Question théorique quand à un possible calcul d'une vitesse absolue

[hcrepin]

Bonjour à tous,


Après avoir renagé pendant deux semaines dans les théories de la Relativité et les référentiels.
Je viens de me poser une question bête mais basée sur des instruments de mesure existants.

Postulat: la vitesse de la lumière est absolue et ne varie pas en fonction du référentiel.

Montage (forcément valable uniquement à très grande vitesse pour limiter la marge d'erreur):
Prenons une fusée destinée à voyager entre les systèmes solaires et équipons-là d'une piste sous vide dans l'axe de navigation de la fusée.

Si l'on lance un rayon lumineux de l'avant vers l'arrière et grâce à des dispositifs synchronisés, ne pourrait-on pas déterminer une vitesse absolue puisque, théoriquement la vitesse absolue de la lumière ne variera pas mais que la fusée courant dans la même direction qu'elle la rattrapera légèrement?
Ce qui permettrait de déterminer une vitesse absolue basée sur ce léger delta.
Bien entendu, la marge d'erreur reste épouvantable et il faudrait deux dispositifs de comptage préalablement synchronisés et régulièrement resynchronisés.

Probablement que c'est stupide mais je ne vois pas vraiment quelle loi physique je violerais avec ce système puisque si cela ne marche pas, cela impliquerait que la lumière pourrait se déplacer plus vite au sein d'un mobile qu'à l'extérieur or c'est normalement l'étalon de référence même si l'on pourrait me rétorquer que selon la loi de la Relativité, la lumière étant partie intégrante de ce système, cela ne changerait rien à sa vitesse qui resterait relativement la même au sein du système de référence étudié.
Je me demande qui gagne sur ce coup-là?

Maintenant, on pourrait aussi tirer au laser avant le départ de la fusée et avec une pulsation déterminer la vitesse par rapport à une "piste".
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[albanxiii]

Bonjour,

Si l'on lance un rayon lumineux de l'avant vers l'arrière et grâce à des dispositifs synchronisés, ne pourrait-on pas déterminer une vitesse absolue puisque, théoriquement la vitesse absolue de la lumière ne variera pas mais que la fusée courant dans la même direction qu'elle la rattrapera légèrement?
Ce qui permettrait de déterminer une vitesse absolue basée sur ce léger delta.

Dans le référentiel de la fusée, la vitesse de la lumière dans les deux sens, les deux miroirs sont immobiles, donc la lumière met le même temps pour faire l'aller et le retour.

D'où viendrait ce delta dont vous parlez ? Serait-ce lié à un observateur extérieur à la fusée et dans un autre référentiel, se déplaçant par rapport à celui de la fusée ?

Dans ce cas, c'est une vitesse relative.
Sinon, il faut que vous soyiez plus précis.

@+

[chaverondier]

Si l'on lance un rayon lumineux de l'avant vers l'arrière et grâce à des dispositifs synchronisés, ne pourrait-on pas déterminer une vitesse absolue.

Je vous répondrai en vous disant que, si on pouvait mesurer une vitesse absolue (si, par exemple, certains effets quantiques le permettaient en conflit avec ce que les mesures actuellement réalisables nous conduisent à conclure) alors on pourrait élaborer les dispositifs de synchronisation que vous évoquez. On aurait alors (si la causalité résiste à ça) une possibilité d'ordonner causalement des évènements séparés par des intervalles de type espace. Tout ceci est à la fois très spéculatif (à ce jour), envisagé par une portion très minoritaire des physiciens qui connaissent bien ces sujets (enfin, il y en a un tout petit nombre, certes, mais il y en a parmi ceux dont c'est le métier) et du niveau recherche de haut niveau en physique.

[noureddine2]

Dans le référentiel de la fusée, la vitesse de la lumière dans les deux sens, les deux miroirs sont immobiles, donc la lumière met le même temps pour faire l'aller et le retour.

salut , je me demande si la vitesse de la lumière est constante dans les deux sens , dans l'aller vers le miroir comme dans le retour du miroir ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite6754323456711]

On aurait alors (si la causalité résiste à ça) une possibilité d'ordonner causalement des évènements séparés par des intervalles de type espace.

