Y a-t-il une raison pour que la Vitesse de la Lumière = 299 792 458 m/s ?

[invitee6f0086a]

Bonjour à tous,

Si je vous demandais pourquoi la VL = 299 792 458 m/s dans le vide, la sanction serait immédiate : « c’est comme ça, et pi c’est tout ! ».

Je n’ai aucun souci avec cela, mais ma question serait donc la raison de cette limite.

Suivant le milieu (verre eau …) la VL est différente, et il y a des raisons à ces variations : composition, densité, température, etc. du matériau.

Il me semble logique qu’il y ait une raison pour que c soit égal à 299 792 458 m/s .

Ce n’est pas parce que l’on ne connaît pas cette raison, qu’elle n’existe pas.

Le non connaisseur que je suis, aurait tendance à penser que le vide galactique (qui n’est pas si vide que çà) soit un « milieu » responsable de cette limite.

Donc, y-a-t-il une raison (inconnue à ce jour), ou pas, à cette limite de 299 792 458 m/s ?

Pardonnais moi de vous embêter encore avec cette vitesse de la lumière, mais cette limite de 299 792 458 m/s me fascine.

Encore un grand merci,
-----

[Nicophil]

Bonsoir,

La seule chose que je sais, c'est que c'est affreusement lent à l'échelle astronomique.

[invite240682c5]

Pas évidente cette question, peut-être que la fin de cette vidéo peut t'éclairer :

http://www.youtube.com/watch?v=Bi-uc7IJ1Rs

[inviteccac9361]

Bonjour,

Si je vous demandais pourquoi la VL = 299 792 458 m/s dans le vide, la sanction serait immédiate : « c’est comme ça, et pi c’est tout ! ».

Je ne vais pas trop m'avancer sur cette quetsion épineuse.

Néanmoins, je résumerais bien ceci de cette manière :
C est plus qu'une limite, cette vitesse limite peut être vue comme liée au principe "qu'il y a une certaine proportion d'espace et de temps", dans le vide en ce qui concerne la question de C.
Cette proportionalité ne varie pas, dans le vide.

Si par contre l'espace n'est pas vide de masse, la partie revenant à l'espace diminue et la partie revenant au temps augmente.
Mais la proportion entre l'espace et le temps vaut "quelque-chose" (il le faut bien non ? ).
Une vitesse étant en terme d'unités une distance selon un temps, on ose donc esperer que la valeur de C vaut quelque-chose.
Ca c'etait la partie triviale je dirais.

Ce qui et remarquable par contre, c'est l'invariance, dans le temps et dans l'espace, de cette vitesse limite en fonction des autres paramètres connus, du moins d'après le meilleur model en phase avec les observations.

Je n’ai aucun souci avec cela, mais ma question serait donc la raison de cette limite.

Donc la réponse est probablement à chercher dans l'adéquation d'un model avec les observations.

On sait ici, en énoncant VL= 299 792 458 m/s que pour tout lieu et en tout temps, le mètre étant défini en ce lieu et "commun" avec la référence, tout phénomène physique (ce qui inclu le procesus de la mesure de C ...) se déroulera à une "vitesse" qui sera proportionelle et invariante par rapport à la vitesse du phénomène qui nous a permi de définir... la seconde.

(1) Définition du Mètre arbitraire.
(2) Définition de la Seconde arbitraire.

Mesure du temps (2) mis par la lumière pour parcourir une distance (1) dans les conditions x,y,z,g,etc.
=> Valeur arbitraire
mais "constante", d'après nos observation dans les conditions x,y,z,g,etc., c'est à dire qu'il y a un vitesse d'écoulement du temps commun à tous les phénomènes physiques, pour les paramètres physique connus, caracterisé par exemple par une " quantité d'action".

Cette constant est donc reliée plus fondamentalement, à mon avis, à la limite de caracterisation (être en mesure d'observer une variation d'état) des phénomènes physiques (la mesure d'une barre d'1m est une succession de phénomènes physique).

[A voir en vidéo sur Futura]

[vanos]

(1) Définition du Mètre arbitraire.
(2) Définition de la Seconde arbitraire.

Bonjour,

Arbitraire sûrement pas, mais très spécifiquement lié à la planète Terre, la lumière n'est, elle, n'est pas liée à la Terre d'où ces nombres un peu compliqués. Je ne vois vraiment pas où est le problème si ce n'est un sentiment géocentrique très égoïste.

Salut.

[Amanuensis]

Le choix de lier l'unité de durée à la durée du jour solaire moyen de la Terre est arbitraire.

Le choix de diviser la durée de référence en 24 est arbitraire.

Le choix de diviser 1/24ème de la durée de référence en 60 est arbitraire.

