Gravitation – la force de quatrième dimension

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Stefan von Weber

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Cette contribution présente une version abrégée de la Cosmic Membrane Theory of Gravitation (Théorie de la membrane cosmique de la gravitation). L’auteur a créé cela théorie de 1969 à 2008. Au début il était seulement la relativité restreinte du milieu fixé, par exemple du vide quantique. En 1994 est réussi le calcul de la courbure d’une membrane tridimensionnelle dans d’un hyperespace tetradimensionnel par une manière géométrique simple qui tout élève dans la douzième classe peut comprendre. L’auteur a écrit un article en allemand facile à comprender sur cette calcul (Kosmische Membran – ein einfaches didaktisches Modell zur Allgemeinen Relativitätstheorie). Au cours des années suivantes à 2006 les preuves classiques et les preuves nouveaux avaient mis à jour sous le rapport de la théorie de la membrane cosmique de la gravitation.

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Isaac Newton

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Depuis toujours, la Gravitation est regardé comme la force plus mystérieuse de la nature. La cause est que la gravitation a deux des propriétés qui sont différente de la force électrique et de la force magnétique. La pemière propriété est la portée énorme. La gravitation opère non seulement à une distance de quelques kilomètres, comme la force électrique en un déchargement d’une foudre. La portée du champ magnétique de la Terre n’est que de quelques dix mille kilomètres dans l’espace autour de la Terre, et c’est rien par rapport à des distances immenses, jusqu’òu la gravitation exerçe son activité. L’activité de la gravitation tenit les planètes du notre système solaire dans leur orbits, aussi les étoiles de notre galaxie. Même l’agrégation beaucoup des galaxies avec des diamètres de millions d’années-lumière est une conséquence de la gravitation. La deuxième propriété c’est que la gravitation est toujours de nature attirante. Il n’y a pas de l’anti-gravitation.

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Isaac Newton (1643 à 1727) était le découvreur de la fameuse loi d’attraction universelle. Deux corps ponctuels de masse M₁ et M₂ s'attirent avec une force proportionnelle à chacune des masses, et inversement proportionnelle au carré de la distance qui les sépare. La constante gravitationnelle G (resp. g) c’est une constante universelle de la nature.

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(Loi de Newton)

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Mais tant de fois dans la science, Newton ne démarrait pas à zéro, mais pourrait se référer à les trois lois de Kepler (Johannes Keppler, 1571 à 1630). Mais seulement le loi de Newton montra le rapport plus profond des trois lois planétaires de Kepler.

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La loi de Newton a un look de la simplicité, mais n’est pas simple. Jusqu’à ce jour personne ne peut dire avec certitude, qu’est-ce qu’est une masse, à cela pres des quelques approches. Newton aussi ne sait pas la valeur de la constante gravitationnelle G resp. g, et cette constante on ne peut pas calculer en théorie par d’autres constantes qui sont déjà connu. Seulement Henry Cavendish (1731 à 1810) a mesuré la constante gravitationnelle universelle la première fois avec une balance de torsion avec deux boules. Après on a faite d’autres essais, et aujourd’hui on sait quelques décimales ( 6.674 28 ´ 10 ^-11 [m³ kg^-1 s^-2] ). Aussi, le usage de la distance des masses dans la loi de Newton n’est pas simple ainsi. Newton a donné vingt années de sa vie pour la preuve que on peut prendre simplement la distance des centres des sphères en cas des masses sphériques. En passant dans cette temps Newton a construit le Calcul infinitésimal. C’est révélateur de son génie. Si on est situé sur la surface de la Terre, puis chaque kilo de masse de Terre nous attirit par son distance avec une force différente. On ne faut pas prêter attention à cette circonstance, puisque nous pouvons nous imaginer la masse totale de la Terre a assemblé au un point, et le calcul va plus simplement de cette façon. (Nous negligons l’aplatissement de la Terre, la structure inhomogène de la croûte de la Terre et d’autres des détails peu importants. Maintenant, on avait une loi exacte, grâce à Newton, et toujours de nouveau cette loi a fait ses preuves par le calcul des orbites des planètes, par les trajectoires des corps céleste ou des satellites artificielles, ou des problèmes terrestres qui sont en rapport avec la gravitation. Mais aussi le génie de Newton ne pouvait pas expliquer pourquoi deux masses s'attirent, par example, deux corps célestes. Certainement, Newton songait à, mais le temps n’était pas encore mûr.

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Albert Einstein

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Deux cent années après Albert Einstein (1879 à 1955) entrait la scène. Aussi il était un génie universel. Einstein a fait des découvertes révolutionnaires concernant plusieurs domaines de la physique. Il familiarisait la notion de l’espace-temps, un espace avec quatre dimensions : trois dimensions pour l'espace, x, y,et z, et une pour le temps, t. Aussi Einstein ne devait pas démarrer pas à zéro. Les Noms comme Carl Friedrich Gauss (1777 à 1855), Nikolai Lobachevsky (1792 à 1856), Janos Bolyai (1802 à 1860), Bernhard Riemann (1826 à 1866), Hermann Minkowski (1864 à 1909) et Hendrik Lorentz (1853 à 1928) sont remplaçant pour toute la série des mathématiciens et physiciens célèbres et géniales. Tous ils aient préparer le chemin dans le quatrième dimension, le dimension inconnu.

