Pourquoi y-a-t-il une vitesse limite dans l'univers ?

[invite684134d0]

Voir l'expérience de Alain Aspect.
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[stefjm]

Bonjour,
D'accord, "c" est la limite basse pour la vitesse de phase.
C'est l'absence de limite haute autre que l'infini qui me perturbe.
Je ne trouve pas cela très physique. (ou naturel)

[invité576543]

Bonjour,
D'accord, "c" est la limite basse pour la vitesse de phase.
C'est l'absence de limite haute autre que l'infini qui me perturbe.
Je ne trouve pas cela très physique. (ou naturel)

Pourtant, j'imagine, tu trouve naturel de considérer que l'espace existe au présent, qu'il existe par exemple une ligne joignant deux événements simultanés, comme le bord d'une règle par exemple.

Quelle est la valeur de la vitesse le long de cette ligne, de dx/dt, si ce n'est l'infini, puisque le temps est identique tout le long, dt=0 alors que dx n'est pas nul?

Commentaire : l'infini vient juste du choix de ce dont on parle. Si on prenant dt/dx (ou un gradient en 3D), ce serait nul pour le bord de la règle, mais la 1/vitesse usuelle pourrait être infinie sans que ce soit choquant.


Ce n'est pas tant l'infini potentielle de la vitesse la question de fond, mais la causalité. Je n'ai pas encore vu de description claire de la notion de causalité pour les cas de vitesse supérieure à c.

Cordialement,

[invite5456133e]

Je n'ai pas encore vu de description claire de la notion de causalité pour les cas de vitesse supérieure à c.

Pourrais-tu expliquer un peu ce que tu veux dire, stp?

[invite499b16d5]

Pourtant, j'imagine, tu trouve naturel de considérer que l'espace existe au présent, qu'il existe par exemple une ligne joignant deux événements simultanés, comme le bord d'une règle par exemple.
Quelle est la valeur de la vitesse le long de cette ligne, de dx/dt, si ce n'est l'infini, puisque le temps est identique tout le long, dt=0 alors que dx n'est pas nul?

Salut!
est-ce si certain que ça? Je veux dire, dans l'optique orthodoxe de la Relativité restreinte? Les deux extrémités de la règle sont une image qui peut être trompeuse, parce que la règle est petite, tu la tiens entre les mains, et donc tu as l'impression de pouvoir tenir dans ton regard une simultanéité de ses extrémités.
Mais cela pose à mon sens un problème:
pour parler de simultanéité, il faut parler d'évènements. Les bouts de la règle ne peuvent être considérés comme des évènements, à moins de les "attacher" à un instant t donné. Mais ce faisant, la simultanéité n'a pas de sens physique, elle résulte juste de la définition d'un instant t, uniquement conceptuel. Le "temps", celui qui s'écoule, celui qui peut éventuellement être mesuré, tu n'as aucune certitude qu'il est le même aux deux bouts de la règle. Donc, dire qu'il existe un référentiel où les deux extrémités de la règle à l'instant t sont simultanées est une tautologie. Ce serait vrai dans tout référentiel. Est-ce que je me trompe?

[invité576543]

Salut!
est-ce si certain que ça? Je veux dire, dans l'optique orthodoxe de la Relativité restreinte?

Je ne vois pas de problème d'orthodoxie.

pour parler de simultanéité, il faut parler d'évènements. Les bouts de la règle ne peuvent être considérés comme des évènements, à moins de les "attacher" à un instant t donné. Mais ce faisant, la simultanéité n'a pas de sens physique, elle résulte juste de la définition d'un instant t, uniquement conceptuel.

Oui

Donc, dire qu'il existe un référentiel où les deux extrémités de la règle à l'instant t sont simultanées est une tautologie. Ce serait vrai dans tout référentiel. Est-ce que je me trompe?

Non, tu ne te trompes pas, au sens où les deux événements "extrémités de la règle à l'instant t" changent selon le référentiel, et que réciproquement, si je prends deux événements "extrémité A" et "extrémité B", il existe un référentiel où ils sont simultanés à condition que la séparation soit temporelle (soit dt<dx/c dans tout référentiel).

Dans mon message précédent j'aurais pu (dû) préciser "une règle immobile devant toi". Mais ça ne change rien au fond, il n'en reste pas moins qu'il existe "à tout moment" une ligne "conceptuelle", différente dans chaque référentiel (qui définit donc le "moment"), qu'on appelle "bord de la règle" et donc la dérivée dx/dt est infinie.

