Une réflexion sur un univers hypothétique avec un seul corps : la masse a-t-elle encore un sens ?
Introduction
La masse est l’une des notions les plus fondamentales de la physique. Elle mesure à la fois l’inertie d’un corps et sa capacité à interagir gravitationnellement avec d’autres. Mais que se passerait-il si l’univers ne contenait qu’un seul corps ? Pourrait-on encore dire que ce corps « a une masse » ? La question, en apparence paradoxale, révèle la tension entre deux visions de la physique : l’approche intrinsèque et l’approche relationnelle.
1. La masse comme propriété intrinsèque
Dans la physique moderne, chaque particule élémentaire possède une masse propre.
Les électrons et les quarks tirent leur masse de leur interaction avec le champ de Higgs.
Les protons et neutrons, qui composent la matière ordinaire, tirent la leur de l’énergie de confinement des quarks et gluons.
Ainsi, même isolé, un corps conserve une masse définie par sa structure interne. Cette vision fait de la masse une propriété essentielle, indépendante de tout contexte.
2. La masse comme grandeur relationnelle
Pourtant, dans l’expérience, la masse n’apparaît jamais seule.
On la mesure par comparaison (balance, unités de référence).
On la déduit de ses effets (accélération, gravitation).
Dans un univers avec un seul corps, aucune interaction n’est possible : pas de gravité, pas de mouvement relatif, pas de comparaison. La masse devient alors une notion vide d’opérationnalité. Elle existe peut-être en théorie, mais elle n’a aucun effet observable.
3. Le paradoxe Mach–Einstein
Cette tension a été formulée par Ernst Mach, qui soutenait que l’inertie d’un corps dépend de la présence des autres masses de l’univers. Einstein s’est inspiré de cette idée pour développer la relativité générale, où la géométrie de l’espace-temps est façonnée par la distribution de masse-énergie. Dans cette perspective, un univers avec un seul corps serait un univers sans inertie définissable, donc sans masse « réelle ».
4. Comparaison avec d’autres grandeurs
Vitesse : sans repère, impossible de dire si un corps est en mouvement.
Temps : sans succession d’événements, la durée perd son sens.
Charge électrique : une charge isolée ne produirait aucun effet mesurable.
La masse s’inscrit donc dans une famille de grandeurs qui oscillent entre intrinsèque et relationnel.
Conclusion
Dans un univers peuplé d’un seul corps, la masse peut être pensée de deux manières :
Oui, elle existe comme propriété intrinsèque, inscrite dans la structure du corps.
Non, elle n’existe pas comme réalité observable, faute d’interactions pour la manifester.
La masse est donc à la fois essence et relation. Ce paradoxe illustre une vérité plus large : les concepts fondamentaux de la physique ne prennent sens qu’à l’interface entre théorie et expérience, entre ce que les équations affirment et ce que le monde nous permet de constater.
Références et bibliographie
Masse et physique classique
Masse (physique) :
Lois de Newton :
Gravitation universelle :
Inertie :
Relativité et équivalence
Relativité restreinte : https://fr.wikipedia.org/wiki/Relativité_restreinte
Relativité générale : https://fr.wikipedia.org/wiki/Relativité_générale
Équivalence masse-énergie : https://fr.wikipedia.org/wiki/Équivalence_masse-énergie
Principe d’équivalence : https://fr.wikipedia.org/wiki/Principe_d%27équivalence
Temps propre :
Physique quantique et champs
Théorie quantique des champs : https://fr.wikipedia.org/wiki/Théorie_quantique_des_champs
Particule élémentaire : https://fr.wikipedia.org/wiki/Particule_élémentaire
Champ de Higgs :
Intrication quantique :
Décohérence quantique : https://fr.wikipedia.org/wiki/Décohérence_quantique
Cosmologie et scénarios extrêmes
Univers observable :
Big Bang :
Expansion de l’Univers :
Théorie du tout : https://fr.wikipedia.org/wiki/Théorie_du_tout
Figures scientifiques associées
Isaac Newton (gravitation et masse) :
Albert Einstein (relativité et équivalence masse-énergie) :
Paul Dirac (équation de Dirac, particules) :
Peter Higgs (champ de Higgs) :
Richard Feynman (théorie quantique des champs) :
Concepts complémentaires
Masse inertielle :
Masse gravitationnelle :
Masse relativiste :
Défaut de masse : https://fr.wikipedia.org/wiki/Défaut_de_masse
Énergie du vide : https://fr.wikipedia.org/wiki/Énergie_du_vide