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Si on examine les quatre dimensions du Minkowski – x, y, z, -ct –, puis on peut noter que la quadrième dimension n’est pas pour de bon le temps, mais la distance que la lumière fait par le temp t avec sa vitesse. Le signe moins n’a pas seulement un sens formel, mais aussi il y a une explication très plausible : un point avec les coordinates x, y, z disparaît avec la vitesse de la lumière dans un passé, qu’est ici un androgyne d’espace et temps. Le mérite de Einstein est qu’il n’y a pas tenu compte des réservés mesquines avec son Relativité Générale, et malgré l’accentuation du temps dans la notion espace-temps il a traité la plupart du temps cette dimension comme une quatrième dimension d’espace. Qui de nous peut imaginer l’espace-temps ? Personne, mais chacun peut imaginer une face courbée, par example, une balle ou un trampoline, sur lequel une boule lourde enfonce. Et c’est exactement cela qu’était aussi la percée que nous devons à Einstein. C’est la percée avec laquel il établit la quatrième dimension d’abord figurativement, puis théoriquement dans les têtes.

Il est dans une large mesure le sens de la quatrième dimension qui n’avait mis à jour que des auteurs de science-fiction traitent comme d’une évidence des voyages dans le temps dans le passé ou dans le future. Naturellement, il est une bêtise de croire on pourrait voyager dans le temps comme sur une route. L’auteur renvoie à Emmanuel Kant (1724 à 1804) ou à Stephen Hawking (*1942). Le temps n’est pas ce la en tout cas – une dimension.

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Le temps est un produit absolu de l’esprit humaine, bien sûr un opérande important, mais une notion qu’on ne peut pas conceptualiser au fond. Le temps pour un Notre Père, un instant, l’élongation du pendule, un jour, un an – tout ce là sont états de répétition qui se répètent ou qui laissent se répéter, et qu’on peut décompter ou qu’on peut comparer à autres états de répétition. Effectivement, ils sont seulement des processus, des processus chimiques ou physiques. Il n’y a pas un temps absolu, aussi ne quelque part dehors là dans le univers. La physique a affirmé cette fait entre-temps, si les horloges modifient leur mouvement par gravitation et par leur vitesse. Les opérateurs du GPS, le système de positionnement mondial, savent au mieux le fait. Si il n’y a pas le temps comme une grandeur physique, puis ça que on appelle le temps t, seulement a un sens formel dans la notion d’espace-temps. Naturellement, on peut calculer avec le temps t. Une voiture en deux minutes, ça fait de trente voitures en une heure qui sont fabriqué à la chaîne. On peut mesurer le temps et afficher précisément à la nanoseconde. Mais cela n’est pas une grandeur physique, mais on a une oscillation dans un circuit oscillant de l’horloge atomique, dont la fréquence soit stabilisé par atomes de césium et cette oscillation est mesuré du compteur à grande vitesse.

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La Relativité Générale de Einstein contient la loi gravitationelle de Newton par cas limite.

Au delà, Einstein a fait une première approche utilisable pour la compréhension du phénomène de la gravitation. La théorie de Einstein dit : la présence d’une masse grave courbe l’espace-temps et ainsi des forces de contrainte résultent, comme un train fait une pression laterale sur les rails du chemin de fer, s’il y a un virage. Cette force de contrainte est la force de pesanteur ou la gravitation. Dans le contexte de la Relativité Générale de Einstein il y a toujours de mouvement. La cause est déjà la seul dimension d’espace-temps „-ct“ avec un temps t qui progresse constamment. À l’avenir on a fait beaucoup d’expériences et des observations astronomiques. Les effets qui Einstein avait prédite , ils sont très petit. On a besoin d’art haut d’expérience et équipements et appareils coûteux pour la observation ou pour leur mesurage. Tous les mesurages et les observations ont affirmé cependant la Relativité Générale de Einstein, ou pour le moins ils n’avaient pas réfuté la Relativité Générale. Dès lors, cette théorie reproduit plus précisement la réalité en des certaines occasions que la plus simple loi de Isaac Newton.

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La théorie de la membrane cosmique de la gravitation (Cosmic Membrane Theory of Gravitation)

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Malgré tous les succèse, la Relativité Générale de Einstein est insatisfaisante encore en quelques points et a le potentiel du perfectionnement supplémentaires. Un point de la critique est l’espace-temps. Le temps n’a pas une dimension de soi, puisqu’il est seulement une grandeur dérivé, une grandeur mentale, qu’elle n’est pas vraiment existante. Celà il y a déjà un autre look pour la construction „ct“. Cette construction décrit une distance réelle dans une quadrième dimension, mais cette dimension n’est plus le temps même. Théodore Kaluza (1885 à 1954) a fait cette pas et il a postulé la quadrième vraie dimension spatiale. Avec cette pas Théodore Kaluza obtenait une représentation unitaire de l’électromagnétisme et de la gravitation.

