Modèle de géométrie spatiale

Olympiades mathématiques, énigmes et défis
tierri
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modèle de géométrie spatiale

par tierri » 09 Mar 2015, 16:42

Bonjour,

Ma passion s'exerce sur la physique théorique et l'astrophysique, dans ce cadre et étant doté d'une imagination qui, comme vous allez le constater, est un peu fertile, j'ai imaginé un modèle de géométrie spatiale qui hélas dépasse mes compétences en la matière.
Il ne s'agit pas de prétendre quoi que ce soit, ce modèle a peu de chance d'être le bon, mais d'une part cela m'agace de ne pas le maîtriser et d'autre part cela me semble constituer un bon exercice mental qui devrait pouvoir vous amuser.

Dans ce modèle de géométrie, deux critères importants : Le vide n'existe pas et il n'existe qu'une seule particule universelle.
Pour fonctionner cette particule doit être relativiste pour que des différences apparaissent entre les particules et quantique.
Tout tient dans la manière de définir la particule élémentaire :
Plaçons-nous en tant qu'observateur extérieur et considérons une portion d'espace, ce volume d'espace peut être défini au sens mathématique classique d'un espace, un espace donné constitué d'une ensemble de points, et dans ce volume donné des points il y en a une infinité car ils n'ont pas de dimension.
Dans ce modèle ces points sont nos particules élémentaires !

Le truc consiste à dire que nous sommes un assemblage de ces particules et donc en avons un point de vue intérieur et non extérieur, c'est ce changement de point de vue qui est à la base de ce modèle cosmologique en dotant les particules de leur caractère quantique.
Il n'y a pas d'éther, c'est-à-dire pas de référentiel suspendu dans le vide pour fixer les positions et dire ceci mesure tant, les particules sont leur propre référentiel et de leur point de vue elles mesurent : 1 (une fois elles-même), une mesure d'espace à laquelle s'associe une mesure de temps : 1
Cela permet de les comparer, elles sont relativistes et donc peuvent acquérir des potentiels qui les feront paraitre plus ou moins grande selon le point de vue.
Dans le point de vue extérieur on choisi un espace fini dans lequel il y a une infinité de points tandis que dans le second cas du point de vue "intérieur" on donne une dimension aux particules et c'est l'espace précédemment choisi que est infini.
Les particules nous apparaissent comme ayant une dimension mais fondamentalement elles ne sont quand même qu'un point sans dimension et indivisible, ce sont des quantas.

A partir de cela la comparaison des particules les unes avec les autres donne des choses vraiment intéressantes :
Plaçons-nous du point de vue d'une particule, sa mesure vaut 1 et la mesure de l'écoulement du temps vaut 1, elle est un quantum d'espace-temps (quantum d'espace et de temps).
Qu'est un quantum de temps ?
Pour figurer cela imaginons une pendule dont l'aiguille des secondes fait des bonds de seconde en seconde au lieu d'avancer régulièrement, elle ne connait que les secondes et ne différencie pas ce qu'il y a entre.
Cette particule en observe une autre qui lui parait avoir un potentiel d'un demi, mais elle ne voit pas les demis elle vit sa vie sur la base d'un quantum d'une seconde et tous les évènements qui se sont déroulé dans ce quantum lui sembleront simultanés. En combinant quantum de temps et d'espace elle verra la dite particule simultanément en deux positions différentes.
Pour un certain nombre d'expériences sur la mécanique quantique on nous dit "c'est comme si la particule se trouvait en plusieurs lieux différents en même temps", ce modèle répond "elle y est vraiment". Ce n'est plus une probabilité de présence mais une présence réelle pour une part prévisible.
D'après ce modèle en combinant le caractère quantique des particules à ce mécanisme de diffraction spatiale on doit pouvoir expliquer les surprenantes propriétés de la mécanique quantique.

toujours de notre particule référence observons maintenant une autre particule qui aurait un potentiel (vue depuis notre particule) de 2 au lieu de un demi comme précédemment. Cette fois il faut deux de nos quantas de temps pour percevoir la particule en entier, en un quantum on ne la perçoit que partiellement, elle existe et a un effet que l'on peut mesurer en terme d'énergie mais on ne peut jamais réellement la percevoir, cela nous renseigne sur la nature de ce que nous appelons "vide".
Dans ce modèle si nous le percevons comme vide ce n'est qu'une question de point de vue.

