CPI-Z

Simulation force gravitationnelle

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Compte tenu de mes faibles connaissance, existe-t-il un logiciel (Free si possible) de simulation 3D de masses en mouvement dans l'espace (masses, vitesses, temps) et si possible avec possibilité de créer des chocs mous et des chocs élastiques.

Après comme il semblerait que la force de gravité est une célérité finie (vitesse non infinie), refaire ces mêmes simulations avec une célérité de la force de gravité finie pour voir l'influence de ce facteur sur les mouvements ?

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Bonne année à tous :)

Vu l’absence de réponse jusqu'à ce jour, alors il n’existerait pas de soft de simulation des mouvements dans l'espace, comme celui des mouvements des étoiles, des galaxies ou de corps célestes ?

C'est regrettable car je pense que ce serait fort instructif de pouvoir faire des simulations :(.

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Il y a un logiciel de simulation de comportement de mécanismes réels.. Adams, qui coûte une fortune et pourrait probablement reproduire quelques uns des comportements que tu demandes. chocs...

Pour les étoiles et galaxies, ce sont je suppose des softs très spécialisés qui tournent sur des supercalculateurs et probablement plus sur PC

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Il y a un soft que je vois tourner ici et là qui s'appelle Universe Sandbox 2. 
J'ai vu quelques vidéos et ça a l'air sympa comme tout mais je n'ai aucune idée de là où s'arrête la science et commence la fiction :) .

 

Edit: ça doit être ça https://store.steampowered.com/app/230290/Universe_Sandbox/

Modifié par Pulsarx

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Invité iblack

Simulation de la gravitation en 3D avec possibilité de créer des chocs élastiques/mous, je crois que tu en demandes un peu trop ;)

On trouve des simulations en 2D et encore ce ne sont que des simulations pour des systèmes à 2 corps (pour l'instant on est incapable de résoudre le problème à 3 corps sauf pour des cas très particuliers) et séparées, gravitation d'un côté et chocs de l'autre.

Par ailleurs tu ajoutes un paramètre supplémentaire la célérité de la force de gravitation. Si tu te places dans le modèle de Newton cette question ne se pose même  pas, l'action à distance se déplace à une vitesse infinie (autrement dit, est instantanée), sinon c'est tout le modèle qui s’effondre.

 

Modifié par iblack

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Pour un système à 2 corps, voir ce qui se passe en 2D c'est déjà pas mal, non ? ;) 

Quant aux déformations gravitationnelles de l'espace-temps engendrées par les masses, elles se propagent à C autour de celles-ci, donc effectivement à vitesse finie.

Pour des objets statiques ou peu dynamiques, ça le fait bien.

La mécanique newtonienne suffit à fournir une approximation raisonnable pour la plupart des corps célestes en situation réelle (célérité relative faible devant C).

Si les masses sont animées d'une fraction notable de la vitesse de la lumière dans le référentiel considéré, on comprend que leurs effets gravitationnels sur leur environnement ne puissent plus être traités par les équations de Newton.

On doit intégrer les effets relativistes au voisinage de corps massifs en mouvements rapides (translations et/ou rotations) pour voir comment se comportent autour d'eux l'espace-temps et les objets qui s'en approchent - genre un trou noir de Kerr avalant une étoile - mais il va falloir autre chose qu'un PC de bureau, j'en ai peur ! :D

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Invité iblack
il y a 49 minutes, Alain MOREAU a dit :

Quant aux déformations gravitationnelles de l'espace-temps engendrées par les masses, elles se propagent à C autour de celles-ci, donc effectivement à vitesse finie.

 

J'ai pas osé la placer, celle là ;)

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Merci Pascal C03, Pulsarx, iblack, Alain MOREAU, et Alain … car je me sentais vraiment seul. 9_9

 

Le 06/01/2020 à 12:08, Pulsarx a dit :

je n'ai aucune idée de là où s'arrête la science et commence la fiction

Sanbox2 produit de très belles images, je ne connaissais pas. Mais effectivement où s’arrête la science et où commence la fiction « et le jeu » : ?

 

Je cherche des outils de simulation je dirais de science physique et pas besoin de belles images ...