Le choix de diviser 1/1440ème de la durée de référence en 60 est arbitraire.

Etc. (choix de date pour le jour solaire moyen, choix d'une expérience physique comme référence, choix de rester proche des choix précédents, etc.)

Même pas géocentrique, mais spécifique à une partie assez limitée de l'humanité... Que ces choix arbitraires aient ensuite été acceptés comme norme dans les échanges au sein de toute l'humanité ne les rend pas moins arbitraires.

-----

Comme cela a été écrit des dizaines de fois, le nombre 299 792 458 est arbitraire, ainsi que l'unité de longueur et l'unité de durée ; néanmoins la vitesse limite, elle, n'est pas arbitraire du tout. Elle est le produit du nombre par l'unité de longueur divisée par l'unité de temps, et que les trois soient arbitraires n'est pas contradictoire avec l'idée que la combinaison des trois ne le soit pas.

Ce qui est pertinent est l'existence d'une vitesse limite, pas son expression en un nombre et des unités.

Si la question initiale porte sur l'existence d'une vitesse limite, la réponse est qu'elle découle du modèle minkowskien de l'espace-temps (local). Et la raison pour le choix de ce modèle est qu'il rend compte des observations. Et pourquoi ce modèle-là rend-il compte des observations alors que d'autres ne le font pas n'a pas de réponse autre que triviale en science pour le moment. Et le jour où elle aura une réponse non triviale en science, une nouvelle question de type "pourquoi" apparaîtra, et on ne sera pas plus avancé.

Le modèle minkowskien de l'espace-temps est fascinant. Le nombre 299 792 458 ne l'est en rien.

[vanos]

1. Le choix de lier l'unité de durée à la durée du jour solaire moyen de la Terre est arbitraire.
2. Le choix de diviser la durée de référence en 24 est arbitraire.
3. Le choix de diviser 1/24ème de la durée de référence en 60 est arbitraire.
4. Le choix de diviser 1/1440ème de la durée de référence en 60 est arbitraire.

Non, pas arbitraire mais logique et facile :

1. La durée du jour variant au cours de l'année, il est logique d'en prendre la moyenne.
2. Le choix de 24 heures est ancien mais logique car avant l'usage de la virgule on travaillait avec des demis, des tiers, des quarts etc... or 24 est divisible par 2, 3 , 4 et 6 c'était donc très pratique et logique pour diviser le jour, cette habitude est restée.
3. La référence 60 est aussi très ancienne (Summer) et pour les mêmes raisons, 60 est divisible par 2, 3, 4, 5, 6 et 12.
4. 1440 n'est jamais que 24 x 60 x 60 nombres simples pour le calcul sans virgule.

Bref ce n'est pas l'arbitraire qui régissait ces calculs mais la facilité de ces mêmes calculs et aussi la tradition. Je prétends qu'un quart d'heure est plus parlant que 15 minutes du moins dans la vie quotidienne et tant pis si la vitesse de la lumière ne s'y adapte pas.
Par exemple la douzaine, acheter un quart de douzaine d'oeufs est facile, essayez donc avec un quart de dizaine.

[invite5e279b10]

Je pense comme toi qu'ils auraient pu arrondir à 300 000 km/s.

[invitee6f0086a]

Si la question initiale porte sur l'existence d'une vitesse limite,..

Tout à fait, la valeur n'a pas vraiment d'importance.

[Amanuensis]

Non, pas arbitraire mais logique

La logique a posteriori, rien de plus "facile", et de sans intérêt.

[Amanuensis]

Tout à fait, la valeur n'a pas vraiment d'importance.

Dans ce cas, est-il clair que la question porte sur le modèle d'espace-temps ?

La question telle que décrite dans le message #1, une fois virés la valeur selon les unités en vigueur, effectivement sans importance (et pas le sujet du fil), ne distingue pas entre le modèle d'espace-temps et les propriétés de la lumière. Si on fait la distinction, il y a deux "fascinations" :

- que le meilleur (au sens collant aux observations) modèle connu d'espace-temps implique une vitesse locale finie ;

- que la lumière se propage dans le vide à la vitesse limite.

Le premier point n'a pas "d'explication" en science (qui ne répond jamais aux "pourquoi" les plus fondamentaux).

Le second est lié à la théorie de l'électro-magnétisme, à sa portée infinie, à la masse nulle de son boson vecteur, etc. Pas vraiment des "explications" non plus, mais là encore un modèle qui colle aux observations. Notons que les théories en vigueur "n'explique" pas la vitesse de propagation dans le vide comme liée à un milieu de propagation, mais à des propriétés fondamentales de la l'interaction électro-magnétique.

[curieuxdenature]

Suivant le milieu (verre eau …) la VL est différente, et il y a des raisons à ces variations : composition, densité, température, etc. du matériau.

