temps et lumière
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temps et lumière



  1. #1
    Galaxix

    Question temps et lumière


    ------

    Bonsoir,

    je me posais plusieurs questions, deux questions exactement.

    *Premièrement, pourquoi le temps ralenti quand on voyage a la vitesse de la lumiere (ou même a 1/6 de C) ?

    *Deuxièmement, et elle est plus compliqué, pourquoi est-il impossible de dépasser la vitesse de la lumière ?


    Merci de m'éclairer.

    -----

  2. #2
    Seirios

    Re : temps et lumière

    Bonsoir,

    En relativité restreinte, les transformations de Galilée ne sont plus valides, il faut utiliser les transformations de Lorentz (entre deux références dont l'un est en mouvement rectiligne uniforme par rapport à l'autre) : , avec v la vitesse relative et .

    On remarque alors que si dans le référentiel d'un objet (référentiel propre), il s'est passé une durée de , alors dans un autre référentiel (inertiel) il s'est passé une durée . Or donc la durée mesurée dans le second référentiel est plus longue que la durée mesurée dans le référentiel propre, c'est en ce sens que l'on dit que la vitesse ralenti le temps (expression qui est en fait assez maladroite).

    On remarque également que ces équations on un sens seulement pour (cf. l'expression de ), donc on ne peut pas se placer dans un référentiel ayant une vitesse supérieure ou égale à c, d'où l'idée de vitesse limite. Une autre manière de la voir est d'introduire l'énergie d'une particule : ; lorsque , on a , donc il faudrait une énergie infinie pour atteindre la vitesse de la lumière.
    If your method does not solve the problem, change the problem.

  3. #3
    doul11

    Re : temps et lumière

    Bonsoir,

    Citation Envoyé par Galaxix Voir le message
    *Premièrement, pourquoi le temps ralenti quand on voyage a la vitesse de la lumiere (ou même a 1/6 de C) ?

    *Deuxièmement, et elle est plus compliqué, pourquoi est-il impossible de dépasser la vitesse de la lumière ?
    La science n'a pas de réponse au pourquoi des choses, la nature est ainsi faite.

    Par contre la science peut expliquer comment ça se passe, avec des modèles mathématiques comme l'explique Seirios.
    La logique est une méthode systématique d’arriver en confiance à la mauvaise conclusion.

  4. #4
    papy-alain

    Re : temps et lumière

    Exact. Mais la réponse fournie est peut être un peu trop technique si notre ami Galaxix n'a qu'une connaissance physique élémentaire, auquel cas un bon début de compréhension serait peut être de commencer par ici : http://fr.wikipedia.org/wiki/Relativit%C3%A9_restreinte
    Tu pourras toujours venir poser d'autres questions après.
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    Gloubiscrapule

    Re : temps et lumière

    Citation Envoyé par Galaxix Voir le message
    *Premièrement, pourquoi le temps ralenti quand on voyage a la vitesse de la lumiere (ou même a 1/6 de C) ?
    Pour compléter, je dirais que la dilatation du temps observée est simplement due au fait que la vitesse de la lumière est la même dans tous les référentiels.

    Imagine une fusée qui va presque à la vitesse de la lumière. Et imagine qu'un faisceau lumineux parte du sol, se réfléchit au plafond et revient au sol. Le temps de l'aller retour correspond au temps parcouru par la lumière pour parcourir 2 fois la hauteur de la fusée.

    Maintenant vu de la Terre, entre le moment où la lumière part et le moment où elle revient, la fusée s'est déplacée, et donc la distance parcourue est un peu plus que 2 fois la hauteur de la fusée. Et comme la vitesse de la lumière est la même, si la distance est plus grande, forcément il faut que le temps lui aussi soit plus grand pour retrouver la même vitesse. Donc on observe une dilatation du temps dans la fusée (le temps pour faire l'aller-retour est perçu plus long sur Terre que dans la fusée).
    Quand le sage montre la lune, l'imbécile regarde le doigt...

  7. #6
    Alzen McCAW

    Re : temps et lumière

    bonjour
    Citation Envoyé par Galaxix Voir le message
    *Premièrement, pourquoi le temps ralenti quand on voyage a la vitesse de la lumiere (ou même a 1/6 de C) ?
    je me joint à cette question toute simple () pour demander éclaircissement sur un point :

    Alain est au niveau de la mer, Alex dans une tour de 1000 m au dessus d'Alain.
    On dit vulgairement que "le temps ralenti" pour Alex vu par Alain.
    • Est-ce dû à la vitesse (radiale ?) plus élevée de Alex ?
    • Est-ce dû à la plus forte gravitation ressenti par Alain?
    • Une combinaison des deux ?
    merci

    http://www.futura-sciences.com/fr/ne...instein_22701/
    Attention, vivre c'est mortel...