Einstein lui-même était fasciné de cette idée, et il incitait la réimpression de l’article originale de Kaluza dans les Annales de la Physique. Quelques temps plus tard Oscar Klein (1894 à 1977) a fait, malheureusement, une compression de la quadrième dimension spatiale, soit, la quadrième dimension spatiale était enroulée en des petits cylindres de la longueur de Planck (10 ^–33 cm). Si on ne pouvait pas s’imaginer une quadrième dimension spatiale à l’époque, on cachait simplement celle-ci.

Un deuxième point de critique est que les équations du champ d’Einstein ne fournissent pas directement une solution. Ils sont constitué trop général, et ils peuvent exposer quelconques courbures d’espace – les simples entonnoirs de la gravitation ( puits gravitationnel) d’une étoile ou d’un trou noir, mais aussi les fameux trous de ver. C’est pourquoi on emploie la loi de Newton par un cas limite dans la théorie. Comme ça, on sélectionne comme une condition aux limites la droite solution de la multitude des solutions possibles.

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La théorie de la membrane cosmique de la gravitation emploie le modèle de la membrane tridimensionnelle qui s’agrandit comme un ballon dans un hyperespace tetradimensionnel, soit, la membrane est en expansion. Cette théorie est un développement imminent des idées d’Einstein et de Kaluza par l’auteur. Environ en même temps une toute série des physiciens s’adonnent aussi à le problème de la quadrième dimension spatiale non enroulé. Ici l’auteur voudrait appeler quelques-uns d’entre eux, p. ex. Lisa Randall (*1962), Raman Sundrum , Tuomo Suntola (*1943), Farhad Darabi, William N. Sajko, Paul S. Wesson, Matej Pavsic.

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La membrane, présenté comme un cercle bleu dans la graphique, est notre Cosmos. Depuis le Big Bang notre cosmos s’agrandit comme un ballon, et la expansion va se poursuit. Notre galaxie est un petit point minuscule sur la surface tridimensionnelle de cette sphère tetra-dimensionnelle. Aussi la toute région visible avec notre galaxie considérée comme le centre jusqu’à une distance de 14 milliards d’années-lumière peut être seulement un petit district de la cette surface. La grandeur relative du cette district dépend de la vitesse inconnue V_E d’expansion. L’idée du ballon n’est pas noveau. On a emploie cette idée déjà dans beaucoup d’articles à la cosmologie d’auteurs différents. Cette modèle explique d’une manière simple, pourquoi l’espace s’agrandit et pourquoi les galaxies se fuient les unes des autres, sans que celle-ci aient une considérable vitesse relative par rapport à le rayonnement de fond cosmologique.

La question du matériau de membrane est encore ouverte dans une large mesure, bien qu’aussi l’auteur ait des imaginations concrètes ici. Le matériau est très solide, poreux, élastique, et il permet la propagation de toutes les formes d’ondes, et il est le milieu, où des particules élémentaires se forment, durent et circulent, apparantée à un bloc de gélatine. Les physiciens ont choisi la notion du vide quantique. Nous baptisons ce simplement la matière de la membrane.

Une autre supposition est que le hyperespace est bourré aussi d’une matière. Cette matière a propriétés comme un gaz, et nous baptisons ce éther ici. Le éther est si fin qu’il peut pénétrer la membrane poreuse sans difficulté, soit, qu’il complique à peine la expansion de la membrane. Nous baptison vent d’éther cette part d’éther que pénètre la membrane en l’expansion. Maintenant la gravitation entre en jeu de nouveau. Toute sorte du matériau est une perturbation dans la membrane, où le vent d’éther s’arrête. Le graphique montre une galaxie, où le vent d’éther s’arrête. La membrane est chargé à cette place, et un entonnoir se forme, un espace courbé dans la direction de la qudrième dimension spatiale.

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Notre trois dimensions ordinaires spatiales x, y, z sont situé toute dans la membrane. Naturellement, les relations dans le petit graphique sont totalement exagérées. Le soleil s’enfonçait de 1000 km environ, toute la galaxie ne s’enfonçe à peine de plus. C'est très peu par rapport à un diamètre de 100.000 d’années-lumière.

Naturellement, il est envisageable aussi que le vent d’éther vienne en bas du ballon, soit, la cause de la expansion soit une surpression dans le ballon. Dans ce cas les relations peuvent s’inverser, soit, le entonnoir va se retourner vers l’extérieur, mais les résultats du calcul persistent.

Si une autre masse, p.ex., une planète, se déplaçe dans cette entonnoir de la membrane, p. ex., dans le entonnoir du soleil, puis cette autre masse va être affecté par le vent d’éther, et voudrait se déplaçer dans le centre du entonnoir. Ici la force gravitationnelle est la composante de glissement (la force d´entraînement d’une pente) dans le décomposition des forces sur le plan incliné. La planète se tient seulement par la force centrifuge sur son orbite.

