Le temps à la vitesse de la lumière

[ecirbaf]

Bonjour à toutes et tous... ou plutôt bonsoir

Je me faisais quelques reflexions et voudrait quelque éclaircissement


Cas d'école... deux voyageurs opposés voyageant à vitesse égale mettons 50 km/h l'un vers l'autre auront une vitesse relative de 100 km/h
Ces mêmes acteurs voyageant (supposition) à la vitesse de la lumière... résultat : vitesse relative inchangée.
Vitesses respective 300 000 KM/s vitesse relative 300 000 KM/s
Conséquence :
Le déplacement a-t-il bien eu lieu ? Déplacement géographique... mais aucun déplacement temporel ?
Forcément. Il y a bien déplacement géographique mais qui serait donc "instantané" pour chacun des voyageurs mais pas de "rencontre" possible ! Les instant T respectifs de départ et d'arrivée étant les mêmes ?

Question déplacement de la lumière :
Si l'on considère une source lumineuse à un seul (dernier) photon. Cette source lumineuse (en l'occurrence ce photon) sera visible pour tout observateur en tout point de l'univers... Peut-on en déduire que ce photon voyagera partout simultanément ? Malgré qu'il soit unique ? PARADOXE OU PAS ?

Ce n'est pas sans me rappeler ce fil de discussion sur l'éventualité d'un seul et unique électron présent dans l'univers :
http://forums.futura-sciences.com/ph...-lunivers.html


Dernière interrogation du moment : l'âge donné à l'univers. N'existe-t-il qu'uniquement en fonction de notre référentiel ?
Le temps ne s'écoulant pas partout dans l'univers au même rythme, est-il possible, de lui attribué un âge précis ?
Ou différemment si l'on sort de notre référentiel... l'univers a-t-il un âge universel ?
Si je considère l'analogie de l'écoulement du temps à une rivière. La rivière peut avoir un débit élevé, mais à sa source le débit sera très faible.
Le temps est (à tort peut être) toujours assimilé à une durée. Le temps après tout n'est qu'une variable. N'étant pas le même partout est il judicieux de donné un âge fixe?
Le référentiel étant la terre.
Le temps autour d'un trou noir s'écoulerait beaucoup plus lentement...
Qu'en serait-il dans un endroit isolé de l'univers. Suffisamment isolé tel qu'il ne subirait la gravité d'aucun astre ou galaxie ?

Bonne soirée à toutes et tous...

Fab'
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[Deedee81]

Salut Fabrice (bienvenue, avec un peu de retard, sur Futura),

Forcément. Il y a bien déplacement géographique mais qui serait donc "instantané" pour chacun des voyageurs mais pas de "rencontre" possible ! Les instant T respectifs de départ et d'arrivée étant les mêmes ?

De leur point de vue, en effet. Pas du point de vue de celui qui les regarde se rencontrer, bien entendu.

Cette source lumineuse (en l'occurrence ce photon) sera visible pour tout observateur en tout point de l'univers...

Je ne sais pas où tu as été chercher cette idée. Le photon ne sera détecté qu'à un seul endroit (par exemple en arrivant sur la caméra CCD d'un astronome). C'est un photon, pas superman.

Dernière interrogation du moment : l'âge donné à l'univers. N'existe-t-il qu'uniquement en fonction de notre référentiel ?

Même pas le nôtre. L'âge de l'univers est défini par rapport à un repère dit comobile (c'est-à-dire un repère ou le gaz primordial était en moyenne immobile). Cette définition est sensée grâce au principe cosmologique qui dit que l'univers est (au moins à grande échelle) homogène et isotrope.

Dans un autre référentiel, par exemple le notre qui se déplace par rapport au référentiel comobile (ce qui donne une anisotropie dipolaire au rayonnement fossile) l'âge de l'univers serait légèrement différent. Mais la différence est minime et totalement hors de portée de nos moyens de mesure.

