MASSE

-masse

La masse est l'une des grandeurs retenues comme fondamentales dans l'établissement d'une équation aux dimensions. C’est une entité-charge gravitationnelle induite (induite par une charge mésonique, élément inducteur)

La masse est la qualité de la matière, lui permettant d'être perçue à la fois par notre vue et par notre toucher. 

La masse est une caractéristique attribuable à tout objet, depuis les plus petits connus(photon, gluon), en passant par les particules élémentaires (leptons, quarks), puis par les particules composites (comme les baryons) et par tous leurs assemblages les plus variés et complexes (y compris jusqu’à la masse de l’univers, qui est d’environ 1054 kilogrammes)

 

Equation aux dimensions de la masse  : M         Symbole de désignation : m       

Unité S.I.+ : le kilogramme(kg) qui est la masse d’un prototype de platine iridié, déposé en divers endroits (dont la France, où l'exemplaire n° 35, est déposé au pavillon de Breteuil à Sèvres)

Relations avec diverses unités utilisées pour mesurer une masse :

1 kilotonne (kt) vaut 106 kg

1 tonne (t) vaut 103 kg

1 quintal (q) vaut 10² kg

1 livre française valait 4,895.10-1 kg

1 once française (soit 1/16 livre) valait 3,059.10-2 kg

1 gramme (g) vaut 10-3 kg

1 carat (unité utilisée pour pierres précieuses) vaut 2.10-4 kg

1 centigramme (cg) vaut 10-5 kg

1 Gev/ c² (unité de microphysique) vaut 1,782. 10-27 kg

1 masse de l’électron au repos (mé) vaut 9,035. 10-31 kg

Relations avec autres unités anglo-saxonnes :

1 short ton (U.S) (U.S ton) vaut 9,071.10² kg

1 hundredweight (G.B.avoirdupoids)(cwt) vaut 5,080.10 kg

1 cental (U.S) (U.S cwt) vaut 4,535.10 kg

1 quarter (U.S et G.B a.d.p) (qr) vaut 1,270.10 kg

1 pound (G.B.avoirdupoids)(lb) vaut 4,535.10-1 kg

et 1 pound (G.B.troy)(lb) vaut 3,732.10-1 kg

1 ounce (G.B.avoirdupoids)(oz) vaut 3,110.10-2 kg

et 1 ounce (G.B.troy)(oz) vaut 2,834.10-2 kg

1 carat (G.B.troy) vaut 2,591.10-4 kg

1 grain (G.B.) (gr) vaut 6,479.10-5 kg

 

D'OÙ VIENT la MASSE ?

La masse n'est pas une grandeur initiale (au sens de présente à la création du monde)

>>> c'est une grandeur induite, c'est à dire engendrée par un autre phénomène

On a classiquement m = E[1- (v²/c²)1/2] /c²

 

et m = m0 [1 / (1-v²/c²)1/2où m(kg) est la masse d’une particule se déplaçant sous un potentiel d’excitation (dit vitesse) v(m/s) , et où 1 / (1-v²/c²)1/2) est l’incidence relativiste

E(J) est l’énergie de la zone d’espace où elle évolue, mo est sa masse au repos et c(m/s) est la constante d’Einstein

 

1)) la création d'une masse

L’énergie du vide, qui est fonction de la stabilité des fluctuations de la constante cosmologique, a une valeur moyenne de 2,6.10-10 Joule par m3 (on la nomme Ez   dite "’énergie de point zéro, ou énergie diffuse, ou énergie radiante, ou champ de tachyons")

 

En sortie d’un trou blanc, la valeur des fluctuations de la constante cosmologique devient

telle que l’énergie du vide passe un peu Ez et y devient pérenne.

Cela correspond à une valeur disruptive de G et  il y a alors création de masse (qui ’est

donc bien une notion induite)

 

La valeur de cette masse apparaissant dans un mètre cube de l’espace , est :

m = Ez / (c x c)   soit m = 2,89.10-27 kg, ce qui est la taille d’un lepton

 

Rappel d’autres relations:

m = Y*.dρ' / c2.dKL   ou     m = KL.V.E / Y*  

avec m(kg)= masse apparue, d = différentielle

KL(sr/m²) = constante cosmologique  (valant 1,1.10-51  unité S.I.+)

E(J)= énergie du vide (3,1.1071 J)

V(m3) le volume concerné par la création

Y*(m3-sr/s²)= charge mésonique  disponible dans le vide

c(m/s)= constante d’Einstein (constante d'Einstein (2,99792458 .108 m/s)

ρ'(kg/m3)= masse volumique  des particules dans cette partie despace

G = constante de gravitation [8,385.10-10 m3-sr/kg-s²]

G = Kk.c² / ρ

et bien sûr  m = Y* / G  {en effectuant une application numérique de cette formule, on trouve que la création de masse s’exprime, numériquement, par >>>

m (2,86.10-27.c²  = 2,6.10-10 Joule

G la constante de gravitation (= 8,385.10-10 m3-sr/kg-s²)

Y* (la charge mésonique unitaire) vaut # 2,4.10-36 m3-sr/s²)

 

Il faut rappeler que grand nombre de ces particules créées alors, sont de type fugace, car dans cette zone (de proximité du point zéro) rien n'est très affirmé (zone de turbulence).

