Bonjours, je suis en 1ere S et je m'interroge sur une question peut être bête ,à savoir , Pourquoi la vitesse de la lumière est de 300 000km/s et pas 400 000 km/s par exemple ?
D'autre part , je me demandais aussi ce qu'il se passerais si on essayer d'atteindre la célérité avec de la matière et avec une énergie gigantesque.
Merci ^^
Bonjour,
Si je ne me trompe pas, cette vitesse est une conséquence de la conservation du principe de causalité, à savoir que la cause précède toujours l'évènement. La célérité de la lumière dans le vide correspond alors à la vitesse limite de causalité.Pourquoi la vitesse de la lumière est de 300 000km/s et pas 400 000 km/s par exemple ?
Pour qu'un objet massif puisse atteindre la vitesse de la lumière, il lui faudrait théoriquement une énergie infinie, ce qui n'est bien entendu pas possible. Ainsi l'objet aura une vitesse qui accroissera avec l'énergie fournie, mais sans jamais atteindre la vitesse de la lumière.D'autre part , je me demandais aussi ce qu'il se passerais si on essayer d'atteindre la célérité avec de la matière et avec une énergie gigantesque.
Ensuite, pour les objets non massifs, tels que les photons, ils possèdent une vitesse égale à celle de la lumière dans le vide dans tout référentiel inertiel (en relativité restreinte).
If your method does not solve the problem, change the problem.
Salut,
pour completer ce qu'a dit phys sur la vitesse de la lumière, je dirais qu'il a bien fait de dire que c est en quelque sorte une constante caractéristique de la structure causale de l'espace-temps (terme un peu pompeu juste pour dire que c est une grandeur caractéristique de notre propre espace-temps), donc c est beaucoup plus que la vitesse de la lumière. Par contre, après avoir dit ça, tu pourrais très bien poser la question: "pourquoi la constante de la structure causale de l'espace temps est-elle d'environ 300 000 km/s et pas 400 000? La vrai réponse à cette question, c'est que personne n'en sais rien. Comme toute les constantes fondamentales, la valeur de c n'est pas expliqué de manière plus fondamentale: c'est quelque chose que l'on sait par expérience, mais qu'on aurait jamais pu deviner sinon .
En fait, Maxwell l'avait bien calculer théoriquement, mais c'était à partir de deux constantes, la permitivité électrique ε0 du vide et la perméabilité magnétique du vide μ0: parmi les 3 constantes, si on en connait 2, la 3ème est déterminé, mais on peut considérer aujourd'hui que les vrais constantes fondamentales sont c et ε0, tandis que μ0 n'est que leur conséquence. (si ce petit paragraphe t'embrouille plutot qu'autre chose, oublie le)
Peut-être un jour quelqu'un arrivera avec une nouvelle théorie dans laquelle c sera la conséquence d'autres choses, et cessera d'être une constante fondamentale, mais on y est pas encore.
C'est une question aussi pertinente que de se demander pourquoi la vitesse du son dans l'air est de 330m/s et non pas de 440m/s? ou pourquoi la masse volumique du fer est de 7,8 kg/dm3 et non pas de 8,9 kg/dm3?Envoyé par le-striker
Pense-tu!
Il faudrait quand même qu'un jour on discute (et qu'on distingue) ce qui est de l'ordre des faits, de l'expérience, et ce qui est de l'ordre des conclusions d'une théorie, donc de faire la part entre la réalité et la croyance.
Chalut!
Salut,
Je suis d'accord sur l'affirmation de départ (il est vrai qu'expliquer pourquoi n'est pas si trivial, j'ai déjà eut de longues discussion sur le sujet, ce n'était pas sur futura mais je pense que striker aurait quand même intérêt à faire un peu de recherche dans les archives du forum de physique, c'est un sujet à la mode). J'avoue avoir un peu la flemme de m'étendre sur ce sujet.
Mais je ne suis pas d'accord sur la comparaison.
La vitesse dans l'air a une raison liée à la mécanique et aux lois de l'élasticité. D'ailleurs la vitesse du son dans l'air varie avec la pression, l'humidité,...