Pour une étoile éloignée, isolée, loin de tout gravité d'une galaxie par exmeple, la différence serait infime là aussi.

Pour un individu qui serait tout prêt de l'horizon d'un trou noir primordial (et restant à cette position par un mécanisme quelconque, des super fusées par exemple ) l'univers ne serait âgé que de quelques secondes.

EDIT un habitant vivant sur une étoile à neutron (disposant d'une combinaison empêchant tous ses atomes d'éclater ) considérerait que l'âge de l'univers est quelques pourcents en moins.

(ce qui répond à tes questions à la fin).

Le temps est (à tort peut être) toujours assimilé à une durée.

Ce n'est pas une assimilation mais une définition du mot "durée". C'est la différence entre le temps final et le temps initial, par définition.

Le temps après tout n'est qu'une variable.

C'est un peu plus que cela. C'est aussi ce qu'indiquent les horloges. C'est ça la définition du temps. La variable t n'en est qu'une modélisation mathématique.

Attention de ne pas assimiler la physique aux mathématiques. Les mathématiques sont incontournables en physique, mais la physique n'est pas les mathématiques. Ou comme on dit parfois "ne pas confondre la carte et le territoire".

[claude.mn]

Bonjour,
Je suis novice mais je vais essayer de t apporter ce que je peux, et cela je pense rejoins ce qu'a dit Deedee81,

... Il y a bien déplacement géographique mais qui serait donc "instantané" pour chacun des voyageurs mais pas de "rencontre" possible ! Les instant T respectifs de départ et d'arrivée étant les mêmes ?
Fab'

Le photon met environ 1 seconde pour parcourir le trajet terre /lune et environ 8min soleil terre
Comme tu l’as dit la lumière a une vitesse définie, et donc voyager à la vitesse de la lumière te fera voyager très vite (du point de vue de l'homme) mais pas instantanée
Prévoit plusieurs casse-croûte si tu prends l’idée d'aller visiter une autre galaxie à la vitesse de la lumière (une vie ne suffirait probablement pas)

Je pense que ça répondra à ta question
(Maintenant si tu avais parlé de téléportation et plus de déplacement je ne pourrais pas dire ou tu serais en ce moment)

[claude.mn]

(Maintenant si tu avais parlé de téléportation et plus de déplacement je ne pourrais pas dire ou tu serais en ce moment)

téléportation n est même pas le mot approprié mais la n est pas le sujet

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Salut,

Comme tu l’as dit la lumière a une vitesse définie, et donc voyager à la vitesse de la lumière te fera voyager très vite (du point de vue de l'homme) mais pas instantanée
Prévoit plusieurs casse-croûte si tu prends l’idée d'aller visiter une autre galaxie à la vitesse de la lumière (une vie ne suffirait probablement pas)

Du point de vue de celui qui regarde le photon, c'est exact.

Mais du point de vue d'un voyageur qui accompagnerait le photon (ou du moins qui voyagerait à 300000 km/s moins un petit chouillat, puisqu'un corps massif ne peut pas atteindre la vitesse de la lumière dans le vide) il faut tenir compte de la dilatation du temps. Et pout lui, le voyage serait (quasi) instantané.

[claude.mn]

euh je ne comprend pas Deedee...
dis moi si je me trompe,
un photon met bien environ 8min entre le moment ou il quitte le soleil et le moment ou il touche la terre, mais si on si on montait dans une diligence tracté par des photons, nous ferions ce même trajet instantanément? il y a pas contradiction?

[ansset]

euh je ne comprend pas Deedee...
dis moi si je me trompe,
un photon met bien environ 8min entre le moment ou il quitte le soleil et le moment ou il touche la terre, mais si on si on montait dans une diligence tracté par des photons, nous ferions ce même trajet instantanément? il y a pas contradiction?

tu confonds le temps propre et le temps vu par un observateur.
pour nous, il mettra 8mn à venir, mais pour lui, ce sera instantané.

