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Quand on va très vite, on voit devant nous ce qui est derrière, quel est ce mystère ?



  1. #1
    daniel100

    Quand on va très vite, on voit devant nous ce qui est derrière, quel est ce mystère ?


    ------

    Bonjour à tous,

    Il est admis, que depuis le cockpit de mon vaisseau spatial qui file à la moitié de c, je vois devant moi les étoiles qui sont sur le côté du vaisseau.

    Et qu’à presque c, je vois les étoiles qui sont derrières.

    Sur cette vidéo:
    http://dclav2.perso.sfr.fr/univers/vitlum.htm

    C’est expliqué, et je n’ai rien compris ! ?

    Comment, les photons qui éclairent mon pare-chocs arrière, peuvent-ils arriver sur mon pare-brise ?

    Merci, une fois de plus, pour vos lumières,

    -----

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  3. #2
    bb98

    Re : Quand on va très vite, on voit devant nous ce qui est derrière, quel est ce mystère ?

    Bonjour

    La vidéo complète est visible ici :

    http://video.google.com/videoplay?do...39164658758924

    probablement plus riche que le fragment proposé

    Le phénomène évoqué est celui de l'aberration de la lumière.
    Il est déjà "visible" par le mouvement de la Terre : les étoiles ne sont pas "vues" à l'endroit où elles se trouvent "naturellement" sur le ciel
    L'aberration dite annuelle ( mouvement de la Terre sur son orbite) est voisine de 20" d'arc
    L'aberration diurne ( rotation de la Terre) existe aussi et est très petite ( la chercher dans une encyclopédie )

    C'est, comme expliqué dans la vidé, exactement le même principe que celui des gouttes de pluie lors d'un déplacement en voiture. Bien sûr cette explication a ses limites et il faut "passer à la limite" pour comprendre tout le phénomène montré dans la vidéo. Comme il est dit, le point exactement opposé au déplacement reste invisible

  4. #3
    Gloubiscrapule

    Re : Quand on va très vite, on voit devant nous ce qui est derrière, quel est ce mystère ?

    Citation Envoyé par daniel100 Voir le message
    Comment, les photons qui éclairent mon pare-chocs arrière, peuvent-ils arriver sur mon pare-brise ?
    C'est parce que ta vitesse n'est pas négligeable par rapport aux photons. Imgaine que tu vas à presque c. Une étoile rayonne sur le côté gauche. Prenons un photon juste avant qu'il te touche. S'il est exactement à ta gauche, le coup d'après il sera derrière toi et non sur toi car tu avances beaucoup le temps qu'il arrive. Du coup les photons que tu détectes sont ceux qui sont un peu devant et donc tu les percutes non plus par la gauche exactement mais par le devant gauche. Plus tu vas vite et plus ils sont devant.

    Pour l'arrière c'est pareil tu toucheras les photons qui sont plus (+) sur le côté, plus (+) sur le devant etc... selon ta vitesse. Il y a que les photons exactement à l'arrière dans la direction opposée dans laquelle tu vas que tu recevras toujours par l'arrière.

    Autre explication:
    Prenons un référentiel fixe. Une fusée va dans la direction x. Et une étoile a émis des photons dans une direction oblique x,y. Comme la fusée va à presque c, la fusée va presque aussi vite que les photons. Mais dans la direction x, la projection de la vitesse des photons est plus petite que la vitesse de la fusée, donc la fusée s'éloigne des photons qui sont derrière et rattrape ceux de devant et donc les photons de l'étoile émis derrière lui arrive par devant car il les rattrape dans la direction dans laquelle il va.
    Tu comprends que plus la fusée est relativiste plus la vitesse est proche de c et plus l'angle entre la direction des photons et la direction de la fusée peut être petit pour que la fusée rattrape les photons dans la direction x.
    Tu comprends aussi que si les photons et la fusée ont la même direction, la fusée ne peut pas aller plus vite que les photons dans cette direction et donc les photons rattraperont la fusée et les verra bien par l'arrière.

    J'espère que j'ai été clair lol...
    Quand le sage montre la lune, l'imbécile regarde le doigt...

