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Vitesses relatives de deux photons



  1. #1
    invite89722563

    Vitesses relatives de deux photons

    Bonjour à tous !
    Je me posais cette question : lorsque deux photons vont dans une direstin opposée l'un à l'autre, que se passe-t-il ? Le temps de chacun de ces photons est-il dilaté jusqu'à ce qu'ils se déplacent l'un par rapport à l'autre à une vitesse égale à c ?
    Par ailleurs, si ceci est exact, cela a-t-il une influence sur la longueur d'onde observée du second photon ?
    Cordialement.

    -----


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  3. #2
    phys4

    Re : Vitesses relatives de deux photons

    Bonjour,
    Un photon n'a pas de temps propre, et il n'est pas possible de lier un observateur à un photon, par conséquent vos questions ne peuvent avoir de réponses.

    Mais vous pouvez considérer un observateur qui se déplacerait presque à la vitesse du rayon dans un sens.
    Comprendre c'est être capable de faire.

  4. #3
    invite89722563

    Re : Vitesses relatives de deux photons

    Merci beaucoup pour votre réponse
    Du coup, comment se comporterait le temps pour un tel observateur ?

  5. #4
    invite89722563

    Re : Vitesses relatives de deux photons

    En revanche, j'ai un peu de mal à comprendre pourquoi la notion de temps est associée à un observateur.

  6. #5
    phys4

    Re : Vitesses relatives de deux photons

    C'est que chacun emporte avec lui son temps, qui sera toujours celui de appareils qu'il emporte.
    Le rayon lumineux qui se déplace dans la même direction que lui semblera avoir une fréquence plus basse, par exemple deux fois moins, celui qui va dans l'autre sens aura une fréquence deux fois plus élevée pour cet observateur.

    Il existe une image classique qui reste (presque valable):
    si l'observateur va à la rencontre du faisceau lumineux il voit plus d'oscillations,
    s'il fuit devant le faisceau lumineux, il voit moins d'oscillations le dépasser.
    Comprendre c'est être capable de faire.

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    silberic

    Re : Vitesses relatives de deux photons

    Citation Envoyé par invite89722563 Voir le message
    En revanche, j'ai un peu de mal à comprendre pourquoi la notion de temps est associée à un observateur.
    Parce d'après la relativité restreinte, le temps n'est pas absolu... Il ne se déroule pas de la même manière selon le référentiel.
    Exemple : Tu es dans un train en mouvement à une vitesse très rapide (proche de la vitesse de la lumière) et tu fais coucou par la fenêtre, un observateur sur le quai verra ton coucou au ralenti. Le temps dans ton référentiel (temps propre) ne sera pas le même que dans celui de l'observateur.
    Le temps propre est celui associé à ton référentiel.
    Dernière modification par Deedee81 ; 01/02/2017 à 11h41. Motif: correction citation

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  10. #7
    Amanuensis

    Re : Vitesses relatives de deux photons

    Citation Envoyé par silberic Voir le message
    Le temps propre est celui associé à ton référentiel.
    Le temps propre est associé à un observateur, pas à un référentiel. Plus précisément encore le temps propre est associé à la trajectoire 4D de l'observateur, ce qui permet de confondre le temps propre de l'observateur à celui de ce qui reste proche de l'observateur, aux appareils transportés avec l'observateur, leurs trajectoires étant à très peu de choses près identiques.

    (À part dans des cas très particulier, le "temps" d'un référentiel ne coïncide qu'avec le temps propre d'une partie assez limitée des "observateurs" immobiles dans ce référentiel. Et possiblement aucun (cas du référentiel de Schwarzschild, par exemple).)
    Dernière modification par Amanuensis ; 02/12/2015 à 20h20.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  11. #8
    invite89722563

    Re : Vitesses relatives de deux photons

    D'accord. Du coup, je reformule : lorsque deux photons se déplacent dans une direction opposée, la vitesse du photon 1 par rapport au photon 2 est-elle de c ? Vu que de base, elle devrait être de 2c, mais c'est impossible.