  8. #7
    Mailou75

    Re : temps et lumière

    Citation Envoyé par Alzen McCAW Voir le message
    On dit vulgairement que "le temps ralenti" pour Alex vu par Alain.
    • Est-ce dû à la vitesse (radiale ?) plus élevée de Alex ?
    • Est-ce dû à la plus forte gravitation ressenti par Alain?
    • Une combinaison des deux ?
    merci

    http://www.futura-sciences.com/fr/ne...instein_22701/
    Salut,

    Est-ce dû à la vitesse (radiale ?) plus élevée de Alex ?


    Ils n'ont pas de vitesse relative l'un par rapport à l'autre
    Mais en fonction de leur altitude (distance par rapport au centre de la terre) il subissent une accélération différente (la gravité)

    Est-ce dû à la plus forte gravitation ressenti par Alain?

    En un sens oui si on prend l'explication de la gravitation par Einstein : c'est une déformation d'espace temps,
    en haut de la tour la déformation (contraction d'espace temps) est moindre, le temps s'écoule "plus vite"

    Enfin, si j'ai bien compris
    Bonne soirée
    Mailou

  9. #8
    papy-alain

    Re : temps et lumière

    Citation Envoyé par Alzen McCAW Voir le message
    Alain est au niveau de la mer, Alex dans une tour de 1000 m au dessus d'Alain.
    Mauvais exemple. Je préfère la montagne.
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  10. #9
    vaincent

    Re : temps et lumière

    Citation Envoyé par Seirios (Phys2) Voir le message

    On remarque également que ces équations on un sens seulement pour (cf. l'expression de ), donc on ne peut pas se placer dans un référentiel ayant une vitesse supérieure ou égale à c, d'où l'idée de vitesse limite. Une autre manière de la voir est d'introduire l'énergie d'une particule : ; lorsque , on a , donc il faudrait une énergie infinie pour atteindre la vitesse de la lumière.
    Bonsoir,

    C'est tout à fait vrai pour les particules massiques. Par contre on pourrais se demander s'il existe des particules non-massique, ou pas, qui auraient des vitesses supra-luminiques. "ça existe", on appel cela des tachyons. Le problème est que leur masse est imaginaire(au sens des complexes). Il est donc difficile d'en donner une interprétation physique(mais cela n'est pas interdit non-plus).
    En relativité restreinte, il est impossible de dépasser le vitesse de la lumière si l'on veut conserver le caractère causal de l'espace-temps(causal signifie cause->effet, et non l'inverse). Par contre on sait qu'il "existe", commes solutions des équations de la relativité générale, des 'boucles temporelles', mais cela n'implique toujours pas que des particules possèdent une vitesse supra-luminique !

  11. #10
    Zefram Cochrane

    Re : temps et lumière

    Citation Envoyé par vaincent Voir le message
    Bonsoir,

    C'est tout à fait vrai pour les particules massiques. Par contre on pourrais se demander s'il existe des particules non-massique, ou pas, qui auraient des vitesses supra-luminiques. "ça existe", on appel cela des tachyons. Le problème est que leur masse est imaginaire(au sens des complexes). Il est donc difficile d'en donner une interprétation physique(mais cela n'est pas interdit non-plus).
    En relativité restreinte, il est impossible de dépasser le vitesse de la lumière si l'on veut conserver le caractère causal de l'espace-temps(causal signifie cause->effet, et non l'inverse). Par contre on sait qu'il "existe", commes solutions des équations de la relativité générale, des 'boucles temporelles', mais cela n'implique toujours pas que des particules possèdent une vitesse supra-luminique !
    Bonsoir,

    les tachyons sont des particules hypothétiques comme l'hyperespace (temps imaginaire espace imaginaire au sens des complexes).
    par contre il existe des particules non-massiques dans l'Univers réel (au sens des complexes toujours) ce sont les photons et le neutrino et l'antineutrino qui eux se déplacent à la vitesse de la lumière c'est comme cela que je fait la différence entre les particules matérielles qui se déplace du fait de leur masse à une vitesse inférieure à celle de la lumière des partiicules immatérielles qui voyagent à la vitesse de la lumière.