En particulier, ces particules fugaces (dites aussi virtuelles), apparaissent sous forme de paires (chacune incluant une antiparticule), causant leur  instabilité, et donc leurannihilations permanentes

 

Nota: les particules composites (hadrons) peuvent être créées dans la foulée, suite à un choc entre 2 fermions ultra-élémentaires : par exemple le choc de 2 photons γ   de fréquence supérieure à 102Hz crée une énergie E = 2h.ν  soit # 10-13 Joule  (h valant 6,6.10-34 J-s) et ceci correspond à la naissance d'une particule de 10-30 kg (la pointure d'un fermion genre  quark ou électron)

 

2))conséquences

quand une masse vient d’être créée, trois évènements risquent d’atteindre sa pérennité :

ce sont les ’'assauts'' des charges électrique, et de couleur et de saveur. En effet ces trois charges, qui sont créées en général dans le même environnement, se jettent sur l’opportun support massique de leur voisinage et le colonisent, ce qui leur permettra de bouger..

Les masses qui y échappent sont dites neutres.

 

La MASSE en PHYSIQUE PARTICULAIRE

-interaction entre masses

2 masses (grandeurs induites), s’attirent entre elles selon la loi de Newton >>

F= m1.m2.G.(1 + αg) / Ω.l²   qui est l’écriture de la loi pour les particules

F(N)= force de gravitation qui se crée entre deux masses interactives met m2 (kg) qui sont distantes de l (m)

G(m3-sr/kg-s²)= constante de gravitation (8,385.10-10m3-sr/kg-s² )

Ω(sr) = angle solide où s’exerce l’interaction (en général l’espace entier,soit 4pi  sr pour un système d’unités qui,  comme S.I.+, a comme unité d’angle le stéradian)

αest la constante de couplage  pour la gravitation

-masse relativiste

- pour une particule se déplaçant à la vitesse de la lumière

m = E / c²  où m(kg)= masse de particule se déplaçant à la vitesse de la lumière c (m/s) et E(J) est son énergie

-pour  une particule se déplaçant à une vitesse v, inférieure à c

m = m0./(1- v/c)² ]1/2      où m0(kg) = sa masse initiale (repos)

-valeurs des masses de diverses particules

ordres de grandeurs (en kilogrammes) >>> gluon (10-53)--photon (10-69)--neutrinos

(10-36)--quarks (10-29)--baryons (10-27)--atomes (10-26)--molécules (10-25)

-la masse de Wesson

est 1,5.10-68 kg, la plus petite masse théorique envisageable en physique quantique et correspondant au plus petit volume imaginable pouvant inclure de la matière.Cela semble correspondre à la masse du photon

-la masse de Planck (mP) est la masse d’une particule hypothétique (de très haute énergie), qui aurait pu être créée au début de l’univers et telle que les 3 constantes de couplage (E.M, forte et faible) auraient alors présenté la même valeur, avant de diverger

Elle répondrait à la relation mP = Ω.(h.c / G)1/2

h = moment cinétique quantifié, dit Dirac h (ou constante de Planck réduite), et valant

1,054.10-34J-s/rad

G(m3-sr/kg-s²)= constante de gravitation (valant 8,835.10-10 m3-sr/kg-s²)

c(m/s)= constante d'Einstein (valant 2,998.108 m/s)

Ω(sr)= angle solide où se mesure le phénomène (valant 1 espace entier soit 4∏ sr)

La valeur numérique de mP s’en déduit (valeur = 2,1767.10-8 kg ou 1,2210.1019 GeV / c²)

 

LA MASSE en Mezzo-Physique

-en mécanique standard   (à notre échelle humaine pragmatique)

la loi de Newton se simplifie sous la forme F= m1.m2.G./ Ω.l²

conduisant à la simplification dite relation de d'Alembert F = m. g

où m(kg)= masse du corps prenant une accélération  γ (m/s²)

F(N)= force à laquelle est soumis le corps

Dans le cas particulier du poids (sur Terre) : la masse devient  m = Fp / g

Fp est le poids, cas particulier de la force d'attraction gravitaire et l’accélération est alors la pesanteur g

Nota: c’est à partir de cette relation qu’on mesure les masses. En pratique : on compare des poids sur une balance (g étant constant, il y a proportionnalité)

-conservation des masses (principe de Lavoisier)

Dans un système clos, toutes les réactions physico-chimiques ne peuvent modifier la masse totale des constituants, qui reste identique avant et après les réactions ("rien ne se perd, rien ne se crée")

-masse de l(univers = 1,7.1053 kg

-quelques exemples de masses terrestres

La masse de la Terre = 5,974.1024 kg

La masse de l'amosphère = 5,1.1018 kg

La masse des océans et mers = 1,4.1021 kg

La masse des nuages >>

la vapeur d'eau a une masse volumique comprise entre (0,6 sous 1 bar) et (0,3 sous 1/2 bar) (ces pressions variant selon l'altitude).Compte tenu de la diffusion de la vapeur d'eau dans l'air, la densité volumique réelle d'un nuage est comprise entre 0,2 et 1 gramme par mètre cube.  Un nuage pouvant présenter un volume entre 1 et 1000 km³, sa masse peut osciller entre 1000 et 100.000 tonnes

 

AUTRES NOTIONS impliquant la masse : voir aux chapitres individualisés ci-après

>> MASSE atomique---MASSE cosmique---MASSE critique-

MASSE magnétique---MASSE manquante---MASSE molaire-

MASSE particulaire---MASSE spatiale---MASSE spécifique-

MASSE surfacique---MASSE volumique

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