Cordialement,

[invite499b16d5]

Dans mon message précédent j'aurais pu (dû) préciser "une règle immobile devant toi". Mais ça ne change rien au fond, il n'en reste pas moins qu'il existe "à tout moment" une ligne "conceptuelle", différente dans chaque référentiel (qui définit donc le "moment"), qu'on appelle "bord de la règle" et donc la dérivée dx/dt est infinie.

J'avais bien compris que la règle était immobile devant toi. Mais malgré cela, j'ai du mal à accorder à ses deux extrémités une notion de simultanéité. Si tu entends pas là qu'elles ont toutes deux le même temps propre que toi, c'est juste une affaire de définition, et encore seulement en RR. Mais, même en RR, l'idée que le temps est le même n'importe où sur un corps rigide ne me semble pas évidente si on accorde au temps une valeur opérationnelle, en tant qu'observable via un instrument de mesure. Si tu prends une horloge initialement synchronisée avec la tienne, et que tu l'apportes au bout de la règle (disons à 1 m de toi), le simple fait de devoir déployer pour cela une vitesse fait qu'à l'arrivée, elle ne marque déjà plus le même temps que toi. Tu vas me dire que les équations de Lorentz permettent de le corriger, mais ne retombons-nous pas dans la convention?
Comment exprimer cela? Y-a-t-il quelque chose, qui ne relève pas de la convention, qu'on puisse appeler l'écoulement du temps en un point, ou qui permette de dire: le temps ici et le temps là sont les mêmes?

[invité576543]

Si tu entends pas là qu'elles ont toutes deux le même temps propre que toi, c'est juste une affaire de définition, et encore seulement en RR.

Non, deux trajectoires immobiles l'une par rapport à l'autre ont le même temps propre.

Si tu prends une horloge initialement synchronisée avec la tienne, et que tu l'apportes au bout de la règle (disons à 1 m de toi), le simple fait de devoir déployer pour cela une vitesse fait qu'à l'arrivée, elle ne marque déjà plus le même temps que toi.

Ce n'est pas ce qu'on fait! Tu penses que pour synchroniser les horloges du réseau mondiale qui établit l'heure on déplace les horloges?

Y-a-t-il quelque chose, qui ne relève pas de la convention, qu'on puisse appeler l'écoulement du temps en un point, ou qui permette de dire: le temps ici et le temps là sont les mêmes?

L'immobilité relative.

Quand à tes notions de convention, elle est conventionnelle. Si ta convention est que tout est convention, alors tout le sera.

Cela n'empêche pas de synchoniser des horloges tout autour de la Terre...

Cordialement,

[invite499b16d5]

Ce n'est pas ce qu'on fait! Tu penses que pour synchroniser les horloges du réseau mondiale qui établit l'heure on déplace les horloges?

Je ne dis pas ça. Je dis que pour compenser, ça suppose qu'on connaît déjà la distance, ce qui nécessite de l'avoir physiquement parcourue, donc à une certaine vitesse, donc elle est rigoureusement fausse par rapport au référentiel qui n'a pas bougé... Il y une sorte de circularité dans tout ça qui m'a toujours posé problème. J'ai l'impression que c'est comme si deux points différents de l'Univers ne pouvaient pas, principiellement, avoir une information complète sur la 4-distance qui les sépare "réellement"... mais peut-être que j'ai le cerveau lent!

[invite499b16d5]

Y-a-t-il quelque chose, qui ne relève pas de la convention, qu'on puisse appeler l'écoulement du temps en un point, ou qui permette de dire: le temps ici et le temps là sont les mêmes?
L'immobilité relative.

mais comment attester expérimentalement de cette "immobilité relative" sans être à la fois sur chacun de ces deux points? C'est justement cette notion d'immobilité relative dont j'en viens à penser que c'est comme un leurre

[invite6754323456711]

mais comment attester expérimentalement de cette "immobilité relative" sans être à la fois sur chacun de ces deux points? C'est justement cette notion d'immobilité relative dont j'en viens à penser que c'est comme un leurre

L'immobilité relative c'est plutôt la trajectoire d'un corps (4D) qui ne peut être un point non ?

Patrick

[invité576543]

cette notion d'immobilité relative dont j'en viens à penser que c'est comme un leurre

Je trouve ce leurre très rassurant.

