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E = c² en quantité m |
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la relativité restreinte revisitée |
Pourquoi
deux masses s'attirent-t'elles ?
Einstein a formulé sa théorie de la relativité
générale en posant comme préalable que les équations
doivent décrire le mouvement de la même façon si le
repère d'axes utilisé pour le calcul est lui-même animé
d'une vitesse constante, ou s'il est lui-même accéléré.
Son but était de décrire l'accélération
causée par la force de gravité. L'ironie est qu'en procédant
ainsi il dût conclure que la force de gravité n'existe pas
: il a suggéré que les particules ne sont pas attirées
par la matière, qu'elles ne sont pas détournées de
leur trajet en ligne droite par la matière, mais que c'est seulement
la courbure de l'espace provoquée par la présence de la matière
qui donne cette impression d'attraction [voir
E ce
point développé].
Pour Einstein, la gravité ne serait donc pas une force que les
particules de matière exercent sur les autres particules, mais une
déformation de la géométrie de l'espace. Cela expliquerait
que mêmes des particules sans masse telles que les photons soient
détournées vers la matière. Dans la théorie
de Newton, il fallait que le corps ait lui-même une masse pour qu'il
soit attiré par la matière.
Dans un autre texte [voir E
cette explication] nous avons laissé
entendre que la déformation de l'espace par les masses n'est pas
une réalité mais seulement un artifice de calcul nécessaire
: nous devons courber la géométrie du repère qui sert
à mesurer l'effet de la matière pour compenser l'aplatissement
de l'une des 2 dimensions de la masse que provoque ce repère qui
ne mesure qu'une seule dimension à la fois.
Pour attayer maintenant cette hypothèse, nous devons d'abord
rétablir la gravité en tant que force, puis nous envisagerons
le détournement par la matière du trajet des photons. Car
cet effet de détournement suggéré par Einstein a bien
été confirmé par les observations.
On rappelle le fonctionnement de l'effet de gravité tel qu'on
l'a expliqué dans "feu la
gravité universelle" [voir
E cette
explication].
- une particule de matière est formée d'un tourbillon
de photons et tourne sur lui-même à la vitesse de la lumière
;
- la vitesse de la lumière de ce tourbillon est très
différente de la vitesse des tourbillons spiralants qui préexistaient
à la matière, ce qui provoque un réarrangement de
ces tourbillons de telle sorte qu'ils accélèrent leur vitesse
au fur et à mesure qu'ils s'approchent de la matière.
- l'augmentation de vitesse des tourbillons est similaire à
toutes les échelles, ce qui implique une accélération
constante de la vitesse des tourbillons quand on s'approche de la matière.
Une particule de matière n'est ainsi que
le centre d'un engrenage de tourbillons qui l'enveloppent jusqu'à
une distance très grande, et qui tournent de plus en plus vite quand
on s'approche de ce centre.
Quand des tourbillons formant une matière
pénètrent dans les tourbillons formant une autre matière,
leurs tourbillons respectifs se renforcent mutuellement et renforcent donc
mutuellement leur vitesse. Comme les tourbillons se débrouillent
pour que leur accélération reste constante, leur vitesse
atteindra plus tôt la vitesse de la lumière en présence
d'une autre matière qu'en son absence. Or, atteindre la vitesse
de la lumière, cela veut dire arriver dans le tourbillon central
d'une matière : cette augmentation de vitesse des tourbillons implique
donc qu'ils se réorganisent pour rapprocher les deux corps l'un
de l'autre.
En résumé, on peut dire qu'une particule
de matière est emportée par les tourbillons qui l'enveloppent,
un peu comme un bateau est emporté par un courant de marée.
Si ces tourbillons sont conduits à tourner plus vite du fait de
la présence d'autres tourbillons, ils emportent avec eux la matière
qu'ils enveloppent. Une matière n'exerce donc pas réellement
sur une autre matière une force d'attraction à distance :
elle change simplement la vitesse des tourbillons qui portent cette autre
matière, ce qui a pour effet de l'entraîner dans un "courant
d'accélération" qui la rapproche d'elle.
Notre hypothèse est donc différente de celle d'Einstein,
puisque nous considérons qu'il y a bien dans la gravité un
effet d'entraînement d'une matière par une autre. Elle est
cependant différente aussi de celle de Newton, puisque nous ne considérons
plus que cette force s'exerce "à distance et à travers le
vide", ce qui avait un caractère quelque peu magique et incompréhensible.
Pourquoi
une masse attire-t'elle la lumière ?
Pour envisager maintenant l'effet de la matière sur les photons,
il faut d'abord bien comprendre la façon dont voyage un photon.
Dans un autre texte [voir E
cette explication] on a expliqué
qu'un photon serait une déformation locale des ondes d'espace, dont
les ondes déformées se débarasseraient en la passant
à leur voisine, d'où le voyage incessant du photon immédiatement
expulsé de tout endroit qu'il vient à traverser.
Nous devons ici apporter une précision à cette conception
: un photon ne serait pas une déformation absolument locale d'une
onde d'espace, mais la déformation qu'il manifeste s'étalerait
sur un nombre important d'ondes en s'atténuant progressivement au
fur et à mesure que l'on s'éloigne du point de déformation
maximum qui en marque le centre.
De même que l'on a considéré une particule de matière
comme le point culminant d'un système de tourbillons qui s'étale
très loin, le point où ces tourbillons sont les plus forts
et les plus rapides, on peut considérer un
photon comme le point culminant d'une zone de torsions d'ondes d'espace,
le point où cette torsion est la plus forte et la plus resserrée.
