Jai toujours cru comprendre que cétait le cas à partir des cours de science conventionnels, mais en y réfléchissant vraiment, je me demandais si cétait vraiment le cas.
À ma connaissance limitée, il existe une théorie selon laquelle il existe des gravitons qui agissent comme des particules pour rassembler deux masses différentes. Si ces gravitons sont vraiment les particules physiques de la gravité, alors un soi-disant « vide » qui avait de la gravité ne serait pas du tout un vide. Un vrai vide devrait manquer de ces particules, et donc manquer de gravité?
Tout ce qui se trouve dans le vide devrait alors imploser en raison de sa propre attraction gravitationnelle en lui-même? Si tel est le cas, pourrions-nous dire dans un vide réel, la gravité externe nexiste pas?
Commentaires
- Je ‘ ne suis pas sûr de comprendre le dernier point concernant limplosion; si vous plaçiez une planète dans un univers entièrement vide, vous ne le feriez pas ‘ t sattend à ce que la planète implose parce que la pression interne de ‘ serait égale à la gravité qui pousse vers lintérieur
- Même en considérant uniquement les modèles classiques, diriez-vous que, par définition, la lumière ne peut pas traverser un vide, car si cétait le cas, alors le soi-disant vide contiendrait des photons ( » corpuscules comme Newton appelait ses particules de lumière théorisées) en transit? Si vous le définissez ainsi, alors ‘ est juste une autre façon dont ‘ nexiste pas de vide. ..
- Quand jétais au lycée, un enseignant a mis une balle en caoutchouc et une plume dans un tube en plastique transparent. Il a incliné le tube davant en arrière et nous avons vu la balle tomber rapidement tandis que la plume dérivait lentement. Il a ensuite scellé les extrémités du tube et a utilisé une pompe pour éliminer (presque) tout lair à lintérieur. Il inclina le tube davant en arrière encore et la balle et la plume tombèrent côte à côte à la même vitesse. Ok, donc le tube nétait pas un vide complet à 100%, et la gravité agissant sur la balle et la plume venait de la terre qui nétait pas dans le tube. Mais parfois, ces petites démos simples vont très loin.
- @cobaltduck – Je pense que ce quil veut ‘ est de savoir si un vide doit contenir des particules à tous, pas même les gravitons sans masse théoriques. Votre professeur de lycée n’était probablement pas ‘ capable d’aspirer tous les gravitons hors de la chambre (et n’a probablement pas ‘ entouré de un bouclier bloquant la gravité pour empêcher la traversée des gravitons). Comme vous l’avez dit, l’équipement du laboratoire du lycée n’était même pas ‘ capable d’atteindre un très fort vide, de sorte que de nombreuses molécules d’air ont été laissées à l’intérieur de la chambre (mais pas suffisamment pour perturber l’expérience).
- Même sans considérer les gravitons et en utilisant un modèle classique, vous devez considérer exactement ce que vous considérez comme » gravité « : le champ, ou l effet accélérateur du champ? Le champ ninfluence que la matière, donc dans un vide idéal, il ny aurait aucune matière à influencer, donc le champ serait indétectable, et aucune influence accélératrice due à la gravité ne serait observée. Mais vraisemblablement, si la matière devait apparaître spontanément dans le vide, elle serait influencée par le champ (et créerait son propre champ) – on peut donc dire que le champ » existe » dans un certain sens.
Réponse
Votre intuition est bonne , mais vous mélangez des phénomènes quantiques et classiques.
En physique classique (cest-à-dire non quantique), un vide est une région de lespace sans matière. Vous pouvez avoir des champs électromagnétiques dans le vide, tant que les charges créant les champs sont dans une région différente. De même, vous pouvez avoir des champs gravitationnels dans le vide, générés par des masses ailleurs dans lespace. Dans cette description classique de lunivers, il ny a pas de photons ou des gravitons, et tout (pour la plupart) fonctionne.