Je serais un peu gêné le matin si je découvrais que la cuisine s'était éloignée ou rapprochée de ma chambre pendant la nuit.

Cordialement,

[stefjm]

Je trouve ce leurre très rassurant.
Je serais un peu gêné le matin si je découvrais que la cuisine s'était éloignée ou rapprochée de ma chambre pendant la nuit.
Cordialement,

On en revient toujours à la même remarque : Comment s'en rendre compte si l'étalon qui sert à la mesure varie de même?
D'où l'intérêt d'utiliser plusieurs grandeurs physiques de dimensions différentes pour essayer de recouper
les résultats? (Faire de la la physique)

[invite499b16d5]

Je trouve ce leurre très rassurant.
Je serais un peu gêné le matin si je découvrais que la cuisine s'était éloignée ou rapprochée de ma chambre pendant la nuit.

Salut,
Et l'expansion de l'univers, tu la laisses au placard?
(à propos, ça toujours d'ailleurs paru très bizarre, cette insistance "rassurante", dans la vulgarisation, à répéter que si les galaxies s'éloignent, ce n'était pas le cas au niveau des petits agrégats de matière... ça commence à combien, petit?

[invite7863222222222]

Salut,
Et l'expansion de l'univers, tu la laisses au placard?
(à propos, ça toujours d'ailleurs paru très bizarre, cette insistance "rassurante", dans la vulgarisation, à répéter que si les galaxies s'éloignent, ce n'était pas le cas au niveau des petits agrégats de matière... ça commence à combien, petit?

N'importe quoi.

[mach3]

Et l'expansion de l'univers, tu la laisses au placard?

Si l'expansion de l'univers éloignait la cuisine de ma chambre, elle éloignerait aussi le toit du plancher du même facteur, ma taille du même facteur et aussi mon mètre, ce qui fait que je ne pourrais m'en rendre compte...
La seule conclusion à tirer de l'observation, c'est que les distances intergalactiques augmentent plus vite que la taille de l'étalon que j'utilise pour mesurer ces distances, sinon on ne se rendrait compte de rien... (ce qu'on peut d'ailleurs interpréter de manière équivalente comme "les distances intergalactiques rapetissent moins vite que l'étalon" ou tout autre possibilité maintenant une différence de croissance constante entre ces distance et l'étalon).

Apparemment la "force" qui cause l'expansion n'est pas assez forte pour contrecarrer les forces liant des systèmes suffisamment petit, comme une galaxie ou même un groupe de galaxies.
Une des possibilités envisagée pour la fin de l'univers est le big rip : une augmentation progressive de cette "force" finirait par disloquer des systèmes liées de plus en plus petit, jusqu'à déchirer les atomes.

m@ch3

[invité576543]

Salut,
Et l'expansion de l'univers, tu la laisses au placard?

Je la mets à sa place, et pas n'importe où comme cela m'arrange dans une discussion.

Pour ajouter à la réponse de Mach3, déjà suffisante :

Il me semble qu'il y a une différence entre les systèmes liés, qui nécessitent un apport d'énergie pour les séparer en morceaux. Je ne vois pas trop comment l'expansion fournirait cette énergie.

La notion d'immobilité relative est claire uniquement pour les systèmes liés.

Et c'est le cas de ma chambre et ma cuisine, qui sont liées entre elles (si du moins on peut faire confiance aux maçons), et de toute manière chacune liée à la Terre.

Pareil pour le réseau planétaire des horloges donnant le TAI : elles font toutes partie d'un système lié, la Terre et ce qui est dessus.

(Au passage, pour même temps, il faut immobilité relative et même potentiel gravitationnel : les horloges du TAI sont "corrigées" pour leur différence d'altitude! Si tu cherches les décalages résiduels, c'est plus avec la gravité que tu les trouveras qu'avec l'immobilité)

Enfin, mes commentaires indirects disent aussi plus ou moins tous : ce n'est pas une question de convention, mais d'expérimentation. Deux horloges indiquent le même temps quand elles restent synchrones; la théorie cherche à rendre compte de cela, ce ne sont pas les horloges qui se plient à des conventions entre humains sur le temps.

Cordialement,

[invite499b16d5]

Il me semble qu'il y a une différence entre les systèmes liés, qui nécessitent un apport d'énergie pour les séparer en morceaux. Je ne vois pas trop comment l'expansion fournirait cette énergie.
La notion d'immobilité relative est claire uniquement pour les systèmes liés.