  12. #9
    Amanuensis

    Re : Vitesses relatives de deux photons

    C'est d'abord une question de définition.

    Il y a deux manières de parler de vitesse relative, confondues en mécanique classique mais distinctes en relativité.

    1) La différences vectorielle des deux vitesses prises relativement à un même référentiel ; si cette valeur ne dépend pas du référentiel en classique, ce n'est pas le cas en relativité, et n'a donc pas de caractère "physique" ; elle peut atteindre 2c en relativité.

    2) La vitesse de l'un dans un référentiel où l'autre à une vitesse nulle. C'est intrinsèque à la paire en classique comme en relativité, mais ce n'est pas applicable en relativité pour les photons car il n'y a pas de référentiel relativement auquel un photon serait immobile. (Car cela crée une dégénérescence de la 4D vers 3D, problème qui n'existe pas en classique.)

    La limite à c ne s'applique qu'aux vitesses relatives à un référentiel, pas aux différences de deux vitesses relativement à un même référentiel.

    Au final, il n'a a pas de notion de "vitesse relative entre deux photons" qui ait un sens physique en relativité, soit parce qu'inapplicable (définition 2), soit par dépendance à un choix de référentiel (définition 1).

    Note: pour deux photons donnés non colinéaires dans la même direction, il existe toujours un référentiel où ils se déplacent de manière opposée.
    Dernière modification par Amanuensis ; 02/12/2015 à 22h02.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  13. #10
    Zefram Cochrane

    Re : Vitesses relatives de deux photons

    Citation Envoyé par invite89722563 Voir le message
    D'accord. Du coup, je reformule : lorsque deux photons se déplacent dans une direction opposée, la vitesse du photon 1 par rapport au photon 2 est-elle de c ? Vu que de base, elle devrait être de 2c, mais c'est impossible.
    la loi de composition des vitesses donne W = (U + V)/(1+U*V/c^2) en remplaçant U et V par c on obtient W = c
    mais W n'a pas vraiment de sens physique car elle serait mesuré dans le référentiel d'un photon et on ne peut établir de référentiel pour les photons
    Dernière modification par Deedee81 ; 01/02/2017 à 11h41. Motif: correction citation
    On the influence of gravitation on the propagation of light.

  14. #11
    phys4

    Re : Vitesses relatives de deux photons

    Citation Envoyé par Zefram Cochrane Voir le message
    la loi de composition des vitesses donne W = (U + V)/(1+U*V/c^2) en remplaçant U et V par c on obtient W = c
    mais W n'a pas vraiment de sens physique car elle serait mesuré dans le référentiel d'un photon et on ne peut établir de référentiel pour les photons
    En effet la loi de composition des vitesses donne toujours c pour une vitesse = c

    Comme signalé plusieurs fois cela n'a pas de sens physique car la loi de composition pour être applicable, doit avoir l'une des vitesse au moins inférieure à c, l'autre étant ce que l'on veut.
    Cette loi s'établit à l'aide de la transformation de L. qui impose un référentiel de mesure de vitesse inférieure à c, elle peut s'établir par d'autres méthodes mais toujours avec un observateur de vitesse v : -c < v < c

    Bon amusement à tous.
    Comprendre c'est être capable de faire.

  15. #12
    Amanuensis

    Re : Vitesses relatives de deux photons

    Citation Envoyé par Zefram Cochrane Voir le message
    la loi de composition des vitesses donne W = (U + V)/(1+U*V/c^2) en remplaçant U et V par c on obtient W = c
    C'est encore plus intéressant s'ils sont dans le même sens. Faut remplacer l'un par c l'autre par -c, et on obtient 0/0. C'est une manière de voir pourquoi essayer de trouver un référentiel dans lequel un photon serait immobile pose problème.

