vitesses supérieures à c

[shub22]

C'est du niveau lycée : l'énergie cinétique d'un mobile dépend toujours du référentiel, puisqu'elle dépend de la vitesse mesurée dans ce référentiel, Galilée le savait déjà !

Arg! Bien sûr... Idem pour l'énergie potentielle évidemment car il faut une référence, un niveau où l'on décrète que l'énergie potentielle est nulle ou a telle valeur constante..
Ceci dit ça me trouble quand même car toutes ces particules vont quasiment à la vitesse de la lumière non ? Donc la physique de Newton et les référentiels de Galilée bof !
Finalement ma question n'était pas si bête que ça: que se passe-t-il au niveau énergétique si une particule va exactement ou est très proche de la vitesse de la lumière ?
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[phys4]

en plus selon que l'on voit cela de A ou de B la différence peut être dans un sens ou dans l'autre, cela n'a aucune chance d'être cohérent.

Depuis que la simultanéité n'existe plus, beaucoup de chose paraissent incohérentes, car l'on recherche une simultanéité quand il n'y en a plus.

[phys4]

Finalement ma question n'était pas si bête que ça: que se passe-t-il au niveau énergétique si une particule va exactement ou est très proche de la vitesse de la lumière ?

Son énergie dépend toujours du référentiel, et de plus en plus, car ce sera une proportion de l'énergie qu'elle possède.
pour la lumière aussi, si vous changez de référentiel son énergie change, je pense que Doppler-Fizeau vous dit quelque chose !

[invite51d17075]

La formule globale est en fait

ou p est l'impulsion avec

pour un photon de masse nulle ( à priori ) E=pc et ne dépend que de la longueur d'onde.
pour une particule massique, le terme en mC² peut devenir très important, mais il faut évidement dépenser beaucoup d'énergie pour lui en donner.

que veut donc dire ton "que se passe t il" ?.

[tierri]

Depuis que la simultanéité n'existe plus, beaucoup de chose paraissent incohérentes, car l'on recherche une simultanéité quand il n'y en a plus.

Je sais, ces discussions se terminent toujours par la relativité de simultanéité, et c'est bien là que je veux vous emmener.

[shub22]

Ce qui me trouble c'est la référence qu'a donné Gilga:

J'ai donné la formule quelque posts au dessus, c'est quand même pas compliqué.

E = γmc²
et je rajoute
Ec = (γ - 1) mc²
pour la seule énergie cinétique.
Le facteur de Lorentz γ est un invariant relativiste donc la valeur est la même pour les deux protons, évidemment.

Précisément c'est le γ qui me trouble. Bon je vais arrêter de poser des questions je crois. Je sais déjà pas une tonne de choses en physique mais j'ai l'impression qu'au fur à mesure des questions et réponses le peu que je savais devient lui aussi incertain.
La formule que tu donnes Ansett au-dessus est-elle relativiste ou non ? C'est l'énergie calculée à partir d'un référentiel au repos ou l'énergie quel que soit le référentiel ?

[invite51d17075]

elle l'est car le facteur relativiste se retrouve en décomposant l'impulsion.
par contre quand j'ai écrit :

ou p est l'impulsion avec
.

c'était pour le photon

alors , comme je ne suis pas un très bon pédagogue.
http://res-nlp.univ-lemans.fr/NLP_C_...o/Contenu.html

[phys4]

C
La formule que tu donnes Ansett au-dessus est-elle relativiste ou non ? C'est l'énergie calculée à partir d'un référentiel au repos ou l'énergie quel que soit le référentiel ?

Oui, les formules sont relativistes :


est valable dans tout référentiel, mais E t p dépendent du référentiel choisi, il faut appliquer la TL au quadrivecteur (E,pc) pour voir le changement de référentiel.

[Deedee81]

et c'est bien là que je veux vous emmener.

à tort.

Il ne faut pas discuter simultanéité : ça ne sert à rien.... sauf à risquer de se tromper.

