Chapitre 9
La gravitation temporaliste
L'accélération radiale anormale de Pioneer 10
L'existence, dans l'univers physique, de la constante To entraîne des conséquences dans l'approche temporaliste des forces gravitationnelles ou, plus précisément, du phénomène gravitationnel. L'auteur n'a pas la prétention de présenter ici une nouveau modèle de la gravitation. Il a simplement essayé de montrer comment le modèle temporaliste a des implications nécessaires dans l'interprétation du fait gravitationnel.
Nous avons vu que l'existence de la constante To conduisait, sans autre hypothèse, au phénomène du décalage spectral des galaxies (chapitre 8). Ce décalage spectral de l'onde électromagnétique correspond à une diminution de la fréquence v ou w (fréquence angulaire) du photon et donc de son énergie. Corrélativement au décalage spectral, on peut considérer, en première approximation, que la diminution de la fréquence du photon est proportionnelle à la durée t qui s'est écoulée entre l'instant de son émission Te et celui de sa réception Tr soit Åw = E - E' / E = t / To ( avec E énergie émise et E' énergie reçue) L'énergie du photon E =
hw varie donc au cours du temps et sa diminution est proportionnelle, également en première approximation, à la durée de propagation du photon ÅE = hwe - hwo / hwe = t / To (avec hwe énergie émise et hwo énergie observée).Il est équivalent de parler de décalage spectral ou de diminution de fréquence (ou d'énergie) de l'onde puisqu'il s'agit de différents aspects du même phénomène quantique. La valeur de ce phénomène temporaliste quantique est très faible. C'est la raison essentielle pour laquelle la mécanique quantique ne l'a ni décelé ni pris en compte jusqu'ici. Il n'a pu apparaître, dans l'effet Hubble-Humason, qu'à des distances minimales de 1/2 à 1 million de parsecs soit des durées minimales de 1 million 1/2 à 3 millions d'années. L'expansion des galaxies n'apparaît qu'au-delà du Groupe local, lorsqu'elle se distingue des vitesses locales des galaxies. Il n'en demeure pas moins que ce phénomène de diminution de l'énergie des photons qui se propagent dans l'espace est un phénomène continu, qui affecte tous les photons, dès leur émission.
L'existence de la constante To implique une conception évolutive de l'énergie des photons. De même que le neutrino a été "inventé" par Pauli pour expliquer les bilans d'énergie dans les désintégrations radio-actives, il nous semble rationnel et fécond de supposer que la perte d'énergie des photons qui se propagent dans l'univers, se produit sous la forme de particules émises par les photons. Il ne semble pas y avoir d'autre alternative qui permette de préserver le principe de conservation de l'énergie, tout en autorisant un concept évolutif de la physique du photon, en accord avec l'existence de la constante To. Nous verrons, en confrontant cette hypothèse avec les faits, que cette supposition est justifiée.
Partant donc de l'hypothèse que la diminution de l'énergie du photon (ou le décalage spectral) se manifeste par l'émergence de nouvelles particules, que nous nommerons particules X, il en découle celle d'un champ de particules X que nous pouvons, par commodité, désigner sous le terme de champ temporaliste. Il devient immédiatement évident que l'existence de ce champ temporaliste a une incidence considérable sur la gravitation.
La gravitation a connu trois étapes importantes dans l'histoire de la physique : la gravitation newtonienne, la théorie relativiste de la gravitation et les théories métriques qui en dérivent et les tentatives de théories quantiques de la gravitation. Le modèle des supercordes semble impliquer, de façon théorique, l'existence d'un champ gravitationnel (Brian Greene 2000).
Dans ces trois groupes de théories, la gravitation est définie, soit comme un couplage entre les masses (Newton 1687), soit comme une courbure du champ métrique par les masses et l'énergie (Einstein 1915), soit comme une force d'échange entre champs quantiques dont le vecteur est le graviton (théorie quantique des champs). Le tronc commun de ces différentes interprétations de la gravitation est l'existence d'un champ (attractif, métrique ou quantique) dont l'intensité est donnée par la constante de couplage G ou sa dérivée einsteinienne 8µG/c². Cette constante a une valeur contingente, empirique, qui ne découle pas de la théorie. L'intensité du champ gravitationnel est constatée. Elle n'est pas déduite conceptuellement de la théorie.
