Temps, vitesse, métrique, Ğcosmologie

Or donc, une autre métrique implique une autre cosmologie. Est-il légitime de changer de métrique ? Oui, car l’invariance de la vitesse de la lumière implique comme nous l’avons déjà vu la non-invariance de toute « masse » liée à un prétendu « objet », les deux notions ne pouvant coïcinder ensemble de façon invariante par changement de référentiel.

La « masse » en tant que « quelque chose » est ainsi réfutée par le raisonnement sur « la nature de la fusée » (« Comment atteindre C »), c’est ainsi un concept non-relativiste. Trop d’axiomes (trop d’invariants) sont aussi réfutés de la même façon par la notion de cohérence. Par attachement envers plusieurs concepts dont on voudrait qu’ils soient chacun une notion fondamentale, on bâtit ainsi des modèles théoriques incohérents dans leurs conséquences ultimes. Il y a une incohérence à la notion de « masse invariante » relativement aux notions fondamentales de principe de relativité et d’invariance de la vitesse de la lumière.

On comprend simplement et facilement que l’invariance de la vitesse de la lumière peut s’établir logiquement par adaptation de l’espace en fonction du temps, ou bien du temps en fonction de l’espace, ce point, conforme à l’expérience, ne pose aucun problème de compréhension ni de conséquences logiques, s’agissant d’un rapport relatif.

Maintenant, nous l’avons déjà approfondi, la notion de temps nous importe. Mais il n’y a plus d’objets absolus, non-plus donc que de masse absolue, dont nous verrons que nous pouvons la définir de façon entièrement nouvelle. Alors qu’y-a-t-il d’autre qui nous permettra de définir cette variable temps nécessaire ?

La lumière a une double nature, voici son essence : elle est onde, elle est corpuscule. L’onde est spatialement étendue, le corpuscule est de vitesse c. L’onde possède deux dimensions, qui permet une possibilité de définition du temps : elle a une longueur d’onde (une fréquence), et une vitesse, cette fréquence, inverse du temps, est relative (à l’observateur), alors que la vitesse est invariante.

Expérience avec un laser
Expérience avec un laser

Donc existe une distance fondamentale, qui est aussi fondement d’un temps fondamental, lié à l’observateur, dont la définition est invariante par changement de référentiel.

Cette distance, que nous nommons R, est « la distance à partir de laquelle aucune lumière ne peut venir, ni se joindre à l’observateur, la distance où sa fréquence apparente tombe à zéro ». Elle est définie, dans un espace-temps en expansion, grâce à la connaissance de son taux d’expansion global : la constante (ou valeur, car vis vis de quoi serait-elle « constante » !?) de Hubble : H.

R = C/H

D’où l’unité de temps globale :

Ut = R/C = 1/H

Puisqu’il apparaît que l’observateur n’est plus visible au delà de R, tout comme ce qui est au delà de R n’est plus visible par l’observateur, cette frontière détermine un objet centré au delà du visible, où l’interprétation que « les objets se contractent apparemment vers lui » est le pendant exact de l’interprétation « l’univers est en expansion apparente autour de lui ».

Masse et gravitation sont ainsi réunis dans un seul et nouveau concept de structure de l’espace temps : la frontière de visibilité d’un objet, définissant un taux de contraction / expansion (1/H ou H) interne à cet objet, et mesurable au delà de la frontière interne ou externe de visibilité de cet objet.

La perception des objets devient donc ainsi une propriété ondulatoire, la gravitation est alors l’apparence donnée par un différentiel d’expansion locale interne et externe entre objets possédant un taux d’expansion interne relatif.

De la mesure locale précise de H grâce à la lumière dépend la mesure locale précise du temps global et la mesure locale de la métrique de l’univers visible.

Des conséquences étant enfin que les temps internes d’objets distincts, ne sont pas automatiquement des temps de croissance parallèles (proportionnels). Ils peuvent être de temps de croissance parallèles, opposés, ou encore ni parallèles ni opposés. Ceci implique des propriétés d’attraction négative (répulsion), modérées, positives ou neutres.

Autre Métrique, autre Cosmologie

Une autre métrique de l’espace-temps est possible, qui en change le paradigme fondamental. Elle est fondée sur la réflexion que, la vitesse de la lumière étant donnée, invariante selon l’observateur, la définition du temps fondée sur un élément local tel que celle fondée sur l’atome de Césium ne convient pas.

En effet il n’y a pas toujours eu d’atome de Césium, et il n’y en aura pas toujours non-plus dans l’histoire de l’Univers.

Qui plus est, on constate qu’il faut tenir compte du champ gravitationnel et de la vitesse, pour adapter le temps mesuré en R1, en référence à tel ou tel référentiel R2.

Or ceci est la poule et l’oeuf ! Car vitesse et champ gravitationnel ne peuvent se définir sans que le temps soit préalablement connu ! Donc pour mesurer le temps, je dois d’abord connaître le temps, qui me permet d’établir vitesse et gravitation me permettant de… mesurer le temps…

Maintenant on peut se demander : mais est-il possible de définir le temps autrement, étant donnée la seule base qui serait la vitesse de la lumière ? Oui ! C’est possible ! Et c’est possible en référence à un changement axiomatique concernant la définition de notre métrique spatio-temporelle.

Nous acceptons le fait que l’Univers est en expansion, mais ce qui est un point de vue là aussi parfaitement relatif. C’est équivalent à dire que l’Univers est stable mais que ce sont les objets physiques et les vitesses qui sont en contraction, comme nous l’avons montré lors de notre précédent post.