Mon conseil pour un problème RR :
- lister tous les événements
- choisir les repères et leurs origines
- leurs attribuer des coordonnées dans chaque repère (x, x', t1, t2, y, y' etc...)
- donner les valeurs immédiates qu'on peut tirer de la description
- utiliser les TL pour calculer les valeurs restantes
- en déduire tout ce qu'on a besoin

Si c'est fait avec rigueur, on est garantit de ne jamais avoir ni erreur ni incohérence.

[shub22]

Depuis que la simultanéité n'existe plus, beaucoup de chose paraissent incohérentes, car l'on recherche une simultanéité quand il n'y en a plus.

On parle bien de plan de simultanéité et dans Wiki, il disent que la simultanéité dépende effectivement la vitesse. Wiki
Quelles peuvent être considérations relatives à la simultanéité de l’évènement “envoi-d’un-photon-sur-une-cible“? Quel que soit le repère où l’on se place ?
Est-ce que cet événement en particulier l'envoi d'un photon sera simultané pour tous les repères ?

La notion d'orthogonalité est importante dans l'espace de Minkowski, car le complément orthogonal de la direction (tangente) d'une ligne d'univers en un point p est un « plan » tridimensionnel contenant tous les événements simultanés à l'événement p. En effet, par définition de l'orthogonalité, le « complément orthogonal du temps propre de cette ligne d'univers » au point p est l'ensemble des événements qui, dans le référentiel galiléen tangent à la ligne d'univers, n'ont aucune composante temporelle (Δτ=0).
Ces événements se déroulent donc « au même instant » que l'événement p sur cette ligne d'univers. Cet espace tridimensionnel est nommé plan de simultanéité pour cet événement sur cette ligne d'univers.

[phys4]

Est-ce que cet événement en particulier l'envoi d'un photon sera simultané pour tous les repères ?

Dire qu'un événement est simultané dans plusieurs repères est un non sens, car il faudrait pouvoir définir un temps commun dans des repères ayant des vitesses différentes.

Les échelles de temps sont différentes et l'on ne peut définir une simultanéité.
Vous devriez oublier cette mauvaise référence de wiki. Elle insiste sur des considérations peu physiques.

[shub22]

Faut que je révise un tas de choses, je me rends compte.
Est-ce que la Relativité et la norme de Minkowski en particulier que reprend Einstein n'est pas basée sur cette idée quand même, la simultanéité de l'événement "envoi-d'un-photon-sur-une-cible" dans différents repères galiléens de vitesses ayant un même sens et même module ? ?
Lié directement au fait que la vitesse de la lumière est une constante ?
Là je me rends compte que je dois mal exprimer ma pensée. Dans le livre de vulgarisation écrit par Einstein, cela m'avait semblé clair pourtant. Il m'avait semblé que l'idée de simultanéité lié à la réception d'un photon sur une cible par des repères galiléens était un des fondements.

[shub22]

Je crois que je me suis trompé en fait. C'est l'idée de non-simultanéité qui doit être à base de la Relativité.

[Mailou75]

Son énergie dépend toujours du référentiel, et de plus en plus, car ce sera une proportion de l'énergie qu'elle possède.
pour la lumière aussi, si vous changez de référentiel son énergie change, je pense que Doppler-Fizeau vous dit quelque chose !

Salut Phys4,

Est ce que je peux te demander ce qui est juste et ce qui est faux dans ce calcul :

Deux particules de masse M vont en sens contraire à V=β.c, telle que leur énergie du point de vue du labo est E=7Tev

Si on prend β=0.8 on trouve l'énergie de la particule dans son propre référentiel est E'=7/γ=7/1.666=4.2Tev (soit Mc², masse au repos)

Et on trouve que l'addition des vitesses (0.8+0.8) donne dans ce référentiel une vitesse de β'=0.97c à l'autre particule soit un γ=4.555

On peut alors dire que pour une particule l'énergie de collision va valoir E''=4.2+(4.555*4.2)=23.333Tev

Mais, comme l'observateur du labo voit tout ceci au ralenti il juge que l'énergie de collision ne vaut que E'''=23.333/1.666=14Tev

Avec la question sur le type de particule engendrée par l’energie en jeu qui ne saurait etre differente en fonction le l’observateur. Ou est la faille de raisonnement ?

