent du cadre. Pour autant, cela ne veut pas dire qu'on ne pourra pas faire quelques pas supplémentaires dans cette voie.

Le gros hic provient de son système référentiel en lui-même qui n'inclue pas les maths mais qui se base sur des différences de potentiels pour faire des comparatifs.
Mais, avec une seule grandeur, on ne peut pas éviter d'introduire la description d'états selon des formes mathématiques. Sinon aucune relation ne peut être établie et aucune mesure ne peut être effectuée.
Par ailleurs, il faut supposer une sorte d'étincelle de changement élémentaire entre deux instants qui ne serait pas physique.

Ce qui me frappe en levant l'idée de masse, ce sont les transformations et les changements d'une énergie en une autre.
Et ça, ça me parle et pas qu'un peu.
En effet, il y a d'une part la construction théorique mais en fonction de ces transformations possibles; c'est là le seul aspect pratique dans le système, donc le point de départ.


Dernière édition par Pieyre le Ven 21 Oct 2016 - 12:15, édité 2 fois

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Message par Pola Ven 21 Oct 2016 - 12:14

On peut être neutre à la base, non ?

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Message par Invité Ven 21 Oct 2016 - 12:18

Pola a écrit:On peut être neutre à la base, non ?

Dans le sens ne pas interagir ? Perplexe

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Message par Pieyre Ven 21 Oct 2016 - 12:21

Stauk :
Je ne comprend pas ce que tu appelles un "effort".  Parcourir une distance ne demande aucun "effort", ni aucune dépense d'énergie. Ca demande juste du temps. En particulier les photons se déplacent en permanence (à la vitesse maximale c), y a pas de photon "au repos".
Tu as raison : dans le cas du mouvement linéaire uniforme (qu'on peut évacuer puisqu'il ne peut être isolé) mais surtout dans le cas du déplacement du photon, il n'y a pas d'effort. Cela conduirait à construire la métrique de sorte qu'il n'y ait pas vraiment de déplacement. J'ai cru comprendre que certains physiciens envisageaient le cas, non ?

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Message par Pola Ven 21 Oct 2016 - 12:22

Tu donnes un sens là où je n'en donne pas

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Message par Invité Ven 21 Oct 2016 - 12:40

De toute façon, " Notre monde est bien non-local ! "

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Message par Invité Ven 21 Oct 2016 - 12:41

Pola a écrit:Tu donnes un sens là où je n'en donne pas

Parce que tu es insensée ! Dent pétée

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Message par Kondomm Ven 21 Oct 2016 - 12:47

@ Pieyre
Il n'y a pas qu'une seule valeur, en faite elle se spécifie selon ses usages.
Ce qui s'en rapproche un peu c'est la trigonomètrie (en plus du spatial/manifesté, il y a imbrication avec les rythmes temporelles).
On passe par des grilles de lectures normées pour "discerner" la mesure à un moment T pour la remettre en "équilibre" sur sa flêche temporelle en respectant des lois de cercles vertueux, voir en les malmenants au besoin.
Je prendrais le temps ce soir de donner des références et d'argumenter à ce propos en essayant de respecter l'esprit du lieu.


Dernière édition par Kondomm le Ven 21 Oct 2016 - 12:49, édité 1 fois
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Message par Pola Ven 21 Oct 2016 - 12:48

Insensé = atmosphère 

Et c'est mathématique !

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Message par Invité Ven 21 Oct 2016 - 13:11

@ Pola:

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Message par Pola Ven 21 Oct 2016 - 13:18

Oui, pour moi, observer et ressentir sont deux choses distinctes Embarassed

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Message par heysoulsister Ven 21 Oct 2016 - 13:39

mais quand elles font la love, scool



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Message par Invité Ven 21 Oct 2016 - 13:50

Pola a écrit:Oui, pour moi, observer et ressentir sont deux choses distinctes Embarassed

Et lorsqu'on se met le doigt dans l’œil, c'est les réunir ?

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Message par Pola Ven 21 Oct 2016 - 16:24

Le bleu !!! T'es le plus fort de tous les papas réunis !

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Message par Badak Ven 21 Oct 2016 - 18:34

hobb a écrit:En fait il y a 4 grandeurs fondamentales : distance, masse, temps et charge. Ca nous fait 4 degrés de liberté. On peut donc prendre 4 constantes [indépendantes] et les définir toutes égales à 1, ça change le système mais les équations restent vraies (pour etre tatillon, il faudrait dire dans ce cas E = m.1 [m²/s²]).

La je ne suis pas d'accord avec toi badak, dire que c = 1 veut "juste" dire que les distances ne s'expriment plus en mètres et/ou le temps en secondes, mais dimensionnelement, les distances restent des distances et le temps du temps...