    (Pour V=c et toute valeur de U dans R - {-c}, la composition donne c.)
    Dernière modification par Amanuensis ; 03/12/2015 à 10h56.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

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  17. #13
    stefjm

    Re : Vitesses relatives de deux photons

    La forme pour éviter l'écriture du 0/0 :

    u+v+w+uvw/c^2 = 0 <=> (c-u)(c-v)(c-w) = (c+u)(c+v)(c+w)
    (cas colinéaire avec w / w+u+v=0 pour le cas galiléen)

    J'apprécie cette écriture car elle montre c ou -c comme origine (0) des vitesses.
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  18. #14
    ansset

    Re : Vitesses relatives de deux photons

    Citation Envoyé par invite89722563 Voir le message
    Bonjour à tous !
    Je me posais cette question : lorsque deux photons vont dans une direstin opposée l'un à l'autre, que se passe-t-il ? Le temps de chacun de ces photons est-il dilaté jusqu'à ce qu'ils se déplacent l'un par rapport à l'autre à une vitesse égale à c ?
    Par ailleurs, si ceci est exact, cela a-t-il une influence sur la longueur d'onde observée du second photon ?
    Cordialement.
    les réponses ont été données.
    mais que pourrait il voir chacun ?
    rien, je suppose à part peut être un point de lumière juste en face.
    qcq soit sa direction et celle des autres photons.
    Dernière modification par Deedee81 ; 01/02/2017 à 11h41. Motif: correction citation
    y'a quelque chose qui cloche là dedans, j'y retourne immédiatement !

  19. #15
    stefjm

    Re : Vitesses relatives de deux photons

    Citation Envoyé par ansset Voir le message
    mais que pourrait il voir chacun ?
    rien, je suppose à part peut être un point de lumière juste en face.
    qcq soit sa direction et celle des autres photons.
    Propositions étayée par quel modèle??
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  20. #16
    ansset

    Re : Vitesses relatives de deux photons

    bonjour stef.
    j'ai vu et compris une très belle simulation d'un 'engin" avançant de plus en plus vite.
    contrairement à l'image type "starwars" , les passagers verraient les étoiles se concentrer vers le centre, au lieu de partir vers l'arrière .
    ( je prend des mots simples pour être compris )
    progressivement les "lumières" venant de toutes les étoiles se concentrent dans la direction que l'on prend.
    avec un gros point lumineux devant et plus rien autour.
    c'est juste de la RR

    j'ai extrapolé cette simulation en pensant au photon, sachant que c'est une "image".
    d'autant que le photon ne voit rien, ...
    Dernière modification par ansset ; 03/12/2015 à 15h41.
    y'a quelque chose qui cloche là dedans, j'y retourne immédiatement !

  21. #17
    ansset

    Re : Vitesses relatives de deux photons

    je corrige
    j'ai parlé d'une simulation "vers" c.
    à c , et en supposant qu'un photon puisse "voir", j'imagine que c'est le noir absolu.
    y'a quelque chose qui cloche là dedans, j'y retourne immédiatement !

  22. #18
    Matmat

    Re : Vitesses relatives de deux photons

    Citation Envoyé par ansset Voir le message
    je corrige
    j'ai parlé d'une simulation "vers" c.
    à c , et en supposant qu'un photon puisse "voir", j'imagine que c'est le noir absolu.
    Pourquoi le noir absolu ? S'il y a toujours des photons qui vont vers nous .

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  24. #19
    ansset

    Re : Vitesses relatives de deux photons

    il faudrait qu'ils viennent exactement vers vous.
    d'où mon ? .
    reste t il un point lumineux unique ( intensité ? ) ou bien plus rien du tout ?
    y'a quelque chose qui cloche là dedans, j'y retourne immédiatement !

  25. #20
    ansset

    Re : Vitesses relatives de deux photons

    j'ai certainement dit une bétise.
    l'autre interprétation est qu'ils viennent tous vers vous.
    de fait, ce que je raconte sont plus des questions que des affirmations.
    désolé.
    y'a quelque chose qui cloche là dedans, j'y retourne immédiatement !

  26. #21
    Matmat

    Re : Vitesses relatives de deux photons

    Votre vitesse ne change rien au fait que vous recevez les photons qui viennent vers vous et qu'il en vient toujours de toutes les directions
    Dernière modification par Matmat ; 04/12/2015 à 10h46.