(La question peut aussi s’adresser a Gilga s’il daigne sortir de son laconisme a mon egard )

Merci a vous,

Mailou

[phys4]

Avec la question sur le type de particule engendrée par l’énergie en jeu qui ne saurait être différente en fonction le l’observateur. Ou est la faille de raisonnement ?

Nos allons reprendre avec des valeurs plus cohérentes pour les vitesses indiquées.
Si nous partons d'une masse au repos de 1 GeV, l'énergie cinétique des particules vaut bien 2*(1,666 - 1) = 1,333 GeV
pour le repère du laboratoire
On se place dans le repère d'une particule, nous avons bien une énergie cinétique (4,555 - 1) = 3,555 Gev
qui est plus élevée, seulement cette énergie ne sera utilisable pour la collision car le centre de masse se déplace à 0,8c et il restera une énergie non utilisée égale à l'énergie cinétique de ce centre de masse appliquée à la masse totale:
2* 1,6666*(1,666 -1) = 2,222GeV
L'énergie de collision réellement disponible est donc la différence 3,555 - 2,222 = 1,333 Gev exactement celle du laboratoire.

Cette perte d'énergie est la raison pour laquelle on préfère des collisions frontales pour les hautes énergies, l'énergie réellement utile est la somme des deux,
alors que dans la collision sur une cible du même élément une grande partie de l'énergie est partie dans l'énergie cinétique des résidus.

Essayez de faire le calcul avec des protons de 7 GeV arrivant sur une cible fixe d'hydrogène, c'est du gaspillage !
Bonne nuit.

[Deedee81]

Salut,

Je crois que je me suis trompé en fait. C'est l'idée de non-simultanéité qui doit être à base de la Relativité.

Une détail :
- Historiquement, c'est bien possible. Je crois même que c'est certain (comme les petits dessins d'Einstein sur la synchronisation qui ressemblaient furieusement aux brevets, qu'il validait, sur la synchronisation des horloges des gares allemandes à l'aide de signaux EM )
- Conceptuellement, non, on peut s'en passer. Il y a plusieurs manière de construire la RR et plusieurs de ces manières peuvent totalement éviter de parler ou d'évoquer la simultanéité. Bien qu'on soit bien obligé de fixer un protocole pour régler/synchroniser les horloges, c'est juste une question pragmatique, et il y a donc un lien (forcément : simultané = deux horloges indiquent la même heure). La méthode que je préfère est :
-- partir des postulats complets. Il y en a sept (et non deux comme on le dit trop souvent) et quelques définitions (repères, synchronisation).
-- Discuter de leur domaine de validité, de leur lien avec l'expérience, etc...
-- Puis de construire la RR. Et là ma méthode préférée (elle n'est pas la plus pédagogique mais la plus rigoureuse) est la méthode algébrique qui aboutit aux TL. Ca ne passe pas du tout par la simultanéité.

La simultanéité est donc au coeur de la RR, tant historiquement que pour une raison pragmatique de signification de ce terme.
Mais elle n'est pas à la base de la relativité.

J'aime bien la remarque d'Ougarov dans son livre La Relativité (éditions Mir, oui, je sais, c'est veux, le mur était encore là ) :
"la seule chose qui soit certaine c'est qu'on peut confondre deux événements qui se produisent au même moment (simultanés) et au même endroit"

[shub22]

Да понятно! Moscou et Saint-Petersbourg, la Venise du nord.
Je me suis documenté un peu et effectivement la simultanéité n'est pas à la base de la RR. Ceci dit j'ai souvenir (faut que je relise) d'expériences de pensée d'Einstein avec un observateur sur un train qui se déplace à la vitesse de la lumière et un autre immobile sur le bord des voies qui observent tous les deux un éclair. Et il me semble qu'il y a tout un développement pour savoir si les observateurs voient cet événement au même moment ou pas.
Il faut que je regarde.
Merci en tout cas et bonne semaine.