Merci Hobb d'être plus tatillon que moi. Very Happy (Blague à part: tu dois être un excellent referee qui n"en laisse pas passer une. Wink )
Je voulais dire effectivement que les vraies dimensions restaient les mêmes.. et que ce n'était qu'une convention que d'exprimer en d'autres unités que celles correspondant aux "vraies" dimensions. (je pensais l'avoir répété en différents mots )

(Je déteste ces conventions pour ma part : je préfère, écrire explicitement les constantes et savoir où on en est, je présume que c'est une question d'habitude...Je vis dans un monde classique non-relativiste )

Et c'est vrai finalement qui a peut-être bien des questions "philosophiques" interessantes derrières ces unités de Planck comme le dit Pieyre...

Mais est-ce que ça nous dit vraiment quelque chose de la nature de la masse ??
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Message par Badak Ven 21 Oct 2016 - 19:09

Pieyre a écrit:Stauk : oui, je me posais une question semblable à partir de se rapprochement de la masse et de la charge comme unités fondamentales.

Si une masse m associée à la gravitation peut produire une énergie maximale E = m.c², la charge associée à l'interaction électromagnétique ne produit-elle pas aussi une énergie maximale selon une formule du même genre ? Et qu'en est-il pour les deux autres interactions ? Ou alors ces quatre interactions n'étant pas de même nature, il n'y a pas de raison qu'il y ait une formule semblable...

Quoi qu'il en soit, ne pourrait-on dire, dans la perspective de l'unification de ces interactions, que la masse, la charge ou d'autres quantités ne sont que des formes d'une quantité d'énergie absolue présente dans l'univers ?

Au contraire, la longueur ne serait pas absolue mais relative aux quantités de masse, charge ou autres présentes dans un état de l'univers ?

,.....
L'énergie non plus n'est pas absolue...  Celle associée à la gravitation va justement dépendre de ton référentiel dans l'espace-temps...  .
Et l'energie maximale n'est pas E= m*c^2 : en relativité, c'est même plutôt le minimum.  C'est l'energie de la masse au repos (aucun rapport avec la gravité).  

L'energie toujours suit toujours une relation de dispersion tenant compte de l'energie cinétique,  et à des vitesses relativistes cette relation de dispersion devient E^2 = E_repos^2 + (p*c)^2   (où p = quantité de mouvement  = momentum en anglais )
Regarde : https://fr.wikipedia.org/wiki/Relation_de_dispersion#Particule_relativiste_de_masse_m .
Cette idée de relation de dispersion vient de ce que la relation  de E vs p est "duale" de la relation espace vs temps   (  et aussi de la relation fréquence temporelle vs fréquence spatiale (nombre d'onde) comme on rencontre en mécanique quantique.  )

Si tu cherches le sens profond de l'energie, de la charge etc... et d'autres quantités conservées, il faut regarder du côté du thrme de Noether.  Et ça tombe bien puisque tu es mathématicien !   Ce sont tous des invariants géométriques du lagrangien

En gros: energie = symétrie de translation du temps; Quantité de mouvement = symétrie de translation de l'espace. Ce sont des symétries de Lie variationnelles.
La conservation de la charge est plutôt une symétrie de Lie discrète.
Un petit résumé :  https://en.wikipedia.org/wiki/Symmetry_(physics)#Conservation_laws_and_symmetry.



Dernière édition par Badak le Ven 21 Oct 2016 - 20:17, édité 1 fois
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Message par Pieyre Ven 21 Oct 2016 - 19:43

Oui, j'ai entendu parler de tout cela, mais je n'ai jamais approfondi, parce que je n'ai travaillé que lorsqu'il y avait un examen au bout. Il va falloir que je m'y mette, si je peux trouver un enjeu pour cela...

Maintenant, d'un point de vue élémentaire, je n'ai pas compris pourquoi la masse n'était pas associée à la gravitation comme la charge l'était à la force électromagnétique. En première approximation, ne peut-on dire que c'est l'énergie de liaison gravitationnelle ? Aussi ne peut-on dire que masse et charge, ce n'est pas si différent dans le principe si l'on unifie les interactions fondamentales ?

Par ailleurs, j'ai bien compris (en terminale, la première année en France, en 1980-81, où l'on abordait la relativité) que la formule E = m.c² n'était que l'expression au repos d'une formule qui dépendait de la vitesse (ou la quantité de mouvement) du corps considéré. Ce que je voulais dire, c'était que cette forme correspondait à l'énergie maximale que l'on pouvait produire parmi les autres formes (en la comparant à l'énergie thermique d'une transformation chimique notamment).

C'est qu'en tout sujet je tiens à m'exprimer d'abord en candide, parce que je crois que beaucoup de gens qui abordent la complexité n'en retiennent que la complication. Pourtant je sais qu'on ne doit revenir à la simplicité qu'après être passé par la complexité.

