L'espace temps c'est quoi exactement

qu'es ce que l'espace-temps pour être exacte

"Le continuum espace-temps comporte quatre dimensions : trois dimensions pour l'espace, x, y, et z, et une pour le temps, t. Afin de pouvoir les manipuler plus aisément, on s'arrange pour que ces quatre grandeurs soient homogènes à une distance en multipliant t par la constante c.
Un événement se positionne dans le temps et l'espace par ses coordonnées ct, x, y, z qui dépendent toutes du référentiel.
Il est très difficile de s'imaginer que le temps ne soit pas le même suivant le référentiel dans lequel on le mesure et ceci est pourtant bien confirmé expérimentalement en particulier dans les accélérateurs de particules du CERN.
Le temps dépend du référentiel dans lequel il est mesuré et n'est donc pas absolu. Il en va de même pour l'espace. La longueur d'un objet peut être différente selon le référentiel de mesure.
Dans l'état actuel des connaissances, seul l'espace-temps comme concept unifié, qui est mathématiquement un espace de Minkowski en relativité restreinte et un espace courbe quelconque en relativité générale, est invariant quel que soit le référentiel choisi, tandis que ses composantes d'espace et temps en sont des aspects qui dépendent du point de vue (référentiel).
Le rapport entre les mesures d'espace et temps donné par la constante universelle c (vitesse de la lumière dans le vide) permet de décrire une distance d en termes de temps : d = ct avec t le temps nécessaire à la lumière pour parcourir d.
Le Soleil est à 150 millions de kilomètres c'est-à-dire à 8 minutes-lumière de la Terre. En disant « minutes-lumière », on parle d'une mesure de temps multiplié par c, et on obtient une mesure de distance, dans ce cas-ci, des kilomètres. Autrement dit c sert à convertir des unités de temps en unités de distance. Kilomètres et minutes-lumière sont donc deux unités de mesure de distance.
Ce qui unifie espace et temps dans une même équation, c'est que la mesure du temps peut être transformée en mesure de distance (en multipliant t, exprimé en unités de temps, par c), et t peut donc de ce fait, être associé aux trois autres coordonnées de distance dans une équation où toutes les mesures sont en unités de distance. En ce sens on pourrait dire que le temps, c'est de l'espace ! (ou plutot un mouvement, dans l'espace)
Dans certaines conditions, au bord d'un trou de ver, la direction vers laquelle on est inéluctablement attiré a ce caractère implacable du temps (la « flèche » du temps), alors qu'on peut en théorie, selon Kip Thorne, remonter par rapport au temps^[2]...
Cependant John Wheeler tient à rappeler que le temps et l'espace ont de grandes différences de nature et ne sont pas complètement identifiables.

La notion d'espace-temps a été introduite au début des années 1900 et reprise notamment par Minkowski en 1908 dans un exposé mathématique sur la géométrie de l'espace et du temps telle qu'elle avait été définie par la théorie de la relativité restreinte d'Albert Einstein. Celui-ci avait publié en 1905 un article consacré aux lois fondamentales de l'électromagnétisme Sur l'électrodynamique des corps en mouvement^[1]."

Et en bref

L'espace et le temps sont des données tellement immédiates, tellement intuitives (on sent directement ce que c'est, ça se passe d'explications) qu'en donner des définitions exactes, précises et complètes devient un exercice assez difficile.

L'espace-temps est une sorte de milieu, d'environnement hors duquel rien ne peut exister. On se place et on se déplace toujours dans les deux composantes à la fois, espace et temps, et c'est d'ailleurs pour cette raison que les deux ont été regroupé en une seule entité par les géomètres.

L'espace-temps n'est cependant pas un simple contenant, un récipient indifférent à ce qui se passe à l'intérieur, comme une scène de théâtre qui resterait immobile quel que soit le spectacle qui s'y déroule. Une masse compacte a notamment tendance à recourber l'espace-temps autour d'elle, à changer ses propriétés géométriques. Il y a en réalité interaction et échange entre matière-énergie et espace-temps : les premières dictent au second comment se courber, et le second dicte aux premières comment se déplacer, puisque les déplacements de corps massifs sont en retour influencés par la courbure que ces corps impriment eux-mêmes dans l'espace-temps.

Je reprends un peux l'idée de Naos concernant l'espace temps car il est vrai qu le décrire dans sa définition exacte n'est pas aussi simple que sa mais je vais le prendre à ma manière.