[ansset]

il n'y a pas de temps absolu, c'est le principe de la relativité.
Or, tu raisonnes en temps absolu.

[claude.mn]

merci ansset,

donc si le gars dans la diligence déicide d envoyer un signal lumineux une fois arrivé et de repartir de si tôt il aura fait l'allé retour sans que son organisme "prenne une ride" ou la moindre seconde pendant que l observateur terrien aura vu partir la diligence et aperçu le signal au bout de 16s? (au même moment ou la diligence faisait le retour a coté du signal)

pour celui qui est dans la diligence il ne verra pas 1 seconde s'écouler quand il aura parcouru 300 000 km?
il n aura pas l impression de prendre 2x plus de photons solaire dans la rétine et ne verra pas le noir absolue derrière lui?

du coup il faut en conclure selon ce que tu m'as dit :
que la diligence a mis 16s pour aller sur le soleil et émettre le signal et qu'il est revenu instantanément au yeux du terrien,
et que pour le voyageur il est resté sur terre vu que si on ce déplace allez retour instantanément on est finalement resté au même endroit....

[claude.mn]

il n'y a pas de temps absolu, c'est le principe de la relativité.
Or, tu raisonnes en temps absolu.

je n avais pas vu ton second post.
oui probablement que mon problème vient de la..

(mais si tu admets que la vitesse d'un photon est fixe 300 000mk/s mais que le temps absolu n existe pas mais est relatif, ca ne reviens pas a dire que la vitesse du photon est finalement relative???)

[ansset]

16 mn tu veux dire pour l'aller/retour. ( pas 16s )
par ailleurs , certaines de tes phrases sont peu claires :
"il n aura pas l impression de prendre 2x plus de photons solaire dans la rétine et ne verra pas le noir absolue derrière lui?"
ou
"que la diligence a mis 16s pour aller sur le soleil et émettre le signal et qu'il est revenu instantanément au yeux du terrien,
et que pour le voyageur il est resté sur terre vu que si on ce déplace allez retour instantanément on est finalement resté au même endroit...."
que veut dire au même endroit ?
et il n'est pas revenu instantanément justement aux yeux du terrien. !!???

[ansset]

précision.
si effectivement, il voyait qcq chose, avec la déformation de l'espace-temps, à la vitesse c il ne verrait q'une lumière de face ( pas 2x plus )

[Deedee81]

donc si le gars dans la diligence déicide d envoyer un signal lumineux une fois arrivé et de repartir de si tôt il aura fait l'allé retour sans que son organisme "prenne une ride" ou la moindre seconde pendant que l observateur terrien aura vu partir la diligence et aperçu le signal au bout de 16s? (au même moment ou la diligence faisait le retour a coté du signal)

C'est cela. C'est la paradoxe des jumeaux mais à l'extrême là.

pour celui qui est dans la diligence il ne verra pas 1 seconde s'écouler quand il aura parcouru 300 000 km?

Non, pour lui ce sera 0 seconde (instantané).

il n aura pas l impression de prendre 2x plus de photons solaire dans la rétine et ne verra pas le noir absolue derrière lui?

Il n'aura pas le temps de voir quoi que ce soit derrière-lui puisque c'est instantané (pour lui). Mais :
- effectivement, aucun photon ne saurait le rattraper (puisqu'ils vont tous à la même vitesse)
- s'il reçoit des trucs dans la tronche (poussières, rayons lumineux), ils arriveront tous en 0 seconde. Je te dis pas le choic
- D'une manière générale, ce qui arrive vers lui (par l'avant) subit un décalage Doppler vers le bleu, extrême (énergie infinie... mais je rappelle qu'un objet massif ne peut pas aller à cette vitesse, mais il pourrait aller à la vitesse de la lumière moins un milliardième de kilomètre/heure. Ca ne changerait pas grand chose. La durée du voyage serait inférieure à une nanoseconde, la lumière qui arrive sur lui par devant serait décalée dans les rayons gamma, bonjour l'irradiation mortelle).

du coup il faut en conclure selon ce que tu m'as dit :
que la diligence a mis 16s pour aller sur le soleil et émettre le signal et qu'il est revenu instantanément au yeux du terrien,
et que pour le voyageur il est resté sur terre vu que si on ce déplace allez retour instantanément on est finalement resté au même endroit....

