Cones de lumière

[amwus]

Bonjour tout le monde !
J'ai récemment acheté le livre concernant les trous noirs de Jean Pierre Luminet, afin d'obtenir de plus amples informations concernant la réalisation de mon travail de fin d'études.
Je me suis plongé dans la lecture passionnante de ce livre, et déjà tout au début, concernant la relativité restreinte et les trous noirs je ne comprend pas bien ! Ca promet !
En fait, il s'agit de cones de lumières. Si j'ai bien compris, c'est la "forme" que prend la lumière en se développant et rien ne peut sortir de ce cone puisque la vitesse de la lumière est la vitesse maximale d'un corps. Ce que je ne comprend pas bien c'est le rapport avec les temps. Apparement, le cone de lumière permet d'"expliquer" le rapport entre l'espace et le temps. Il y aurait de la lumière allant vers le passé et le futur ? j'avoue ne pas comprendre cette hiustoire de cone de lumière...

[deep_turtle]

Salut,

Félicitations pour ta lecture, c'est un excellllent bouquin !!

Pour le cône de lumière, c'est vrai qu'il y a des aspects qui prêtent à confusion...

Dans notre espace à trois dimensions spatiales, quand une source émet un flash lumineux, se flash se propage au cours du temps, de plus en plus loin du point de départ. A chaque instant la lumière est localisée sur une sphère centrée sur le point de départ (c'est OK ? Arrête-moi dès que ça coince).

Dans un espace à deux dimensions (tu vas voir plus loin pourquoi je descends le nombre de dimensions...), une source donne des ronds de lumière (ça remplace la sphère précédente) qui s'éloignent de la source, au cours du temps.

Or, si tu représentes ça dans un espace à 3D, avec sur un axe le temps (disons l'axe x orienté avec les temps plus grands vers la droite) et sur l'autre les deux coordonnées d'espace, tu vas trouver un cône !! Aux temps faibles (vers la gauche) la lumière occupe dans le plan yOz un cercle de faible rayon, aux temps plus grands elle occupe un cercle de rayon plus grand... Tout ça fait un cône...

Hurle si c'est encore moins clair qu'avant §(y a plein e smileys ui sont pas contents, lâche-toi !!)

[Rincevent]

Apparement, le cone de lumière permet d'"expliquer" le rapport entre l'espace et le temps. Il y aurait de la lumière allant vers le passé et le futur ? j'avoue ne pas comprendre cette hiustoire de cone de lumière...

en fait, y'a plusieurs trucs dans les cônes de lumières qui sont un des machins les plus importants de la relativité :

- le nom "cône" a été expliqué ici par Deep-Turtle, mais je me permets de mettre un dessin (pas de moi of course) pour illustrer...

- si tu regardes (via les équations) le cône centré en un point de l'espace-temps, tu verras qu'il est le même quelque soit l'observateur (si tu fais une transformation de Lorentz, il reste identique à lui-même)

- les rayons lumineux qui peuvent passer par l'événement au centre du cône, naviguent à la surface de ce dernier. Si tu prends une particule qui va moins vite que la lumière, alors elle suit une trajectoire dans l'espace-temps qui est située à l'intérieure du cône, et ce pour tous les observateurs

- si tu regardes les événements (= points de l'espace-temps) situés dans le "cône futur" (la moitié supérieure du cône total), alors tu peux montrer qu'ils correspondent à des points de l'espace-temps que l'observateur placé au sommet du cône peut influencer : il peut envoyer une information là-bas car elle voyagera moins vite que la lumière

- si tu fais la même chose pour le cône passé (la moitié inférieure), tu trouveras à l'inverse tous les événements qui peuvent avoir influencé l'observateur situé au sommet et desquels il peut avoir reçu une information émise depuis un de ces événements

c'est-à-dire que si tu prends 1) le sommet du cône, 2) un événement situé dans le cône passé 3) un dans le cône futur, tu auras 3 événement de l'espace-temps pour lesquels il existe un ordre chronologique absolu (car le cône est le même pour tous les observateurs), ce qui n'est pas le cas si tu prends 3 événements quelconques (même avec seulement 2 y'a pas toujours de chronologie absolue, par exemple il n'y en a pas s'ils ne sont pas situés dans le cône l'un de l'autre).

[amwus]

Mais je ne comprend pas justement cette histoire de cone de passé... Je comprend que la lumière se déplace vers le futur. D'ailleurs, corrigez moi si je me trompe, d'après ce que je comprend, le futur n'est donc pas une chose abstraite puisque la lumière va dans cette direction, mais nous, nous ne pouvons pas puisque notre vitesse est inférieure à celle de la lumière. C'est bien ca ?
Mais l'hisotire du cone du passé je ne comprend pas. Pcq sur le dessin, le cone part vers le futur et vers le passé... Logiquement, ca ne devrait pas non pour avoir un ordre chronologique ?
Or apparement, le cone va dans 2 directions différentes...
C'est assez compliqué je dois dire !

[deep_turtle]

Le cône passé ne représente pas le trajet de la lumière vers le passé, mais plutôt l'ensemble des rayons lumineux, émis dans le passé, qui atteignent un point donné à un moment donné (appelons-le P). Ce cône passé te montre la position de toutes les sources de lumière dont on reçoit de la lumière !

Tout ce qui se trouve à l'extérieur de ce cône ne peut pas avoir d'effet sur ce qui se passe au point P, car l'information aurait du aller plus vite que la lumière, ce qui n'est pas permis.

Bon, désolé j'ai juste paraphrasé ce qu'a dit Rincevent...

[amwus]

Haaaa ok ! En fait, le cone du passé concentre toutes les sources de lumières émises dans le passé en un point évènement P c'est ca ? En quelque sorte, c'est la "cause" de l'évènement... Et le cone supérieur représente le futur del'évènement. Si c'est bien ça je commence à comprendre...

[falko]

Mais je ne comprend pas justement cette histoire de cone de passé... Je comprend que la lumière se déplace vers le futur. D'ailleurs, corrigez moi si je me trompe, d'après ce que je comprend, le futur n'est donc pas une chose abstraite puisque la lumière va dans cette direction, mais nous, nous ne pouvons pas puisque notre vitesse est inférieure à celle de la lumière. C'est bien ca ?
Mais l'hisotire du cone du passé je ne comprend pas. Pcq sur le dessin, le cone part vers le futur et vers le passé... Logiquement, ca ne devrait pas non pour avoir un ordre chronologique ?
Or apparement, le cone va dans 2 directions différentes...
C'est assez compliqué je dois dire !

est-ce que je me trompe ?

Le photon etant sa propre anti particule, on doit avoir des photons qui vont vers le futur, et d'autre vers le passé?

[deep_turtle]

Comment ça "est-ce que je me trompe"... Tu veux dire est-ce que amwus se trompe ?

Le photon etant sa propre anti particule, on doit avoir des photons qui vont vers le futur, et d'autre vers le passé?

Non, les antiparticules ne vont pas vers le passé, elles vont vers le futur, comme tout le monde. Ceci a été discuté plusieurs fois, fais une recherche sur le forum, tu devrais trouver pas mal de pistes...

[falko]

Comment ça "est-ce que je me trompe"... Tu veux dire est-ce que amwus se trompe ?

non pas lui.. moi.. enfin ce que j'avais ecrit en dessous

Non, les antiparticules ne vont pas vers le passé, elles vont vers le futur, comme tout le monde. Ceci a été discuté plusieurs fois, fais une recherche sur le forum, tu devrais trouver pas mal de pistes...

j'me trompe alors