Si le photon avait une masse infime, quelle en serait les conséquences ?

[Zefram Cochrane]

Déjà imaginons que le photon n'est pas de masse, conceptuellement (j'avais déjà créer un topic il y a plusieurs années sur ce sujet), le temps propre du photon dans son référentiel serait "nul" (d'après la formule de relativité ) , c'est à dire que sa naissance et mort toujours de son point de vue serait en quelque sorte "superposés"?

Naissance et mort qui n'ont de sens que pour l'observateur massique externe

J’essaie de faire fonctionner mon intuition, et je me dis, qu'est que la vitesse de la lumière, et pourquoi est-elle fixe avec sa constante et avec limite infranchissable pour une autre particule ? Qu'est ce qui dans l'univers pourrait fixer la vitesse de la lumière à 299 792 458 m/s ?

Ca c'est une question interressante, de mon point de vue.

Pour atteindre la vitesse de la lumière faut-il réellement une masse infinie ?

Clairement non, la masse étant invariante, par contre pour l'inertie oui.

Serait-ce possible que le photon ait une masse vraiment infime, qui elle fixe indirectement la constante de la lumière à 299 792 458 m/s ? Car lorsque la masse tend vers 0, l'énergie nécessaire à faire propager un supposé photon tendra aussi vers 0. Oui une sorte de masse de "Planck". Avec une masse de photon si infime soit-elle, pourrait-on encore dire qu'il faudrait une énergie infinie pour atteindre 299 792 458 m/s ? Avec ce raisonnement on obtiendrait une autre constante d'énergie pour propulser un photon à sa vitesse maximale en fonction de cette masse de Planck.

En fait s'il s'avérait que le photon aie une masse infime. On serait obligé soit d'augmenter la valeur la célérité des particules hypothétiques de masse nulle
ce qui donnerait quelque chose de la forme 299 792 458, 0000000102655...m/s ou très probablement on ferait comme pour les neutrinos ie on considèrerait que la vitesse des photons est 299792458 - epsilon.

Lorsque je me dis que le photon n'a pas de masse, et donc n'a nul besoin d'énergie pour pour aller à C, je me pose la question, qu'est ce qui fixe réellement C ? Car dans un tel raisonnement "sans masse" , pourquoi le photon s'arrêterait-il à C pour ne pas aller vers une vitesse infinie ?

Encore un autre raisonnement que je ne comprends pas :
On recherche des particules qui vont plus vite que C, sans comprendre réellement la nature d'un photon.
Deplus en relativité on a tendance à dire que C est une limite infranchissable, car celà briserait la notion de cause à effet.

parce que comme dit plus haut, C est la vitesse de propagation des particules de masse nulle dans tous les référentiels inertiels en RR
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[philname]

La vitesse de propagation C pour les particules de masse nulle dans tous les référentiels inertiels en RR comme tu le soulignes est-elle une convention pour simplifier certains calculs, oubien a-t-elle été démontré ?

[Deedee81]

Salut,

La vitesse de propagation C pour les particules de masse nulle dans tous les référentiels inertiels en RR comme tu le soulignes est-elle une convention pour simplifier certains calculs, oubien a-t-elle été démontré ?

On ne saurait le démontrer puisque c'est postulé en relativité restreinte. Ou on peut le démontrer à partir d'autres postulats, mais ça revient au même.

Par contre c'est basé sur l'expérience. La mesure de la vitesse de la lumière (ou de toute particule de masse nulle ou trop faible pour avoir un effet notable) montre que celle-ci vaut toujours c.

Ce qu'il est possible de démontrer (en partant de postulats assez "anodins" : principe de relativité, espace-temps continu, postulat de groupe, postulat d'identification) c'est que l'ensemble des transformations possibles des coordonnées ne forment que trois ensembles : les transformations de Galilée, les transformations de Lorentz, et un troisième ensemble (je ne pense pas qu'il ait un nom) mais ne respectant pas la causalité.

Les transformations de Lorentz dépendent d'une vitesse limite c. Et il est alors facile de montrer que si l'on mesure une vitesse c' "presque invariante" (disons identique dans deux repères à un petit epsilon près beaucoup plus petit que la vitesse relative entre ces deux repères), alors ces transformations de Lorentz sont les bonnes et c est juste légèrement supérieur à c', la aussi d'un petit epsilon.

A noter que dans les postulats ci-dessus il n'est pas nécessaire d'utiliser le fait que l'espace est euclidien ou autre. On peut travailler localement, grâce au postulat de continuité, dans un voisinage infinitésimal de tout point. Les résultats s'étendent alors aussi à la relativité générale.

De même, le postulat d'identification (bidiou, plus sûr du nom, un trou de mémoire) dit que l'on peut faire correspondre chaque point de l'espace mathématique utilisé à un point de l'espace réel. Il revient aussi à dire que nous vivons tous dans le même univers Il semble assez évident, mais pourtant il n'est pas toujours vrai (par exemple, en relativité générale, si l'on effectue des choix inappropriés pour la description de la variété.... mais je ne l'ai jamais rencontré dans les livres que j'ai lu. J'étais tombé là dessus moi-même il y a longtemps et il faut vraiment le vouloir. En fait, j'avais pris pour variété de base l'espace-temps de Minkowski "déformé", enfin, bon, je faisais joujou avec la théorie. Peu importe). Mais là aussi, puisque l'on peut travailler localement, plus de problème.