[Deedee81]

Je me suis documenté un peu et effectivement la simultanéité n'est pas à la base de la RR. Ceci dit j'ai souvenir (faut que je relise) d'expériences de pensée d'Einstein avec un observateur sur un train qui se déplace à la vitesse de la lumière et un autre immobile sur le bord des voies qui observent tous les deux un éclair. Et il me semble qu'il y a tout un développement pour savoir si les observateurs voient cet événement au même moment ou pas.
Il faut que je regarde.

En effet, c'est une expérience de pensée d'Einstein assez classique. Comme dit plus haut, la remise en cause de la simultanéité absolue (et donc d'un temps absolu) fut historiquement prédominante.

[mach3]

très mauvaise définition de l'horizon, car des photons ne peuvent pas rester sur l'horizon, ni le frôler tangentiellement.

ben si, justement. La lumière émise depuis un point de l'horizon et vers l'extérieur se maintient sur l'horizon ad vitam eternam. Au moins pour un trou noir statique de Schwarzschild en tout cas. Il suffit de regarder en coordonnées de Kruskal-Szekeres 1+1D : l'horizon (enfin la partie qui subsiste quand on maintient theta et phi fixés) est une geodesique de genre nul.

m@ch3

[mach3]

-- partir des postulats complets. Il y en a sept (et non deux comme on le dit trop souvent) et quelques définitions (repères, synchronisation).

peux tu les lister ici stp?

m@ch3

[Deedee81]

Salut,

ben si, justement. La lumière émise depuis un point de l'horizon et vers l'extérieur se maintient sur l'horizon ad vitam eternam. Au moins pour un trou noir statique de Schwarzschild en tout cas. Il suffit de regarder en coordonnées de Kruskal-Szekeres 1+1D : l'horizon (enfin la partie qui subsiste quand on maintient theta et phi fixés) est une geodesique de genre nul.

Tu as raison. C'est juste très mal formulé je pense, car j'aurais dû comprendre tout de suite (et phys4 aussi).
D'autant que parler d'un "photon immobile" est une hérésie. Et donc le présenter comme une géodésique de genre nul est mieux amha.

[Deedee81]

peux tu les lister ici stp?

Principe de relativité restreint
Invariance de la vitesse de la lumière dans le vide
Nombre de dimensions (3 d'espace)
Universalité (en gros ça revient à dire que tous les événements sont dans tout référentiel)
Continuité (espace et temps continus)
Postulat de groupe (les transformations forment un groupe)
Espace euclidien

[shub22]

En effet, c'est une expérience de pensée d'Einstein assez classique. Comme dit plus haut, la remise en cause de la simultanéité absolue (et donc d'un temps absolu) fut historiquement prédominante.

Oui le postulat de la constance de la vitesse de la lumière implique en effet la relativité de la simultanéité, une idée ou un pré-supposé assez ancien qu'il existe une simultanéité absolue de l'événement et qui tombe avec la Relativité, si je puis m'exprimer comme cela
Tous les quelques temps des gens qui ont l'air calés sinon scientifiques prétendent qu'il y a une ou des erreurs dans la Relativité ce qui expliquerait soi-disant certains phénomènes encore inexpliqués. Inexpliqués, i.e. dont on n'a pas encore l'explication. Est-ce qu'il s'agit à votre avis d'une forme de retour de la religion, de la croyance métaphysique qui voudrait prendre une certaine revanche sur la science ou juste des accidents de parcours finalement assez banaux ? Je me posais la question par curiosité. Curiosité vis-à-vis de l'histoire des sciences c'est tout... Il y a bien des gens qui prétendent aujourd'hui que la Terre est plate!
Je me demandais s'il y avait eu la même chose avec Newton et la gravitation, à son époque ou après. J'imagine que oui en fait.
Il me semble me souvenir qu'il y a eu la même chose avec Pasteur. Peut-être aussi Lavoisier avec la chimie, des sortes de "revanchards" de l'alchimie. Ou des nostalgiques tristes de devoir se dire qu'il fallait arrêter de chercher la pierre philosophale.
Bon c'est assez anecdotique comme question finalement.

[invite6c093f92]

Espace euclidien

Pseudo-euclidien.

