7 – Origine de la charge

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ORIGINE DE LA CHARGE  ET DES CHAMPS MAGNETIQUES

Si l’on pose au commun des physiciens la question : qu’est-ce qu’une charge EM ? la réponse lui paraîtra évidente et il déroulera le tapis des équations. Si on approfondit la question en demandant: quelle est l’origine d’ une charge ?  nous devons quitter l’évidence expérimentale pour pénétrer le domaine de la description mécanique du phénomène. Pour qu’un corpuscule soit attractif ou répulsif, il faut bien une cause mécanique et une énergie. On ne peut contenter d’affirmer que les particules de même charge se repoussent et que celles de charges contraires s’attirent sans nous interroger sur le pourquoi et le comment. Le travail d’analyse phénoménologique est ici plus que jamais fondamental.

La physique, depuis la découverte de la charge électrique, n’a jamais expliqué sa nature et ses principes de fonctionnement. Pour certains, la charge électrique est transportée par une particule ou l’électron est  » habillé » d’un nuage de charges positives et négatives contenues dans une sphère qui l’environne. Ainsi, selon Lorentz «  les particules de matière portent des charges électriques qui participent à leur mouvement ». Selon Murray Gell-Mann, « les particules produisent des forces les liant les unes aux autres ». Entre proton et neutron par exemple  «existerait» un nuage de mésons virtuels dont certains portent une charge électrique. Cet essaim tourbillonnant de charges crée un champ magnétique. (Cette représentation quelque peu « évanescente » de la charge doit emprunter certainement au vieux fond alchimique qui représentait l’énergie comme une matière à la fois réelle et subtile).

La compréhension de la nature de la charge est d’autant plus difficile qu’elle n’entretient aucune relation avec la valeur des masses : électron et proton de poids sensiblement différent développent une même force électromagnétique. Pour accroître la difficulté, nous avons  une force qui fonctionne dans les deux sens, tantôt attractive tantôt répulsive.

La  physique ne parvient pas à déterminer l’origine de la charge ni la cause de ses manifestations positive ou négative qui permet d’identifier les particules. On ne sait pas davantage ce qu’est l’état de neutralité. Par contre les effets de la charge sont bien connus et les comportements des particules neutres parfaitement identifiés. Cependant, nous savons qu’un courant à un sens, celui emprunté par le mouvement des électrons libres et que si nous l’inversons, l’orientation d’une aiguille aimantée change également. La nature positive ou négative d’un courant électrique paraît  liée au sens du déplacement des électrons : si nous le changeons,  nous modifions également l’orientation du champ magnétique. Il y a aussi un magnétisme dû au mouvement orbital de l’électron autour du noyau et un effet magnétique propre « de spin » que nous pouvons relier au moment cinétique orbital. Il a consécutivement un moment magnétique dû «à la rotation de sa charge électrique». Mais à aucun moment les physiciens n’ont établi un lien de causalité directe entre la rotation de la particule et l’existence de la charge. A proprement parler,  une particule a un moment magnétique mais celui-ci est simplement mathématique, car ils ne peuvent l’envisager comme un mouvement de rotation de la particule sur elle-même ! Pour ceux-ci, il semblerait que la charge électrique soit indépendante de cette rotation. La charge est comme «portée» par la particule et, à la limite, elle pourrait  avoir une action indépendante. Cependant, il est admis que le mouvement orbital est cause d’un champ magnétique. Mais là encore pour la physique actuelle, c’est le déplacement de la charge qui le suscite et non le mouvement de la particule.

1 – L’origine de la charge.

Le plus élémentaire étant par définition le plus simple, on doit concevoir une particule comme une sphère plus ou moins régulière de densité absolue (pas de vide interne) et totalement homogène.

Ici, la forme de la particule doit être supposée à partir de la nature de son mouvement: celle de la sphère s’impose car parfaitement adaptée à un mouvement de rotation. La physique est certes expérimentale mais ne peut négliger l’approche théorique et déductive.

Il est donc exclu qu’une particule puisse être constituée de sous parties, des quarks, qui demeurent  des êtres mathématiques destinés à formaliser des résultats d’expériences.

Ici, il y a contradiction évidente entre science expérimentale et la théorie de la substance de l’espace. Il apparaît en effet totalement inconcevable, car relevant du pur imaginaire de science fiction, qu’une particule de matière compacte puisse comporter en elle-même des sous parties ce qui suppose un vide, un espace pour les séparer.