 

Le 06/01/2020 à 18:54, Alain MOREAU a dit :

Pour un système à 2 corps, voir ce qui se passe en 2D c'est déjà pas mal, non ?

Oui en 2D ce serait déjà bien.
Dans ma jeunesse j’avais vu les chocs élastiques et chocs mous avec la conservation des quantités de mouvements, d’énergies cinétiques, de moments cinétiques ..., mais dès que les trajectoires ne passent pas directement par les centres de gravité, on obtient translation plus rotation et là c’est compliqué pour moi. D’où le besoin d’un soft.

 

En astronomie là rentre d’autres facteurs : la grande échelle, la célérité de la gravité et la relativité que j’ai beaucoup de mal à imaginer (sans parler de la matière noire ...).
Les softs que l’on utilise pour les coordonnées dans notre système solaire semblent exactes. Cependant il me semble avoir lu que la trajectoire de Mercure nécessitait des données relativistes pour êtres justes. Ces softs prennent-ils ce facteur ?

 

A l’échelle des galaxies et amas … les distances sont tels que sans des facteurs complémentaires tout doit être faux en Newtonien. Sur la gravité seule, je résume cela en disant : 2 corps en interaction gravitationnelle à l’instant T donné subissent l’interaction de leur position respectives d’il y 100 millions d’années (voir quelques milliards d’années) alors qu’ils sont dans leurs positions actuelles. Cela doit tout changer dans leurs trajectoires par rapport aux lois newtoniennes. C’est cette comparaison que je voudrais pouvoir visualiser avec un soft.

 

L’astronome le Professeur Hélène Courtois travail sur la cartographie de l’univers depuis de longues années. Elle est une sommité dans ce domaine. L’émission très intéressante intitulée « Voyage sur les flots célestes » diffusée sur France 5 le 4 avril 2019 présente des résultats sur la cartographie de l’univers. On peut se poser la question si ces cartographies présentent la position actuelle des galaxies ou si elles représentent la position des galaxies tel que mesurées, tels qu’observées ces dernières décennies ? Et là il doit y avoir d’énormes différences.
Perso je ne vois pas comment la cosmologie peut décrire l’évolution de l’univers sans avoir de cartographies calculées à différentes moments de son évolution. Ce serait comme décrire les trajectoires actuelles des planètes de notre système solaire sur la base de données où plus la planète est éloignée plus les données correspondent à des passés lointains. Les positions actuelles calculées en seraient forcément faussées.

 

D’où l’intérêt d’un soft pour simuler quelques exemples simples avec interaction à vitesse finie, et voir la comparaison avec interaction instantanée. Je pense que ce serait vraiment instructif.

Modifié par CPI-Z

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Invité iblack
Il y a 2 heures, CPI-Z a dit :

Les softs que l’on utilise pour les coordonnées dans notre système solaire semblent exactes. Cependant il me semble avoir lu que la trajectoire de Mercure nécessitait des données relativistes pour êtres justes. Ces softs prennent-ils ce facteur ?

 

L'avance du périhélie de Mercure est tellement faible que ça ne sert à rien d'en tenir compte dans les calculs de mécanique céleste (surtout dans des softs grand public).

 

Il y a 2 heures, CPI-Z a dit :

Perso je ne vois pas comment la cosmologie peut décrire l’évolution de l’univers sans avoir de cartographies calculées à différentes moments de son évolution.

 

Faudra en parler à Einstein ;)

Plus sérieusement, la théorie de la RG a permis de décrire l'évolution de l'Univers, et bien avant qu'on ai cartographié le ciel.

Par ailleurs, aucune cartographie ne permet de déduire l'évolution de l'Univers. C'est plutôt l'inverse, c'est à partir de la théorie qu'on déduit les différentes "cartographies" de l'Univers en fonction de son âge.

 

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Il y a 8 heures, iblack a dit :

Par ailleurs, aucune cartographie ne permet de déduire l'évolution de l'Univers. C'est plutôt l'inverse, c'est à partir de la théorie qu'on déduit les différentes "cartographies" de l'Univers en fonction de son âge.