  12. #11
    papy-alain

    Re : temps et lumière

    Citation Envoyé par Zefram Cochrane Voir le message
    Bonsoir,

    les tachyons sont des particules hypothétiques comme l'hyperespace (temps imaginaire espace imaginaire au sens des complexes).
    par contre il existe des particules non-massiques dans l'Univers réel (au sens des complexes toujours) ce sont les photons et le neutrino et l'antineutrino qui eux se déplacent à la vitesse de la lumière c'est comme cela que je fait la différence entre les particules matérielles qui se déplace du fait de leur masse à une vitesse inférieure à celle de la lumière des partiicules immatérielles qui voyagent à la vitesse de la lumière.
    Le neutrino possède une masse, même si elle est infime, et il se déplace presque à c, mais pas tout à fait.
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  13. #12
    Zefram Cochrane

    Re : temps et lumière

    Citation Envoyé par papy-alain Voir le message
    Le neutrino possède une masse, même si elle est infime, et il se déplace presque à c, mais pas tout à fait.
    bonjour,

    oups c'est vrai.
    ce qui fait du photon la seule particule immatérielle?
    Dernière modification par Zefram Cochrane ; 28/03/2011 à 07h45. Motif: bonjour

  14. #13
    papy-alain

    Re : temps et lumière

    Citation Envoyé par Zefram Cochrane Voir le message
    bonjour,

    oups c'est vrai.
    ce qui fait du photon la seule particule immatérielle?
    Non, il y a aussi le gluon et, peut être, le graviton.
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  15. #14
    Zefram Cochrane

    Re : temps et lumière

    Citation Envoyé par papy-alain Voir le message
    Non, il y a aussi le gluon et, peut être, le graviton.
    le photon et le gluon sont deux particules médiatrices.
    saurais tu pourquoi les bosons qui sont les particule médiatrice de l'interaction faible ont une masse?
    par contre je ne suis pas persuadé de l'existence du graviton, je pense que la gravitation s'explique autrement que par l'échange de particules médiatrices (gravitons) entre deux masses.

  16. #15
    inviteb22401df

    Re : temps et lumière

    Citation Envoyé par Zefram Cochrane Voir le message
    le photon et le gluon sont deux particules médiatrices.
    saurais tu pourquoi les bosons qui sont les particule médiatrice de l'interaction faible ont une masse?
    Les mots "brisure spontanée de symétrie" et "boson de Higgs" ont-ils un sens pour toi?

    Citation Envoyé par Zefram Cochrane Voir le message
    par contre je ne suis pas persuadé de l'existence du graviton, je pense que la gravitation s'explique autrement que par l'échange de particules médiatrices (gravitons) entre deux masses.
    Vieux débat: la gravitation est-elle une force dans un espace-temps fixe ou une déformation dynamique de l'espace-temps?

    Cordialement

  17. #16
    Mailou75

    Re : temps et lumière

    Citation Envoyé par Zefram Cochrane Voir le message
    par contre je ne suis pas persuadé de l'existence du graviton, je pense que la gravitation s'explique autrement que par l'échange de particules médiatrices (gravitons) entre deux masses.
    D'autant que ca demande à chaque atome de l'univers de "discuter" avec ... chaque atome de l'univers... ca en fait de l'info

  18. #17
    vaincent

    Re : temps et lumière

    Citation Envoyé par Zefram Cochrane Voir le message
    saurais tu pourquoi les bosons qui sont les particule médiatrice de l'interaction faible ont une masse?

    Bonsoir,

    à haute énergie, les bosons W et Z sont de masse nulle(le potentiel du champs de Higgs est alors nul). A faible énergie elle interagissent avec le champs de Higgs et acquièrent une masse. Le(les) boson de Higgs a justement été inventé pour palier au problème de la masse des bosons vecteurs. Le problème est que le modèle standard n'explique pas pourquoi le photon et les gluons ne se couplent pas au champs de Higgs et pourquoi les fermions ont des masses si différentes(problème de la hiérarchie de masse)

  19. #18
    papy-alain

    Re : temps et lumière

    Citation Envoyé par Mailou75 Voir le message
    D'autant que ca demande à chaque atome de l'univers de "discuter" avec ... chaque atome de l'univers... ca en fait de l'info
    Ca vaut aussi pour le photon. S'il n'a pas de temps propre, il est partout à la fois, donc ça devient fastoche pour lui.
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  20. #19
    inviteb22401df

    Re : temps et lumière

    Citation Envoyé par Mailou75 Voir le message
    D'autant que ca demande à chaque atome de l'univers de "discuter" avec ... chaque atome de l'univers... ca en fait de l'info
    Chaque électron de l'univers "discute" bien avec chaque électron de l'univers (OK, uniquement ceux dans son cône de lumière), idem pour chaque proton etc.

    Et même un seul électron "discutant" avec lui-même émet et absorbe un nombre illimité de photons et autres particules virtuelles...

  21. #20
    ansset
    Animateur Mathématiques

    Re : temps et lumière

    Citation Envoyé par quodlibet Voir le message
    Vieux débat: la gravitation est-elle une force dans un espace-temps fixe ou une déformation dynamique de l'espace-temps?