Cela ne s'applique évidemment pas à la lumière mais s'applique par contre à ses variations (lois de électromagnétisme dans un milieu polarisable et magnétisable).
De même pour la masse volumique. On peut l'expliquer par la masse atomique et la cristallographie et quelques autres considérations (physique quantique, physique statistique, etc.).
Maintenant si tu parles de la masse de l'électron, par exemple, c'est infiniment plus délicat. Pertinent ou pas, je ne saurais le dire ! Peut-être que si on observe enfin le Higgs.....
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Oui je comprend très bien ce que t'a dis Niels mais néanmoins comme a dit phys2, il est impossible d'aller plus vite ou même d'égaler c avec un objet massif.Mais avec la lumiere elle même ces fameux photon, n'est il pas possible de fournir de l'énergie pour essayer de dépasser cette limite ? Elle semble ridicule comme question mais cependant on dit qu'au début de l'univers ils existait de l'energie ayant engendré de la matière. Donc en définitive je me demandait si c'était possible
de transformer l''énergie (en l'occurence la lumiere) en masse (matiere)en la faisant dépasser c.
Merci ^^
Plus tu essayes d'accélerer un corps pour le faire atteindre c plus son inertie augmente. Pour le faire atteindre c, il faut une énergie infinie comme l'a dit Phys2, quelle que soit la source d'énergie que tu utilises. Donc utiliser la lumière elle même (tu dois parler d'un rayon laser ou un truc comme ca, non ?) ne change absolument rien au problème.
Sinon, transformer l'énergie en matière c'est tout à fait possible, on le fait tous les jours dans les accélerateurs de particules et sans dépasser c.
JadA
Non, je viens de comprendre ce que tu veux dire, faire des photons aller plus vite que la lumière, ce n'est pas possible, on n'accélère pas des photons, ils ont une vitesse constante dans tous les référentiels.
Salut,
Il faut voir cette limite comme une propriété géométrique de l'espace-temps. Une vitesse physique (c'est-à-dire, une trajectoire physique, pouvant éventuellement être suivie par un objet, une onde, une particule, de l'information) plus grande que c n'existe pas (au sens fort) et donc difficile d'atteindre une telle vitesse ! (on peut par contre définir, sur le papier ou artificiellement, des vitesses plus grande mais sans transfert physique de matière, énergie ou information, comme avec les vitesses de phase).
Le fait que l'on rencontre "toutes sortes d'obstacles" tel que l'augmentation de l'inertie, ou de l'énergie, la composition des vitesses qui donne toujours une vitesse < c, etc... tout ça ne fait que traduire les conséquences physiques de cette géométrie si particulière (la géométrie de Minkowski). Et c'est (heureusement) parceque la théorie est consistante que toutes ces "barrières" sont d'accord entre-elles. D'ailleurs, la géométrie de Minkowski et sa métrique sont intimement liées aux transformations de Lorentz et c'est en mettant les équations de la dynamique sous forme covariante que l'on trouve le bien connu E=mc² (voir un fil assez récent sur cette formule dans le forum physique) et ces fameuses barrières d'énergie et d'inertie. Tout découle de là.
Mais tout ceci ne répond évidemment pas à "pourquoi cette valeur là".
Bien que pour bibi c'est juste une question d'unités, unités elles-mêmes reliées à la manière dont se déroulent les phénomènes physiques tel que ceux à base des horloges, et dans les lois physiques les décrivant intervient cette valeur c. C'est un peu comme si on choisissait un phénomène physique donnant une vitesse qui est un pourcentage bien défini de cette vitesse limite. On choisi cette vitesse comme étalon de mesure et la valeur numérique de 'c' en découle. Le détail de la valeur numérique découle alors du détail du phénomène physique choisi (qui peut être assez complexe)
C'est pour moi un faux problème (car c'est une constante dimensionnée). On a tendance (et c'est logique, vu sa "nature") à choisir 'c' comme une constante "fondamentale de base" (on s'en sert d'ailleurs pour définir le mètre à partir de la seconde, après avoir décidé d'une valeur arbitraire (ou presque, because respect des anciens étalons)). Il est certain qu'après avoir choisi les quelques constantes pouvant fixer toutes les unités, leur valeur exacte importe peu, mais par contre la valeur de toutes les autres constantes fondamentales n'est plus arbitraire. Le meilleur moyen d'analyser la situation est alors de former des combinaisons sans dimension.