La relativité restreinte lie étroitement l'espace et le temps. Lorsque deux évenements surviennent en des lieux distants, l'espace qui les sépare est ambigu, car des observateurs voyageant à des vitesses différentes ne mesurent pas la même distance.
Le temps écoulé entre les évenements dépend également du mouvement de chaque observateur. Il est toutefois possible de mesurer mathématiquement la combinaison espace-temps entre les évenements de sorte que les observateurs puissent s'accorder sur la valeur obtenue. Cela entraîne que les évenements de l'univers ne doivent plus être décrits dans les trois dimension spatiales mais plutôt dans quatre dimension intégrant le temps : l'espace temps.
Dans ce système, la valeur entre 2 évenements est un intervalle spatio-temporel.

Dans la représentation des 4 dimensions ( repaire à 3 dimension où biensur l'espace tridimensionnel représente chacun des deux plans horizontaux si l'on puisse le dire et le temps qui représente le troisième et verticale plan )

Les objets de masse donné ne peuvent se déplacer qu'à l'intérieur d'un cône qui représente le déplacement de la lumière dans l'espace temps et qui a pour sommet un point qui lui même représente l'objet dans le présent, à son point de départ dans l'espace.
Si le corps est deumeure immobile dans l'espace temps il décrira une ligne droite dans ce cône là.
Si le corps se déplace d'un point à un autre il fera courber l'espace temps et donc il décrira une ligne mais courbée dans le cône car aucun objet ne peut décrire une ligne de déplacement à l'éxterieur du cône car il ne se déplace pas plus vite que la lumière tout simplement.

Je sais pas si j'ai été clair.

Si très clair, mais c'est des notions tellement complexes et abstraites que c'est vraiment chaud de les ingurgiter!

Est-ce que le temps n'a pas un rapport étroitement lié à la notion d'énergie ?
C'est la première chose qui me vient à l'idée lorsque je pense à la très célèbre analogie des deux jumeaux dont un part dans l'espace à la vitesse de la lumière et revient -pour lui- 7 ans après, alors que son frère à lui pris un nombre plus important d'années.. Ou alors 2 horloges atomiques donc très précise (je dis pas de conneries?) l'une au niveau de la mer l'autre en haut de l'everest admetront un décalage entre elles...justement lié à l'énergie non ?

Citation :

La relativité restreinte lie étroitement l'espace et le temps.
Lorsque deux évenements surviennent en des lieux distants, l'espace qui
les sépare est ambigu, car des observateurs voyageant à des vitesses
différentes ne mesurent pas la même distance.

Dans un mode de pensé humain pour qui tout à une fin, de notre vie, au bout de notre bras, à la rivière ect.. je me dis: et si je fige la scène, si je prends une photo, et que je mets une règle entre les deux évènements, quelque soit l'endroit ou je met ma règle la distance doit être la même..

Ici, le temps est davantage lié à l'espace qu'à l'énergie. Si l'on reprend les cônes spatio-temporels, le jumeau qui voyage ou le chronomètre au niveau de la mer se déplacent dans l'espace ou se situent dans un espace-temps plus courbé par rapport à un jumeau ou un chronomètre de référence. Le déplacement dans l'espace ne répond pas aux mêmes caractéristiques, et le déplacement dans le temps ne répondra pas aux mêmes caractéristiques. Que le déplacement dans l'espace requière de l'énergie est vrai, mais anecdotique et sans importance déterminante dans le raisonnement que l'on suit.

S'il y a un lien entre temps et énergie, c'est dans le rapprochement à faire entre principe de conservation de l'énergie et "homogénéité" de la dimension du temps, que l'on imaginera, à l'instar de chacune des trois dimensions de l'espace, comme une ligne (fléchée quant à elle). Le principe de relativité propose dans sa première version que les lois physiques gardent la même forme quel que soit le référentiel (le point de repère) que l'on se donne. De multiples paramètres changent lors du passage d'un référentiel à l'autre, mais la loi stipulera toujours la même chose. Ceci remonte à loin, à Galilée précisément, qui en déduisait que l'on ne pouvait pas déterminer si l'on se trouvait dans un référentiel immobile ou en mouvement justement parce que toute expérience se déroulerait de la même manière dans un cas comme dans l'autre.