Avec un vide consistant et actif, intuitivement on sent qu'on va pouvoir mieux interpréter matière noire et énergie sombre, un point sur lequel je peux débattre longtemps, bien trop pour que je m'y étende ici.
On peut résoudre le paradoxe des jumeaux de Langevin, le problème est de pouvoir dire un tel est en mouvement et untel est immobile, c'est un problème de référentiel, or, si le vide ne l'est pas mais est consistant il fait un excellent référentiel (reste néanmoins à bien en comprendre les caractéristiques). On y arrive de façon détournée en passant par la RG mais ici la description se veut plus précise.

On peut ré-interpréter la RR de manière à résoudre tous les paradoxes liés aux contractions d'espace comme l'histoire du train dans le tunnel (http://fr.wikipedia.org/wiki/Paradoxe_du_train) :
On nous dit qu'un observateur fixe regardant passer un objet en vitesse relativiste le verra contracté dans le sens du mouvement, on nous dit aussi que l'objet en déplacement effectue son mouvement sur une distance contractée mais cette contraction là n'est pas perçue par l'observateur fixe.
Imaginons un écran de cinéma et un film qui montre une voiture se déplaçant dans un paysage de campagne, ce serait comme contracter l'image de la voiture mais pas celle de l'image, des parties du décor deviendraient apparents d'où les paradoxes, mais si on contracte aussi le fond alors c'est une partie de l'écran qui n'est plus couverte par une image ce qui n'est pas mieux comme paradoxe, c'est comme dire que l'observateur fixe voit l'objet en déplacement se déplacer sur une distance contracté mais arriver quand même au bout de la distance non contractée ce qui parait impossible.
A moins .... d'en mettre plusieurs !
Revenons à notre écran de cinéma, puisque l'image ne couvre plus qu'une partie de l'écran pour le couvrir en entier il suffit de répéter l'image, on a une image diffractée.
Cette manière d'aborder la relativité supprime tous les paradoxes précédents implique d'accepter qu'un objet puisse se trouver en plusieurs lieux en même temps, or dans le cadre de ce modèle cela est possible à l'échelle d'une particule. Nous avons donc des particules naturellement diffractées au repos et tout mouvement qui lui sera appliqué aura un impact sur les paramètres de cette diffraction.

J'ai aussi trouvé à s'amuser avec E=mc² de manière à donner un début de sens à la masse et l'énergie de même que le lien qui les unissent.
Quelle unité pour l'énergie ? le kg.m².s-² ! Un peu barbare, non ?
Ce qui serait pratique serait de tout exprimer dans une relation espace à temps, soit pour l'énergie des m/s et pour la masse des s/m, et justement le mécanisme de diffraction décrit ici nous permet de les faire apparaître : selon que l'on regarde des particules massiques ou du vide énergétique on voit dans un sens la même particule apparaître plusieurs fois au cours d'un seul quantum de temps (s/m), tandis que dans l'autre sens c'est l'inverse il faut plusieurs quantas de temps pour voir un seul quantum d'espace (m/s)

Je vais me forcer à m'arrêter là sinon demain j'y suis encore, j'espère arriver à faire chauffer quelques neurones !

Merci pour votre attention, tierri.



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WillyCagnes
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par WillyCagnes » 09 Mar 2015, 17:45

bjr,

bravo pour tes imaginations... tu devrais écrire des romans de science fiction.... en attendant l'âge d'aller en Fac de sciences pour étudier et comprendre la Physique quantique et nucléaire.

tierri
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par tierri » 09 Mar 2015, 18:00

Houlà, doucement là !
Inutile de me rappeler que je suis inculte et stupide, je le sais.

Faut pas monter sur ses grands chevaux ainsi, ce n'est qu'un exercice d'esprit sans prétention.
Mais si tu te sens suffisamment savant relève ce défi :
Présente moi un seul argument invalidant ce modèle, on pourra ainsi constater à quel point ton savoir surclasse mon imagination.