En physique quantique, l’histoire n’est pas si simple. Comme vous le dites, maintenant nos champs de force sont aussi des particules (photons et gravitons), alors peut-être un le « vide quantique » ne devrait pas non plus les inclure? Malheureusement, il savère quen mécanique quantique (comme Rob la souligné), il est impossible davoir un vide parfait, un état sans aucune particule. Une façon de voir cela est dutiliser le principe dincertitude énergie-temps: $ \ Delta E \ \ Delta t > \ hbar / 2 $.
Un vide parfait, un état sans aucune particule, doit avoir exactement zéro énergie. Si lénergie est exactement nulle, alors cest tout à fait certain, et $ \ Delta E = 0 $ qui viole le principe dincertitude. Le vide quantique nest donc pas un état avec zéro particule, cest un état avec probablement aucune particule.Et dans différentes situations, vous trouverez peut-être utile de modifier votre définition de «probablement», donc il y a beaucoup de choses différentes que les physiciens appelleront un «vide» en mécanique quantique.
Cette idée, qui est mécaniquement quantique là Il y a toujours des particules dans nimporte quelle région de lespace, a des conséquences intéressantes que nous « avons vérifiées en laboratoire! Lune est l Effet Casimir . Cest une force qui apparaît lorsque vous déplacez deux objets dans le vide si près lun de lautre que la pression de ces photons « virtuels » les fait attirer. Une autre est la particule quils ont découverte au LHC, la Higgs Boson . Le champ de Higgs a une «valeur despérance de vide», un vide quantique parfait aura un champ de Higgs non nul partout. Les excitations de ce champ sont les particules de Higgs trouvées au LHC!
Commentaires
- Quelques bonnes réponses ici, merci à tous. Je comprends maintenant que le vide peut être relatif selon sur le contexte et na pas besoin dêtre une chose absolue de néant. Toutes mes excuses pour le manque de votes positifs car je nai pas de représentant.
- Beaucoup didées dans cette réponse sont utiles, mais beaucoup dentre elles ne sont pas ‘ t tout à fait correct . Premièrement, le principe dincertitude temps-énergie est souvent une chose glissante à cerner correctement, et peut ‘ t être appliqué pour obtenir les conclusions ici: en effet, le vide est un état propre dénergie par définition, a donc une énergie exacte (mais pas un nombre exact de particules dans une théorie en interaction). [A part: cela ne veut rien dire des subtilités habituelles de lhamiltonien en gravité quantique …] De plus, le truc de Higgs confond le champ (avec un VEV non nul) avec la particule (fluctuations loin de cette valeur).
- @Holographer, je ne pourrais pas ‘ être plus daccord. Je visais une réponse plus intuitive que rigoureuse, mais jaurais dû faire plus attention. Jai mis à jour la discussion de Higg ‘, avez-vous des suggestions pour clarifier ou remplacer largument dincertitude énergie-temps?
Réponse
Le graviton est le boson de jauge hypothétique associé au champ gravitationnel. Je dis hypothétique parce quil est loin dêtre clair si la gravité peut être décrite par une théorie quantique des champs, il nest donc pas clair si les gravitons sont une description utile.
Dans tous les cas , vous ne devez pas prendre trop au sérieux la notion de particules virtuelles comme le graviton. Jetez un œil à l’article de Matt Strassler « sur les particules virtuelles . Les partitions virtuelles ne sont en réalité quun dispositif mathématique pour décrire lénergie dans les champs quantiques. Donc, même si le graviton est une bonne description de la gravité, nous ne devrions pas voir le vide comme étant plein de gravitons et donc pas vraiment un vide.
Par exemple, supposons que nous mettions une particule chargée dans le vide. Diriez-vous que le vide nest pas un vide parce quil y a un champ électrique dedans? Si tel est le cas, vous devriez également dire que le vide près dun corps massif nest pas un vide parce quil y a un champ gravitationnel dedans. Bien que je suppose que cette affirmation est valable, elle semble excessivement zélée.
