Pourquoi est ce que les lois de la physique sont immuable dans le temps ?

Question

Par exemple, la loi d'attraction des masses de Newton. En chimie, la combinaison des atomes entre eux suivant certaines réactions. Etc... Je me demandais et si ces lois dépendaient du temps ? valable aujourd'hui mais pas il y a 500 millions d'années ? Y avait-ils d'autres lois à cette époque ? On peut aussi poser la même question pour les mathématiques.

Answer 1

Pour les mathématiques, voir plus haut.

Eh bien vois, tu c'est un sujet de recherche assez actuel...
Ceratines expériences qui mesurent des constantes fondamentales, cherchent à mesure une éventuelle évolution.

Etant donné qu'on sait mesurer certaines constantes (notamment comparer des étalons temporels) avec une précision de 15 décimales, des chercheurs, essayent de vérifier si certaines "constantes" de la physique ne varieraient pas sur des échelles de temps de l'ordre de lage estimé de l'univers (quelques milliards d'années, donc)

pour l'instant comme souvent dans ce genre de recherche,
les résultats des expériences ont compatibles avec des "constantes fondamentales" qui ne varient pas !

Answer 2

* Sur les mathématiques : (domaine dans lequel je suis plus compétent)
Faire des mathématiques, c'est accepter certaines vérités qui serviront de base à toute un système de propositions. Le but du "jeu" est ensuite de partir de ces vérités (on dira plutôt axiomes) et avec un système logique donné (du type si A et A implique B sont vrais alors B est vrai ; A et B impliquent A ...) démontrer d'autres propriété.
Ce que l'on pourrait appeler une loi mathématique est ainsi un axiome et tu t'interroges sur l'immuabilité dans le temps de tels axiomes.
* On doit d'abord remarquer qu'il existe différentes axiomatiques. Par exemple, les axiomes de la géométrie classique (dite géométrie euclidienne) ne sont pas les mêmes que ceux de géométries plus récentes. Si la première est commode pour résoudre nombre de problèmes, elle peut se révéler infructueuse quand l'on envisage par exemple un triangle tracé sur une boule (comme la Terre) où d'autres axiomes entraineront notamment que la somme des angles d'un triangle n'est pas égal à 180°. Cet exemple pour dire que les mathématiques ne sont en un sens pas immuables, en ce que l'on peut très bien y concevoir une nouvelle axiomatique, qui serait censée résoudre des problèmes non encore envisagés.
* Néanmoins une fois l'axiomatique donnée, les propositions mathématiques doivent être bien respectées pour ne pas aboutir à de contradictions du type P est vraie et non-P est vraie. En effet on montre alors que toute proposition est à la fois vraie et fausse et cela réduit tout notre système de propositions. Par exemple, affirmer 1 + 1 = 3 conduit à 2 = 3 ou encore à 0 = 1 ou encore 0 = Pi ... Le faux impliquant tout ce que l'on veut ; plus aucun énoncé n'a de "sens". Il faudra donc bien se résoudre à cette vérité peu transcendantale : 1 + 1 = 2.
* Un dernier point qui peut faire le lien avec la physique réside dans la différence profonde des mathématiques avec les disciplines scientifiques (je considère que les mathématiques ne sont pas une science). Reposant sur un système d'axiomes, ie. de vérités "évidentes" et énoncés par l'homme (ou par toute autre intelligence) ; les mathématiques ne sont pas naturelles et parler de mathématiques sans parler de l'homme n'a aucun sens. On dit souvent qu'avant même que l'on définisse ce qu'est un triangle rectangle, ceux que l'on rencontre dans la nature vérifient tout de même le théorème de Pythagore. Je pense au contraire que les mathématiques sont purement anti-naturelles et que toute application mathématique en dehors d'un domaine bien défini par une axiomatique se rapporte plus à de la physique.
A noter qu'en mathématiques, on introduit toujours les figures dont on parle : "Soit un triangle ABC rectangle en B ..." et que donc on crée l'objet pour l'étudier ; ce qui est une approche totalement différente de l'approche physique.