Skullkid
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par Skullkid » 09 Mar 2015, 19:23

Bonjour, il n'y a aucune trace de modèle dans ce que tu as écrit, et de fait rien d'invalidable. Tel quel c'est un étalage d'idées en vrac. De temps en temps tu utilises un terme technique ("quantum", "relativiste", "potentiel", "vide") mais tu n'en connais visiblement pas la signification donc ça fait très mauvais effet...

Je ne dis pas que ce n'est pas potentiellement intéressant en tant qu'exercice d'esprit, comme tu le dis, mais puisqu'il n'y a rien de scientifique, il n'y a pas matière à discuter scientifiquement. Et je dis ça sans monter sur mes grands chevaux ni remettre en cause ta culture ou ton intelligence.

tierri
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par tierri » 10 Mar 2015, 01:54

Bon, je remballe alors, désolé de vous avoir dérangé, je m'étais bêtement imaginé que cela vous amuserait, mais de toute évidence pas du tout.

ecigtanne
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par ecigtanne » 10 Mar 2015, 05:08

Ca c'est un peu complexe n'est pas ?


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tierri
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par tierri » 10 Mar 2015, 14:14

les critères de base sont simples mais la mécanique obtenue devient vite difficile à visualiser, c'est un regard sur l'espace qui ne nous est pas habituel. Pour maîtriser cette géométrie spatiale il faut avoir des capacités de projection et de visualisation ... hum .... poussées.
Alors oui, c'est difficile, c'est un défi !

godzylla

par godzylla » 15 Juin 2015, 14:01

il peut faire cheminot, il a bien compris le fonctionnement du train.

c'est l'etat des particules donnerai un bit binaire oppose l'un l'autre sur de longue distance, mais il faut se mefier c'est une theorie probabiliste sur la faculte de trouver deux grains de sable rouge et vert dans le desert.

tierri
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par tierri » 05 Sep 2015, 23:47

Bonjour,

J'ai beaucoup réfléchi au problème et je crois qu'en l'état ce n'est pas possible, ça va pas.
Mais si je change une donnée, ça prend forme.

Du coup je reformule l'ensemble.

L'idée est de définir une particule universelle et de lui attribuer des propriétés géométriques particulières puis voir si l'on peut aboutir à ce que nous connaissons de l'univers et de la matière.

Que peut être cette particule ?
Pour commencer à la comprendre, il faut la simplifier à l’extrême.
Si on imagine une sphère solide, on se heurte à cette question : pourquoi ne peut-on la diviser et aller chercher plus petit ?
Il faut simplifier plus que cela, beaucoup plus, jusqu’à l’extrême, là ou il ne reste plus qu’un point, et même pas un point qui rayonne, un point tout simple, tenter d’imaginer cela revient à tenter d’imaginer le néant, c’est pourtant cela qui constitue notre particule.
Mais l’univers existe et les choses ont une mesure, donc notre particule élémentaire, brique universelle de l’univers, à forcément une mesure.

Si nos particules sont de simples points, quel que soit le volume d’espace sélectionné il y aura une infinité de points, cela semble évident de dire cela pourtant c’est un point de vue qui ne peut pas exister, pour cela il faudrait avoir un point de vue extérieur à l’univers, or nous sommes nous-mêmes composé de ces particules, je qualifie notre point de vue d’intérieur.
La question à se poser est : quel est le point de vue d’une particule ?
Il n’y a pas d’éther indépendant des particules pour dire ceci mesure tant, les particules sont l’univers, on ne peut dire qu’une chose mais elle est suffisante, la particule mesure une fois elle-même, cela lui donne une mesure et permet de la comparer avec ses voisines.
Ce que notre esprit se refuse tant à imaginer est ici la loi la plus fondamentale !
Nous percevons les particules comme ayant une dimension alors qu’elle n’en ont pas, cela va déterminer leurs propriétés si particulières.

