Photons, miroir et relativité

[ad.vh]

Bonjour à tous,

Je vous soumet une petite question qui me "titille", ceci sans doute à cause de mon ignorance.

Selon la relativité d'Einstein, si je pars aujourd'hui de la Terre à une vitesse proche de la lumière et que je reviens vous serez tous beaucoup plus vieux et moi un tout petit peu moins jeune.

Maintenance que ce passerait-il si ce sont des photons qui partent (donc par définition à la vitesse de la lumière) et reviennent (par le biais d'un miroir par exemple) ? Quelle image nous serait renvoyée ? Celle du présent ou du passé ?
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[invite09c180f9]

Bonjour,

ta question me semble un peu ambigüe. Si tu envoies une information sous forme d'onde lumineuse par exemple, si le signal n'a pas été altéré biensûr, tu récupèreras le signal envoyé.
Maintenant, si tu veux parler de photons issus de sources lointaines (n'importe quelle étoile par exemple) ceux-ci nous restituent bien évidemment des images de la source tel qu'elle était au moment de leur émission, donc dans le passé.

[mariposa]

Bonjour à tous,

Je vous soumet une petite question qui me "titille", ceci sans doute à cause de mon ignorance.

Selon la relativité d'Einstein, si je pars aujourd'hui de la Terre à une vitesse proche de la lumière et que je reviens vous serez tous beaucoup plus vieux et moi un tout petit peu moins jeune.

Maintenance que ce passerait-il si ce sont des photons qui partent (donc par définition à la vitesse de la lumière) et reviennent (par le biais d'un miroir par exemple) ? Quelle image nous serait renvoyée ? Celle du présent ou du passé ?

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Bonjour,
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Le photon ne viellit pas. Il nait en partant de la Terre, puis revient mourir sur Terre. Du point de vue du photon, naissance et mort sont simultanés. Du point de vue de l'observateur terrestre le photon a vécu un temps t = l/c où L est la distance parcourue dans l'espace.

. Moralité:Si tu veux voir l'état du réchauffement de la planète dans 100 ans, tu t'assoies sur un photon voyageur. Inutile de prendre des bagages, tu n'aura même pas le temps de te raser.

[invite51c801ae]

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Bonjour,
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Le photon ne viellit pas. Il nait en partant de la Terre, puis revient mourir sur Terre. Du point de vue du photon, naissance et mort sont simultanés. Du point de vue de l'observateur terrestre le photon a vécu un temps t = l/c où L est la distance parcourue dans l'espace.

Supposons alors que l’on envoie ce photon sur Mars et qu’il revienne mourir, comme vous dites, sur une cellule photo électrique d’un luxmètre. Dans le référentiel du photon, il est déjà de retour sur la cellule photo électrique du luxmètre. Par contre, il se passera (disons, par soucis de simplicité environ 10 minutes avant que l’observateur voit la mesure du luxmètre indiquer que ce photon est de retour sur la cellule. Les atomes de la cellule sont-ils également dans le référentiel du photon ? Car si ce photon est déjà de retour, il faut bien qu’il « meurt » en interagissant avec les atomes de la cellule du luxmètre. Pourquoi alors l’indication de la mesure dans notre référentiel se fait 10 minutes plus tard ?

Salutations.

[A voir en vidéo sur Futura]

[mariposa]

Supposons alors que l’on envoie ce photon sur Mars et qu’il revienne mourir, comme vous dites, sur une cellule photo électrique d’un luxmètre. Dans le référentiel du photon, il est déjà de retour sur la cellule photo électrique du luxmètre. Par contre, il se passera (disons, par soucis de simplicité environ 10 minutes avant que l’observateur voit la mesure du luxmètre indiquer que ce photon est de retour sur la cellule. Les atomes de la cellule sont-ils également dans le référentiel du photon ? Car si ce photon est déjà de retour, il faut bien qu’il « meurt » en interagissant avec les atomes de la cellule du luxmètre. Pourquoi alors l’indication de la mesure dans notre référentiel se fait 10 minutes plus tard ?

Salutations.

Bonjour,

Les atomes de la cellule sont sur Terre et donc en "co-mouvement" avec la terre et les peupliers etc.. donc la cellule recoit le signal 10 mn apres.
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En relativité ce que l'on appelle le temps propre c'est la longueur temporelle d'un chemin parcouru entre 2 points A et B de l'espace-temps de Minkowski (M).

Le chemin le plus long c'est la ligne droite dans M.

Tous les autres chemins sont plus courts. En particulier les chemins les plus courts sont ceux parcourus à très grandes vitesses. Si le chemin est parcouru à la vitesse c alors sa longueur temporelle est nulle.
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LA RR est vraiment bizarre et exprime que les notions séparées de distance et de durée ne sont pas universelles, elles dépendent du repère inertiel dans lequel se trouvent les observateurs.

[Gwyddon]

Bonjour,

Tout cela veut surtout dire que la notion de temps propre pour un photon n'a pas de sens, car on ne peut trouver de référentiel dans lequel le photon est au repos.

Au passage,

En relativité ce que l'on appelle le temps propre c'est la longueur temporelle d'un chemin parcouru entre 2 points A et B de l'espace-temps de Minkowski (M).

cette phrase est problématique : longueur "temporelle" dans un espace-temps ? Il vaut mieux dire longueur, sans référence au temps : la longueur d'une ligne d'univers entre deux événements A et B, la ligne étant étiquettée par un paramètre affine (qui correspond physiquement au temps propre uniquement dans le cas de particule massive).

[mariposa]

Bonjour,

Tout cela veut surtout dire que la notion de temps propre pour un photon n'a pas de sens, car on ne peut trouver de référentiel dans lequel le photon est au repos.

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Bonjour,

Absolument. Ma réponse est adaptée a l'interlocuteur et ce n'est pas essentiel pour souligner les "paradoxes" de la RR.

cette phrase est problématique : longueur "temporelle" dans un espace-temps ? Il vaut mieux dire longueur, sans référence au temps : la longueur d'une ligne d'univers entre deux événements A et B, la ligne étant étiquettée par un paramètre affine (qui correspond physiquement au temps propre uniquement dans le cas de particule massive).

C'est effectivement la longueur. Comme j'ai un choix d'unité je peux exprimer les longueurs dans M en unité de temps ou en unité d'espace. pour souligner l'ambiance exotique de la RR j'ai parlé de longueur temporelle. En parlant de longueur tout court cela fait mécaniquement penser à longueur spaciale de R3, c'est la raison pourlaquelle je parle de distance temporelle ce qui signifie que c'est le temps mesuré avec l'horloge que j'emporte dans mon sac à dos.

[Gwyddon]

Bonjour,

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Bonjour,

Absolument. Ma réponse est adaptée a l'interlocuteur et ce n'est pas essentiel pour souligner les "paradoxes" de la RR.

Je pense au contraire qu'il est essentiel de parler de ça, sinon on court le risque de donner une représentation faussée de la relativité restreinte, d'autant plus que pas mal de paradoxe peuvent être crées en supposant l'existence d'un observateur au repos par rapport à un photon (ce qui est impossible).

[invitea774bcd7]

Le photon meurt en rebondissant sur le miroir de toute façon… C'est très fragile un photon…

[invite752e4cdf]

L'image sera du passé, car pour nous, observateur terrestre, il aura parcouru la distance (aller-retour) à la vitesse c.
Pour le photon (si c'était une personne), le voyage serait instantané, aucun temps ne se sera déroulé, il n'aura pas vieilli du tout et le moment d'arrivée sera exactement le même que celui de départ, même si tout aura changé autour de lui, ...instantanément.