Non, tu mélanges tout. Il met 16 secondes pour faire tout son voyage aux yeux du terrien.
Le voyage est instantané au yeux de la dilligence mais ça ne veut pas dire qu'il est resté au même endroit, ça veut juste dire qu'il a fait le chemin en un temps nul. C'est plus superman mais hyperman ou photonman
(le signal vient juste compliquer inutilement l'histoire)

Mais on va compliquer encore un peu

Note que pour le voyageur dans la dilligence, la vitesse est la même. Sa vitesse n'est pas infinie. en effet, il faut tenir compte aussi de la contraction des longueurs. Pour lui la distance à parcourir est contractée et donc la vitesse reste inchangée. Et s'il est tiré par un photon, la distance devient même 0. Notons que la vitesse est alors 0/0 ce qui est indéfini... mais on peut considérer à nouveau une vitesse "c - epsilon". Ou alors utiliser la composition relativiste des vitesses.

C'est la relativité restreinte (qui n'est pas un sujet si facile).

[Deedee81]

Vous envoyez vos messages trop vite les gars, j'arrive pas à suivre. Vous être monté sur un photon ?

(mais si tu admets que la vitesse d'un photon est fixe 300 000mk/s mais que le temps absolu n existe pas mais est relatif, ca ne reviens pas a dire que la vitesse du photon est finalement relative???)

toute vitesse est relative mais en utilisant la composition relativiste des vitesses (voir la petite formule fort simple sur wikipedia) il s'avère que la vitesse de la lumière reste toujours identique en grandeur et dans le vide
(la lumière, dans l'eau, va à 200000 km/s. Et là, sa vitesse dépend de l'observateur ! C'est une expérience réalisée par Fizeau au dix-neuvième siècle. A l'époque, ils ne connaissaient pas la relativité, et il avait interprété ça comme un entrainement de "l'éther" par l'eau. Mais la formule était étrange, l'entrainement de l'éther dépendait de l'indice de réfraction et ça il ne savait pas l'expliquer. C'est Einstein qui a trouvé la bonne solution : pas d'éther mais un espace-temps qui n'est pas l'espace et le temps absolu de Newton).

[claude.mn]

Merci de m’avoir repris, il s'agit bien de 8 et 16 minutes et non secondes pour l’exemple...

Avec tous ce qui a était écris en si peu de temps cela apporte matière à réflexion!
Je vais arrêter avec mes questions et mon raisonnement, on s’éloigne probablement de ce qui intéresse ecirbaf

[Deedee81]

Merci de m’avoir repris, il s'agit bien de 8 et 16 minutes et non secondes pour l’exemple...

Merci aussi à anset, ça m'avait échappé et j'ai récopié sans réfléchir, pfffffffff

Avec tous ce qui a était écris en si peu de temps cela apporte matière à réflexion!

Je l'ai dit plus haut, on a écrit à la vitesse de la lumière

Je vais arrêter avec mes questions et mon raisonnement, on s’éloigne probablement de ce qui intéresse ecirbaf

Je ne sais pas trop ce qui t'intéresse, évidemment, mais il y a pas mal d'articles sur la relativité restreinte.
Même les articles techniques sont fort abordables.

Il y a ça bien sûr : http://fr.wikipedia.org/wiki/Relativit%C3%A9_restreinte

J'ai aussi écrit ceci : http://fr.scribd.com/doc/166636239/C...restreinte-pdf
Dont une bonne partie est fort abordable avec peu ou pas de mathématiques.