    Cordialement
    exactement, je crois avoir plusieurs fois posé la question sous plusieurs formes et j'ai eu droit à la même reponse
    humble ; on ne sait pas !!
    force ou pas force ? ce qui redonne la question de la définition d'une force !
    Dernière modification par ansset ; 28/03/2011 à 22h38.

  22. #21
    Mailou75

    Re : temps et lumière

    Salut,

    Quodlibet : "La gravitation est elle une force dans un espace temps fixe ou une déformation dynamique de l'espace temps ?"

    J'adore ! Je prend la réponse 2 : La matière déforme continuellement l'espace temps ! (gravité + expansion)

    Mailou

  23. #22
    Amanuensis

    Re : temps et lumière

    Citation Envoyé par Alzen McCAW Voir le message
    On dit vulgairement que "le temps ralenti" pour Alex vu par Alain.
    • Est-ce dû à la vitesse (radiale ?) plus élevée de Alex ?
    • Est-ce dû à la plus forte gravitation ressenti par Alain?
    • Une combinaison des deux ?
    Quand on parle de cela il s'agit de l'influence de la gravité, mais il ne s'agit pas de la "gravitation ressentie". C'est la différence de potentiel qui joue, le fait qu'un objet tombe dans la direction Alex --> Alain. L'importance du "ralentissement du temps" est liée à la vitesse acquise, mesurée quand il passe à l'altitude de Alain, par un objet initialement à vitesse nulle et à l'altitude d'Alex.

    Au-dessus du sol la "gravitation ressentie" diminue avec l'altitude, mais en profondeur c'est le contraire (la "gravitation ressentie" est nulle au centre de la Terre), mais le "ralentissement du temps" est toujours dans le même sens.

  24. #23
    papy-alain

    Re : temps et lumière

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message
    Au-dessus du sol la "gravitation ressentie" diminue avec l'altitude, mais en profondeur c'est le contraire
    Non, c'est pareil : elle diminue également avec la profondeur (jusque 0 au centre comme tu l'as dit). C'est au niveau du sol que la gravité est la plus intense.
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  25. #24
    Gloubiscrapule

    Re : temps et lumière

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message
    L'importance du "ralentissement du temps" est liée à la vitesse acquise, mesurée quand il passe à l'altitude de Alain, par un objet initialement à vitesse nulle et à l'altitude d'Alex.
    La vitesse n'intervient pas, seul compte le potentiel gravitationnel.

    Citation Envoyé par papy-alain Voir le message
    Non, c'est pareil : elle diminue également avec la profondeur (jusque 0 au centre comme tu l'as dit).
    C'est exactement ce qu'il a dit:
    Au-dessus du sol la "gravitation ressentie" diminue avec l'altitude, mais en profondeur c'est le contraire
    Sous entendu en profondeur ça augmente avec l'altitude. Donc diminue quand on va vers le centre...
    Quand le sage montre la lune, l'imbécile regarde le doigt...

  26. #25
    papy-alain

    Re : temps et lumière

    Citation Envoyé par Gloubiscrapule Voir le message
    en profondeur ça augmente avec l'altitude. Donc diminue quand on va vers le centre...
    Non, la profondeur est un terme positif pour désigner une altitude négative.
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  27. #26
    Gloubiscrapule

    Re : temps et lumière

    -2000 est plus petit que -1000, et la gravité est plus forte à -1000 qu'à -2000 donc ça augmente avec l'altitude!
    Quand le sage montre la lune, l'imbécile regarde le doigt...

  28. #27
    Amanuensis

    Re : temps et lumière

    Citation Envoyé par Gloubiscrapule Voir le message
    La vitesse n'intervient pas, seul compte le potentiel gravitationnel.
    Merci de lire correctement un message avant d'y répondre.

  29. #28
    Amanuensis

    Re : temps et lumière

    Annulé, doublon avec les réponses de gloubis qui a sur ce point bien lu ce que je cherchais écrire.

    Citation Envoyé par papy-alain Voir le message
    (...)
    Dernière modification par Amanuensis ; 29/03/2011 à 11h45.

  30. #29
    papy-alain

    Re : temps et lumière

    Citation Envoyé par Gloubiscrapule Voir le message
    -2000 est plus petit que -1000, et la gravité est plus forte à -1000 qu'à -2000 donc ça augmente avec l'altitude!
    Exactement. Donc ça diminue avec la profondeur. Altitude - 1000 = profondeur + 1000.
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  31. #30
    Gloubiscrapule

    Re : temps et lumière

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message
    Merci de lire correctement un message avant d'y répondre.
    Je l'ai lu plusieurs fois, j'ai peut être pas compris, mais dans ce cas tu pourrais m'expliquer pourquoi tu fais intervenir la vitesse?
    Quand le sage montre la lune, l'imbécile regarde le doigt...

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