Photon / temps propre / gravitation etc

[Milkman21]

Bonjour tout le monde,

Je ressasse surement toujours les mêmes questions et je m en excuse, mais j'aimerai avoir quelques explications concernant les photons et leur temps propre;
et la différence entre un objet massif créant une force gravitationnelle et un objet accéléré à une vitesse relativiste dans un espace "dépourvu" de gravitation.

Tout d'abord, j aimerai comprendre comment un photon qui possède une énergie peut il être dépourvu d'une masse ? Et pourquoi son temps propre tend vers l infini ? (ca ne veut rien dire mais vous comprendrez ma réflexion, 1 sec pour un photon correspond à 1 sec pour un être vivant (dans son référentiel); mais il se sera écoulé une éternité pour l être vivant lorsque le photon aura vieilli d 1 sec, tant est qu un photon vieillisse ?!) (Existe t il peut être un dessin ou une formule mathématique permettant de mieux comprendre ?)
Aussi, puisqu il ne possède pas de masse, je suppose qu il ne courbe pas l espace temps qu il traverse malgré sa vitesse ? (Cette question découle de ma suivante..)

Un objet, possèdant une petite masse, acceleré à une vitesse relativiste déformerait t il l espace temps qui l entoure ? Comme le fait un objet massif ?

(J ai encore de gros problème de compréhension concernant le principe d équivalence, la masse grave/ masse inert..
Tout est mélangé dans ma petite tête)

Bref si vous pouvez m aiguiller et rectifier mes erreurs de compréhension je vous en serais reconnaissant !

A bientôt !

MM
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[Garion]

Tout d'abord, j aimerai comprendre comment un photon qui possède une énergie peut il être dépourvu d'une masse ?

Pourquoi avoir de l'énergie nécessiterait il une masse ?
E2 = m2c4 + p2c2
Même si m=0, il reste le second terme qui est l'impulsion.

[mach3]

Garion a déjà répondu sur le premier point et je n'ai rien à ajouter (sauf des précision si c'est demandé).

Je répond à la suite

Et pourquoi son temps propre tend vers l infini ? (ca ne veut rien dire mais vous comprendrez ma réflexion, 1 sec pour un photon correspond à 1 sec pour un être vivant (dans son référentiel); mais il se sera écoulé une éternité pour l être vivant lorsque le photon aura vieilli d 1 sec, tant est qu un photon vieillisse ?!) (Existe t il peut être un dessin ou une formule mathématique permettant de mieux comprendre ?)

Il y a deux sortes de lignes d'univers différentes. Fondamentalement différentes. Les lignes d'univers de genre temps et les lignes d'univers de genre nul. N'importe quel morceau d'une ligne d'univers de genre temps possède une "longueur" non nulle. A contrario, un morceau de ligne d'univers de genre nul possède une "longueur" nulle. Une "longueur" au sens de la métrique de Minkowski, qui est, concrètement, la durée que mesure une horloge le long de ce morceau de ligne d'univers. C'est assez analogue à la longueur d'une courbe dans l'espace euclidien, mais la métrique (la machine qui permet de calculer la longueur), ou, autrement dit, le produit scalaire, est différent. Une différence notable est que la métrique euclidienne n'autorise pas un vecteur à avoir une longueur nulle si il n'est pas LE vecteur nul (si u.u=0 alors u=0), alors que celle de Minkowski l'autorise (il existe des vecteurs non nuls u, tels que u.u=0). Ces vecteurs non nuls mais de "longueur" nulle sont du genre nul.
Une ligne d'univers de genre temps correspond à un mouvement de vitesse strictement inférieure à la vitesse limite, c. Une ligne d'univers de genre nul correspond à un mouvement exactement à la vitesse limite c.
La lumière se déplace à la vitesse limite, ses lignes d'univers sont donc de genre nul : elles n'ont pas de "longueur". Si une horloge pouvait suivre une telle ligne, elle ne mesurerait aucune durée. Le concept ne fait d'ailleurs pas sens. On peut toujours paramétrer une ligne d'univers de genre temps par le temps propre d'une horloge qui la suit, alors que ce type de paramétrisation est impossible sur du genre nul.

Aussi, puisqu il ne possède pas de masse, je suppose qu il ne courbe pas l espace temps qu il traverse malgré sa vitesse ? (Cette question découle de ma suivante..)

ce n'est pas la masse qui compte, mais l'énergie et la quantité de mouvement. Cela étant dit :
-la contribution à la courbure d'un photon c'est franchement peanuts
-un "gaz" de photons (allant en tous sens) possède une masse (la masse n'est additive qu'en approximation pour les vitesses faibles)

Un objet, possèdant une petite masse, acceleré à une vitesse relativiste déformerait t il l espace temps qui l entoure ? Comme le fait un objet massif ?

Intrinséquement la courbure engendrée par un objet ne dépend pas de sa vitesse qui est une notion relative. Cela étant dit, après avoir choisi un référentiel et/ou un système de coordonnées pour décrire une situation la courbure peut sembler différente (les valeurs des composantes du tenseur vont être différentes), mais c'est juste une "vue" différente sur un même "objet".

m@ch3

[Milkman21]

Merci à vous ! Je ne comprends pas tout encore mais je lis la bibli virtuelle de physique et ça à l air abordable !
Encore merci !

[A voir en vidéo sur Futura]