Il me semble logique qu’il y ait une raison pour que c soit égal à 299 792 458 m/s .

Bonjour daniel100

si tu cherches une raison d'ordre physique une réponse ne t'avanceras pas plus que la théorie de Maxwell n'en apporte.
En physique il y a 4 ou 5 valeurs fondamentales déclarées exactes par définition, la vitesse de la lumière, la constante magnétique, la constante électrique et l'impédance du vide. Ces 4 valeurs se mordent la queue, ça nous fait donc une belle jambe au niveau du pourquoi...

C'est une observation cette vitesse, autant qu'on observe une vitesse du son dans les matériaux ou les gaz et qu'on sait pourtant modéliser correctement.
Perso, je me contente d'imaginer que le champ électromagnétique ne peut pas être ébranlé plus vite, de même que le son ne fait pas plus de 330 m/s dans l'air.

[invitecaa8f314]

Pourquoi ne pas alors prendre la valeur de C égale à 1 et de définir, en physique, le temps et les distances par rapport à cete valeur ? Ca serait déjà bcp moins arbitraire Peut-être que cela arrondirait également d'autres constantes basées sur C...

[Amanuensis]

C'est ce que font les physiciens très souvent !

C'est juste que dans la vie courante les gens préfèrent distinguer une unité de longueur et une unité de durée. On peut prendre vite l'habitude d'exprimer les longueurs en secondes (par exemple la distance moyenne Terre-Soleil est de 499 secondes...). Vous trouverez alors des petites annonces pour des appartements de 20 ns² !

[Deedee81]

Salut,

On fait même souvent pire que ça. On pose (par exemple) G=hbar=c=1 (j'ai déjà rencontré aussi hbar=c=k=1 ou avec d'autres constantes).

A la fin, pour les résultats chiffrés, on remet les constantes par analyse dimensionnelle.

[inviteccac9361]

Arbitraire sûrement pas, mais très spécifiquement lié à la planète Terre, la lumière n'est, elle, n'est pas liée à la Terre d'où ces nombres un peu compliqués. Je ne vois vraiment pas où est le problème si ce n'est un sentiment géocentrique très égoïste.

Parfaitement arbitraire en ce qui concerne sa valeur, mais absolument cohérent (par contruction des models) avec les autre grandeurs définies arbitrairement également (voir la définition ancienne de la seconde par exemple qui à initié une définition plus précise).

Mais laissons parler les maîtres :

Page 4 :
"La vitese de la lumière c est une grandeur qui intervient en tant que 'constante universelle' dans les équations de la physique.
mai si l'on prend comme unité de temps, non plus la seconde, mais le temps que met la lumière pour parcourir 1cm, c n'apparait plus dans les équations.
En ce sens on peut dire que la constante c n'est qu'une constante universelle apparente.
Il est manifeste, et universellement admis, que l'on pourrait aussi éliminer deux autres constantes universelles en introduiant à la place du gramme et du centimetre des unités 'naturelles' choisies de manière adéquate (par exemple, la masse et le rayon de l'électron).

Imaginons que cela ait été réalisé; alors n'apparaissent plus, dans les équations fondamentales de la physique que des constantes 'sans dimensions'.
Au sujet de ces dernières, j'aimerais énoncer un principe qui, provisoirement, ne peut être fondé sur rien d'autre que sur ma confiance en la simplicité, ou putôt l'intelligibilité, de la nature : il n'existe pas de constantes arbitraires de ce type.
Autrement dit: la nature est ainsi faite qu'il est logiquement possible d'établir des lois si fortement définies que seules des constantes susceptibles d'une détermination rationelle complète apparaissent dans ces lois (il n'y a donc pas de constantes dont les valeurs numériques puissent être modifiées sans que la théorie soit détruite).
Einstein, Autobiographie scientifique (1949).

Page 40:
Les absolus selon Max Planck (autobiographie scientifique).
"La vitesse de la lumière est à la théorie de la relativité ce que le quantum d'action est à la théorie de quantas : c'est son centre absolu;"

Einstein et les constantes universelles

[stefjm]

Le modèle minkowskien de l'espace-temps est fascinant. Le nombre 299 792 458 ne l'est en rien.

Pour qu'un nombre devienne fascinant, il faut qu'il soit obtenu par rapport de deux nombres de même dimension caractérisant chacun un phénomène.
Exemple : c/vitesse de l'électron sur la première orbitale dans l'atome d'hydrogène = 137.036
c : fondamental
v : lié à l'atome le plus simple

[stefjm]

J'aime bien la référence au CGS obsolète depuis Pfiouuuuu...
Ca doit être un vieux texte de GCT

[Calvert]

J'aime bien la référence au CGS obsolète depuis Pfiouuuuu...
Ca doit être un vieux texte de GCT

[Petit aparté] Toute la littérature en astrophysique est toujours actuellement en cgs !