J'entends bien, mais les étoiles dans une galaxie sont liées exactement par la même force (gravitation, voire électro-magnétisme dans les cas rarissimes d'objets chargés) que les galaxies dans un amas ou que les amas dans un super-amas. Tout ce que je voulais dire est que je n'ai jamais compris cette distinction qui semble arbitraire. Maintenant, comment ça doit se passer quand l'interaction forte s'en mêle, c'est un sujet que je laisse volontiers au futur prix Nobel!
Maintenant, concernant la réponse de Mach3 sur l'étalon qui se dilate au même taux que la distance effective, je veux bien, mais comme il le dit, on ne devrait s rendre compte de rien. Mais alors, pourquoi dit-on que l'expansion de l'univers est "observée" par le redshift? J'aimerais comprendre une bonne fois pour toutes si ce sont des mètres qui se dilatent, ou des galaxies qui s'éloignent (davantage de mètres entre elles). Qu'on excuse mon ignorance, mais je ne suis pas un expert en relativité!

[invite7863222222222]

Qu'on excuse mon ignorance, mais je ne suis pas un expert en relativité!

Entre ignorant et expert en relativité, il y a une sacré de marge d'évolution encore.

[invite6754323456711]

Une des possibilités envisagée pour la fin de l'univers est le big rip : une augmentation progressive de cette "force" finirait par disloquer des systèmes liées de plus en plus petit, jusqu'à déchirer les atomes.

Si à grande échelle, les distances mutuelles de tous les objets augmentent avec le temps c'est qu'à un instant donnée dans le passé elles étaient nulles ?

Ce n'est peut être pas le premier univers ni même la dernier

Ce ne sont pas les objet qui se déplacent dans l'espace mais l'espace qui se dilate en entrainent passivement les objets non ?

RG (espace-temps : "être" physique qui se courbe en présence d'énergie/matière) + univers homogène ==> dilatation ==> décalage vers le rouge des raies spectrale ?


Patrick

[invité576543]

que les galaxies dans un amas ou que les amas dans un super-amas.

Cela reste à montrer. Etre attiré gravitationnellement n'implique par lié. Quel est le devenir de ces amas ou super-amas?

J'aimerais comprendre une bonne fois pour toutes si ce sont des mètres qui se dilatent, ou des galaxies qui s'éloignent (davantage de mètres entre elles).

Quelle importance?

Cordialement,

[stefjm]

Salut,
Et l'expansion de l'univers, tu la laisses au placard?
(à propos, ça toujours d'ailleurs paru très bizarre, cette insistance "rassurante", dans la vulgarisation, à répéter que si les galaxies s'éloignent, ce n'était pas le cas au niveau des petits agrégats de matière... ça commence à combien, petit?

Des pistes dans une réponse de Maltek sur fr.sci.astrophysique.

sur fr.sci.astrophysique
L'expansion ne devient non négligeable qu'au-delà de la taille du
superamas de galaxies.

Pour établir les équations des cosmologies puis l'équation de Friedmann
dont les solutions donnent les modèles classiques en expansion, il faut
faire l'hypothèse préalable du principe cosmologique: l'espace est
homogène et isotrope à l'échelle du cosmos, ce qui n'est évidemment
correct qu'à très grande échelle.

2 références en rapport :
- pour l'échelle à partir de laquelle l'expansion n'est plus négligeable
http://fr.arxiv.org/abs/astro-ph/9803097
- pour comprendre avec un modèle simple la notion d'échelle limite entre 2 comportements (lié ou expansion)
http://arxiv.org/abs/gr-qc/0508052

[invite499b16d5]

Des pistes dans une réponse de Maltek sur fr.sci.astrophysique.

Mille fois merci, le bon Dieu te le rendra!

[ZeTof]

Une question pour en revenir à la vitesse de transmission d'une information :

Je suis électronicien et je me souvient très bien que lors de mes études (années 80), l'on m'a enseigné que la vitesse de propagation de l'électricité (les électrons) est instantanée.
On nous as donné comme exemple un tube rempli de billes, quelque soit sa longueur, si l'on insère une bille à une extrémité, il y en a une qui sort de l'autre coté.
C'est valable également avec une corde. Quelque soit sa longueur, si vous tirez dessus à une extrémité, l'autre extrémité suit immédiatement.

