Bonjour,
Suite à une discussion récente, je vous propose une interprétation graphique de quelques formules
Il s'agit du décalage d'Einstein, cad la modification des longueurs d'ondes en fonction d'une masse
Pour que l'exercice devienne parlant, il faut nous livrer à une petite modification des caractéristiques de la Terre
On va réduire son rayon d'environ 1000 et lui donner la masse du soleil
On obtient une Terre de rayon r=6km pour une masse M=2.1030kg
Autrement dit c'est un genre d'étoile à neutron...
Passons au calcul:
-On calcule le rayon de Schwarzschild Rs dépendant directement de la masse de l'objet
(et de deux constantes : gravitationnelle G et vitesse lumière c)
Rs=2GM/c2=3km
Sur le schéma on indique la sphère de photons à 1,5Rs, si l'objet était un trou noir
J'ai toujours entendu dire que si le soleil devenait un trou noir son effet gravitationnel ne changerait pas
Je suppose alors que je peux appliquer ce calcul à ma planète pour connaitre ses effets sur les longueurs d'ondes
-(haut du schéma) Une première formule nous dit que si une source située à l'infini émet un signal de longueur d'onde , il sera reçu par l'observateur à
Ceci veut dire qu'un photon qui "tombe" sur ma planète est blueshifté, inversement un observateur à l'infini verra un photon issu de ma planète redshifté
-(bas du schéma) Mais l'observateur a toujours comme référence ses propres longueurs d'ondes (=1 l'étalon, mètre, raies spectrales... 3km dans le dessin)
A partir de la précédente formule et pour construire ce schéma, on en établi donc une seconde donnant la longueur d'onde d'émission en fonction de la distance à l'observateur d
On se rend compte que l'effet est surtout ressenti à proximité de la planète, l'émetteur étant rapidement assimilé à "être à l'infini"
(rapport inverse de la première équation, ex illlustré : =1 et =1.32=1/0.75 pour E à d=18km (24km du centre) tend vers 1/0.707 pour E à l'infini...)
Maintenant les questions:
1-Ces formules s'apparentent à de la gravitation Newtonienne et pourtant, du point de vue de la Relativité Restreinte, qui considère c constante,
quand on fait varier (=c.T), on fait varier T (période, écoulement du temps...) en fonction d'une masse en présence,
ce qui s'apparente à de la Relativité Générale... dans quel modèle de gravitation est-on avec ces formules ? Newton, RR, RG, autre...
2-Si on adopte un autre point de vue en estimant que le temps est constant mais que c "ralentit" à l'approche de la planète (Flèches en bas du schéma)
Ce qui d'un point de vue mathématique est parfaitement équivalent, et bien on se rend compte (si je ne me suis pas trompé dans mes calculs ),
que localement (en O observateur) la lumière subit une décélération égale à 2g (où g de la planète est devenu 3,7.1012m/s² obtenu avec la formule g=GM/r²)
Ce calcul est-il juste ou mélange-t-il des formules qui n'ont pas à l'être ?
Peut-on dire que la masse ralentit la lumière (= le temps ) cet effet équivalent à la gravité pour les objets alentours ?
(ex: sur terre, dans le dernier mètre avant la surface, la lumière ralentit de 2 x 9.81 / 299792458 = 0,23mm/h )
3-J'élude pour l'instant le sujet... mais en dessous de 6km, il est difficile de représenter des distances puisque à partir de Rs=3km les distances n'ont plus de sens...
Merci d'avance pour aide
Mailou
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