Pour résumer : Les mathématiques sont création humaine (beaucoup ne partagent pas cet avis et Galilée disait par exemple que "le monde est écrit en caractère mathématique") et la constance des propositions démontrées dépend uniquement de l'axiomatique de référence. Ainsi Pi a toujours eu les mêmes décimales car dans un système où les notions de cercle, de circonférence et de diamètre ont été introduites, on peut prouver que le rapport de la circonférence sur le diamètre est toujours constant (et égal à Pi).

* Sur la physique :
La question est toute autre mais je peux amener quelques points de réponse.
* Ici il n'y a pas d'axiomatique et les lois que l'on introduit (par exemple la loi d'attraction des masses dans la mécanique classique) sont des données expérimentales. On introduit des notions et ensuite on vérifie qu'elles sont en accord avec ce que l'on observe dans la nature. La question est donc de savoir si les données expérimentales ont été les mêmes depuis l'origine de l'univers ; ie. si la Nature a toujours suivi les mêmes "principes".
* On considère usuellement le temps comme évoluant sur une ligne droite et en sens unique. Cette conception est fausse selon Einstein et le temps lui-même est relatif ; il ne s'écoule pas de la même façon partout, par exemple au niveau d'un trou noir ... (pour des raisons qui m'échappent totalement). Ainsi la vraie question n'est plus les lois physiques sont-elles immuables dans le temps mais d'abord : le temps lui-même est-il immuable. Et Albert dit que non.
* Dans la mécanique classique (celle de Newton et de ses trois lois, celle de Kepler, celle où le temps évolue partout de la même manière), on ne rencontre pas de tels problèmes. Mais la relativité d'Einstein explique que pour de vitesses proches de celle de la lumière, les lois physiques ne sont plus les mêmes et que le problème doit être traité autrement. Plus exactement, Einstein fonde toute sa théorie en prenant comme "axiome" que la vitesse de la lumière dans le vide (ou célérité, c = 300 000 km/s) est une constante ; c'est-à-dire qu'elle ne dépend ni de l'espace, ni du référentiel, ni du temps. Et de cette proposition découle la non-constance du temps notamment.

Pour résumer : Les lois physiques dépendent a priori du temps mais la mécanique classique valable pour de nombreux problèmes permet de supposer une constance dans les principes. Je préfère finalement la phrase suivante : "Tout est relatif, sauf la Relativité" qui résume bien les choses.

Answer 3

en fait, posée comme ca la question est difficile, tout depend de ce que tu veux dire pas les lois de la physique.

Lors du big bang par exemple, la force nucleaire faible etait probablement beaucoup plus forte, le rapport de force entre force nucleaire faible et gravite n'etait pas le meme.

Donc les lois n'etaient pas les memes..

Pour les mathematiques, la question n'a pas de sens. Les lois mathematiques sont issues d'axiome admis comme vrais. Dans le cadre de ces axiomes, ces lois sont invariables. Par contre, en changeant les axiomes, les lois sont differentes. (par exemple geometrie euclidienne par rapport a riemanienne)

Answer 4

Parce que, sinon, ce ne seraient pas des lois physiques.

Answer 5

Bonsoir ,
ce n'est pas ce qu'a déclaré Albert Einstein !!!

Answer 6

Ca arrange tout le monde (des physiciens en particulier) de le penser car c'est plus simple et la science (si!) cherche toujours les explications les plus simples aux observations, jusqu'à ce les explications théoriques ne marchent plus...en fait, si les lois changeaient avec le temps, il deviendrait presque impossible d'étudier l'histoire de l'Univers!
Et on a tendance encore à croire qu'une "intelligence" est à l'oeuvre derrière tout cela, car enfin l'homme peut-il être le pur produit du hasard?!