  27. #22
    ansset

    Re : Vitesses relatives de deux photons

    Citation Envoyé par Matmat Voir le message
    Votre vitesse ne change rien au fait que vous recevez les photons qui viennent vers vous et qu'il en vient toujours de toutes les directions
    non, non.
    la RR fait par exemple qu'à très haute vitesse, les trajectoires apparentes sont déformées.
    ( cette simulation a été postée plusieurs fois ici )
    y'a quelque chose qui cloche là dedans, j'y retourne immédiatement !

  28. #23
    invite89722563

    Re : Vitesses relatives de deux photons

    La réponse est donc qu'un photon n'a pas de temps propre. Maintenant, si je parviens à me déplacer à 0,75c, et que je mesure la vitesse d'un autre observateur partant à 0,75c dans une direction opposée, mesurerai-je qu'il se déplace par rapport à moi à 1,5c ?

  29. #24
    Matmat

    Re : Vitesses relatives de deux photons

    Anseet ,voir les choses déformées ce n'est pas le noir absolu que vous disiez plus haut .

    Quand on court sous la pluie on continue de recevoir la pluie bien que la pluie nous tombe dessus sous un angle différent

    Citation Envoyé par invite89722563 Voir le message
    La réponse est donc qu'un photon n'a pas de temps propre. Maintenant, si je parviens à me déplacer à 0,75c, et que je mesure la vitesse d'un autre observateur partant à 0,75c dans une direction opposée, mesurerai-je qu'il se déplace par rapport à moi à 1,5c ?
    Voir loi de composition des vitesses donnée plus haut
    Dernière modification par Deedee81 ; 01/02/2017 à 11h41. Motif: correction citation

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  31. #25
    ansset

    Re : Vitesses relatives de deux photons

    il faut que je retrouve cette simulation très bien faite.
    y'a quelque chose qui cloche là dedans, j'y retourne immédiatement !

  32. #26
    ansset

    Re : Vitesses relatives de deux photons

    voilà,
    en fait il s'agit d'un voyage vers un trou noir.
    https://www.youtube.com/watch?v=A_KBd0kSlAc
    Cdt
    y'a quelque chose qui cloche là dedans, j'y retourne immédiatement !

  33. #27
    ansset

    Re : Vitesses relatives de deux photons

    l'effet que je décrivais est expliqué vers la 10 ème mn !
    cordialement.
    y'a quelque chose qui cloche là dedans, j'y retourne immédiatement !

  34. #28
    voicie

    Re : Vitesses relatives de deux photons

    Citation Envoyé par invite89722563 Voir le message
    La réponse est donc qu'un photon n'a pas de temps propre. Maintenant, si je parviens à me déplacer à 0,75c, et que je mesure la vitesse d'un autre observateur partant à 0,75c dans une direction opposée, mesurerai-je qu'il se déplace par rapport à moi à 1,5c ?
    Bonjour

    Un observateur immobile qui regarde au loin deux photons s'élogner a c, un a sa gauche l'autre a sa droite.

    Même si l'observateur voie les 2 photons s'éloigner a 2c, aucun photon ne dépassera c.

    La vitesse de 2c n'est qu'une échelle de grandeur, elle n'a aucune valeur propre.

    L'univers est un seul référentiel don la célérité est c.
    Dernière modification par Deedee81 ; 01/02/2017 à 11h42. Motif: correction citation

  35. #29
    ansset

    Re : Vitesses relatives de deux photons

    la question ne porte pas sur un observateur immobile justement.
    y'a quelque chose qui cloche là dedans, j'y retourne immédiatement !

  36. #30
    voicie

    Re : Vitesses relatives de deux photons

    Citation Envoyé par ansset Voir le message
    la question ne porte pas sur un observateur immobile justement.
    Bonjour

    Immobile ou non, la vitesse d'éloignement seras toujours une échelle de grandeur qui n'a pas de valeur propre pour un observateur.
    Dernière modification par voicie ; 04/12/2015 à 15h58.

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