[stefjm]

C'est vrai que le cm est super adapté comme étalon pour l'astrophysique.

[Calvert]

Sans parler du gramme...

[invite5c75e82b]

mais vu que l'univers est en expansion, pourrions nous penser que la vitesse de la lumière n' est pas la même qu'il y a 13.5 milliard d’années ?

On dit que cette vitesse est constante. Surement ! a notre échelle. l Humanité n'a surement pas vécu suffisamment de temps pour se rendre compte qu'elle aurait évoluée au fil des milliards d’années

[invite23876543123]

Non ! Ce qui compte c'est les rapport sans dimension enfin je crois ... !

[stefjm]

Sans parler du gramme...

L'univers étant essentiellement vide (6 atomes/m^3 en moyenne ?), c'est effectivement trop gros un gramme...

[Mailou75]

Bonjour à tous,

Si je vous demandais pourquoi la VL = 299 792 458 m/s dans le vide, la sanction serait immédiate : « c’est comme ça, et pi c’est tout ! »

Elle va à cette vitesse c dans la matière noire qui nous entoure, dans le vide on en sait rien !

[inviteccac9361]

J'ai trouvé cette remarque interressante :

Les calculs de Richard Feynman montrent que sur de longues distances, seuls les quanta qui se déplacent à la vitesse de la lumière parviennent à demeurer en phase les uns avec les autres et sont donc observables (sont "réels" pour les spécialistes).

C'est ce qui nous fait dire que la lumière a une vitesse c bien déterminée, toujours la même dans le vide.

Mais cette restriction ne s'applique pas sur de courtes distances, à l'échelle interne de l'atome par exemple.

http://www.lerepairedessciences.fr/s...tum_action.htm

[evrardo]

Bonjour Daniel 100 et aux autres.

C'est une drole de question que tu poses là!
Tu pourrais aussi demander, y a t'il une raison à ce que la circonférence d'un cercle = 3.1415...X Diamètre.
Y a t'il une raison à ce que la température la plus basse possible est de -273° C.
Etc...
Il n'y a pas d'explications à cela: c'est la vie qui est comme ça!

[ordage]

Salut

Je reposerais ta bonne question ainsi: Pourquoi y-a-t-t'il une vitesse limite en physique pour la propagation des phénomènes?
A priori ce n'est pas une propriété de la lumière mais de l'espace-temps. La lumière n'en étant qu'un traceur parmi d'autres.

Une réponse partielle intéressante est donnée par l'application du principe de relativité seul, sans postuler cette invariance:" les lois de la physique doivent être les mêmes dans tous les référentiels galiléens". Cela montre l'existence d'un invariant de vitesse "infranchissable". On peut poser cet invariant égal à l'infini (c'est la relativité galiléenne) mais aussi le supposer fini, peu importe sa valeur puisque c'est celle là qu'on prendra comme référence. On obtient alors une théorie du type de la relativité restreinte.

Voir l'annexe de: http://www.udppc.asso.fr/national/at...9/poincare.pdf

Une deuxième réflexion consiste à se demander comment seraient les lois de l'univers s'il n'existait pas de limite, si les interactions se propageaient à une vitesse infinie. La physique serait très différente. En particulier l'univers entier devrait être considéré comme un seul système puisque l'équilibre global serait toujours maintenu, quid de l'inertie, des équilibres locaux qui permettent une diversité ,...etc.
Bref, un autre monde...

Cordialement

[invitee6f0086a]

Merci à tous, pour vos intéressantes interventions,

Si j’ai bien compris ordage, une réponse à la question serait, que la vitesse de propagation des phénomènes physiques serait due à l’espace/temps.

J’adore cette idée, qui devrait également répondre à une autre question posée :
« Comment une information peut-elle se déplacer dans le vide ? »

Les photons ou ondes pourraient utiliser l’espace/temps comme « support » afin de se propager dans le vide.

Tiens ! quels sont les phénomènes physiques qui se propagent à c :

1- les photons
2- la gravitation
3- l’électromagnétisme (ou champ ?)

D’autres ?

[invite6c093f92]

Bonjour,

Tiens ! quels sont les phénomènes physiques qui se propagent à c :

1- les photons
2- la gravitation
3- l’électromagnétisme (ou champ ?)

D’autres ?

Les "phénomènes physiques" qui se propagent à c, sont les bosons de jauge, donc le photon(ou OEM,kifkif...), les bosons de l'interaction faibles(W et Z), et ceux de l'interaction forte, soit les gluons, il faudra ajouter à cette liste le graviton, dès qu'on l'aura observé.
Cordialement,