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Qu’est-ce que étaye l’imagination du modèle ? L’argument le plus convaincant est que une masse sphérique, p. ex., une étoile, génère exactement la (1/r²)-courbure de la membrane qui la loi gravitationnelle de Newton demande, soit, la loi gravitationnelle de Newton n’est pas inclus, mais cette loi se révèle de la théorie. Cette courbure spéciale se constitue seulement en une membrane tridimensionnelle dans un hyperespace tetradimensionnel. Il y a une déduction géométrique en 1994 et une autre déduction analytique en 1997. Les deux déductions conduisent à la même équation de la courbure, sans que l’auteur eût emploié la loi de Newton comme une aide. Aussi un calcul numérique est posible. L’auteur a développé cette calcul en 1997. On fait une simulation numérique d’un réseau élastique et tridimensionnel dans un espace tetradimensionnel dans le ordinateur. On chargait par voie de calcul cette réseau dans le centre, et puis on calculait la courbure du réseau. Aussi ici le calcul fournait exactement la (1/r²)-courbure resp. le (1/r)-potentiel.

Il y a un deuxième argument. La théorie de la membrane cosmique de la gravitation peut expliquer aussi les effets predit par Einstein. Un dernier argument est ici la simplicité et la plausibilité du modèle. Il travaille avec des éléments qui sont familier pour nous. Force produit force, et il est visible déjà en vertu de la graphique au-dessus, que la force gravitationnelle soit toujours attractive. Exactement, cela était une énigme de beaucoup d’énigmes de la gravitation.

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La Relativité Restreinte

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Naturellement, la suppostion d’une matière de la membrane soulevait les questions anciennes de nouveau, questions qui beaucoup des physiciens déjà ont joint au dossier. La matière de la membrane en soi, le vide quantique, est utilisé depuis des années dans la théorie. Autant que dans cette théorie de la membrane cosmique de la gravitation, le vide quantique est équipé avec une haute teneur en énergie. Les conséquences pour la Relativité Restreinte sont discuté à peine. Même si toutes des résultats d’Einstein conservent leur justesse sur cette domain, cependant, il y a des questions, p. ex., comme la constance de la vitesse de la lumière. Cette constance est un des rochers sur lequel Einstein a bâti le bâtiment de son Relativité restreinte. Avec la supposition d’un milieu immobile dans des trois dimensions spatiales x, y, z pour la propagation d’ondes electromagnétiques la constance de la vitesse de la lumière va être une question cardinale, une constance qui est affirmé par beaucoup des mesures.

La théorie de la membrane cosmique de la gravitation mais aussi fournit ici un résultat qui va en accord avec Einstein : la vitesse de la lumière est mesurée invariablement comme une constante en toutes circonstances. Aussi les formules de la transformation en une transition d’un référentiel inertiel à un autre correspondrent à les Transformations de Lorentz. La transformation du temps est même identique. En la transformation des coordonnées il y a une différence insignifiante avec la introduction d’une contraction additionnelle transversale qui aussi Vladimir Onoochin a proposé indépendamment de l’auteur. Toutefois, le rapport de la contraction longitudinale au la contraction transversale est la même chose exactement que dans la Relativité restreinte d’Albert Einstein. Dans plusieurs paragraphes de son théorie cosmique de la gravitation (Cosmic Membrane Theory) l’auteur a prouvé la validité des équations de Maxwell (James Clerk Maxwell, 1831 à 1879), en outre la conformité étendue de la relativité restreinte de la théorie cosmique de la gravitation avec la théorie d’Einstein. Cette conformité était prouvé par les expériences fameuses. Cette expériences sont :

· Le expérience de Michelson-Morley (Albert Michelson 1852 à 1931, Edward Morley 1838 à 1923)

· Le expérience de Frederick Trouton (1863 à 1922) et son recherche-étudiant Henry R. Noble avec un condensateur tournant.

· Le expérience de Georges Sagnac (1869 à 1928) avec un interferomètre tournant et deux directions circulaires opposées pour la lumière (regardez la graphique en bas).

· Les expériences de Hippolyte Fizeau (1819 à 1896), de George Bidell Airy (1801 à 1892) et l’explication du coefficient d'entraînement de Fresnel-Fizeau (Augustin Jean Fresnel 1788 à 1827)

· Le expérience avec des horloges atomiques en 1971 par J. C. Hafele et Richard E. Keating et la dilatation du temps en mouvement et aussi dans le champ gravitationnel de la Terre.

· L’explication du facteur de Thomas „½“ de la précession du spin d’electron.

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Le interferomètre tournant de Sagnac

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Les preuves classiques de la théorie de la membrane cosmique

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Plusieurs paragraphes de la théorie de la membrane cosmique de la gravitation (Cosmic Membrane Theory) s’occupent des preuves classiques et des preuves nouveaux qui une théorie de la gravitation devait livrer. En cela, il s’agit de l‘explication d’effets qui sont déjà mesurées, et des prédictions par expériences futures. Effets classiques mesurées suffisantement précis sont l’effet de Shapiro, soit le retard d’un signal sur une trajectoire proche du Soleil, l’effet de la courbure des rayons lumineux par le Soleil ou par d’autres masses, et l‘explication de la avance du périhélie des planètes, en particulier de Mercure.