Bon, je vais essayer de me motiver pour approfondir avant d'intervenir à nouveau. Je te remercie pour ces références.

Pieyre

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Message par Badak Ven 21 Oct 2016 - 20:45

Pieyre a écrit:...
Maintenant, d'un point de vue élémentaire, je n'ai pas compris pourquoi la masse n'était pas associée à la gravitation comme la charge l'était à la force électromagnétique. En première approximation, ne peut-on dire que c'est l'énergie de liaison gravitationnelle ? Aussi ne peut-on dire que masse et charge, ce n'est pas si différent dans le principe si l'on unifie les interactions fondamentales ?

Par ailleurs, j'ai bien compris (en terminale, la première année en France, en 1980-81, où l'on abordait la relativité) que la formule E = m.c² n'était que l'expression au repos d'une formule qui dépendait de la vitesse (ou la quantité de mouvement) du corps considéré. Ce que je voulais dire, c'était que cette forme correspondait à l'énergie maximale que l'on pouvait produire parmi les autres formes (en la comparant à l'énergie thermique d'une transformation chimique notamment).

Ce que tu dis au début du second paragraphe ci-haut est la relation de dispersion qui lie la masse au repos, l'energie et la quantité de mouvement.
Ensuite, je vois ce que tu veux dire.. mais d'un point de vu thermodynamique on peut bien mieux borner l'energie maximale qu'on peut extraire...  (faudrait regarder les différentes formes d'energies libres et aussi la notion d'exergie utilisée par les ingénieurs )


Et oui, c'est vrai que la quête d'unification des interactions fondamentales s'appuie sur le même principe géométrique que la recherche des lois de conservations fondamentales. Les symétries servent de squelette à toutes les théories physiques.    

Pour faire le lien avec la masse :  
Revenons aux symétries de Noether:  on disait que Energie = symétrie du temps; quantité de mouvement = symétrie de translation dans l'espace.  

Ça c'est dans les théories non-relativistes.

Mais en relativité, le temps est aussi une dimension de l'espace et le terme d'energie doit alors être considéré de la même façon que les termes de quantité de mouvement. Ensemble, ils forment un un 4-vecteur d'impulsion (ou de quantité de mouvement).  De la même manière que c'est la norme du vecteur 3D de la quantité de mouvement qui se conserve dans un monde non-relativiste, c'est ici la norme du 4-vecteur qui sera conservée par rapport au tenseur métrique de Minkowski, i.e. la métrique de l'espace-temps plat qui est celui de la relavitié restreinte.

Et la magie de la chose veut que cette norme redonne exactement la relation de dispersion mentionnée plus haut.
Elle donne un invariant valant exactement la masse au repos.  Cette masse au repos est conservée en relativité générale parce que même si la variété de l'espace-temps est courbe, elle reste localement plate comme celle de Minkoswki.  Dit autrement, les symétries de Lorentz sont respectées.

Bref:  l'energie totale n'est pas la même pour tous les observateurs, la valeur de la masse totale non plus, mais la masse au repos, elle, reste invariante, et exprime la symétrie de translation dans l'espace-temps en chaque point de cet espace-temps.  

Finalement, est-ce qu'on devrait prétendre expliquer la masse par cette symétrie de l'espace-temps, sans faire intervenir toute la machinerie quantique  ?  

Ça dépend ce qu'on veut dire.

Cette symétrie explique (dans un sens) l'existence de la masse au repos en tant qu'invariant (précisé plus haut), mais n'explique pas l'origine de la valeur de la masse des corps...

Pieyre a écrit:... C'est qu'en tout sujet je tiens à m'exprimer d'abord en candide, parce que je crois que beaucoup de gens qui abordent la complexité n'en retiennent que la complication. Pourtant je sais qu'on ne doit revenir à la simplicité qu'après être passé par la complexité.

Bon, je vais essayer de me motiver pour approfondir avant d'intervenir à nouveau. Je te remercie pour ces références.
Lorsqu'on cherche à réduire les lois de la nature à des symétries et à l'élégance de la géométrie, c'est plutôt un principe de simplicité et non pas de complexité qu'on suit.   Tout est relié d'une manière très intuitive et très belle, mais cette inuition n'est pas celle de la vie courante.  

Mais comme tu sais, plein de gens disent ici et ailleurs que plus les mathémaciens et physiciens font des théories simples, et plus elles apparaissent compliquées aux communs des mortels.
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Message par Kondomm Ven 21 Oct 2016 - 23:11

@ Pieyre

Je renonce, ça n'aidera pas à comprendre la masse dans le langage scientifique.
Spoiler:
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