Dans ces trois groupes de théories de la gravitation, l'espace, en dehors des sources de champs (les masses et l'énergie ou les particules) est considéré comme un espace vide ou quasi-vide, en dehors des fluctuations quantiques. Dans le modèle temporaliste, il ne peut en être ainsi puisque les photons alimentent, de façon continue, le champ temporaliste dont le vecteur est la particule X. L'espace est doté d'un niveau d'énergie correspondant à la production continuelle de particules X par les photons.
Comment déterminer l'état d'énergie correspondant à l'existence dans l'espace du champ temporaliste ? C'est ici qu'apparaît la signification profonde et la justification de la dimension du paramètre G' que nous avons utilisé dans le chapitre 5. Nous avions formulé l'hypothèse d'une dimension LT-² (celle d'une accélération) de la constante de gravitation G' dans le modèle temporaliste alors que la dimension newtonienne est M-¹L³T-². En théorie newtonienne, de même qu'en gravitation relativiste, la constante de gravitation G est un paramètre attaché aux masses et à l'énergie. Ce paramètre, comme nous l'avons rappelé plus haut, donne l'intensité du couplage entre les masses ou entre les masses (et l'énergie) et le champ métrique.
La gravitation temporaliste interprète différemment le paramètre G'. L'existence du champ temporaliste implique celle d'un champ énergétique dans l'espace, en l'absence même de particules de matière ou d'énergie. Conformément au principe cosmologique, on peut considérer, à grande échelle, l'univers comme isotrope et homogène. Ce champ énergétique du champ temporaliste peut être considéré comme l'énergie associée au potentiel de gravitation d'un champ gravitationnel universel. Ce potentiel gravitationnel, homogène à une accélération, dérive du champ temporaliste et non plus des masses présentes. Le rapprochement des 2 constantes limitatives c et To nous donne sa valeur: G' (constante universelle d'accélération) x To (temps limite) = c (vitesse limite). Dans le S.I., 6,582 10-10 m/sec² x 4,5546 10.17 sec = 2,997925 10.8 m/sec. Dans le système cgs, 6,582 10-8 cm/sec² x 4,5546 10.17 sec = 2,997925 10.10 cm/sec.En dimensions, LT-² x T = LT-¹.
Le paramètre G' est ainsi, en gravitation temporaliste, une constante attachée au champ temporaliste universel et isotrope, sa dimension étant celle d'une accélération. G', dans le modèle temporaliste, n'est plus attaché à la matière, d'où la disparition de M dans son équation aux dimensions. G' est le potentiel d'accélération universel associé à l'existence du champ temporaliste. G', rapport entre 2 constantes quantiques, c et To, apparaît donc également comme une constante quantique. G', constante de gravitation temporaliste, n'est plus un paramètre empirique, contingent, calculé d'après les observations. Il découle, théoriquement, du rapport entre les 2 constantes c et To.
Comment le modèle temporaliste interprète-t-il le phénomène de la gravitation ?
Dans le modèle temporaliste, les masses et l'énergie ne sont plus, comme dans les théories classiques de la gravitation, les sources des champs (gravitationnel ou métrique). Les masses et l'énergie sont considérées comme des paramètres perturbateurs du potentiel d'accélération universel. Les vecteurs de ce potentiel d'accélération universel, les particules X, peuvent être assimilés à des gravitons. Les masses et l'énergie, par effet d'écran (diffusion ou absorption), perturbent le champ temporaliste isotrope et équilibré de gravitons dont le potentiel, en l'absence de masses, doit être considéré comme un potentiel d'accélération de valeur G'. La présence de matière et d'énergie exerce une action dissymétrique sur ce potentiel d'accélération par l'effet d'écran qu'elle produit sur la propagation des particules X ou gravitons. C'est la modification du potentiel d'accélération par l'effet perturbateur des masses et de l'énergie qui apparaît à l'observateur comme un phénomène gravitationnel (théorie newtonienne) ou une courbure de l'espace quadridimensionnel (gravitation relativiste). Cette modification du champ d'accélération isotrope par les masses et l'énergie apparaît donc comme un champ de force dissymétrique qui attire les masses ou une courbure du champ métrique quadri-dimensionnel.