Une interprétation plus tardive et sûrement plus approfondie de ce principe de relativité prend les choses en sens inverse : c'est quand une loi obéit au principe de relativité, c'est-à-dire obéit à un principe d'invariance, qu'elle peut véritablement prétendre au titre de loi. L'invariance liée à la seule dimension du temps, soit la chose qu'une loi naturelle oblige à se conserver où qu'on se situe sur cette dimension, c'est l'énergie. L'invariance liée à l'homogénéité de l'espace - l'espace est pareil partout, en tous ces points - est la conservation de la quantité de mouvement. L'invariance liée à l'isotropie de l'espace - l'espace est semblable à lui-même dans toutes les directions, où que l'on regarde autour de soi - est la conservation du moment cinétique. La dimension du temps est homogène (tous les instants s'équivalent) mais pas isotrope : il y a un sens privilégié qui est celui du futur. Les trois directions de l'espace peuvent être parcourues indifféremment dans les deux sens (avant-arrière pour la profondeur, gauche-droite pour la largeur et haut-bas pour la hauteur) mais pas celle du temps, sur laquelle notre conscience défile que dans un seul sens, du passé vers l'avenir. Il n'intervient donc pas de principe d'invariance qui serait lié à cette isotropie absente sur la dimension du temps, mais bien un principe qui impose le changement irréversible : le second principe de la thermodynamique...

Au tout début de l'univers la matière et l'espace temps et le champs de higgs ont subit des fluctuations continues.
Mais est ce que la courbure de l'espace temps est mesuré ? si oui en quoi ?
Est ce que cette soit disons valeurs spatio-temporelle varie t-elle avec le champ de higgs ?
Quand est ce que le champs de higgs est apparu dans l'univers ?
Puisque le champs de higgs confere une masse aux particules et cette masse là contribue à courbé l'espace temps donc il y a un lien ?

La courbure d'un espace se mesure à partir du rayon de courbure. Si l'espace est une ligne courbe, le rayon de courbure sera le rayon du cercle qu'il y a moyen de reconstituer en prolongeant le bout de ligne courbe dont on dispose dans son propre prolongement ; la ligne est au départ un arc de ce cercle. Si l'espace est un plan, la même opération permettre de reconstituer une sphère, et le rayon de courbure sera le rayon de cette sphère. Si l'espace est tridimensionnel (comme celui dans lequel on évolue), alors le rayon de courbure sera le rayon de l'hypersphère qui se forme quand on referme l'espace sur lui-même. On raisonne en fait en termes d'inverse du rayon du courbure, car comme on l'imagine facilement, plus le rayon de courbure est petit, plus la courbure est marquée. Comme la courbure est l'inverse d'une longueur, son unité est le mètre^-1.

Je ne sais franchement pas si le champ de Higgs en lui-même influe sur la courbure de l'espace-temps, car l'équation d'Einstein ne fait manifestement pas apparaître ce terme. La courbure y est égalée avec la quantité masse-énergie, mais si le champ de Higgs est nécessaire pour que les particules aient une masse, alors il faut bien envisager que son influence est réelle, mais indirecte. La relativité générale prend la masse comme une donnée, sans s'exprimer en aucune manière sur la provenance de cette masse.

S'il n'a pas toujours existé, le champ de Higgs est apparu très tôt dans l'évolution cosmique.

Dans la singularité primordiale le champs de higgs n'existait pas, l'univers était trop compacte peut être pour un même prétendu volume.
Il a du apparaitre peut être aprés l'ére de Planck non ?

Il a dû apparaître après l'ère de Planck, parce que pendant (et encore plus avant), il n'y a pas moyen de savoir ce qui se passait.

Pourquoi n'imagine t-on pas la force de higgs comme une interaction il est similaire à elles puisque on lui confére un boson et un champ.

Il manque deux éléments fondamentaux : une charge et un vecteur. Tout boson qu'il soit, le boson de Higgs ne sert pas de véhicule dans le mécanisme de Higgs, comme le fait le photon dans l'électrodynamique ou le graviton dans la géométrodynamique (mot exagérément savant pour "gravitation").

À la base, toutes les particules servant de vecteurs aux quatre interactions fondamentales sont des bosons, mais l'inverse n'est pas vérifié, c'est-à-dire que tous les bosons ne servent pas de vecteurs. Les mésons sont des bosons, mais ils ne transmettent rien du tout ; les bosons sont définis uniquement par leur spin entier, et il se trouve qu'un spin entier se prête bien au fait de servir de vecteur (il reste à expliquer pourquoi), mais l'un ne débouche pas automatiquement sur l'autre.

Le mécanisme de Higgs, autrement dit l'interaction avec le champ/boson de Higgs est un processus très particulier en physique fondamentale, car il confère aux particules une de ses trois principales caractéristiques. Toute particule fondamentale n'a effectivement besoin que de trois valeurs pour être complètement identifiée : sa masse, sa charge électrique et son spin. Le mécanisme de Higgs est une tentative visant à expliquer d'où la masse provient, et le même travail doit encore être effectué pour la charge électrique et le spin.