Et les bouquins, que ce soit de vulgarisation ou technique, on en trouve des centaines.
Un de vulgarisation mais fort bien foutu que j'avais beaucoup aimé est "E=MC2, une formule changea le monde".

La relativité générale, par contre, c'est tout de suite quelque crans au-dessus du seul de complexité, tant d'un point de vue conceptuel que d'un point de vue mathématique.

[invite58238425]

Bonjour,

pour celui qui est dans la diligence il ne verra pas 1 seconde s'écouler quand il aura parcouru 300 000 km?

SI. (en considérant qu'il évalue sa vitesse par rapport aux étoiles à un peu moins que c, soit un peu moins que 299 792 458 m/s).

Seulement, quand il aura parcouru 300 000 km dans l'espace de son propre point de vue, pour le même trajet (par exemple une portion d'un voyage vers une étoile fixe par rapport à la terre) un terrien estimera que le voyageur a parcouru une distance bien plus conséquente, et en une durée bien plus importante. Le voyageur ne verra en effet pas 1 seconde s'écouler (bien moins, presque rien) lorsque le terrien évaluera la distance parcourue à 300 000 km. Le voyageur estimera alors cette distance à presque rien. Les mesures de distance et de durée ne sont utilisables à but d'établir une vitesse qu'à la condition que les instruments utilisés (horloge et règle) soient tenus par une seule main.

Cordialement.

[ansset]

SI. (en considérant qu'il évalue sa vitesse par rapport aux étoiles à un peu moins que c, soit un peu moins que 299 792 458 m/s).
.

a cette vitesse, avec la "déformation" des rayons lumineux, pas sur qu'il puisse faire le moindre calcul.
ce qu'il risque de voir c'est juste une grosse boule lumineuse dans l'axe de sa trajectoire.

[invite58238425]

a cette vitesse, avec la "déformation" des rayons lumineux, pas sur qu'il puisse faire le moindre calcul.

Cette vitesse était donnée par hypothèse, dans la question même de claude.mn. Si le chevauchement du photon ne mène à rien (et est opposé aux principes même de relativité qui précisent qu'on ne peux chevaucher une monture qui se dérobe à c sous nos fesses), par contre on peut interpréter sa question comme "est-il possible de parcourir 300 000 km de notre point de vue lorsque nous voyageons à presque c par rapport à la terre? Ma réponse est "non", car à cette vitesse, la terre est située, quel que soit l'instant, à moins de 300 000 km de nous...

"c" est une constante, et aussi une limite. En s'approchant de la limite, s'approche t'on de la constante?

[ansset]

tu ne m'a pas compris.
plus tu t'approches de la vitesse c plus les seuls rayons lumineux que tu reçois ne viennent que de face.
admets tu ce point ?

[invite58238425]

Oui. Oui. Oui. Ce n'est pas que je bégaie, mais l'éditeur impose 10 caractères mini.

[invite58238425]

Bonjour,

Ansset, je réponds oui à votre question, et j'attends votre intervention pour connaitre le lien avec le sujet.

Cordialement.

[ansset]

bonjour,
je répondais à ceci :

SI. (en considérant qu'il évalue sa vitesse par rapport aux étoiles à un peu moins que c, soit un peu moins que 299 792 458 m/s).
.

à cette vitesse, je doute fort qu'il puisse évaluer sa vitesse par rapport aux étoiles pour les raisons évoquées.

[Zefram Cochrane]

Cette vitesse était donnée par hypothèse, dans la question même de claude.mn. Si le chevauchement du photon ne mène à rien (et est opposé aux principes même de relativité qui précisent qu'on ne peux chevaucher une monture qui se dérobe à c sous nos fesses), par contre on peut interpréter sa question comme "est-il possible de parcourir 300 000 km de notre point de vue lorsque nous voyageons à presque c par rapport à la terre? Ma réponse est "non", car à cette vitesse, la terre est située, quel que soit l'instant, à moins de 300 000 km de nous...