Nous nous sommes construit une conceptualisation géométrique de l'espace en oubliant ensuite sa genèse, c'est à dire les échafaudages Homo sapiens que nous avons utilisés (Poincaré à ma connaissance fut l'un des premiers a en prendre conscience). L'interprétation du formalisme, qui a pu être construit, n'arrive qu’après, et donc on cherche à faire parler ce dernier qui n'est qu'une idéalisation de notre part.

Patrick

[chaverondier]

L'interprétation du formalisme, qui a pu être construit, n'arrive qu’après, et donc on cherche à faire parler ce dernier qui n'est qu'une idéalisation de notre part.

Bref, on fait de la physique (et, en général, le formalisme est plutôt construit comme outil prédictif en partant des observations depuis qu'on a compris qu'il fallait partir de là).

[invite6754323456711]

Bref, on fait de la physique (et, en général, le formalisme est plutôt construit comme outil prédictif en partant des observations depuis qu'on a compris qu'il fallait partir de là).

Prend le temps de lire pour commencer Poincaré sur la genèse de l'espace géométrique, tu te rendra compte que cela va au delà d'une question de vocabulaire. Une observation sans à-priori théorique ne serait que du bruit.

Patrick

[chaverondier]

Une observation sans à-priori théorique ne serait que du bruit.

Oh oui ! C'est comme si on voulait faire des mathématiques sans axiomes.

[invite6754323456711]

Oh oui ! C'est comme si on voulait faire des mathématiques sans axiomes.

C'est pour cela que l'outil mathématique ne vient qu’après. Vouloir le faire parler est une chose nécessaire pour la physique afin de vérifier son utilité prédictive, mais pas suffisante car n'est qu'une idéalisation dans l'expectative de trouver mieux.

A l'énoncé
On aurait alors (si la causalité résiste à ça) une possibilité d'ordonner causalement des évènements séparés par des intervalles de type espace.

Se pose une question plus amont des a-priori de nos dires.

Patrick

[chaverondier]

C'est pour cela que l'outil mathématique ne vient qu’après.

Tout à fait.

[hcrepin]

Miam de la philo en prime.

Je vais préciser, pardon l'énoncé était un peu brouillon, je parle bien de deux dispositifs de mesure synchronisés, un à l'avant, un à l'arrière qui vont permettre de calculer la vitesse de la lumière sur un seul trajet.
On pourrait songer à un système qui capture les photons et en fait le comptage. À priori, plus la fusée accélère moins le nombre de photon capturés serait élevé ce qui permettrait d'avoir quand même une mesure basée sur un échantillonnage conséquent.

Sinon mais c'est là où pourrait apparaître un paradoxe la vitesse de la lumière étant supposée être absolue, elle pourrait être légèrement plus lente à l'aller mais pas pour autant subir une accélération au retour.
C'est ce qui rendrait la situation unique, dans tous les autres cas, dans un aller et retour, le delta serait effacé mais pas ici ou alors il faudrait accepter que la lumière soit accélérée au-delà de sa vitesse.
Pourquoi? Parce ce serait bien une limite physique mais je serais moins certain sur ce coup-là.

[Garion]

Ton expérience est similaire à celle de Michelson et Morley (menée entre 1881 et 1887) qui aboutit justement à constater que la vitesse de la lumière ne varient pas en fonction de la direction de déplacement.
Cette expérience a été refaite de nombreuses fois avec des instruments plus précis, et a donné toujours le même résultat. Il n'y a pas de différence.

[albanxiii]

Bonjour,

salut , je me demande si la vitesse de la lumière est constante dans les deux sens , dans l'aller vers le miroir comme dans le retour du miroir ?

Vous vous demandez donc si l'espace est isotrope.... c'est votre droit, mais c'est un des "axiomes" de la relativité.