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Irwin I Shapiro (*1929) mesurait avec ses collaborateurs le retard d’un signal du radar sur une trajectoire proche du Soleil. Cette retard est interprété comme une réduction de la vitesse du signal dans l’entonnoir de gravitation ( puits gravitationnel) du Soleil par la théorie de la membrane cosmique, et la théorie fournit la même valeur comme la Relativité générale. L’effet de la courbure des rayons lumineux par le Soleil est une des expériences les plus spectaculaires. Ancien on peut mesurer cette courbure seulement en une eclipse totale du Soleil. Aujourd’hui, les satellites artificiels font le travail. Sir Arthur Eddington (1882 à 1944) était le premier qui faisait un tel mesure. La courbure a la valeur double qui devait apparaître par la théorie corpusculaire de la lumière (Johann Georg von Soldner , 1776 à 1833). Cette double valeur avait été prédite par Einstein et avait été confirmé par Eddington et ses successeurs. La théorie de la membrane cosmique fournit la même valeur comme la Relativité générale. Une moitié de la valeur dérive de la gravitation en fait, comme par Soldner, l’autre moitié d’effet dérive de la réduction de la vitesse de la lumière dans le entonnoir de gravitation du Soleil qui déjà été mentionné plus haut. Cette reduction est équivalent à un changement d’indice de réfraction, et ce, il est une cause de la courbure des rayons lumineux.

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L’avance du périhélie des planètes, en particulier de Mercure, a été remarqué déjà très tôt, p. ex., par les deux astronomes Urbain Jean Joseph Leverrier (1811 à 1877) et Simon Newcomb (1835 à 1909). Après qu’on eût eu cherché une planète inconnue en vain qui peut être responsable de cette perturbation, Paul Gerber (1854 à 1912) publiait la droite formule pour le calcul de la avance du périhélie des planètes proche du Soleil, vingt années avant Einstein. Paul Gerber prenait comme point de départ que la gravitation se propage à la vitesse de la lumière. Cependant, cette supposition conduit à difficultés connues en la compréhension des orbites planétaires stables, et il faut modifier cette théorie. Einstein calculait la même valeur par les méthodes de la Relativité générale comme Paul Gerber, mais dans la théorie d’Einstein la dérivation du potentiel gravitationnell du 1/r-potentiel de Newton joue la premier rôle. Et cela les orbites planétaires sont stables. La théorie de la membrane cosmique travaille aussi avec un potentiel supplémentaire relativiste qui descend par 1/r². On peut dériver cette potentiel supplémentaire relativiste du carré d’énergie avec la supposition que il y a une influence de la gravitation sur la vitesse de la lumiére et sur la masse. La variation relativiste de la masse des particules en mouvement est connu et confirmé par expériences depuis plus de 100 ans. Cependant, dans le entonnoir de gravitation une valeur triple se produit, mais seulement un tiers résulte de la Relativité restreinte. Le 1/r²-potentiel supplémentaire relativiste peut expliquer non seulement la avance du périhélie des planètes, mais aussi la décéllération inhabituelle des sondes spatiales Pioneer 10 et 11 (l’anomalie Pioneer) en désertant le Système solaire. Cette décéllération a été découverte par la NASA. La réponse d’auteur à cette problème est que le petit 1/r²-potentiel supplémentaire relativiste n’est pas considéré par la NASA en son calcul de trajectoire. Dans le Système solaire le calcul d’erreurs masque la petite déviation. En dehors du Système solaire le calcul d’erreurs ne fonctionne pas plus, et l’effet du petit 1/r²-potentiel supplémentaire relativiste va visiblement. Que cette potentiel peut expliquer la avance du périhélie des planètes, en particulier de Mercure, l’auteur a prouvé le fait par la dérivation du potentiel supplémentaire relativiste de la équation d’Einstein-Gerber, et additionnellement par une intégration numérique de l’orbite planétaire du Mercure compte tenu du potentiel supplémentaire relativiste.

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Les preuves nouveaux de la théorie de la membrane cosmique

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Le nombre des preuves nouveaux d’une théorie gravitationnelle n’est pas fixe. Encore de nouveau on fait des observations astronomiques qui sont besoin d’une explication, ou physiciens conclurent d’effets d’une théorie qui devraient apparaître, et puis ils essayent de prouver. Cependant, les ondes gravitationnelles font partie des preuves nouveaux, et deux différentes des effets gyroscopiques – la précession géodétique (l’Effet de Sitter) et l’effet Lense-Thirring. L’auteur additione aussi le phénomène de la matière noire, la décéllération inhabituelle des sondes spatiales Pioneer 10 et 11, et l’expansion accélère de l’Univers.