Or que ce passe-t-il dans un tel Univers ? La Fréquence, ou la Longueur d’onde de la lumière se décalent « vers le rouge », que ce soit dans l’espace, en fonction de la distance relative de deux objets, ou dans le temps si l’on considère un « même objet physique » entre deux dates (car il s’éloigne), relativement à l’observateur.

Nous définissons alors comme unité de distance d (et donc aussi de temps = d/c) : la distance à partir de laquelle le décalage spectral de la lumière est divisé par deux (ou par 10, ou par n’importe quelle fraction) dans l’Univers Observable. Cette définition ne dépend pas du temps, car tant que de la lumière est observable on peut toujours établir la mesure de cette unité.

On notera ici que cette possibilité de définition est permise par une autre propriété fondamentale de la lumière : sa dualité onde / corpuscule. C’est donc en comparant directement les distance des longueurs d’ondes mesurées que l’on pourra établir notre unité.

De plus pour tout temps, un élément quelconque (Cesium, mais tout aussi bien autre chose si dans l’Univers il n’y a pas un tel atome présent au temps ou à la place de d’observation considéré), placé en deux endroits distants, on peut noter mathématiquement le décalage spectral obtenu, qui nous donnera donc une mesure de notre unité qui ne dépend pas d’éléments particuliers se trouvant là ou pas dans l’histoire de notre Univers.

La conséquence première de cette définition est donc une définition du temps ne dépendant que de la lumière et de l’espace(t) relativement à l’observateur. Ceci éliminant donc toute référence à un « élément atomique » épiphénomène non-indépendant de l’observateur quel que soit sa nature ou l’époque considérée.

La conséquence seconde est que cette axiomatique impose de revoir la métrique de l’Univers sur cette base, et donc y compris les opérateurs de transformation entre observateurs. Il n’est pas donné que deux observateurs puissent s’accorder, hors  l’accord sur cette base de définition, sur un « même espace-temps », autrement dit sur la présence dans ce « même espace-temps » des mêmes « objets physiques », selon leurs vitesses relatives (ou champs de gravitation locaux). Mais ils partagent pourtant une définition invariante entre eux, de la lumière, de la distance et du temps, qui ne dépend que de la compréhension de l’expansion / contraction de l’Univers.

De la même façon, la définition historique du mètre s’est fondée sur la seule compréhension de la courbure de la surface de la terre. Parce que l’on a intégré le fait que la courbure de la terre définissait une sphère on a pu définir son diamètre comme unité de distance.

Parce que l’on a intégré le fait que l’Univers est en expansion/contraction, on peut définir le temps sur le seul décalage spectral de cette même lumière dans l’espace.

Comment ces deux approches sont-elles comparables ? L’acceptation de la courbure de la terre, permet d’en calculer la valeur, il faut et il suffit d’observer, comment les angles ou hauteurs apparents changent avec la distance.

Si on n’accepte pas la courbure, on interprétera la mesure comme due à « la distance du soleil », si on accepte la courbure et la très grande distance du soleil, et donc le parallélisme local de ses rayons, on en déduira le rayon de la terre sphérique.

De la même façon concernant l’univers, si on accepte l’expansion / contraction, et l’invariance de la vitesse de la lumière, alors on en déduit des unités de distance et de temps qui ne dépendent pas d’un autre élément.

Mais alors on ne peut plus du tout considérer l’Univers de la même façon. La métrique ayant changé en une métrique expérimentale plus simple, plus fondamentale, la façon même de concevoir la relation Univers / Observateur n’est plus du tout la même.

Il faut tout revoir.

Projection logarithmique

On peut réfuter la notion de big-bang par la notion de projection. Si en effet on définit le temps, non plus comme la variable « t » habituelle, mais comme θ avec :

θ = log(a)

Où « a » est le facteur d’échelle de l’Univers, c’est à dire la distance en expansion apparente dans le temps entre les galaxies éloignées (cf loi de Hubble).

En suivant ce changement de référentiel, au lieu de se projeter dans un Univers en expansion, nous avons un Univers de taille finie, immuable, mais ce sont les objets qu’il contient qui sont en contraction.

Alors on peut s’en faire une idée avec cette projection où le système solaire est au centre (centre arbitraire, car depuis tout point de l’Univers on aurait une image similaire, il ne faut pas y voir un quelconque centre absolu) :

Univers logarithmique (wikimedia)

Les bords sont donc les limites de l’Univers visible d’où provient la lumière la plus ancienne. Dans l’imagerie de l’Univers en expansion, l’instant suivant, les objets « au bord » sortent de l’Univers visible, et sont remplacés par les objets les plus proches du bord.

Mais ici c’est un peu différent comme interprétation, on peut considérer un Univers en transformation continue, où c’est l’observateur lui-même qui change d’échelle de perception instant après instant le tout restant dans cette relation d’observateur – observé immuable.

Il faut méditer un bon moment sur ce phénomène en mouvement pour s’en faire une idée. Mais ce qui m’a fortement percuté quand j’ai fini par comprendre cette projection après avoir longuement travaillé la Relativité Générale (j’ai trouvé cette image récemment !), c’est le lien que j’ai fini par réaliser avec le mandala de kalachakra :

Mandala de Kalachakra (wikimedia)

Kalachakra qui signifie cycle temporel, ou la roue du temps est un traité bouddhiste qui date du IXe siècle…

C’est ce point qui semble le plus troublant. Tout comme dès la découverte des textes les plus avancés sur la sagesse, la causalité et les divers éléments du Bouddhisme il fut troublant d’y découvrir des niveaux de perfection logique insoupçonnables, qu’on a du mal à accepter au premier abord comme étant d’une source initiale datée d’il y a 2500 ans…