Les Constantes Universelles

mercredi 7 avril 2010
par  J. Nicolas MAISONNIER

Dans son petit livre bleu "Le Système de l’Univers" Xavier Sallantin a écrit Page 27 – « Les constantes fondamentales définissent notamment un état d’accordement normatif très strict entre des valeurs numériques quantitatives et des grandeurs physiques qualitatives. ». Je lui ai dit que c’est sur ce genre d’affirmation que le Groupe Béna devrait travailler. Les questions sont immenses. Exemple : Quelle est la signification d’une constante comme la vitesse de la lumière dans le vide ? A-t-elle une valeur numérique en soi (par exemple 1 longueur de Planck par 1 temps de Planck). Le temps de Planck est il constant ? Qui le mesure ? Qu’est-ce qu’une grandeur ? Pourquoi la qualifier de qualitative ? Ce qui me parait le plus signifiant dans ce domaine c’est que des phénomènes physiques qui nous paraissent continus, indéfiniment sécables, sont en fait une accumulation « d’atomes ». Toute action est la somme de N (entier) actions de Planck, Toute durée est la somme de N (entier) temps de Planck.

XS m’a répondu : "C’est exactement ce que je souhaite et l’additif que je t’ai adressé en pj est un commencement de réponse que je compte développer dans l’annexe 3 de la prochaine édition du petit livre bleu."

J’ouvre donc un article sur le sujet des Constantes Universelles en publiant un rappel sur la définition et les valeurs des Constantes Universelles, ainsi que leurs relation aux Unités de Planck. Et je poste en commentaire un mail d’Alain Bruyère sur ce sujet, lui-même commenté par Xavier.

Février 2011 : Voir l’article d’Alain Bruyère : "8 documents à propos de la TGS et des concepts qui s’y rapportent" dans lesquels il précise en particulier la relation entre la constante de Planck et celle de Boltzmann.


Documents joints

Constantes Universelles
Cte et valeurs de Planck

Commentaires  forum ferme

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mardi 6 avril 2010 à 21h47 - par  Alain BRUYERE

Force de Planck :

Ce que je veux dire c’est que la relation Fp=Mpa (Force = masse x accélération) est vérifiée pour a= v/tp où v est en fait = à c et tp le temps de Planck car on a
Fp = 1,21025797604147E+44 mxkg/s²
Mp= 2,176E-8 kg
et a= 299.792.458 m/s / 5,39121E-44 s = 5,56E+51 m/s²

et Fp=Mpxa=1,21E+44 mxkg/s² donc c’est comme si la force de Planck était celle qui provoquait une accélération de la masse de Planck jusqu’à la vitesse de la lumière, mais donc cette formule n’est donc pas correcte s’il est effectivement impossible d’accélérer une masse pour lui donner la vitesse de la lumière (car il faudrait une énergie infinie en principe). Mais ceci est dans le vide. Ici on est dans un environnement type trou noir. Est-ce que les règles restent les mêmes ?

Débogage de L’espace :

Egalement pour pouvoir faire intervenir une force qui sépare de celle qui unit, ne faut-il pas que la discrimination entre gauche-droite ou haut-bas ou avant-arrière ait eu lieu avant sinon comment cette force peut-elle assembler ou désassembler si elle ne sait pas quand elle assemble en un tout plusieurs coups unitaires si elle a déjà pris ou pas encore, un coup qui est à sa gauche ou à sa droite ? Je ne vois pas en quoi ceci impliquerait que l’on introduise la multiplication avant l’addition, d’ailleurs, la multiplication n’est qu’une série d’additions. Le fait de prendre le tout pour plusieurs coups est lié à la notion de distance qui est introduite par Jacques (comme la durée). si je compte de 1 à 10 alors j’arrive à la distance 10 qui devient le nombre 10.

Bref, je m"arrête ici car ceci devient une trop longue discussion oh combien passionnante mais à continuer de vive voix ou limité à Xavier et moi-même, je pense.

Alain B. - 6 avril 2010

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mardi 6 avril 2010 à 09h43 - par  Xavier SALLANTIN

Il est normal que tu trouves v=c à un chouya près car la valeur que tu donnes à Mp=2,176E-8 est le résultat de (hc/G)**1/2. Et non de (hv/G)**1/2 Autrement dit ton calcul donne c=c.