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Les ondes gravitationnelles ne sont pas encore mesuré à aujourd’hui. Mais toutefois des grandes installations sont en voie de construction, et encore plus grandes installations dans l’espace sont en voie de planification. Dans la théorie de la membrane cosmique on peut s’imaginer deux sortes d’onde gravitationnelle. Les ondes longitudinales ou ondes compressives sont équivalent à ondes sonores qui se propagent dans un fluide, un corps solide ou dans un gaz. Par contre, les ondes transversales sont équivalent à des ondes de surface d’un fluide, p.ex., des vagues de la mer, ou des vibrations d’une membrane d’un haut-parleur. La vitesse de la propagation des deux sortes d’onde peut être absolument différent. P. ex., les ondes sonores dans l’eau se propagent plus vite que une onde de gravité de surface. Pendant le mouvement de la Terre autour du Soleil, les deux sortes d’onde sont générées. Pour une fois, la membrane cosmique se dilate, si la Terre traverse un bout d’orbite. Après la membrane se contracte de nouveau. Cette mécanisme produit des ondes longitudinales. D’autre part, la membrane s’enfonce (dans la quatrième dimension) par la Terre qui se déplace d'un point vers un autre, et ainsi il génère des ondes transversales. Comme l’auteur pour l’instant a pu estimer seulement le coefficient d’élasticité de la membrane, et par conséquent seulement la densité approché de la membrane, l’auteur se bornait à des ondes longitudinales. Avec les deux suppositions que les ondes longidudinales se propagent avec la vitesse de la lumière, et que la densité se dérive de la densité d’énergie de la membrane tendue, la perte d’énergie du système Soleil–Terre est 195 W. Cela est la même valeur comme il est calculé par la Relativité générale.

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La décéllération inhabituelle des sondes spatiales Pioneer 10 et 11 a été considéré déjà dans le paragraphe l’ avance du périhélie de Mercure. L’explication par un 1/r²-potentiel supplémentaire relativiste fournit la valeur Da = (8 ± 1) ´10^-10 [m/s²] qui a été cité par la NASA.

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La précession géodétique (l’Effet de Sitter) et l’effet Lense-Thirring consistent en un certain mouvement angulaire de l’axe d’un gyroscope qui se bouge sur une trajectoire orbitale dans un champ gravitationnel symétrique avec une forme globulaire, p. ex., d’une masse centrale. L’effet Lense-Thirring apparaît selon la théorie seulement, si la masse centrale aussi elle-même est en rotation. La NASA a clôturé une expérience dans l’espace, Gravity Probe B, conjointement avec l’Université Stanford en 2007. L’expérience devait mesurer tous deux des effets. Cependant, la précision de mesure était seulement ±0,1 millisecondes d’arc de raisons différentes. Cependant, la NASA et l’Université Stanford travaillent intensivement pour une réduction des erreurs. La précession géodétique est d’environ selon la théorie 6,6 secondes d’arc par an, ainsi l’erreur ne jouait aucun rôle. La valeur de 6,6 secondes d’arc par an a été confirmé au mieux. Cependant, l’effet Lense-Thirring est d’environ selon la théorie seulement 0,04 secondes d’arc par an, soit, en vertu d’erreurs actuelle de mesure le effet ne pouvait vraiment pas être confirmé par cette expérience.

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L’auteur avait calculé aussi une valeur de la précession géodétique avant d’expérience Gravity Probe B en 2006, seulement avec les ressources de la Relativité restreinte, une valeur qui était zéro à peu de chose près, et qu’il avait se révélé faux. Dans un deuxième essai en 2008, l’auteur a accepté que le zéro-effet de la Relativité restreinte était faux, et alors il avait s’appuyé sur les propriétés changées de la membrane dans l’entonnoir gravitationnel. Ainsi il est réussi calculer la même valeur d’expérience Gravity Probe B, et aussi ici il est réussi montrer la concordance entre la théorie de la membrane cosmique et la Relativité générale.

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Le graphique montre un gyroscope dans deux positions de la trajectoire en l’orbite autour de la Terre. Dans la théorie de Newton un gyroscope qui est en chute libre, conserve son axe de spin, à condition qu'il n'y ait pas d’un couple de rotation. Par la forme parfait des quatres sphères de cristaux dans l’expérience Gravity Probe B un couple de rotation ordinaire est exclu. Mais pourtant, l’axe de spin se tourne de 6,6 secondes d’arc par an. La théorie de la membrane cosmique explique comme raison deux des effets. Le premier effet est une décélération de tout mouvement dans l’entonnoir de gravitation. Cette décélération a été discuté pour les ondes de la lumière par la théorie de la membrane cosmique. L’application à des ondes matière employait ici une conclusion par analogie. Il faut imaginer ainsi que le part du gyroscope qui montre à la terre, ait une vitesse d’orbite qui soit un peut moins rapide que cette part du gyroscope qui soit détaché de la terre. De cette manière, il résulte une rotation minimale. Le calcul de l’effet fournit une valeur de la précession qui est trop grande. Le deuxième effet annule le surplus de la précession. La raison pour le deuxième effet est le changement d’une masse dans l’entonnoir de la gravitation. On peut dériver cette changement d’une masse du carré d’énergie. Cette part de la masse de gyroscope qui montre à le contemplateur de la graphique, il ôte de la terre, p. ex., en position 1 (la petite flèche blanc). C’est pourquoi la masse s’amoindrit minimalement. Le surplus d’impulsion est transmis à la membrane. La réaction de la membrane est une force à cette part de la sphère qui montre à le contemplateur de la graphique, et la force est opposé à la direction de la mouvement en cette position (la flèche rose). Comme le processus inverse se déroule au verso de gyroscope, il résulte un couple des forces qui veut faire chavirer le part supérieur de gyroscope en direction du observateur. La direction de cette couple de rotation est la direction de la petite flèche blanc. Mais les gyroscopes se déplacent latéralement par un couple de rotation, ainsi une petite rotation est fait dans la direction opposé à la petite flèche rouge (changement du spin). Cette petite rotation corrige le surplus du premiére effet, et nous obtenons exactement la même valeur qui aussi a été dérivé de la Relativité général par deSitter et autres chercheurs, et il est la même valeur qui a été confirmé au mieux par l’expérience Gravity Probe B.