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- » diriez-vous que le vide nest pas un vide parce quil contient un champ électrique? » Non … je le revendiquerais ‘ Ce nest pas un vide parce que vous y mettez une particule chargée.
- @PaddlingGhost: mais le champ créé par un corps chargé sétend dans le vide qui lentoure.
Réponse
Vous confondez simplement vide avec « néant », qui est un concept philosophique. Vous pouvez vérifier la définition sur wiki
Le vide est un espace dépourvu de matière . Le mot vient de ladjectif latin vacuus pour «vacant» ou «vide». Une approximation dun tel vide est une région avec une pression gazeuse bien inférieure à la pression atmosphérique. [1] Les physiciens discutent souvent des résultats de tests idéaux qui se produiraient dans un vide parfait, quils appellent parfois simplement «vide» ou espace libre, et utilisent le terme de vide partiel pour désigner un vide imparfait réel comme on pourrait avoir dans un laboratoire ou dans lespace.
Il existe différentes théories qui tentent dexpliquer la gravité (courbure de lespace-temps, graviton, etc.) mais selon aucune de cette gravité ou gravitons ne peut être considérée matter
Commentaires
- Pourriez-vous adapter cette réponse pour répondre réellement à la question? Vous navez ‘ pas du tout parlé de gravité ici.
Réponse
En mécanique quantique, il est impossible de retirer toutes les particules du vide.Un volume despace-temps qui ne contient que des photons et des gravitons dans léquilribium thermique (ou pas) me semble être un vide parfaitement bon.
Réponse
Un vide parfait nexiste jamais comme mentionné dans plusieurs autres commentaires. Toutes les «particules messagères» sont des fluctuations de leurs champs respectifs (par exemple le graviton une place dans le champ gravitationnel qui a une valeur dénergie non nulle). Tous les champs sont soumis à des fluctuations quantiques, en substance, ils nont rarement aucune énergie à un moment donné, mais les fluctuations moyennes sont nulles (cest-à-dire pour la plupart des champs, dautres tels que le champ de Higgs proposé ont peut-être des valeurs dénergie non négligeables à leur plus bas état énergétique). Puisque le graviton peut également être décrit comme une fonction donde (un peu comme la lumière; il existe théoriquement des ondes de gravité qui déforment lespace-temps). Ceci et le point soulevé plus tôt sont une preuve quil nexiste pas de vide parfait. Ce qui peut rendre la situation un peu plus compliquée, cest la théorie des cordes qui prédit que le graviton est une corde fermée suggérant sa capacité à interagir avec plus que nos trois dimensions spatiales et une dimension temporelle. (Toutes les informations sont résumées de la Tissu du cosmos
Réponse de Brian Greene
Je crois que une partie du problème est de ne pas avoir une définition claire du « vide ».
Je peux penser à au moins trois types de vide. 1) absolu 2) conventionnel & 3) » pratique « vide. Le vide pratique est le type que vous trouvez dans un » laboratoire « . Le vide conventionnel est celui défini comme le » absence de matière. « Le vide absolu nexiste pas, à part » théoriquement « .
En utilisant les définitions pratiques et conventionnelles du vide, la réponse à la question est oui , la gravité existe dans ces types de vide. Pour la définition absolue, la réponse est non , car rien nexiste (pas même les champs, photons, fluctuations, gravitons, etc.).
Réponse
Oui, la gravité existe dans le vide. Un vide na pas besoin dêtre complètement dépourvu de matière, il a juste besoin dune pression inférieure à la zone qui lentoure.
Considérez la seringue ci-dessus. Si je devais mettre mon doigt sur lextrémité, puis tirer sur le piston, un vide imparfait serait créé. Sil y avait une masse solide dans la cavité de la seringue, elle obéirait toujours à la gravité.