Et bien ça pour le moins c'est pas scientifique !!!

La science c'est justement établir une théorie sur la base d'observations, et vérifier la validité de cette théorie sur de nouvelles observations (ou expériences) jusqu'à mettre en évidence d'éventuelles contradictions permettant ainsi de faire évoluer la théorie. C'est la boucle de validité d'une théorie scientifique.

Dans le cas présent, une cartographie de l'univers et la faire évoluée dans le sens inverse vers le passé par simulation permettrait de vérifier un certain nombre de points ?.

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Donc sur ce que tu dis il faut avouer que notre cher Albert a l époque de sa découverte de fait "théorique" ...n avais pas un fond scientifique .....apparement une théorie peut donner une voi pour ensuite établir des bases d observation ,sa peut marcher ds les deux sens il me semble....9_9....

 

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Invité iblack
Il y a 6 heures, CPI-Z a dit :

Et bien ça pour le moins c'est pas scientifique !!!

La science c'est justement établir une théorie sur la base d'observations, et vérifier la validité de cette théorie sur de nouvelles observations (ou expériences) jusqu'à mettre en évidence d'éventuelles contradictions permettant ainsi de faire évoluer la théorie. C'est la boucle de validité d'une théorie scientifique.

 

Comme l'a indiqué @Achaim ça marche dans les deux sens.

Deux exemples, et ça tombe bien puisque ce n'est pas HS ;)

La théorie de la gravitation de Newton a été élaborée à partir de l'observation (3ème loi de Kepler elle même issue de l'observation du mouvement des planètes par Tycho Brahe).

Tout au  contraire la théorie de la gravitation d'Einstein (RG) est "sortie de sa tête" ;) sans aune observation ni expérience préalable (elle sera validé par l'expérience des années plus tard).

 

Il y a 6 heures, CPI-Z a dit :

Dans le cas présent, une cartographie de l'univers et la faire évoluée dans le sens inverse vers le passé par simulation permettrait de vérifier un certain nombre de points ?

 

Il existe des "cartographies" de l'Univers, voir par exemple : le grand mur de Sloan (2003) et Laniakea (2014) mais en aucun cas ces cartographies permettent de déduire la dynamique de l'Univers dans son ensemble, l'objectif est avant tout de mieux comprendre la structure de notre Univers (observable).

 

Modifié par iblack

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Les cartographies actuelles d'Hélène Courtois ne servirait à rien dans la compréhension de l'univers, c'est là vos propos ?

 

Le 08/01/2020 à 08:40, Achaim a dit :

sa peut marcher ds les deux sens il me semble.

Il y a 19 heures, iblack a dit :

(elle sera validé par l'expérience des années plus tard).

Si vous vouliez dire par « çà marche dans les deux sens » c’est évident, parfois la théorie vient avant l’expérience et parfois une découverte expérimentale donne naissance à de nouvelles théories. Mais dans tous les cas une théorie sans vérification expérimentale n’a aucune valeur et ça vous le savez bien.

Une théorie reste valable tant que l’expérience ne démontre pas le contraire. C’est la boucle sans fin précitée sur l’évolution des sciences, la boucle sans fin : théorie <=> observation - expérience. Si une expérience ou une observation est contradictoire, alors la théorie doit évoluer vers sa nouvelle boucle. Les modèles de Newton et d’Einstein étaient tributaires surtout d’évolutions technologiques.


Aujourd’hui il existe beaucoup de théories sur l’univers et son évolution, et même sur l’avant du Big-bang.
Il y a quelques décennies il existaient des théories sur le vieillissement du photon pour expliquer le redshift. Elles sont abandonnées depuis.
Des chercheurs essayent de réduire les 4 interactions fondamentales de la physique, les théories de la réunification, la gravité serait qu’une composante des 3 autres, les interactions électrique, faibles et fortes.

 

Le sujet n’est pas là (et pas sur une remise en cause de la RG), j’aimerais que l’on revienne sur les outils de simulation d’interaction de la gravité. Quelqu’un aurait-il ou disposerait-il d’un outil de simulation d’interaction de la gravité à célérité finie pour voir ses influences ?

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