Je suis heureux de voir réviser toutes les données de base sur les constantes universelles en unités CGS et en unités de Planck . Rien de neuf par rapport à tout ce qu’on peut trouver sur Wikipedia que j’ai imprimé et qui constitues ma doc de base depuis deux ans que je travaille sur les classifications des particules et des atomes.

La question est de savoir si la TGS apporte quelque chose de nouveau par rapport à Wikipedia.

Je dis Oui concernant la Constante de Boltzmann qui n’est pas donnée en unités de Planck mais à l’échelle macrophysique. (Voir mon précédent message du 2/04).

Je dis oui aussi concernant les débogages. Les trois indéterminations T, F et L sont très claires en Théorie quantique mais par la suite leur polarisation (rupture de symétrie) n’est pas prise en compte comme un événement provoquant les émergences successives d’une nucléosphère, d’une biosphère et d’une noosphère. Cet escamotage est curieux. On préfère invoquer le hasard.

En théorie quantique :
• -indétermination ±T impliquée par la réversibilité temporelle des équations,
• - indétermination ± F impliquée par celle du signe du moment cinétique du spin
• - indétermination ±L impliquée par celle de la fonction d’onde dont les harmoniques sont indécidables avant le collapse du Psi.

o Le théorème CPT se fonde sur ces trois indéterminations saisies sous un autre angle . La parité ±P (conservée ou violée) c’est la symétrie ou l’asymétrie dans le miroir de la Force chirale entre spin lévogyre et dextrogyre. La conjugaison de charge ± C( conservée ou violée) c’est la symétrie ou, l’asymétrie dans le miroir de l’espace fractal entre charge négative et charge positive.

o Je ne suis pas d’accord pour qu’on appelle espace conceptuel celui bien réel où se déploie la fonction d’onde .

Faire intervenir le débogage L avant le débogage F c’est introduire en arithmétique la multiplication avant l’addition. On ne peut se donner l’exposant avant de s’être donné le nombre et pour se donner le nombre qui assemble en un tout plusieurs coups unitaires , il faut se donner la discrimination entre la force qui conjoint (synthèse) et celle qui, disjoint (analyse).

XS - Mail du 6 avril 2010

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jeudi 1er avril 2010 à 21h34 - par  Alain BRUYERE

Le Temps de Planck Tp est le temps qu’il faudrait à un photon dans le vide pour parcourir une distance égale à la longueur de Planck. Comme celle-ci est la plus petite longueur mesurable et la vitesse de la lumière la plus grande vitesse possible, le temps de Planck est la plus petite mesure temporelle ayant une signification physique dans le cadre de nos théories présentes. Tp = 5,39121E-44 s

La Longueur de Planck Lp est généralement décrite comme la longueur à partir de laquelle la gravité commencerait à présenter des effets quantiques, ce qui nécessiterait une théorie de la gravité quantique pour être décrit. En conséquence, la longueur de Planck serait, dans l’état actuel de la physique, la longueur minimale qu’il soit possible de mesurer de façon significative. Dans la théorie des supercordes, la longueur de Planck joue un rôle fondamental. Celle-ci est définie comme étant le diamètre minimal d’une corde. Lp = 1,616252E-35 m

La Masse de Planck Mp est définie comme étant la masse pour laquelle le rayon de Schwarzschild et la longueur d’onde de Compton sont égaux à la longueur de Planck. Le rayon de Schwarzschild est défini comme le rayon critique prévu par la géométrie de Schwarzschild, en deçà duquel rien ne peut s’échapper. La longueur d’onde de Compton peut être considérée comme une limitation fondamentale à la mesure de la position d’une particule, tenant compte de la mécanique quantique et de la relativité restreinte. Ceci dépend de la masse de la particule. La longueur d’onde de Compton est la limite en dessous laquelle la théorie quantique des champs - qui permet de décrire la création et l’annihilation de particules - devient importante. Mp = 2,176E-8 kg