@+

[curieuxdenature]

Bonjour hcrepin

la littérature regorge des expériences qui n'en finissent pas de donner raison au second postulat de la RR.

Il y a l'analyse des vitesses des étoiles binaires qui montre qu'à 10^-10 près aucune différence de vitesse de la lumière n'est détectable.
Que l'étoile s'éloigne ou se rapproche, on ne trouve aucune variation de la vitesse de la lumière.

Et aussi l'analyse des vitesses des photons lors de l'annihilation de positrons rapides; quand ils sont au repos, l'angle fait par les deux photons produits fait 180°, sinon l'angle est plus petit et après mesure de la vitesse de chacun des photons, là encore on ne détecte aucune variation, aussi infime soit-elle.
La mesure est effectuée avec deux détecteurs placés à égale distance du point de départ, aucun des deux photons n'arrive jamais avant l'autre.

Une autre preuve indirecte se fait en physique nucléaire, la désintégration de mésons pi neutres animés d'une vitesse avoisinant celle de la lumière. L'analyse des deux photons émis en vol lors de la désintégration montre que leur vitesse est strictement celle de la lumière, donc légèrement plus rapide que leur source et pas le double comme l'intuition serait tentée de le croire.

Est-ce que c'est rassurant ?
Le fait est qu'il faut faire avec, aucune expérience n'est en mesure de fixer un référentiel plus absolu qu'un autre.

[chaverondier]

je parle bien de deux dispositifs de mesure synchronisés.

Et comme la synchronisation utilise de la lumière, on va trouver que la lumière met le même temps pour aller vers l'avant ou vers l'arrière. Pour trouver une vitesse différente, il faudrait utiliser des signaux se propageant à vitesse supraluminique. Il y aurait alors un référentiel privilégié, celui ou la synchronisation par des signaux supraluminiques donne la même simultanéité que celle utilisant de la lumière.

C'est pour ça que, dans l'interprétation dite réaliste de la non localité quantique de la mesure quantique sur ces sytèmes EPR corrélés, on fait apparaître, au niveau interprétatif (cf les articles d'Antony Valentini, Clemson University par exemple) un référentiel quantique privilégié. Il donne alors aux symétries relativistes un caractère d'émergence statistique (et j'ai bien du mal à voir comment on peut échapper à cette interprétation eu égard aux inégalités de Heisenberg rendant la notion d'espace-temps non pertinente, me semble-t-il, au niveau de l'échelle de Planck).

[hcrepin]

Donc on se retrouve avec une limite qui bouge sans bouger pour autant.

Sinon, pour la remarque sur la synhronisation, les machines peuvent avoir été étalonnées au préalable et donc fonctionner de manière indépendantes ou bien n'utiliser le canal de synchronisation que toutes les x millions de transactions donc la déformation de une fois le signal aura un impact négligeable sur la mesure et est même calculable sur la mesure.
Cependant, petite nuance, l'expérience n'est pas de faire varier la vitesse de la lumière mais seulement l'observation de celle-ci puisque l'on "fait la course" avec elle en la mesurant.
Ce serait comme de vouloir calculer la position réelle d'un électron à un instant t, non pertinent?

[chaverondier]

Sinon, pour la remarque sur la synhronisation, les machines peuvent avoir été étalonnées au préalable et donc fonctionner de manière indépendantes ou bien... etc, etc

Il n'existe pas, à ce jour, de synchronisation des horloges distantes qui soit indépendante d'un référentiel d'observation. Par exemple, quand on déplace lentement une horloge d'un point à un autre dans un référentiel inertiel, on a une synchronisation, mais celle-ci est différente de celle obtenue en faisant de même dans un autre référentiel inertiel. Cela découle en dernier ressort (on peut l'établir) du fait que tous les signaux dont la vitesse de propagation est maximale ont tous la même vitesse : celle de la lumière, et ce, dans tous les référentiels inertiels d'observation.