A cette notion d'espace va s'associer une notion du temps qui aura les mêmes caractéristiques de base, le temps n'existe pas vraiment, nous n'en avons qu'une perception, c'est un temps quantifié comme l'espace, il s'écoule en escalier et la conséquence très importante est que tous les évènements qui ont lieu durant un quantum de temps sembleront simultanés.

Plaçons-nous à l’origine de l’univers : toutes les particules sont immobiles et égales, tout est uniforme.
Libérons maintenant nos particules et avançons en conservant le point de vue d’origine en terme d’espace et de temps, deux cas apparaissent, certaines adoptent des quantas d’espace-temps qui, de notre point de vue, sembleront inférieurs, et d’autres des quantas qui nous sembleront supérieurs, le tout de manière à ce qu’il y ait conservation de l’énergie, ce que les unes gagnent dans un sens, les autres le gagnent dans l’autre.
Observons de plus près chacun des deux cas, toujours depuis les conditions d’origine déterminées par un quantum d’espace et de temps. Concentrons-nous d’abord sur le temps.
Admettons que le quantum de temps avec lequel nous observons vaut 1 sec, qu’est-ce que cela signifie ?
Cela veut dire que pour nous le temps ne s’écoule pas régulièrement mais fait des bonds de seconde en seconde, la conséquence importante ici est que tout les évènements qui ont lieu durant ce quantum de temps nous sembleront simultanés.

Si nous observons une autre particule qui, de notre point de vue, affiche un quantum de temps valant un quart de seconde, que voyons-nous ?
Elle a le temps de défiler 4 fois au cours d’un seul de nos quantas de temps, et comme tout ce qui s’y déroule nous semble simultané nous voyons quatre fois la même particule en quatre positions différentes, formant un champs dans lequel il sera possible de définir des probabilités de présence.
Si nous regardons l’ensemble sur plusieurs quantas de temps nous pouvons définir une vitesse de déplacement mais les quantas nous apparaissant par paquets simultanés et il y a incertitude sur la position, si maintenant nous nous concentrons sur un quantum en particulier il a toutes les chances d’être immobile, à l’équilibre son déplacement est en fait une succession de quantas immobiles.

Si maintenant nous observons une particule qui, de notre point de vue, affiche un quantum de temps supérieur au notre, par exemple deux secondes, que voyons-nous ?
On voit bien que l’espace qu’elle occupe existe mais on ne peut jamais la percevoir vraiment, c’est ce que nous nommons de manière très inappropriée “vide”.
Notre perception est déterminée par notre quantum d’espace et de temps, tout ce qui se déroule dans notre quantum de temps nous semble simultané mais le quantum précédent n’existe plus et le suivant pas encore, alors un quantum plus grand nous pose un problème de perception.

A ce stade-là, ou l’univers adopte sa structure de base, on peut deviner la Relativité Restreinte que nous connaissons déjà.
Reprenons notre petit quantum qui donc est une particule avec une masse, à l’équilibre nous voyons des séries de quantas immobiles, que voyons-nous s’ils se déplacent ?
Le principe est toujours le même : tout les évènements se déroulant durant notre quantum de temps nous semblent simultanés.
Nous voyons simultanément la position de départ, la position finale et toutes les positions intermédiaires.
Nous voyons chaque quantum s’étirer dans le sens du déplacement de la distance qu’il aura eu le temps de parcourir durant notre quantum de temps.
Si nous voyons maintenant les choses du point de vue de la particule en mouvement, ce n’est pas elle qui s’étire, de son point de vue elle est immuable, elle mesure une fois elle-même et c’est tout, et c’est l’espace qui semble se contracter dans le sens du déplacement.
La relativité comme conséquence mécanique de la nature quantique de l’univers.

A partir de cette base on peut donner une bonne explication de l'expansion sans avoir recours à de l'énergie sombre.
On n'aurait pas non plus de matière noire mais une structure différente de l'univers, le vide spatial devenant une partie active, pendant de la matière.

Les idées c'est bien mais pour leur donner de la valeur il leur faut passer l'épreuve des maths, ici c'est une forme de géométrie spatiale qui est proposée, quelqu'un peut-il la valider ou l'invalider ?

 

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