Si nous constatons des effets : attraction ou répulsion, création d’un champ électromagnétique,  il faut bien une cause et celle-ci ne peut être mathématique mais foncièrement mécanique. Si on définit la charge comme effet mécanique à l’origine d’un mouvement, il faut conclure qu’une masse chargée dispose d’une capacité à susciter un mouvement. Or la création d’un mouvement suppose l’existence d’une énergie qui  doit être mise en oeuvre par une quantité de matière elle-même en activité. La force consécutive à la charge doit être la conséquence d’un mouvement sinon nous sombrons dans la préhistoire de la physique en revenant à la notion de « fluide magique » produit sans cause.

Il nous faut en toute raison s’accorder pour dire que le mouvement des particules est la cause de la charge. Lorsqu’une particule chargée est en translation, on attribue à ce déplacement la création d’un courant de type ampérien dans le champ magnétique. Il faut donc constater une relation de cause à effet entre le déplacement de la particule et ce courant électrique.

Cependant, la particule garde sa charge alors même quelle est immobile. Par ailleurs, deux électrons se repoussent lorsqu’ils sont mis en contact. S’il se produit un mouvement de répulsion, c’est qu’une force les oppose. Cette force est le produit d’une énergie laquelle ne fait que traduire l’état d’un mouvement. Le seul mouvement immobile que nous connaissons est celui de la rotation de la particule sur elle-même ou mouvement de spin.

De là il faut conclure que c’est le mouvement propre, interne à la particule qui suscite cette force, cette « charge » électromagnétique.

Etant donné que ce principe d’union ou de réaction doit dépendre d’un phénomène bien réel et que, finalement, une petite boule qui tourne sur elle-même ne saurait représenter un mécanisme très complexe, il nous faut reporter au seul mouvement interne de la particule l’origine possible des liens et répulsions particulaires.

Ainsi, on peut très logiquement attribuer l’origine de la charge à ce mouvement de rotation de la particule sur elle-même. Si nous savons par ailleurs ( voir chapitres précédents) que l’équation E=mc² signifie que l’énergie de masse est conservée pour autant que la particule perpétue sa rotation de spin, il faut alors relier cette production de charge à l’énergie de masse de la particule.

Comme toutes les particules de matière permanente conservent l’énergie de leur masse sous forme de mouvement cinétique intrinsèque et qu’on ne saurait multiplier les types d’énergie qui leur sont attachées, il semble à l’évidence que les forces électromagnétiques attractive et répulsive doivent être rapportées à cette énergie de masse. Comme cette énergie est celle d’un mouvement de spin, on doit  attribuer l’origine de la charge d’une particule à sa rotation.

Si l’équation E = m.c² décrit l’énergie de masse, il est évident que la notation colombienne « e » de la charge électromagnétique formalise la même source d’énergie.

2- Identité des charges et inégalité des masses

Le fait que la vitesse de rotation des particules permanentes soit proche de celle de la lumière ( pour justifier l’équation E = mc² ) engendre ceci comme conséquence que toutes les particules ont un moment cinétique identique. Cette similitude des moments cinétiques pourrait servir de base à la compréhension du principe d’identité des charges malgré les différences de masse. En effet, le moment cinétique intrinsèque des particules est égal à la moitié de la constante réduite  h de Planck.  Le moment cinétique h est intangible autant qu’est invariable la valeur de la charge « e » puisque produit par le même phénomène. La constante h intervient en effet dans l’écriture du moment magnétique d’une particule

Cependant, pour une même valeur de ce moment, nous avons des masses de poids différent. Dés lors, il parait normal qu’à l’identité du moment cinétique ( h/2 ) corresponde celle de la charge e. Leur force d’attraction est similaire malgré la différence de masse car c’est la valeur du moment cinétique qui détermine celle de la charge et non la masse de la particule. S’il en était autrement, la charge devrait varier avec la masse.

Si l’identité du moment cinétique justifie l’égalité des charges, cela signifie que la charge est dépendante du mouvement de rotation des particules effectué en un point de sa circonférence à la vitesse c. Ainsi,  le proton plus massif aura parcouru  une distance identique à l’électron pour un nombre de rotations moins élevé.

Dès lors, la notation coulombienne  » e  » de la charge et la constante  » h  » de Planck. décrivent un phénomène d’identique origine. Comme il s’agit de la manifestation d’une énergie et que celle-ci provient de la masse en rotation l’équation E= mc² signifie que l’intégrité de la masse est  préservée pour autant que la particule garde sa vitesse de spin  acquise lors de sa création.

Les constantes c, h et e, sont liées car elles formalisent un même processus mécanique.