Quelqu'un pour m'expliquer pourquoi ceci est faux svp ?

[invité576543]

Quelqu'un pour m'expliquer pourquoi ceci est faux svp ?

La réponse la plus simple est que c'est faux parce que c'est contraire à l'observation!

Que ce soit pour un signal électrique ou une corde (qui est nécessairement légèrement élastique), il n'est pas difficile de faire des mesures précises qui montrent une vitesse non infinie de propagation d'une perturbation.

Cordialement,

[invite499b16d5]

La seconde réponse est que c'est contraire à la théorie. La Relativité interdit absolument toute vitesse de propagation physique supérieure à celle de la lumière.
(il est vrai que c'est très rapide, et que si on met un fil sous tension, il faut être rapide pour le lâcher à temps!)
Maintenant, les porteurs de charges vont moins vite que l'électricité elle-même, voir ce lien http://fr.wikipedia.org/wiki/Vitesse...ectricit%C3%A9

[phys4]

Bonjour Zetof et les autres,
Excuse les copains, ils sont un peu abrupts. J’aime mettre les réponses au niveau des questions, alors voici quelques petits compléments.

On nous as donné comme exemple un tube rempli de billes, quelque soit sa longueur, si l'on insère une bille à une extrémité, il y en a une qui sort de l'autre coté.
C'est valable également avec une corde. Quelque soit sa longueur, si vous tirez dessus à une extrémité, l'autre extrémité suit immédiatement.

Pour ton tube de billes en acier, par exemple, un choc à l’entrée ne se propage pas plus vite que le son dans l’acier donc quelques milliers de m/s. Pour la corde, la vitesse de propagation d’un choc est déterminé par le rapport entre l’élasticité et la densité linéaire, elle est rarement plus élevée que la vitesse du son dans l’air.
Le cas des électrons est plus complexe. ils ne se poussent pas mutuellement comme dans les descriptions simplistes. En réponse à une tension au début du fil, il se produit une onde EM qui modifie la distribution des électrons superficiels de proche en proche, Cette onde guidée se propage dans l’isolant qui entoure le fil et la vitesse de l’information transmise dépend de la constante diélectrique de cet isolant. Elle est environ 2/3 de c. Même un champion olympique n’aura pas le temps de lâcher le fil.
La notion d’instantané est donc très relative.
Au revoir.

[invite499b16d5]

En réponse à une tension au début du fil, il se produit une onde EM qui modifie la distribution des électrons superficiels de proche en proche, Cette onde guidée se propage dans l’isolant qui entoure le fil et la vitesse de l’information transmise dépend de la constante diélectrique de cet isolant. Elle est environ 2/3 de c. Même un champion olympique n’aura pas le temps de lâcher le fil.

Tiens, je ne savais pas! Pourquoi dans l'isolant? Parce que le champ dans un conducteur est nul? Je pensais que ça se propageait plutôt à la surface (effet de peau).
Donc en somme, si on veut que ça aille plus vite, il suffit de laisser le conducteur dénudé... si l'isolant est de l'air, on va presque à c!

[phys4]

Donc en somme, si on veut que ça aille plus vite, il suffit de laisser le conducteur dénudé... si l'isolant est de l'air, on va presque à c!

Tou à fait exact, l'effet de peau est une conséquence de cette propagation autour du fil. A l'intérieur du fil, l'onde ne peut se propager dans le métal. Le champ qui met en mouvement les électrons pénétre par le bord du fil. A haute fréquence, il ne peut plus atteindre le centre. Cet effet est si important qu'à 50 Hz, il est inutile d'utiliser un fil de plus d'un cm de diamètre.

[invite75876f1b]

Nous n'avons encore aucune certitude quant à la possible présence d'une vitesse limite, par contre il n'a jamais été démontrer le contraire. Nous savons seulement que la vitesse de la lumière n'a jamais pu être dépassée. Pourquoi existe-t-elle? question très difficile à répondre. Je crois que comme le monde est régit par des modèles mathématiques(si on fait abstraction à la théorie du chaos) il doit y avoir nécessairement une vitesse limite sans quoi la prédiction et la création de modèles mathématiques ferait appel à bien plus que des principes de relativité et donc il serait impossible de faire quelques modèles mathématiques que ce soit. C'est mon point de vue!