  5. #4
    daniel100

    Re : Quand on va très vite, on voit devant nous ce qui est derrière, quel est ce mystère ?

    Ouaah ! !

    A la troisième lecture, j’ai enfin compris, enfin je crois !

    Pour les étoiles sur le côté, serait-ce comme une voiture sur l’autoroute, qui percute un ballon envoyé de la voie d’urgence ?

    Le ballon est bien parti d’un côté, mais la réception sur le pare-brise, fait comme si celui-ci venait de devant.

    C’est ça ?

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    Gloubiscrapule

    Re : Quand on va très vite, on voit devant nous ce qui est derrière, quel est ce mystère ?

    Citation Envoyé par daniel100 Voir le message
    C’est ça ?
    Oui c'est ça...
    Quand le sage montre la lune, l'imbécile regarde le doigt...

  8. #6
    Zefram Cochrane

    Re : Quand on va très vite, on voit devant nous ce qui est derrière, quel est ce mystère ?

    Bonjour,
    j'ai été ébloui par la démonstration de gloubi et dans le train, j'ai réfléchi au problème suivant qu'il exprime en seconde partie. Voici où j'en suis:
    l'approche
    Au temps t, une fusée se trouve au point A à une distance Rt de C qui est la source lumineuse. elle passera au plus près de C en B; soit h la distance BC et D la distance AB.
    Elle perçoit les photons émis par l'étoile (sans masse) à t=0 donc Ro = ct et elle était alors à une distance Do = D + vt

    l'éloignement :
    Au temps t, la fusée se trouve au point A à une distance Rt de C. elle reçoit les photons de l'étoile émis au temps t=0 alors que la distance Ro = ct et elle était à une distance Do = D - vt

    ma première question est parce que je n'ai pas encore eu le temps de pauffiner les calculs et comment exprimer l'angle Oo = Arcos (Do/Ro) en fonction de vt,ct, et Ot = Arcos (Dt/Rt)

    Vu que dans le problème il y a des v² et c² qui apparaissent, y aurait'il un rapport avec le facteur de Lorentz?

    cordialement,
    Zefram
    Fatal Bazooka : Fous ta cagoule!

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  10. #7
    daniel100

    Re : Quand on va très vite, on voit devant nous ce qui est derrière, quel est ce mystère ?

    Merci pour vos réponses,

    -------------------------

    Mais, l’étoile qui est sur le côté (on va dire à 90 degrés) et que l’on voit devant, on la voit aussi sur le côté, et aussi entre 90 et zéro degrés (0 degrés étant devant).

    En fin de compte, plus l’on se rapproche de c, plus il y aura un trait qui commence à l’étoile et qui ira de plus en plus devant.

    Mais, ce n’est pas ce qui est expliqué dans la vidéo, c’est moi ou l’astrophysicien qui a tord ?
    Dernière modification par daniel100 ; 09/05/2012 à 12h22.

  11. #8
    Gloubiscrapule

    Re : Quand on va très vite, on voit devant nous ce qui est derrière, quel est ce mystère ?

    Citation Envoyé par daniel100 Voir le message
    Mais, ce n’est pas ce qui est expliqué dans la vidéo, c’est moi ou l’astrophysicien qui a tord ?
    C'est toi. L'étoile tu la voit juste devant, ce n'est pas un trait mais un point.
    Quand le sage montre la lune, l'imbécile regarde le doigt...

  12. #9
    Mailou75

    Re : Quand on va très vite, on voit devant nous ce qui est derrière, quel est ce mystère ?

    Salut,

    Citation Envoyé par Zefram Cochrane Voir le message
    ma première question est parce que je n'ai pas encore eu le temps de pauffiner les calculs et comment exprimer l'angle Oo = Arcos (Do/Ro) en fonction de vt,ct, et Ot = Arcos (Dt/Rt)

    Vu que dans le problème il y a des v² et c² qui apparaissent, y aurait'il un rapport avec le facteur de Lorentz?
    Il y a un fait que la vidéo oublie de préciser : les objets de derrière sont figés et les objets de devant vieillissent plus vite (je vais à la rencontre de leur histoire = photons) , donc évidement que le facteur de Lorentz intervient !!
    Quand on voit (dans la vidéo) l'image du rond blanc devant soi à presque c : le centre a une histoire très rapide et les bords très lente !