La vitesse d'oscillation en ligne droite de chaque onde d'espace sera
toujours celle de la lumière, mais la vitesse à laquelle
va voyager le groupe de torsions que l'on appelle "photon" va varier en
fonction de leur état : si une onde est déjà en train
de se tordre dans le sens favorable au photon qui arrive elle atteind plus
vite son point de torsion maximum que si elle est en train de se tordre
dans le sens inverse.
Comme le photon est le point culminant d'un groupe
de torsions des ondes d'espace, sa vitesse va donc dépendre de l'état
de préparation à la torsion des ondes sur lesquelles il voyage.
Selon les cas, cette préparation est favorable ou est défavorable
à son trajet, sa vitesse est alors plus élevée ou
plus faible que "la vitesse de la lumière".
Quand la matière accélère la lumière :
Un état de préparation favorable correspond à ce qu'on appelle "l'effet tunnel" : quand on envoie par exemple des photons sur un miroir, il y a une très petite quantité des photons qui parviennent à traverser le miroir et qui continuent leur course de l'autre côté. Expérimentalement, on a observé que la vitesse à laquelle ils ont traversé le miroir est supérieure à la vitesse de la lumière.
La théorie habituelle dit que cette traversée est une des conséquences de la nature probabiliste des particules élémentaires : la position d'un photon ne serait jamais réellement déterminée, et il n'y aurait qu'une certaine probabilité de le trouver ici plutôt que là. Qu'il se retrouve parfois derrière le miroir qui doit l'arrêter, serait une simple application de cette loi naturelle : il a une certaine probabilité que leur position se trouve derrière le miroir, donc il y a certains photons qui le traversent. |
Quand la matière ralentit la lumière
:
Mais ces circontances favorables qui accélèrent l'effet
photon au delà de la vitesse de la lumière sont rares. Le
plus souvent la matière ralentit le photon.
Ce ralentissement est dû aux tourbillons que la matière
entraîne autour d'elle.
Puisque le photon est le centre
d'une torsion des ondes d'espace étalée dans un très
grand volume, sa vitesse va dépendre de la vitesse moyenne de toutes
ces torsions. Le photon qui n'en est que le point culminant, va se reconstruire
sans arrêt en fonction de l'évolution de toutes les torsions
moindres qui circulent autour de lui. Si ces torsions sont ralenties, le
photon sera ralenti.
Si par exemple un photon vient à circuler
près d'une matière, les torsions qu'il imprime aux ondes
d'espace seront en partie emportées par les tourbillons de gravité
de la matière, elles seront détournées dans ces tourbilons.
Elles ne vont pas se disperser ni être détruites par ces tourbillons, mais elles vont perdre du temps à tourner en rond. Et elles vont perdre d'autant plus de temps que les tourbillons sont puissants, donc que ces torsions sont plus proches de la matière. |
Cet effet de courbure du trajet de la matière, correspond par
exemple à la courbure des rayons lumineux lorsqu'ils frôlent
le soleil, effet qui avait été prédit par la relativité
générale d'Einstein.
Est-il donc si difficile d'unifier la gravité et l'électromagnétisme ?
Notre explication fait mieux que proposer une explication à cette
courbure à distance de la lumière par une matière,
elle donne aussi une clef pour comprendre le comportement d'une lumière
qui traverse une matière translucide.
En effet, notre explication se base sur le fait que le rayonnement
qui passe n'est jamais vraiment à distance de la matière,
mais voyage toujours à travers les tourbillons de gravité
qui accompagnent une matière. Or ces tourbillons existent aussi
bien à l'intérieur d'une vitre, d'un volume d'eau ou de toute
autre matière translucide.
Dans ce cas, le dérapage n'est pas progressif comme lorsque
le rayonnement passe au loin de la matière : il est très
brutal au moment même où le rayon lumineux pénètre
dans le matériau translucide, puis le rayon peut continuer en ligne
droite puisqu'il ne rencontre plus de cause de dérapage.
Ce dérapage sur place
est tout simplement ce qu'on appelle la réfraction.
Le ralentissement de la lumière à la traversée
de la matière est parfaitement connu et mesuré. La lumière
va presque aussi vite dans l'air que dans le vide, mais elle est d'environ
1/3 moins rapide dans l'eau.
Plus le rayonnement a ses ondes rapprochées, plus la proportion de photons très proches des atomes est grande, plus le rayonnement est donc ralenti, et plus est important son dérapage lorsqu'il pénétre dans une matière. |
Les couleurs qui correspondent à de grandes longueurs d'ondes (faible fréquence) seront donc moins déviées que les couleurs qui correspondent à de faibles longueur d'onde (forte fréquence). La lumière rouge par exemple, sera moins déviée que la bleue. On retrouve l'explication du spectre de décomposition de la lumière blanche, qui donne notamment naissance aux arcs en ciel, et que Newton avait explicité. | ||
décomposition de la lumière blanche par réfraction [document extrait d'un livre scolaire Hachette] |
Relativité du temps ?
Une dernière remarque : si la lumière est d'autant plus
ralentie qu'elle est proche d'une matière, les
photons qui circulent près de la terre vont donc moins vite que
ceux qui circulent loin d'elle.
Cela recouvre très exactement la relativité généralisée
qui prévoit par exemple que le temps s'écoule plus lentement
près de la mer que sur une montagne.
Pour faire cette proposition, Einstein partait du postulat que la vitesse
de la lumière était absolument constante. Mais si on abandonne
ce postulat et que l'on considère au contraire que c'est l'écoulement
du temps qui se fait à vitesse constante, on retrouve notre proposition
de vitesse moindre de la lumière au bord de la mer qu'au sommet
d'une montagne, seulement inversée dans la façon de l'expliquer.
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