Le champ temporaliste d'accélération peut être assimilé à un champ de pression dont l'équation aux dimensions est donnée par p (pression) =
F (force) / S (surface) soit ML T-² / L² = ML-¹ T-².
Les paramètres perturbateurs, ou les sources du champ gravitationnel ou métrique, sont proportionnels aux masses. Or, les sections efficaces de diffusion des masses sont également proportionnelles aux masses. Le barn (10-24 cm²) est la section efficace d'un gros noyau (de masse approximative 10-24 g). Nous avons vu au chapitre 5 que le ratio gm / cm^2 était approximativement égal à l'unité.On peut donc énoncer un principe d'équivalence nucléaire entre section efficace en cm² et masse en gr. La densité nucléaire étant approximativement identique pour tous les noyaux d'atomes, la section efficace des atomes est, en première approximation, proportionnelle à leur masse : M
On peut donc assimiler, en dernière analyse, l'effet perturbateur du champ d'accélération temporaliste par les masses à celui de leur section efficace selon M
L². En appliquant cette valeur à l'équation aux dimensions de la pression, nous obtenons ML-¹T-² = L²L-¹T-² = LT-² (une accélération).Comparons la formulation de la force de gravitation qui s'exerce entre les masses m et m' :
En théorie newtonienne,
F = Gmm' / r² et l'équation aux dimensions donne F = M-¹L³T-² x M² / L² = MLT-².Dans le modèle temporaliste,
F = G'mm' / r² et l'équation aux dimensions donne F = LT-² x L² x L² / L² = L³T-² et, en appliquant M L², L³T-² = MLT-².Dans le modèle temporaliste, on obtient, pour le champ de gravitation terrestre, g = G'M / r² soit LT-² x L² / L² = LT-².
La comparaison de la formulation temporaliste avec la formulation relativiste n'est pas effectuée actuellement mais doit être conçue dans la même direction conceptuelle.
On sait que les forces de gravitation ou les tenseurs de courbure de l'espace métrique sont proportionnels aux masses (et à l'énergie). Ce fait s'explique logiquement en gravitation temporaliste puisque la masse correspond au paramètre perturbateur du champ gravifique isotrope universel. On a vu que le pouvoir perturbateur de la masse peut être assimilé, en première approximation, à celui de sa section efficace L². La masse agit en déformant le champ d'accélération isotrope et cette action est d'autant plus considérable que la masse (ou sa section efficace L² correspondante) est importante et l'espace considéré plus proche de la masse. La constante de proportionnalité avec la distance est donné par le facteur bien connu 1 / r².
Dans les théories classiques de la gravitation, l'interaction gravifique a une portée infinie. Dans le modèle temporaliste, il ne peut plus en être ainsi. La portée de la perturbation du champ gravifique des gravitons par les masses est limitée par la valeur du champ universel d'accélération soit G' (6,582 10-10 m/sec² dans le S.I. ou 6,582 10-8 cm/sec² dans le système cgs). La perturbation provoquée par la présence des masses et de l'énergie sur le champ universel d'accélération se manifestera par l'émergence d'un champ local d'accélération. Cet effet d'écran ou perturbateur ne sera perceptible que s'il est supérieur au champ universel d'accélération. Autrement dit, si l'intensité de la perturbation apportée par l'effet d'écran des masses au champ d'accélération universel est inférieure à G', l'action perturbatrice de celles-ci ne se fera plus sentir.La gravitation temporaliste a donc une portée limitée.
Nous pouvons la calculer en utilisant, en première approximation, l'équation aux dimensions temporaliste de la force de gravitation newtonienne :
F = G'mm' / r² soit F = LT-² x L² x L² / L² = L³T-² et, en appliquant M L², L³T-² = MLT-². Pour le champ d'accélération local, mG' / r², nous obtenons L² x LT-² / L² = LT-².Le champ d'accélération local, pour être perceptible, doit être supérieur au champ universel d'accélération G'. Nous posons donc mG' / r² > G d'où mG' / G' > r² ou m > r² soit r < m ½ et avec l'équivalence M
L², nous obtenons r < LLa gravitation temporaliste impose donc aux concentrations de matière dans l'univers une limite spatiale supérieure donnée par la formule approchée r = m½. C'est le rayon de gravitation des masses. Cette restriction est propre à la gravitation temporaliste. Elle ne s'applique pas aux autres théories de la gravitation puisque, dans celles-ci, la portée de la gravitation est infinie.