    Pour ta mise en équation j'ai pas tout compris, mais si tu trouves des Arccos en cherchant un , je t'invite à utiliser cette http://forums.futura-sciences.com/as...e-etrange.html
    Si t'as le courage de faire un ptit schéma ...

    A+
    Mailou

  13. #10
    Zefram Cochrane

    Re : Quand on va très vite, on voit devant nous ce qui est derrière, quel est ce mystère ?

    Je n'ai pas autocad ni ta dextérité mais je vais essayer de me démerder avec Paint.
    petit joueur que je suis
    Fatal Bazooka : Fous ta cagoule!

  14. #11
    Amanuensis

    Re : Quand on va très vite, on voit devant nous ce qui est derrière, quel est ce mystère ?

    Un truc intéressant : se poser le même problème en mécanique classique !

    Le vaisseau fonce à la vitesse de la lumière au milieu d'un champ d'étoiles immobiles (le référentiel étant donc choisi pour cela). Quand un "photon" arrive au vaisseau d'une étoile en provenance d'une étoile qui était devant sur le côté au moment de l'émission dudit "photon", cette étoile est derrière. Simplement parce que la lumière a mis plus de temps pour arriver que n'en a pris l'étoile pour "passer derrière", Pythagore oblige...

    Soit 0 l'instant de réception du photon, (x, y) les coordonnées de l'étoile au moment de l'émission, \sqrt(x²+y²)/c plus tôt (x le long de la vitesse, y sur le côté), x>0, devant. A t=0 l'étoile est en (x-\sqrt(x²+y²), y), elle est donc derrière...

    En physique classique, on ne voit devant que les étoiles qui sont derrière, sauf celles exactement dans l'axe !!!
    Dernière modification par Amanuensis ; 09/05/2012 à 18h29.

  15. #12
    Xoxopixo

    Re : Quand on va très vite, on voit devant nous ce qui est derrière, quel est ce mystère ?

    Bonjour,

    Citation Envoyé par Mailou75
    Il y a un fait que la vidéo oublie de préciser : les objets de derrière sont figés et les objets de devant vieillissent plus vite (je vais à la rencontre de leur histoire = photons) , donc évidement que le facteur de Lorentz intervient !!
    Une reflexion un peu primitive qui me vient à la lecture de cette remarque.
    Ce n'est pas plutôt que l'avant du vaisseau vieillit plus vite ? Enfin l' "avant", disons un peu plus à l'avant qu'à l'arrière.
    Mieux dit, un gros flash de rayons X pour le cosmonaute et son vaisseau par effet doppler : Blueshift ?

    Citation Envoyé par Wikipedia
    A blueshift is any decrease in wavelength (increase in frequency); the opposite effect is referred to as redshift.
    In visible light, this shifts the colour from the red end of the spectrum to the blue end. The term also applies when photons outside the visible spectrum (e.g. x-rays and radio waves) are shifted toward shorter wavelengths, as well as to shifts in the de Broglie wavelength of particles.

    Blueshift is most commonly caused by relative motion toward the observer, described by the Doppler effect.

    An observer in a gravity well will also see infalling radiation gravitationally blueshifted, described by General Relativity in the same way as gravitational redshift. In a contracting universe, cosmological blueshift would be observed; the expanding universe gives a cosmological redshift, and the expansion is observed to be accelerating.
    http://en.wikipedia.org/wiki/Blueshift

    Vu comme ça, les voyages interstellaires à vitesse subluminique en dehors du laboratoire vont être plus difficiles.
    Sortez les bonnets en plomb.
    Dernière modification par Xoxopixo ; 09/05/2012 à 21h17.

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  17. #13
    Mailou75

    Re : Quand on va très vite, on voit devant nous ce qui est derrière, quel est ce mystère ?