L’invariabilité de la charge e, son insécabilité, renvoient  donc à celles de la masse des particules, à l’énergie de masse exprimée par la constance C de la lumière, et enfin à l’uniformité du moment magnétique qu’exprime l’invariabilité de la constante de Planck.     Nous  pouvons considérer que la charge existe pour autant qu’une particule tourne sur elle-même, et c’est ce mouvement permanent, alimenté par l’énergie de spin de la masse, qui engendre des effets électromagnétiques d’attraction ou de répulsion également constants et comme attachés aux particules chargées.

Important : Le principe de la charge ne s’appliquant pas aux particules neutres nous verrons au chapitre suivant que la nature particulière de leur mouvement de rotation explique cette neutralité. Pour les photons également, leur non réactivité électromagnétique a pour origine les propriétés de leur spin « 1 ».

Ainsi, les caractères de la charge E.M dépendent-ils entièrement de la nature propre du mouvement des particules.

Toutes ces considérations ouvrent large la voie à l’interprétation du mécanisme de la charge comme conséquence de l’effet de rotation de la particule sur elle même. Si on s’en tient strictement au point de vue mécanique sans recourir aux dissimulations mathématiques tout en refusant de transformer la charge en une matière évanescente d’origine inconnue, il n’a pas d’autres explications pour percer le mystère de l’électromagnétisme. On ne voit donc plus ce qui interdit de considérer que tout l’électromagnétisme est consécutif au mouvement des particules. En définitive, le magnétisme engendre du  mouvement,  et comme il ne saurait y avoir de mouvement sans cause, il faut bien que celui-ci soit suscité par un objet  qui est lui-même en mouvement.

Du constat que les particules, pour se maintenir en l’état de matière permanente, doivent conserver intacte leur énergie de masse acquise lors de leur création, on doit extraire le principe de l’unicité de la charge E.M élémentaire.

Une capacité attractive/répulsive uniforme est attachée à la masse en rotation pour autant que celle-ci, selon certaines conditions, soit conservée. Si nous définissons a priori les principes d’une force et une unité de charge conventionnelle comme base d’un système de mesure, il va à l’encontre de notre construction de fractionner cette unité.

Dés lors, la particule ne peut être qu’une boule de matière totalement homogène et compacte qui tourne sur elle même à la vitesse C. Il est donc hors de question d’imaginer que dans cette masse de matière dense, nous trouvions des objets originaux que l’on puisse distinguer par leurs propriétés. Nous ne voyons pas comment des sous-constituants d’une masse compacte en rotation pourraient s’analyser en fractions de la charge élémentaire. Aussi, on ne saurait fragmenter un charge autrement que par des artifices mathématiques tels que ceux de la théorie de jauge appliquée aux quarks ( ainsi un proton serait composé de charges 1/3 2/3 etc, ce que la théorie nouvelle ne peut admettre).

Unicité et permanence étant consécutives au mouvement d’une seule particule, on ne saurait fragmenter une charge sans la faire disparaître.

Si la masse tourne sur elle-même on peut croire qu’elle entraîne dans son mouvement la substance environnante. Dès lors un champ magnétique est constitué d’ondes de prématière qui est mise en mouvement par la rotation de spin de la particule mais également par leur déplacement.

Puisque ces forces attractives et répulsives constituent un champ de force par lequel on explique les effets à distance entre particules chargées et qu’on ne peut concevoir la transmission d’un effet sans le support d’une substance, on est amené à prêter au champ constitué d’ondes électromagnétiques toutes les propriétés qui sont celles de la prématière.

Si à l’inverse on attribue à un espace vide des propriétés géométriques purement abstraites, on ne peut comprendre comment une charge parvient à agir à distance.

3 – Magnétisme et action à distance

La science physique est essentiellement une mécanique qui étudie les mouvements et interactions entre objets physiques réels. L’oubli de son objet d’étude propre a permis d’occulter une question importante : les conditions de possibilité de transmission du mouvement à distance.

Entre objets physiques macroscopiques l’expérience de nos sens nous enseigne que la transmission d’un mouvement s’effectue, d’une façon ou d’une autre, par transmission mécanique directe, contacts, chocs, mouvements des électrons dans un conducteur etc. Les champs gravitationnel et magnétique posent un problème qui n’est toujours pas résolu : comment un objet peut-il influencer  le mouvement d’un autre objet à distance ?  Quelle est la nature de ce   » principe  » qui permet la déviation d’une aiguille aimantée lorsqu’on ouvre un circuit électrique ou qui influe sur la hauteur des marées terrestres et ceci sans contact ?