Dans la position 2 de la trajectoire d’orbite la masse visible s’approche de la Terre (la petite flèche blanc), et en conséquence la masse augmente. L’impulsion manquante vient de la membrane, et il opére dans la direction de la trajectoire. En conséquence, le couple de rotation a la même direction dans la position 2, comme dans la position 1.

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L’effet Lense-Thirring n’apparaît pas avec la même forme, comme dans la théorie d’Einstein. La théorie de la membrane cosmique n’accepte pas la transmission de la gravitation d’une masse ponctuelle à une autre par les gravitons. Mais bien un effet similaire est envisageable, soit que la Terre, p. ex., par sa rotation emporte un peut la membrane de son environment, comme un batteur tourne la soupe. Mais il n’y a pas d’imagination du auteur de la valeur d’effet. L’auteur juge que cette effet de l’entraînement des référentiels (frame-dragging en anglais), si il soit existant au fait, ait une valeur qui soit inférieur que les 0,04 secondes d’arc d’effet Lense-Thirring.

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La matière noir (matière sombre) est un appui de la théorie de la membrane cosmique. Vera Rubin (*1928) et autres chercheurs découvraient que les étoiles de la plupart des galaxies se déplacent trop vite autour le centre. Si on présente graphiquement la vitesse des étoiles en fonction de la distance r au centre de la galaxie, puis la plupart des galaxies ont des courbes de rotation plate, soit la vitesse des étoiles est plutôt exactement 200 km/s, presque indépendant de la distance r au centre de la galaxie. Par contre, dans le système solaire les planètes extérieures se déplacent avec une vitesse qui est inférieur que la vitesse des planètes intérieures. Et c’est bon, car autrement ils quitteraient le système solaire. Ce n’est ainsi pas dans les galaxies.

La matière visible des galaxies ne suffire pas à beaucoup près pour assurer la cohérence des galaxies par sa gravitation. Depuis la soi-disante matière noire remplit cette lacune. On suppose 80 à 90% de la matière noire dans les galaxies, dans les amas des galaxies on suppose encore plus grandes nombres. Les physiciens et astronomes ont articulé une toute série des suppositions que la matière noire peut être, p. ex. naines brunes, les neutrinos massifs ou corpuscules exotiques, les soi-disantes WIMPs. On sait par observations astronomiques que la matière noire apparaît seulement conjointement avec matière ordinaire, soit avec des étoiles ou des nuages de gaz.

C’est cette phénomène qui a incité l’auteur à chercher un mécanisme qui est inité par la matière ordinaire et qui conduit à un approfondissement additionnel d’entonnoir de gravitation. Le point de départ est la conjecture d’une structure granulaire de la matière de la membrane. Cette matière de la membrane peut consister en des vertèbres minuscules d’une forme toroïdale. Au passage, cette tori (vertèbres minuscules) sont un fondement envisageable d’une quantification d’espace, et ils pourraient devenir un lien entre la théorie quantique et la théorie de gravitation. Si la membrane est perpendiculaire à le vent d’éther, puis les vertèbres sont influencés peu. Le vent d’éther passe simplement la membrane.

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Si la membrane est incliné comme dans un entonnoir de gravitation ( puits gravitationnel), puis des forces peuvent apparaître qui changent la membrane, p. ex. ils compriment la membrane. Cette changements peuvent produire une résistance additionnel, soit ils peuvent approfondir additionnellement le puits gravitationnel. Sous conditions certaines, ils peuvent produire mais aussi une poussée verticale, soit ils font exactement le contraire. L’auteur a construit une equation différentielle ordinaire de la courbure d’espace pour les modèles de symétrie radiale (p. ex. galaxies elliptiques ou galaxies sphériques). Cette équation fournit une courbe de rotation plate, qu’elle est typique. La courbe décroissante dans le graphique en bas figure la vitesse théorique d’étoiles en fonction de distance r au centre de la galaxie sans matière noire.