"c" est une constante, et aussi une limite. En s'approchant de la limite, s'approche t'on de la constante?

bonsoir, en RR la vitesse c'est toujours l'autre qui parcourt 300 000 km de notre point de vue en 1s (presque c) ce n'est pas soit.
Donc selon la Terre, nous serons à perpet.
Cordialement,
Zefram

[Brujah]

[...]plus tu t'approches de la vitesse c plus les seuls rayons lumineux que tu reçois ne viennent que de face.
admets tu ce point ?

Personnellement, je ne comprends pas cette affirmation.
On s'est rendu compte que les photons nous arrivaient à la vitesse de "c", que nous nous dirigions vers la source émettrice ou que nous nous en éloignons. La relativité restreinte nous a expliqué que l'espace et le temps étaient unis dans une trame inversement proportionnelle qui pouvait se déformer en fonction de la vitesse de telle façon que "c" nous apparaisse constant.
Si sur terre, les photons sont mesurés à vitesse constante qu'ils nous parviennent dans le sens du mouvement ou non, ceci est également vrai à des vitesses relativistes. Qu'on me corrige si je me trompe, mais à 50% de "c" ou à 99,9% de "c", dans le référentiel de l'objet en m.r.u., les photons seront bien mesurés se déplaçant à "c", qu'ils nous parviennent dans le sens du mouvement ou non. Des photons émis dans le sens de notre déplacement seront mesurés comme nous "doublant" à la vitesse de "c". C'est pourquoi la phrase que j'ai cité me semble étrange et je ne la comprend pas.

C'est à la vitesse de "c" que ça me pose plus de problèmes. Les photons émis dans le sens de notre déplacement perdraient toute leur énergie de notre point de vue et effectivement, on ne recevrait pas de photons provenant de l'arrière.
Par contre, les photons reçus de face seraient infiniment plus énergétiques (les ondes radios deviendraient des ondes gamma ?).

[ansset]

je vais laisser qcq de plus didactique que moi te répondre.
mais c'est un fait.
j'ajoute le pseudo paradoxe qui est que plus tu accélères, plus tu as l'impression que les étoiles se regroupent devant ton champ de vision.
donc tu as même l'impression visuelle de "reculer".
il y a une belle video la dessus, mais je ne sais plus ou.

[ansset]

je crois que je l'ai retrouvé ( si elle est encore visible )
à la base, c'est un sujet sur les trous noirs.
https://www.youtube.com/watch?v=A_KBd0kSlAc

[invite95355625]

Bonjour,

en RR la vitesse c'est toujours l'autre qui parcourt 300 000 km de notre point de vue en 1s (presque c) ce n'est pas soit.

Le choix d'un système de coordonnées est libre. Y compris le choix de son origine. Pourquoi cet arbitrage?

[Zefram Cochrane]

Bonsoir,
il me semble qu'il y a une nuance entre la définition de la vitesse de la RR et celle de la vitesse de la mécanique classique. Peut être suis je dans l'erreur?
Cordialement,
Zefram

[invite95355625]

Bonjour,

Bonsoir,
il me semble qu'il y a une nuance entre la définition de la vitesse de la RR et celle de la vitesse de la mécanique classique. Peut être suis je dans l'erreur?
Cordialement,
Zefram

Si c'est à mon post précédent que vous répondez ainsi, vous n'avez pas expliqué ici l'arbitrage que vous faites sur le choix de l'origine d'un système de coordonnées. C'est très important, l'ouverture d'esprit en découle. Voulez-vous donc répondre à la question posée, telle que posée : vous prétendez que la relativité restreinte impose une origine particulière à tout système de coordonnées, je prétends qu'il n'en est rien. Veuillez développer votre affirmation...

Merci.