Curieusement, ce qui est fondamentalement occulté dans la relativité générale, c’est la question de la transmission d’un mouvement à distance. Einstein n’a fait que poser une limite à la vitesse de cette transmission. Celle-ci doit s’effectuer à la vitesse de la lumière au moyen du support de champs. Mais le champ a une  » réalité  » géométrique, mathématique mais pas matérielle.  Car l’attaque frontale de la relativité devait porter sur le maillon faible de la théorie newtonienne : la transmission instantanée dans l’espace. La force d’interaction et l’énergie potentielle de Newton perdent leurs bases puisqu’ils reposaient sur le concept de simultanéité absolue. Désormais la force centrale qui est diluée dans les champs disparaît ce qui rend impossible la propagation immédiate d’une action.

L’unification opérée par Maxwell avait permis à ses successeurs de se dispenser de l’hypothèse de l’action à distance, pour ce qui concerne l’électromagnétisme. Les ondes étaient constitutives du champ et se déplaçaient à la vitesse C à l’intérieur de ces champs. La tâche d’Einstein sera de s’inspirer et de prolonger ce premier travail d’unification en installant le champ gravitationnel sur des bases indépendantes  de tout support.

L’existence du champ se manifeste seulement quand on introduit des charges d’électricité. Les masses électriques ne sont rien de plus qu’un endroit où les divergences des champs électriques ne s’annulent pas.

Quelle est la spécificité de la charge gravitationnelle relativement à la charge électromagnétique ? Un champ E.M peut se manifester comme onde indépendante, mais le champ des graves se montre par quel objet identifiable ? il ne pourra s’agir que d’ondes. Quelle est donc la différence entre les ondes graves et les ondes électromagnétiques ? Et pourquoi la gravitation produirait-elle un système d’ondes autre de celui de l’électromagnétisme ? Si chaque masse produit dans le même temps des ondes gravitationnelles et électromagnétiques comment les reconnaître ?

Il est bien évident que ces  questions n’ont pas trouvé de réponse dans le cadre de la relativité générale. Le transfert de toutes ces difficultés dans le concept d’espace courbe a donc permis leur occultation complète. La relativité n’admet d’interactions que par l’intermédiaire des champs : de quoi sont-ils composés et quelle est cette substance qui devrait avoir nécessairement des propriétés mécaniques pour servir d’intermédiaire ?


Les champs électromagnétiques sont composés de prématière.

Puisque ces forces attractives et répulsives constituent un champ de force par lequel on explique les effets à distance entre particules chargées et qu’on ne peut concevoir la transmission d’un effet sans le support d’une substance, on est amené à prêter au champ constitué d’ondes électromagnétiques toutes les propriétés qui sont celles de la prématière. Si à l’inverse on attribue à un espace vide des propriétés géométriques purement abstraites, on ne peut comprendre comment une charge parvient à agir à distance.

La prématière ou substance de l’espace constitue un milieu homogène susceptible de produire des effets mécaniques permettant le maintient de l’impulsion reçue sous forme d’ondes électromagnétiques et la transmission à un autre corps de cette quantité de mouvement. Conformément aux enseignements de la relativité, cette transmission à distance s’effectue à la vitesse de la lumière puisqu’il s’agit du mouvement des ondes électromagnétiques. Ainsi comme entre objets physiques macroscopiques la transmission d’un mouvement s’effectue, mécaniquement, par contacts et chocs. L’existence d’un milieu homogène permet la réunification des physiques classiques avec les physiques relativiste et quantique. Rien ne nous autorise plus à penser en effet qu’il se trouve un fossé infranchissable entre ces différentes approches qui décrivent toutes les modalités de fonctionnement des objets de l’univers..

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Preuve  de l’existence de la prématièrre

Lévitation d’une statuette, du sculpteur Tanguy, contenant des aimants permanents Nd2Fe14B (néodyme-fer-bore) au dessus d’un lit de supraconducteurs YBa2Cu3O7 (yttrium-barium-cuivre-oxygène) texturés, refroidis à la température de l’azote liquide (-196°C). Un aimant placé au voisinage d’un supraconducteur induit des courants à la surface du supraconducteur. Ces courants induisent eux-mêmes un champ magnétique opposé au premier d’où ce phénomène de lévitation (effet Meissner). © CNRS Photothèque.