    Citation Envoyé par Xoxopixo Voir le message
    (...) un gros flash de rayons X pour le cosmonaute et son vaisseau par effet doppler : Blueshift ?
    Oué, ça se tient, les objets en face "visibles" en rayon X te fusillent, pendant que des micro ondes te chauffent le der !!

    Citation Envoyé par Xoxopixo Voir le message
    Sortez les bonnets en plomb.

  18. #14
    phys4

    Re : Quand on va très vite, on voit devant nous ce qui est derrière, quel est ce mystère ?

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message
    Un truc intéressant : se poser le même problème en mécanique classique !

    En physique classique, on ne voit devant que les étoiles qui sont derrière, sauf celles exactement dans l'axe !!!
    Il existe un équivalent en mécanique classique : le son d'un avion.
    Le bruit d'un avion commercial en vitesse de croisière, s'entend lorsque l'avion est presque passé et non dans la direction du son.

    Pour un supersonique, nous recevons le bang quand l'avion est déjà passé.
    Comprendre c'est être capable de faire.

  19. #15
    pinard-bio

    Re : Quand on va très vite, on voit devant nous ce qui est derrière, quel est ce mystère ?

    Citation Envoyé par Gloubiscrapule Voir le message
    C'est parce que ta vitesse n'est pas négligeable par rapport aux photons.
    Bonjour,
    Désolé, mais je ne peux suivre au-delà, et butte sur cette explication. Dans ce premier schéma, seuls un vaisseau et une étoile (ou plusieurs) sont présents. La vitesse détectée par le conducteur de l'engin par rapport aux photons n'est-elle pas, comme toujours, égale à c?
    Merci

  20. #16
    Amanuensis

    Re : Quand on va très vite, on voit devant nous ce qui est derrière, quel est ce mystère ?

    Citation Envoyé par pinard-bio Voir le message
    Bonjour,
    Désolé, mais je ne peux suivre au-delà, et butte sur cette explication. Dans ce premier schéma, seuls un vaisseau et une étoile (ou plusieurs) sont présents. La vitesse détectée par le conducteur de l'engin par rapport aux photons n'est-elle pas, comme toujours, égale à c?
    Oui, en module, et relativement à l'engin.

  21. #17
    phys4

    Re : Quand on va très vite, on voit devant nous ce qui est derrière, quel est ce mystère ?

    Citation Envoyé par Zefram Cochrane Voir le message
    ma première question est parce que je n'ai pas encore eu le temps de pauffiner les calculs et comment exprimer l'angle Oo = Arcos (Do/Ro) en fonction de vt,ct, et Ot = Arcos (Dt/Rt)

    Vu que dans le problème il y a des v² et c² qui apparaissent, y aurait'il un rapport avec le facteur de Lorentz?

    cordialement,
    Zefram
    Bonjour,
    Pour chance pour vos calculs, il est très difficile d'obtenir la bonne formule de cette manière. La méthode sûre consiste à considérer la transformation d'une onde plane, en appliquant la TL aux paramètres
    On obtient ainsi l'angle de déviation.

    Pour compléter mon message précédent, il existe une différence entre la déviation apparente pour une onde classique (vitesse faible par rapport à c) et la lumière.
    Pour une onde lente, la déviation ne peut dépasser 90°, pour la lumière, à cause de la TF, l'angle peut approcher 180°.
    Il faut remarquer cependant que les rayons arrivant par derrière, arrive toujours derrière.
    Comprendre c'est être capable de faire.

  22. #18
    phys4

    Re : Quand on va très vite, on voit devant nous ce qui est derrière, quel est ce mystère ?

    En mécanique classique, il y a deux cas distincts, suivant que le mobile émette un son, ou que le mobile reçoive le son.

    Lorsque le mobile émet le son, la déviation ne dépasse jamais 90°.
    Lorsque le mobile reçoit le son, il peut rattraper l'onde et la rotation apparente peut approcher 180°.

    L’expérience peut être rapprochée du ballon, envoyé en diagonale sur la route vers l'avant, une voiture peut rattraper le ballon et le recevoir par l'avant.