La Température de Planck T°p peut être perçue comme la température la plus élevée qui ait un sens dans les théories physiques actuelles. A une extrémité de l’échelle des températures on aurait le zéro absolu, 0°K et de l’autre la haute température absolue. Comme toutes nos théories s’effondrent en deça du mur de Planck, cette température maximale correspondrait à la température de l’Univers au moment du big bang c’est-à-dire au temps de Planck, un instant dont l’ordre, donné à titre indicatif, est de 10-43 seconde, instant qui marque la fin d’une période extrêmement brève appelée ère de Planck. En l’absence d’une théorie physique offrant un cadre pertinent pour la décrire et le fait que les notions d’espace et de temps aient un sens à ce moment-là, aucune valeur quantitative ne peut y être calculée. T°p = 1,41679E+32 Kelvins

En cosmologie, l’ Ere de Planck désigne la période de l’histoire de l’Univers au cours de laquelle les quatre interactions fondamentales (électromagnétisme, interaction faible, interaction forte et gravitation) étaient unifiées. L’ère de Planck est un phénomène très bref situé immédiatement après l’apparition de l’univers à partir d’une singularité gravitationnelle

La physique actuelle basée sur le modèle standard ne permet pas de décrire cette période car ce dernier néglige les effets de la gravitation. C’est une approximation tout-à-fait valable à nos échelles d’énergie mais incorrecte dans les instants qui ont suivi le Big Bang et pendant lesquels les effets gravitationnels étaient dominants.
Dans l’hypothèse où l’expansion de l’univers suit les équations prédites par la relativité générale (appelées dans ce contexte Equations de Friedmann), et que le contenu matériel de l’univers possède des propriétés ordinaires, l’ère de Planck est un phénomène très bref situé immédiatement après l’apparition de l’univers à partir d’une singularité gravitationnelle. La durée de l’ère de Planck est alors de l’ordre de 10-43 seconde c’est-à-dire le temps de Planck. La durée exacte de l’ère de Planck est, dans ce cadre, déterminée par le contenu matériel exact de l’univers à ce moment-là. En pratique, il n’est cependant pas possible de dire comment se déroule cette phase, en l’absence d’une théorie physique offrant un cadre pertinent pour la décrire, aussi la durée, et le simple fait que les notions de temps et d’espace aient un sens à ce moment-là, sont-elles très incertaines et la valeur de 10-43 seconde n’est-elle donnée qu’à titre indicatif.

Le Mur de Planck désigne la période de l’histoire de l’univers où ce dernier avait un âge de l’ordre du temps de Planck, à savoir environ 10-44 secondes. Avant ce temps, période appelée l’ère de Planck, toutes les lois actuelles de la physique classique comme de la physique quantique trouvent leur limitation dans la mesure où il devient nécessaire d’avoir une description microscopique de la gravitation (on appelle une telle théorie, gravité quantique) qui reste encore mystérieuse à ce jour.
Notre connaissance se heurte donc à un mur conceptuel. Les grandeurs comme la pression, la température, sont si élevées que l’espace-temps semble acquérir une courbure infinie, ce qu’on appelle encore une singularité en relativité générale.

L’énergie de Planck Ep correspond 1) à l’agitation thermique présente à la température de Planck. Elle est aussi 2) la quantité d’énergie contenue dans une masse de Planck au repos (une vingtaine de microgrammes, soit approximativement la masse d’une petite puce).

Donc soit, selon la formule contenant la cte de Boltzman k, Ep = k xT°p = 1,3806504E-23 Joules/Kelvin x 1,41679E+32 Kelvins = 1,956091680216E+9 J
Soit selon la formule d’Einstein, Ep = Mp x c² = 2,176E-8 kg x 2,99792458E+16 m²/s² = 1,9584E+9 J (ou kg x m²/s²)

La force de Planck Fp est une force dérivée des unités naturelles de Planck. Elle résulte de la définition des unités de temps, ainsi que de la longueur et masse de Planck. 1) On peut dire que la force de Planck est égale à la quantité de mouvement divisé par l’unité de temps de Planck. Elle peut aussi être calculée 2) en multipliant la masse de Planck par l’accélération de Planck Ap (càd la vitesse de la lumière divisée par le temps de Planck ou c/Tp). Elle peut aussi être calculée 3) en divisant l’énergie de Planck par la longueur Planck. La merveille des constantes de Planck est qu’elles sont toutes dérivées de la constante de gravitation universelle de Newton G et de la vitesse de la lumière c qui sont constantes partout dans l’espace et on peut aussi l’exprimer 4) en fonction de c la vitesse de la lumière et G la constante de graviatation