Lorsqu’on rapproche les pôles opposés de deux aimants, on ressent une forte résistance comme sur la photo ci-dessus. De même il est possible de transmettre un mouvement d’un aimant à un autre sans contact. COMMENT est-il possible qu’un champ magnétique agisse à distance sans contact ? Aucune explication n’a jamais été fournie par la physique et il reste à croire qu’un champ magnétique est un phénomène  totalement immatériel, une sorte de fluide magique. Il faut se persuader que le champ magnétique est le résultat de la mise en mouvement de la substance de l’espace par les électrons.

Ce que l’on ressent physiquement en rapprochant les aimants, c’est la REALITE de cette substance que l’on compresse.

Le statut physique des champs.

Lorsqu’on approche les deux pôles opposés d’un aimant, il se produit une répulsion comme si on se trouvait en présence d’un ressort. Or, il n’y a rien, on ne voit pas le ressort. La résistance est identique dans une pompe à air : mais nous ne voyons pas non plus l’air. Un expérimentateur préhistorique découvrant le phénomène serait dans la même situation que nos contemporains face à la répulsion de deux aimants. Qui peut certifier qu’il n’y a aucune substance que l’on comprime en rapprochant ces deux aimants ?

L’existence d’une substance homogène permet  de sortir  les champs électromagnétiques du statut trouble où on les avait confinés : les champs ont une réalité physique, leurs lignes de force sont effectivement produit par le mouvement des masses et  mettent en mouvement un milieu. La théorie des champs (gravitationnels, électromagnétiques) a été élaborée pour justifier la transmission d’un mouvement  « sans contact ». Le champ avait une  » réalité  » mathématique, mais pas matérielle. Il se bornait à  constater et décrire un effet – la transmission – mais sans définir  l’objet physique qui en serait l’agent. Le champ électromagnétique n’est donc plus comme suspendu dans l’espace sans réalité propre et il s’extrait de son formalisme mathématique où l’avait enfermé la théorie de la relativité. Si en effet nous reprenions l’interrogation de Feynman :

Si le champ en effet n’était pas constitué d’une force, il ne serait pas nécessaire d’apporter de l’extérieur une quantité de mouvement pour susciter une réaction. Si donc le champ nécessite un apport d’énergie extérieur pour le mettre en mouvement afin que ce mouvement soit transmis, il faut bien que quelque chose résiste, qu’une force s’y trouve logée. Mais une force comme une énergie suppose toujours quelque chose qui la supporte ou qui la déploie. Se pose alors la question de savoir ce qui suscite l’énergie de résistance des champs.

Avec l’idée de résistance de la substance de l’espace nous pouvons parfaitement répondre à son questionnement.

Par ailleurs, la courbure mathématique de l’espace d’Einstein devient une courbure réelle, une ligne de force constituée d’ondes prématérielles qui oblige à l’adaptation et à l’incurvation du mouvement. Mais la force de gravitation ne disparaît pas pour autant : les masses en présence produisent une force qui est transmise par l’intermédiaire d’un milieu.

De même qu’on ne peut séparer une particule de son onde, il n’est guère possible de distinguer les charges gravitationnelles ou E.M de leurs champs respectifs. Le magnétisme a pour origine la mise en mouvement de la substance de l’espace. Ce mouvement est provoqué soit par la mise en œuvre de l’énergie de spin des particules, soit par leur mouvement de translation.

La physique classique newtonienne est réhabilitée, il n’y a plus de transmission instantanée d’un mouvement car le milieu ondulant déplace ses ondes, ses rides de courbure, à la vitesse limitée C. La question de la transmission du mouvement à distance est résolue sur une base mécanique, ce qui redonne à la physique sa cohérence originelle. En effet, seules les substances sont réelles et peuvent prétendre à l’existence comme objets physiques dotés des propriétés mécaniques suivantes : réception, conservation et transmission du mouvement. Consécutivement, tout mouvement a pour cause l’action d’une substance et toute transmission implique un rapport mécanique entre substances. En définitive, la transmission d’un mouvement à distance ne serait pas concevable sans le support d’une substance. C’est donc l’ébranlement du milieu provoqué par le déplacement des charges qui permet de transmettre le mouvement et ainsi dévier une aiguille aimantée.

La physique quantique trouve pour la première fois une base théorique cohérente : les fluctuations du vide quantique, la mer de Fermi -  réservoir d’une énergie inépuisable – certaines modalités de fonctionnement des particules dites virtuelles, l’effet Casimir notamment,  peuvent parfaitement s’expliquer par l’existence d’une substance à partir de laquelle la matière peut surgir et réagir.

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Un champ magnétique est constitué d’ondes de prématière qui sont mises en mouvement par la rotation et le déplacement des particules tableau…

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