Interview d'un photon :-)

[mikeuline]

Bonjour,
Voici une petite réflexion marrante qui n'engage que moi. Si vous voulez bien réagir dessus (en particulier si j'ai écrit n'importe quoi ! )...

Plus une particule se déplace vite, plus les distances du reste de l'univers se contractent pour elle, et plus le temps se dilate (si je ne me trompe pas). A la vitesse c, le temps est infiniement dilaté : il s'arrête, et alors la particule "a le temps" de faire ce qu'elle veut en 0 sec. En particulier elle peut parcourir des distances infinies.
Comme une vitesse est : distance / temps mis à parcourir la distance,
si je demandais au photon :
"Quelle vitesse avez-vous ?"
il me répondrait probablement :
"J'ai une vitesse infinie !"
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[mikeuline]

Personne n'a envie de réagir là-dessus ? Du point de vue du photon, sa vitesse est infinie...
ça ne choque personne ?
(soit ce que j'ai écrit est tellement absurde que vous ne daignez pas répondre... soit c'est tellement évident que ça ne vaut pas le coup de répondre non plus... de mon côté je reste dans le flou : ça ne me paraît pas faux, en même temps c'est assez déroutant je trouve)

[spi100]

la vitesse du photon est infinie par rapport à quel référentiel ?

Si tu te places dans le référentiel propre du photon et que tu lui demandes sa vitesse ou ce qui est plus physique, que tu la mesures, tu trouveras que le photon ne se déplace pas par rapport à toi. Sa vitesse est nulle, de même le photon te répondra qu'il ne se déplace pas.

[mikeuline]

la vitesse du photon est infinie par rapport à quel référentiel ?

Euh, je dirais n'importe lequel puisqu'un photon va toujours à c (dans le vide) quel que soit le référentiel dans lequel on mesure sa vitesse.

Si tu te places dans le référentiel propre du photon et que tu lui demandes sa vitesse ou ce qui est plus physique, que tu la mesures, tu trouveras que le photon ne se déplace pas par rapport à toi. Sa vitesse est nulle, de même le photon te répondra qu'il ne se déplace pas.

Ca je pense que c'est faux. La relativité dit justement que la lumière se propage toujours à c quelque soit le référentiel (cf. Einstein qui chevauche son grain de lumière, mais qui ne devient pas invisible pour autant dans un miroir : la lumière se déplace encore à c par rapport à lui !) Dans aucun réf, le photon ne peut être au repos.

Mon problème vient du fait que le photon doit avoir une vitesse égale à c, mais comme lorsqu'on atteind c le temps se dilate tellement qu'il s'arrête, il me semble que ça signifie alors que la vitesse devient forcément infinie (puisqu'on divise n'importe quelle distance par la durée zéro). Donc je vois là une sorte de paradoxe... mais je ne sais pas si je suis très claire...

[A voir en vidéo sur Futura]

[spi100]

A quelle vitesse le photon se déplace t'il par rapport à lui - même ?
En des termes plus physique, à ton avis quelle est la vitesse du photon dans le référentiel propre du photon ?

[mikeuline]

A quelle vitesse le photon se déplace t'il par rapport à lui - même ?

Oui, bien sûr je suis tentée d'écouter mon "instinct" et de répondre qu'il est immobile, mais je fais confiance à la relativité qui me dit que c'est impossible.
Je ne sais pas si la question "A quelle vitesse le photon se déplace t'il par rapport à lui - même ?" a une réponse, ni si elle a un sens. (mais je me trompe peut-être, hein, je débute en relativité ! c'est pour ça que je pose cette question, d'ailleurs).

[Garion]

En fait, la relativité exclue les référentiels se déplaçant à la vitesse de la lumière. Elle ne donne pas de solution pour ce cas. On peut donc dire ce qu'on veut, ça ne fera pas partit de la théorie, ce sera de l'imagination.

Mais il est vrai que quelqu'un qui se accélère indéfiniement de plus en plus près de la vitesse de la lumière, tend à avoir une vitesse "propre" qui tend vers l'infini. Alors qu'un observateur extérieur ne le verra pas dépasser c.

[spi100]

Oui, bien sûr je suis tentée d'écouter mon "instinct" et de répondre qu'il est immobile, mais je fais confiance à la relativité qui me dit que c'est impossible.
Je ne sais pas si la question "A quelle vitesse le photon se déplace t'il par rapport à lui - même ?" a une réponse, ni si elle a un sens. (mais je me trompe peut-être, hein, je débute en relativité ! c'est pour ça que je pose cette question, d'ailleurs).

La relativité te dit surtout que tous les référentiels galilléens sont équivalents. Si tu te places dans le référentiel du photon alors celui-ci est immobile dans ce référentiel. Maintenant la question que l'on peut se poser et de savoir si la relativité interdit de se placer dans un tel référentiel, car la vitesse de la lumière est indépassable. Si la réponse est oui, alors ton paradoxe se base sur une impossibilité et si la réponse est non, alors le photon est immobile et ton interprétation est fausse.

[mikeuline]

En fait, la relativité exclue les référentiels se déplaçant à la vitesse de la lumière. Elle ne donne pas de solution pour ce cas. On peut donc dire ce qu'on veut, ça ne fera pas partit de la théorie, ce sera de l'imagination.

Donc la question de spi100 "Quelle vitesse a le photon dans le référentiel du photon lui-même ?" est bien sans réponse.

Mais il est vrai que quelqu'un qui se accélère indéfiniement de plus en plus près de la vitesse de la lumière, tend à avoir une vitesse "propre" qui tend vers l'infini. Alors qu'un observateur extérieur ne le verra pas dépasser c.

