vitesse et inertie

[NeoNavy]

Bonjour,
J'ai deux petite questions:

- partant du principe que l'espace est "vide", si un vaisseau était propulsé par un moteur dont l'énergie serait infini ou presque (fusion par exemple) il devrait accélérer continuellement?! Je sais qu'il ne pourrait jamais atteindre la vitesse de la lumière (et que de toute façon il atteindrait sa vitesse maximal bien avant), mais je ne comprend pas pourquoi il ne peut pas toujours accélérer tant que son moteur fonctionne?! Sur terre un train qui pousse ses moteurs à fond accélère jusqu'à ce que les forces (friction air/sol/mécanique <=> puissance propulsive) arrivent à l'équilibre et ainsi il garde sa vitesse max, mais dans l'espace (en partant du principe qu'il est "vide" ou presque) il n'y a pas de tels forces de friction aussi je ne comprend pas pourquoi un vaisseau ne pourrait pas toujours continuer à accélérer...

- dans l'espace un objet lancé à une vitesse donné peut il ralentir "naturellement" s'il ne rencontre aucun obstacle ou garderait-il éternellement cette vitesse?

Merci d'avance
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[Amanuensis]

je ne comprend pas pourquoi un vaisseau ne pourrait pas toujours continuer à accélérer...

Normal, puisqu'avec les hypothèses proposées le vaisseau accélérera toujours.

- dans l'espace un objet lancé à une vitesse donné peut il ralentir "naturellement" s'il ne rencontre aucun obstacle ou garderait-il éternellement cette vitesse?

En mécanique classique ou en relativité restreinte, l'objet a alors un mouvement rectiligne uniforme (vitesse constante) relativement à tout référentiel inertiel.

[NeoNavy]

Normal, puisqu'avec les hypothèses proposées le vaisseau accélérera toujours.

donc où est l'erreur dans les hypothèses proposées? puisque l'on sait qu'il est impossible qu'il accélère éternellement (et même si c'était le cas il y a toujours la limite de la vitesse de la lumière).

[Amanuensis]

donc où est l'erreur dans les hypothèses proposées?

Il n'y en a pas. (Ou du moins il est impossible que le vaisseau dispose d'une méthode de poussée infinie.)

puisque l'on sait qu'il est impossible qu'il accélère éternellement (et même si c'était le cas il y a toujours la limite de la vitesse de la lumière).

C'est cela qui est faux. Une poussée continue (et donc une accélération continue vue du vaisseau) n'implique pas de dépasser la vitesse de la lumière relativement à un référentiel inertiel en relativité restreinte.

La difficulté conceptuelle est qu'il faut distinguer l'accélération "vu du vaisseau" de l'accélération mesurée dans un référentiel inertiel. Elles sont différentes. En particulier, la seconde tend vers 0 même si la première ne s'annule pas.

Une manière de le présenter est de dire que mesuré selon un référentiel inertiel, l'inertie du vaisseau augmente avec la vitesse, ce qui fait tendre l'accélération vers 0.

[A voir en vidéo sur Futura]

[NeoNavy]

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Une manière de le présenter est de dire que mesuré selon un référentiel inertiel, l'inertie du vaisseau augmente avec la vitesse, ce qui fait tendre l'accélération vers 0.

C'est effectivement une explication qui se tient, merci beaucoup.
Et pour la "barre" de la vitesse de la lumière je me suis souvenu d'autre chose: plus on s'en rapproche plus le temps (de l'objet qui s'en approche) ralenti, et donc il pourrait accélérer autant qu'il voudrait: plus il accélèrerait et plus le temps ralentirai pour lui!

[Amanuensis]

Et pour la "barre" de la vitesse de la lumière je me suis souvenu d'autre chose: plus on s'en rapproche plus le temps (de l'objet qui s'en approche) ralenti, et donc il pourrait accélérer autant qu'il voudrait: plus il accélèrerait et plus le temps ralentirai pour lui!

C'est souvent présenté comme cela, mais il faut se souvenir que pour le vaisseau lui-même le temps (tel que mesuré par des horloges) n'est pas affecté par son mouvement.

[NeoNavy]

on est d'accord, c'est bien pour cela qu'on parle de voyage dans le temps