Et là, la question devient vraiment pertinente et sans devoir s'empêtrer dans des considérations d'unités et d'étalons.
Par exemple, pourquoi la constante de structure fine vaut-elle ~1/137 ? Pourquoi pas 1/200 ou 1/100 ?
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Salut,
je suis pas du tout d'accord avec toi: pour la comparaison avec le son dans l'air et la masse volumique, mes objections sont les même que ceux que Deedee81 t'as formulés.
Concernant "la constante de structure causale de l'espace-temps", je ne vois pas en quoi cette appelation relève de la croyance. Certes, c'est une appelation qui est formulée dans un cadre purement théorique, et est donc dans un sens une interprétation subjective.
-Mais d'une part c'est une appelation qui ne donne pas d'interprétation trop précise et arbitraire.
-D'autre part, tout effort que l'on peut faire pour comprendre le monde rentrera obligatoirement dans un schéma de pensé humain (évidemment, si on doute de la réalité du monde, cette question ne se pose plus). Ainsi, même le terme "d'espace-temps" est un terme purement humain qui entre aussi dans un cadre théorique. Il en ai de même pour n'importe quelle concepte qui nous aide à comprendre le monde. Je ne vois pas de quelle manière on pourrait s'en passer. Si on se contente d'en rester à l'odre des faits, on ne comprendra jamais rien : en physique, même les expériences sont bourrés de théories pour qu'on puisse les interprétés , si non, à quoi elles serviraient ?(lorqu'on détermine la constante diélectrique d'un matériau, on ne fait qu'interogé l'expérience sur un concept purement théorique ;tu parles de la masse volumique du fer: mais c'est déjà un concept théorique) Si ces concepts sont rendus caduc par l'expérience, on les abandonnera.Mais pour l'instant, la relativité restreinte semble bien solide, et ses conclusions (c'est à dire ses prédictions) ont toujours étés validés par l'expérience.
Bonjour,
Ca, je ne l'avais pas relevé. Je suis d'accord avec tes explications. Mais je ne suis pas sûr et certain de ce à quoi faisait référence là (voilà pourquoi je n'ai pas relevé) dans la mesure où, oui, bien entendu, il faut faire attention.
Précisions perso :
Notons que la géométrie de l'espace-temps se démontre à partir de quelques postulats élémentaires (on en a largement discuté récemment sur le forum physique) et ayant une base expérimentale. Donc, il est faux de parler de croyance. La physique, c'est la paillasse, même ici (j'ai d'ailleurs argumenté, concernant cette "valeur de c" avec les étalons et autres phénomènes physiques).
En outre, ce concept d'espace-temps est purement mathématique. Et alors ? Il faut juste l'avoir à l'esprit et ce n'est pas gênant. Quand je dis : je prend 3 pommes, le nombre "3" aussi c'est des math. Et, bien entendu, on fait une "bijection" (sic) entre les données expérimentales et les concepts mathématiques (dans le cas qui nous préoccupe ce sera les coordonnées mesurées avec des étalons, des horloges, etc.) A partir de là, il n'y a plus aucun problème
La plus part du temps, quand on confond "la carte et le territoire", "mathématiques et physique", "concepts mathématiques et expériences réelles", etc...., c'est qu'on a bêtement oublié ça. Quand on introduit le potentiel vecteur en électromagnétisme, c'est une opération mathématique qui a une base physique. Il n'empêche qu'il y a l'arbitraire de jauge. Il ne faut pas l'oublier et croire que le potentiel est une représentation parfaitement fidèle du champ physique "caché" derrière.
Il est certain que tout ça est intéressant quand on parle des fondements théoriques (en particulier en MQ !) Par contre, dans l'usage et la pratique courante de la physique aussi bien théorique qu'expérimentale, il est assez rare de devoir se poser ce genre de questions existentielles et il est facile de rester les pieds sur Terre
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