1) Donc Fp = mp/Tp = 6,52348388608 kgxm/s / 5,39121E-44 s = 1,21002221877464E+44 kg x m/s² où mp la quantité de mouvement = masse de Planck Mp multipliée par la vitesse de la lumière c soit mp=Mp x c = 2,176E-8 kg x 2,99792458E+8 m/s)

2) Fp = Mp x Ap = 2,176E-8 kg x 5,5607638730452E+51 = Mp x c/Tp = 2,176E-8 kg x 2,99792458E+8 m/s / 5,39121E-44 s = 1,21002221877464E+44 kg x m/s²

3) Fp = Ep/Lp = 1,956091680216E+9 J / 1,616252E-35 m = 1,21020731915568E+44 kg x m/s²

4) en utilisant G et c, Fp = c**4/G = (2,99792458E+8 m/s)**4 / 6,6742867E-11 m³/(kg x s²) = 1,21025797604147E+44 mxkg/s² (** signifie exposant)

En physique, la constante de Planck, notée h, est une constante utilisée pour décrire la taille des quanta. Elle joue un rôle central dans la mécanique quantique et a été nommée d’après le physicien Max Planck.
La constante de Planck, notée h relie notamment l’énergie d’un photon à sa fréquence (lettre grecque nu) : E=hν avec h=6,62606896×10-34 J.s

La constante de Planck possède les dimensions d’une énergie multipliée par un temps. Il est possible d’écrire ces unités sous la forme d’une quantité de mouvement par une longueur (kg•mètre2•s-1) c’est-à-dire les mêmes unités que le moment angulaire. (En physique, le moment angulaire ou moment cinétique est la grandeur physique qui joue un rôle analogue à la quantité de mouvement dans le cas des rotations. Comme le moment angulaire dépend du choix de l’origine (ainsi que du référentiel d’étude (R)) il faut toujours spécifier cette origine et ne jamais combiner des moments angulaires ayant des origines différentes)

Une grandeur associée est le quantum d’action, également appelé constante de Planck réduite ou encore parfois constante de Dirac, notée ħ et prononcée « h barre » :
• Valeur en joules-secondes :
ħ = h/2 π ≈ 6,6260755E-34 Jxs / (2*3,141593) ≈ 1,054 571 628×10-34 Jxs (ou kgxm²/s² x s = kgxm²/s)
ħ = FpLpTp ≈ 1,21027E+44 kgxm/s² x 1,616252E-35 m x 5,39121E-44 s = 1,05457529329183E-34 Jxs
= MpApLpTp = MpApTpLp = MpcLp = 2,176E-8 kg x 2,99792458E+8 m/s x 1,616252E-35 m car vu que ApTp=c (où Ap = accélération de Planck ; le quantum d’action serait alors l’action qui permettrait à une masse de Planck Mp d’atteindre la vitesse de la lumière c dans le temps de Planck Tp sur une longueur de Planck Lp, ou encore la plus petite action possible càd celle qui donne à une masse de Planck, une accélération telle que cette masse atteint la vitesse de la lumière, après le temps de Planck, action qui s’effectue durant ce temps de Planck, sur la longueur de Planck)
= EpTp ≈ 1,956E+9 J x 5,39121E-44 s (Energie de Planck x Temps de Planck ) le quantum d’action est donc aussi l’action qui correspond à l’énergie de Planck durant le temps de Planck
= mpLp ≈ 6,528 kg x m/s x 1,616252E-35 x m == 1,0550893056E-34 kgxm²/s où mp = quantité de mouvement de la masse de Planck à la vitesse de la lumière soit 6,528 kg x m/s )
= Fp (LpTp) = 1,21020731915568E+44 kg x m/s² x (1,616252E-35 m x 5,39121E-44 s) = 1,0550893056E-34 kg x m²/s

Ce qui me dérange c’est que la théorie de la relativité affirme que l’énergie cinétique d’un objet (ayant une masse « au repos[2] » non nulle) tend vers l’infini quand sa vitesse s’approche de la vitesse de la lumière et que, par conséquent, il est impossible d’accélérer un objet jusqu’à cette vitesse or ici on dirait que c’est possible d’accélérer une masse de Planck jusqu’à lui permettre d’atteindre la vitesse de la lumière puisque la relation FpApLpTp donne bien la valeur de ħ => qu’est ce qui cloche ?

Alain B. - Mail du 1/4/2010