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La vitesse d’étoiles en fonction de

distance r au centre de la galaxie

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On ne peut traiter simplement les galaxies spirales et les galaxies barrées avec une équation différentielle ordinaire. Mais l’auteur a solutionné une équation différentielle partielle par un réseau spatial autour d’une galaxie barrée, et il a reçu de nouveau une courbe de rotation plate. Ainsi, la théorie de la membrane cosmique fournit un modèle précieux de la matière noire: la matière noire n’est pas matiére au sens propre du mot, mais elle est un effet de la membrane qui est inité par la matière ordinaire baryonique. Au fait, les effets de la matière noire sont très petite, de sorte qu’ils n’ont pas une influence sur les mouvements des planètes du notre système solaire.

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L'expansion accelerée de l’Univers : Adam Riess et Mario Livio de la Space Telescope Science Institute ont présenté une supernova dans une distance de 11 milliards des années-lumière en 2001. Cette supernova a seulement la moitié de la luminosité demandé par son déplacement vers le rouge (ou décalage vers de rouge) dans le diagramme de Hubble, soit, la supernova est plus distant que la distance présumé par les astronomes. Depuis les astronomes et les physiciens discutent la thèse que l’expansion de l’Univers s’accélère. L’auteur a ici une autre opinion.

L’Univers s’agrandit depuis du Big Bang avec une vitesse largement constante. Les propriétés de la membrane – et sur ce les constantes physiques fondamentales - se peuvent changer en cours de temps, ainsi comme la peau d’un ballon qui s’amincit en gonflage. L’augmentation de la vitesse de la lumière est la changement le plus significatif en la tension croissante de la membrane. Ainsi on peut trouver réellement un scénario dans lequel une supernova distante a seulement la moitié de la luminosité demandé par son déplacement vers le rouge dans le diagramme de Hubble. On peut voir dans la graphique l’expansion de l’Univers que un objet avec un déplacement vers le rouge de z=10 a émis sa lumière environ en temps T=0,1 après le Big Bang. Cette date T=0,1 est équivalent à 1,4 milliard d’années après le Big Bang.

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L’expansion de l’Univers

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Le rayon d’aujourd’hui de l’Univers a été mis ici R=1. Le temps T sur l’abscisse est le temps propre d’une horloge qui se déplaçe conjointement avec la membrane. Le temps t est le temps d’un observateur immobile extérieur avec une horloge d’aujourd’hui. La courbe bleue, R(t), montre le rayon de l’Univers en fonction du temps propre. Comme les première secondes du temps propre s’étaient dilatés infiniment en raison de la membrane boulotte et peu raidi ainso seulement quelques secondes après le Big Bang, l’Univers augmentait avec une vitesse presque infinie, mais cela seulement par le calcul. La courbe verte, Rz(t), montre l’expansion réelle qu’ait vu par un observateur extérieur avec une horloge d’aujourd’hui. Mais la graphique explique aussi l’inflation de l’univers proposé par Alan Guth (*1947). Alan Guth expliquait l’uniformité du rayonnement du fond cosmique par cette inflation. Il n’etait pas une inflation du rayon de l’univers, mais il était un effet de la vitesse de la lumière d’antan et du cours lent de tous des processus physiques dans la soupe dodue de la membrane encore jeune.

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Quelques Conclusions

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Le résultat le plus important de la théorie de la membrane cosmique de la gravitation est la déduction de la loi de la gravitation qui on obtient automatiquement d’une membrane tridimensionnelle dans un hyperespace tetradimensionnel. Additionnellement, le modèle de la membrane fournit aussi des points de départ pour la compréhension de la matière noir. Additionnellement, la conjecture d’une structure granulaire de la matière de la membrane est un fondement envisageable d’une quantification d’espace, et cette structure pourrait devenir un lien entre la théorie quantique et la théorie de gravitation. Les résultats d’Einstein restent presque inaltérée. Seulement les conceptions ou les visions changent.

Le modèle de la membrane peut donner mais aussi des branles nouveaux à des disciplines de la physique et technique. Jusqu’à présent, p. ex. on a supposé que les électrons orbitent autour des noyaux des atomes depuis des lustres, sans qu’ils perdent leur énergie. Maintenant on peut être tranquille. Les électrons pourraient recevoir leur impulsion du vent d’éther, comme des drapeaux flottent au vent. Nouvelle matière pourrait se former tout le temps, car le freinage de la membrane au vent d’éther doit libérer des grandes quantités d’énergie. La membrane elle-même a une masse si immensément grande en rapport à la matière existante que cette freinage influe sur elle à peine.

On porrait imaginer des moulins à vent d’éther qui exploitent l’énergie cinétique inexhaustible de la membrane pour la production d’énergie électrique un jour ou l’autre. Ou on porrait imaginer des voiles à vent d’éther qui accélèrent les astronefs de l’humanité à la vitesse de la lumière.

On ne devait pas cacher un danger. Le ballon qui grandit constamment, notre univers, pourrait se déchirer un jour, et finit non seulement l’humanité mais aussi le tout univers. Si Bruce Willis ne peut pas prévenir la débâcle puis l’espérance reste à nous que beaucoup d’universe parallèles existent.

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Je voudrais remercier Burkhardt Seifert, Zurich, pour ses conseils et son intérêt pour cette étude, et je voudrais remercier Jeffrey O’Callaghan pour son attachement constant à la quadrième dimension spatiale.

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Schwenningen, octobre 2008