[mach3]

Principe de relativité restreint
Invariance de la vitesse de la lumière dans le vide
Nombre de dimensions (3 d'espace)
Universalité (en gros ça revient à dire que tous les événements sont dans tout référentiel)
Continuité (espace et temps continus)
Postulat de groupe (les transformations forment un groupe)
Espace euclidien

On doit pouvoir faire plus simple. Je n'ai pas encore fini de me faire ma propre construction, mais j'ai le sentiment qu'on peut inclure beaucoup de choses d'un coup en disant que le tangent de l'espace-temps, vu en tant que variété pseudo-Riemannienne, ensemble de tous les événements, est un espace de Minkowski 1+3 (espace vectoriel muni de la métrique de Minkowski +--- ou -+++). Les notions de dimensionnalité, d'universalité, de continuité, de groupes de transformation, du caractère euclidien de l'orthogonal au genre temps sont incluses.

m@ch3

[tierri]

Oui le postulat de la constance de la vitesse de la lumière implique en effet la relativité de la simultanéité.

Inexact !
Et c'est tout le sens de ma démarche que de dire cela.
Le postulat qui entraine la relativité de simultanéité est l'absence d'un référentiel privilégié.
Si l'on voulait résoudre les problèmes évoqués dans ce sujet à l'aide d'un référentiel privilégié on aurait des vitesses qui s'additionnent normalement et une simultanéité absolue.

[invite6c093f92]

...

Il est difficile de se départir de sa perception du monde (du temps et espace absolu), donc il y en a qui mettent les deux pieds sur le frein car cela contrarie trop la perception "normale" que l'on a.
Banaux?

[shub22]

Il est difficile de se départir de sa perception du monde (du temps et espace absolu), donc il y en a qui mettent les deux pieds sur le frein car cela contrarie trop la perception "normale" que l'on a.
Banaux?

Ça oui! Disons une perception kantienne (le temps et l'espace comme conditions a priori de la sensibilité) laquelle traduit quelque chose de sans doute profondément ancré chez la majorité des gens !
Difficile de se départir de sa perception intuitive du monde et se dire que le temps peut s'allonger et les distances rétrécir: c'est pas évident pour personne même Einstein a du avoir du mal à se mettre dans la peau d'un voyageur dans une fusée qui approche de la vitesse c je pense. Mais à notre échelle on ne risque pas de subir cette "déformation" et de devoir changer notre appréhension du monde à cause de la Relativité.
Je veux dire la perception intuitive qu'on en a.
Mais le problème est + vaste selon moi et ne concerne pas uniquement Einstein et la Relativité. Ça concerne les sciences en général et ce que Kühn appelle le changement de paradigme: quelque chose de bien + profond.
Bon je vais réfléchir à ça.

[shub22]

Pour revenir à la discussion:
L’invariance de la vitesse de lumière implique la relativité de la simultanéité au niveau physique. Selon Etienne Klein qui va encore plus loin, le principe de causalité qui régit l’Univers est indissociablement lié à cette vitesse limite. Il dira que si l’on découvrait que le tachyon existe, cela violerait cette loi de causalité. On peut réaliser des expériences où l’on dépasse la vitesse de la lumière, mais qui ne violent ni la Relativité ni le principe de causalité : du moment qu’il n’y a pas transport de matière, tout semble permis au niveau de la vitesse. Dirac dans les années 20 inventera la nécessité de l’existence d‘une antiparticule associée à l’électron, le positon, ce qui légifèrera selon lui scientifiquement le fait que le principe de causalité soit respecté. (tiré de la video d'Etienne Klein, courte d'environ 7', le problème est qu'il explique pas tout, notamment l'invention de Dirac et son rapport avec le principe de causalité!)

[invite51d17075]

On peut réaliser des expériences où l’on dépasse la vitesse de la lumière, mais qui ne violent ni la Relativité ni le principe de causalité : du moment qu’il n’y a pas transport de matière,.....

peux tu préciser à quelles expériences tu fais référence.?
et parles tu de matière et/ou aussi d'information.?