    Pour la lumière, il n'existe qu'un cas car il n'y a pas de repère absolu.
    Comprendre c'est être capable de faire.

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  24. #19
    daniel100

    Re : Quand on va très vite, on voit devant nous ce qui est derrière, quel est ce mystère ?

    Citation Envoyé par daniel100 Voir le message
    Mais, l’étoile qui est sur le côté (on va dire à 90 degrés) et que l’on voit devant, on la voit aussi sur le côté…
    Citation Envoyé par Gloubiscrapule Voir le message
    …l'étoile tu la voit juste devant…
    Donc, si je regarde de côté, il n’y a aucun photon qui arrive sur ma rétine, et je ne vois que du noir (absence de toute source lumineuse).

    Autant je comprends que mon cockpit « percute » des photons qui ont été émis par l’arrière avec un certain angle, que je ne comprends pas pourquoi des photons ne « percute » pas les côtés.

    Si je prends mon exemple du ballon, celui-ci peut également être reçu sur le côté.

    Je crois qu’il y a quelque chose de simple que je ne comprends pas !

  25. #20
    Gloubiscrapule

    Re : Quand on va très vite, on voit devant nous ce qui est derrière, quel est ce mystère ?

    Bien sur que tu reçois des photons par le coté, mais venant d'objets qui ne sont pas sur le coté mais derrière (enfin derrière de côté).

    Il y a seulement exactement devant et exactement derrière que tu reçoit les photons venant de la même direction que l'objet qui l'a émis.
    Dernière modification par Gloubiscrapule ; 11/05/2012 à 13h05.
    Quand le sage montre la lune, l'imbécile regarde le doigt...

  26. #21
    daniel100

    Re : Quand on va très vite, on voit devant nous ce qui est derrière, quel est ce mystère ?

    -





    Pour reprendre une citation : « je comprends vite, mais il faut m’expliquer longtemps ».

    Citation Envoyé par Gloubiscrapule Voir le message
    Il y a seulement exactement devant et exactement derrière que tu reçoit les photons venant de la même direction que l'objet qui l'a émis.
    Ca, j’ai compris !

    Citation Envoyé par Gloubiscrapule Voir le message
    Bien sur que tu reçois des photons par le coté…
    Donc, on voit quelque chose sur les côtés, dans la vidéo, il semble qu’on ne voit rien de côté, et que toutes les sources lumineuses se « focalisent » devant.

  27. #22
    bb98

    Re : Quand on va très vite, on voit devant nous ce qui est derrière, quel est ce mystère ?

    Citation Envoyé par daniel100 Voir le message
    -


    Donc, on voit quelque chose sur les côtés, dans la vidéo, il semble qu’on ne voit rien de côté, et que toutes les sources lumineuses se « focalisent » devant.

    Bonjour

    Oui ! c'est une bonne description !

    Plus l'observateur va vite ( très très vite, très proche de "c" ) , plus TOUT le paysage "semble" se concentrer DEVANT

    Seul le point juste derrière reste invisible

    Je crois que cela est bien expliqué dans le vidéo complète au moins

    Bonnes lectures

  28. #23
    daniel100

    Re : Quand on va très vite, on voit devant nous ce qui est derrière, quel est ce mystère ?

    Bonjour bb98,

    Si TOUT le paysage "semble" se concentrer DEVANT, on ne reçois donc pas de photons sur les côtés, mais Gloubis dit que si.

    Suis un peu perdu la ! ?

  29. #24
    Xoxopixo

    Re : Quand on va très vite, on voit devant nous ce qui est derrière, quel est ce mystère ?

    On peut peut-être voir ça du point de vue de la contraction des longueurs ?
    http://forums.futura-sciences.com/ph...ml#post1588045

    Si la fusée va quasiment à C, sa longueur sera très petite du point de vue des étoiles qui envoient les photons.
    Le vaiseau ressemblera à une feuille, donc les photons vont arriver par l'avant (une face) ou par l'arrière (l'autre face), mais rarement par la tranche.
    En bon vivant, rien ne vaut un bonne logique ternaire.