Enfin, le postulat de relativité n'est qu'une façon de dire "la manière dont l'univers fonctionne ne dépend pas des choix arbitraires que, nous, nous pouvons faire pour le décrire comme le choix du repère ou des coordonnées. Seule la description que l'on en fait est influencée et les lois physique devraient être indépendantes de ces choix si on veut qu'elles soient le plus fidèle à la réalité physique".

Seul le postulat de continuité pourrait être remis en cause. C'est parfois le cas lorsque l'on essaie de marier relativité générale et mécanique quantique. D'ailleurs, certaines théories comme la gravité quantique à boucles prédisent une variation de la vitesse de la lumière. Mais sans plonger dans des eaux aussi trouble, expérimentalement, force est de constater qu'on ne peut (pas encore) mettre en évidence aucune granularité de l'espace-temps (le principe de localité et donc de continuité a pu être vérifié avec les grands accélérateurs jusqu'à une fraction de la taille d'un proton, j'avais lu le chiffre mais je ne l'ai plus en tête. Il est juste impressionnant de "petitesse").

Donc, au moins en restant dans le domaine classique, on peut sans difficulté admettre que l'invariance de la vitesse limite (et peut-être celle de la lumière si le photon a bien une masse strictement nulle) est un résultat en béton armé.

[Amanuensis]

Ce qu'il est possible de démontrer (en partant de postulats assez "anodins" : principe de relativité, espace-temps continu, postulat de groupe, postulat d'identification) c'est que l'ensemble des transformations possibles des coordonnées ne forment que trois ensembles : les transformations de Galilée, les transformations de Lorentz, et un troisième ensemble (je ne pense pas qu'il ait un nom) mais ne respectant pas la causalité.

On peut les trouver où les détails de cette "démonstration"?

[invite6754323456711]

On peut les trouver où les détails de cette "démonstration"?

https://fenix.tecnico.ulisboa.pt/dow...d_%2876%29.pdf.

J'avais parcouru à l'époque sans bien saisir en profondeur sa "démonstration" : http://forums.futura-sciences.com/ph...ml#post1674582

Patrick

[Zefram Cochrane]

Salut
Je pense que Décédée parle des trois possibilités de la démo de JM Levy Leblond que j'ai mis en lien dans le mess 8 page 10
Cordialement
Zefram

[Amanuensis]

On peut les trouver où les détails de cette "démonstration"?

https://fenix.tecnico.ulisboa.pt/dow...d_%2876%29.pdf.

Cela ne me paraît pas être la même chose (apparemment pas les mêmes "postulats").

[Amanuensis]

K, trouvé en examinant la discussion indiquée, cela pourrait être la démo dans le lien indiqué dans le message http://forums.futura-sciences.com/ph...ml#post1653120

Je recopie le lien: http://groups.google.com/group/sci.p...n&lr=&c2coff=1

[invite6754323456711]

Cela ne me paraît pas être la même chose (apparemment pas les mêmes "postulats").

Attendre alors la réponse de didier. J'avais aussi dans ma bibliothèque ce pointeur, mais qui est aussi dans l'axiomatique de JM Levy-Lebond

Patrick

[Amanuensis]

OK, trouvé

Enfin, presque la même... L'absence de mention de l'isotropie/homogénéité dans le message #33 m'avait "intrigué", mais c'est dans le lien indiqué.

[Deedee81]

Je la donne ici aussi :
http://fr.scribd.com/doc/166636239/C...restreinte-pdf
(chapitre IX, déduction algébrique)
Les postulats étant décrits avant.

C'est inspiré d'une démonstration que j'avais lue sous la plume du physicien Tom Roberts.

D'une manière générale, il existe trente-six "démonstrations" de la relativité, mais je trouve que le terme démonstration est trop fort. C'est pour ça que je préfère le terme "déduction". Ca permet juste de voir quelles sont les différentes possibilités et limites de validité en fonction des postulats. Le reste étant bien entendu la vérification expérimentale. C'est elle qui donne la validité "ultime" des théories, relativité inclue.

J'ai lu ce matin sur un forum de physique que l'on pouvait par exemple mesurer le décalage Doppler dans la lumière des étoiles selon la position de la Terre sur son orbite. Et qu'on pouvait mesurer la longueur d'onde et la fréquence. Confirmant ainsi l'invariance de c en fonction du mouvement de l'observateur. A prendre avec des pincettes, je n'ai pas de référence, mais ça me parait tout ce qu'il y a de plus plausible. Voir de toute façon le bon vieux http://math.ucr.edu/home/baez/physic...periments.html

[azizovsky]

Bonjour , une masse nulle du photon est équivalente a un temps propre nul par rapport à lui même !(hors temps ).