Merci, c'est plus clair Il me semble que ce que je disais était donc juste, mais après avoir discuté avec spi100 c'est vrai que c'est choquant de dire que le photon a une vitesse "propre" qui tend vers l'infini. Que signifie le "propre" ? Il s'agit bien de se placer dans le référentiel de l'objet dont la vitesse tend vers c ?

[mikeuline]

La relativité te dit surtout que tous les référentiels galilléens sont équivalents. Si tu te places dans le référentiel du photon alors celui-ci est immobile dans ce référentiel. Maintenant la question que l'on peut se poser et de savoir si la relativité interdit de se placer dans un tel référentiel, car la vitesse de la lumière est indépassable. Si la réponse est oui, alors ton paradoxe se base sur une impossibilité et si la réponse est non, alors le photon est immobile et ton interprétation est fausse.

Je crois que Garion nous a donné la réponse. Il est impossible de se placer dans le réf du photon, mais on peut se placer dans le réf d'un objet allant à une vitesse très proche de c (et dans ce réf un photon ira toujours à c).
Dans ce réf le temps est très dilaté donc on a le temps ( ) de parcourir une grande distance pendant une unité de temps. A la limite où v tend vers c, le temps s'arrête carrément et la distance que la particule peut parcourir pendant l'unité de temps (qui en fait n'existe plus !) est infinie, donc sa vitesse tend vers l'infini.
Mais ça reste une supposition, puisqu'on fait tendre v vers c tout en sachant que se placer dans un réf qui voyage à cette vitesse n'est pas "permis".

[invitebdaccd77]

mikeuline:
A la limite où v tend vers c, le temps s'arrête carrément et la distance que la particule peut parcourir pendant l'unité de temps (qui en fait n'existe plus !) est infinie, donc sa vitesse tend vers l'infini.

Pour un photon, tout l'univers est ratatiné en une galette d'épaisseur nulle. Il parcours donc toute sa trajectoire en un temps nul. Mais pour lui sa trajectoire est ramené à un point et donc il ne se déplace pas. En fait il ne va ni à une vitesse infinie ni à une vitesse nulle, il "vie" dans un univers à 2 dimensions d'espace qu'il ne peut pas explorer et zéro dimension de temps. Donc pour lui la notion de vitesse n'a pas de sens.
Disons que c'est comme ça que je perçois les choses....

[b@z66]

Pour un photon, tout l'univers est ratatiné en une galette d'épaisseur nulle. Il parcours donc toute sa trajectoire en un temps nul. Mais pour lui sa trajectoire est ramené à un point et donc il ne se déplace pas. En fait il ne va ni à une vitesse infinie ni à une vitesse nulle, il "vie" dans un univers à 2 dimensions d'espace qu'il ne peut pas explorer et zéro dimension de temps. Donc pour lui la notion de vitesse n'a pas de sens.
Disons que c'est comme ça que je perçois les choses....

Interprétation très interessante.

[b@z66]

Je dirai même: si le photon voyage à c dans tous les reférentiels en mouvement rectilignes uniformes, alors tous ces reférentiels (à l'exception de celui du photon) et les objets qui y sont liés vont à c par rapport au photon. Ce qui veut dire aussi, en quelques sortes, que les reférentiels subissent également la contraction des longueurs dans celui du photon.

[b@z66]

Par contre, j'ai un peu du mal à me figurer le problème maintenant en considérant le cas de deux photons voyageant dans le même rayon lumineux.

Que devient la distance entre 2 photons en sachant que leur vitesse relative est nulle dans le reférentiel des photons?

[mikeuline]

Pour un photon, tout l'univers est ratatiné en une galette d'épaisseur nulle. Il parcours donc toute sa trajectoire en un temps nul. Mais pour lui sa trajectoire est ramené à un point et donc il ne se déplace pas. En fait il ne va ni à une vitesse infinie ni à une vitesse nulle, il "vie" dans un univers à 2 dimensions d'espace qu'il ne peut pas explorer et zéro dimension de temps. Donc pour lui la notion de vitesse n'a pas de sens.

Je ne voyais pas du tout la chose comme ça, mais c'est vrai que c'est très intéressant comme point de vue

[mikeuline]

Par contre, j'ai un peu du mal à me figurer le problème maintenant en considérant le cas de deux photons voyageant dans le même rayon lumineux.

Que devient la distance entre 2 photons en sachant que leur vitesse relative est nulle dans le reférentiel des photons?

La réponse a été donnée plus haut : tu ne peux pas te mettre dans le référentiel d'un photon, car ce dernier serait immobile dedans, or un photon va toujours à c quel que soit le référentiel dans lequel on mesure sa vitesse.

[invitebdaccd77]

mikeuline:
tu ne peux pas te mettre dans le référentiel d'un photon, car ce dernier serait immobile dedans, or un photon va toujours à c quel que soit le référentiel dans lequel on mesure sa vitesse.

J'ai un très vague souvenir de l'époque où j'étais étudiant qui me dit qu'en fait, pour une particule de masse nulle, il n'y a que deux états possible: la vitesse de la lumière ou la vitesse nulle. Je ne me souvient pas d'où ça sortait alors c'est avec beaucoup de réserves....

[GillesH38a]

Bonjour
vitesse nulle et masse nulle, ça ne fait pas beaucoup d'énergie...si il y a "quelque chose" (de l'énergie) et une masse nulle, on a forcement v=c.

Effectivement on ne peut pas considérer de référentiel lié au photon, pas plus d'ailleurs qu'un référentiel allant plus vite que la lumière. Un référentiel n'est pas "virtuel" en relativité, il doit être pouvoir être constitué par des horloges et des règles matérielles liées à ce référentiel...