L'accélération radiale anormale de Pioneer 10
Depuis plus de 20 ans, un problème a intrigué les planétologues et les physiciens " une légère et inexpliquée accélération vers le soleil des mouvements des engins spatiaux Pioneer 10, Pioneer 11 et Ulysse " (www.geocities. com/solarstormmonitor/Pioneer.html). Beaucoup d'autres sites sur le Web apportent des informations à ce sujet.
L'accélération anormale a plusieurs cractéristiques :
1) Sa valeur, selon les auteurs, serait de 7,59 x 10^-8 cm/sec^2 (http://renshaw.teleinc.com/papers/prl-pi/prl-pi.stm),
.8,74 (+or - 1,33) x 10^-8 cm/sec^2 (http://csep10.phys.utk.edu/newsgroups/mond/messages/22.html),
" environ 10 milliards de fois plus petite que l'accélération que nous ressentons de l'attraction gravitationnelle de la terre " (www.geocities. com/solarstormmonitor/Pioneer.html - http://spaceprojects.arc.nasa.gov/Space_Projects/pioneer/PNStat.html).
2) L'ordre de grandeur de cette accélération anormale est c x Ho (Constante de Hubble).
3) Cette accélération anormale, indépendante de la distance, est constante vis-à-vis de la vitesse de l'engin spatial..
4) Cette accélération anormale est radiale.
Cet effet inexpliqué résulte très précisément du champ universel temporaliste isotrope d'accélération G' = c / To avec G' constante temporaliste de gravitation, c vitesse de la lumière et To constante temporaliste soit 6,582 x 10^-8 cm/sec^2 = 2,997925 x 10^10 cm/sec / 4,5546 X 10^17 sec.
Le modèle temporaliste propose :
1) L'ordre de grandeur de cette accélération anormale c x Ho (Constante de Hubble) correspond au modèle temporaliste avec c / To (Ho = 1/To) = G '.
2) Quand les engins spatiaux quittent une trajectoire circulaire ou elliptique pour prendre une trajectoire radiale dirigé hors du système solaire, l'influence du champ universel temporaliste d'accélération apparaît et ralentit la vitesse des engins spatiaux (Pioneer 10, Pioneer 11, Ulysses, Galileo, etc...)..
3) Le champ universel temporaliste d'accélération ne trouble pas les orbites circulaires ou elliptiques des planètes du système solaire mais seulement les trajectoires radiales.
4) Une mesure expérimentale valide le modèle temporaliste. En Septembre 1998, le ralentissement de la vitesse de Pioneer 10 avait conduit à un retard sur sa trajectoire prédite d'environ 400.000 Km. La trajectoire radiale de Pioneer 10, commencée entre 1973 et 1974 avait ainsi durée pendant environ 24,5 années soit 7,73 x10^8 sec. La décélération pendant cette durée, avec une constante d'accélération de 6,582 x 10^-8 cm/sec^2 est égale à 6,582 x 10^-8 cm/sec^2 x 7,73 x 10^8 sec x 7,73 x 10^8 sec = 3,93293 x 10^10 cm = 393293 km.
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La théorie MOND
http://nedwww.ipac.caltech.edu.level5/Sept01/Milgrom/Milgrom_contents.html
La théorie MOND propose que lorsque l'accélération déduite de la constante newtonienne d'accélération Gn est inférieure à a°, soit Gn << a°, la théorie newtonienne ne s'applique pas, le paramètre a° étant comparable à c x Ho. Selon le modèle temporaliste où Ho = 1 / To, a° ~ c x Ho = c / To soit 6,582 x 10^-8 cm/sec^2.
La théorie MOND est proposée comme une alternative à la masse sombre. Le modèle temporaliste ne nie pas l'existence de la masse sombre. Quand l'accélération dûe à une masse est inférieure à G', le modèle newtonien ne s'applique plus dans la théorie MOND. Dans le modèle temporaliste, la théorie newtonienne ne s'applique plus pour une accélération inférieure à G', comme dans la théorie MOND, mais ceci est dû au rayon de gravitation fini des masses et au champ universel d'accélération temporaliste G'.
Nous allons voir, dans le chapitre suivant, si le concept de gravitation à portée finie du modèle temporaliste est en accord avec les observations.
Suite :
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