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  31. #25
    bb98

    Re : Quand on va très vite, on voit devant nous ce qui est derrière, quel est ce mystère ?

    Citation Envoyé par daniel100 Voir le message
    Bonjour bb98,

    Si TOUT le paysage "semble" se concentrer DEVANT, on ne reçois donc pas de photons sur les côtés, mais Gloubis dit que si.

    Suis un peu perdu la ! ?

    Bonjour

    On reçoit bien les photons, puisque l'on VOIT les objets

    MAIS, les "cotés" sont noirs, ces objets semblent être devant l'observateur

  32. #26
    phys4

    Re : Quand on va très vite, on voit devant nous ce qui est derrière, quel est ce mystère ?

    Citation Envoyé par daniel100 Voir le message
    Bonjour bb98,

    Si TOUT le paysage "semble" se concentrer DEVANT, on ne reçois donc pas de photons sur les côtés, mais Gloubis dit que si.
    Il y a une confusion entre direction et bords du mobile. L'effet de vitesse ne concerne que la direction.

    Exemple, dans une voiture qui roule vite sous la pluie, les gouttes tombent aussi sur les vitres latérales, mais il y en a plus sur le pare-brise. Elles semblent toutes venir de l'avant. L'arrière en reçoit très peu.
    La distribution des directions restent continue, les photons sont toujours reçus de toutes les directions, leur densité et leur couleur changent avec la vitesse. Attention à certains schémas un peu rudimentaires.

    Je crois bien que je vais me fouler d'un petit dessin.
    Comprendre c'est être capable de faire.

  33. #27
    daniel100

    Re : Quand on va très vite, on voit devant nous ce qui est derrière, quel est ce mystère ?

    Si l’on prend l’exemple de la pluie sur une voiture, je crois que le côté du vaisseau spatial correspond au toit transparent de la voiture.

    Et (à confirmer) j’aurais l’impression de recevoir la pluie rectiligne du toit ainsi que du pare-brise.

  34. #28
    phys4

    Re : Quand on va très vite, on voit devant nous ce qui est derrière, quel est ce mystère ?

    Bonsoir,

    Il existe quelques petites différences avec la mécanique classique pour onde sonore ou balle.
    Lorsque le mobile va plus vite que l'onde il ne peut plus la recevoir de l'arrière parce qu'il rattrape l'onde.

    La lumière rattrape toujours le mobile, l'intensité reçue de l'arrière devient très faible, il n'y a pas de zone totalement obscure.
    Voici la description détaillée promise.
    DeviationDoppler.pdf
    Comprendre c'est être capable de faire.

  35. #29
    Pfhoryan

    Re : Quand on va très vite, on voit devant nous ce qui est derrière, quel est ce mystère ?

    Citation Envoyé par phys4 Voir le message
    La lumière rattrape toujours le mobile, l'intensité reçue de l'arrière devient très faible, il n'y a pas de zone totalement obscure.
    Petite nuance. Dans un milieu ou la vitesse de phase de la lumière est inférieure à c (vitesse de la lumière dans le vide), il est tout à fait possible qu'elle ne rattrape pas une particule chargée. Il se forme également l'équivalent d'un onde de choc au passage de la particule. Les photons émis lors de la relaxation des particules polarisées au passage de la particule chargée, interfèrent constructivement (effet Cerenkov).
    “if something happened it’s probably possible.” Peter Coney

  36. #30
    phys4

    Re : Quand on va très vite, on voit devant nous ce qui est derrière, quel est ce mystère ?

    Le sujet concerne essentiellement l'effet relativiste dans le vide.

    Les autres cas peuvent servir pour comparaison, nous avons cité le cas des ondes sonores, qui présente plusieurs possibilités.
    Le calcul avec TL appliqué au quadrivecteur est valable pour toute onde.

    Le calcul est moins simple pour une propagation dans un milieu mais il est possible de retrouver les différents cas.

    En fait, je trouve que c'est encore le cas lumière dans le vide qui est le plus facile à interpréter..
    Comprendre c'est être capable de faire.

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