vitesses supérieures à c

[Deedee81]

Salut,

Je sais qu'il y a des effets surprenants en dessous de la dernière orbite des photons.
Quand on parle d'inversion de force centrifuge, cela veut-il dire qu'elle devient centripète?

Exact.
Si en tournant vite autour du TN tu espères avoir plus facile à rester loin de l'horizon, pas de chance, la force centrifuge te pousse vers le trou noir.

Une analyse approfondie du paradoxe du sous-marin :
https://arxiv.org/pdf/gr-qc/0305106.pdf
Je ne trouve malheureusement plus le doc arxiv sur cette histoire de TN et d'inversion de la force centrifuge.
J'en donne une description vulgarisée et physiquement intuitive ici : http://fr.scribd.com/doc/204166860/V...es-etoiles-pdf
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[Lansberg]

Pardon j'essaie de comprendre tous ces horizons:univers observable, horizon cosmologique, horizon des évènements et la sphère de Hubble.
1° Partie visible de l'univers, dont la Terre est le centre si j'ai bien compris. Notion relative.
2° Horizon cosmologique, c'est la limite de l'horizon observable.

L'univers observable est limité par l'horizon des particules. C'est la distance à partir de laquelle les photons émis pendant le big bang (en fait 370 000 ans plus tard quand l'univers est devenu transparent) nous atteignent maintenant. Les régions à partir desquelles les photons en question sont issus, sont maintenant situées à 46 Gal. Cette distance constitue la limite de l'univers observable.

3° Horizon des évènements Wiki
Là j'avoue franchement que j'ai rien compris. Ça a rapport avec le TN, c'est sûr!

Il y a aussi un horizon des événements pour les trous noirs...

L'horizon des événements pour l'univers désigne la distance au-delà de laquelle un photon émis maintenant ne nous atteindra jamais.
Cette distance est de 16,8 Gal. La lumière des régions situées au-delà ne nous parviendra jamais.
Nous recevrons la lumière des régions situées à cette limite dans un futur très très éloigné.
Comme le disait Gilgamesh : C'est valable aussi "dans l'autre sens : c'est la distance maximale (actuelle) où se situe l'objet qui recevra à l'infini des temps le photon que j'émets aujourd'hui dans sa direction."

4° sphère de Hubble (appelé parfois horizon de photon). Région où les amas s'éloignent à une vitesse sup à celle de la lumière en raison de l'expansion de l'univers.
Ça j'ai compris et c'est pour cela que qq ici a dit que des vitesses sup à c n'étaient pas incompatibles ni avec la RR ni avec la RG.

Oui. Du moins on ne peut pas appliquer la formule de calcul de la vitesse relativiste de la RR à partir d'une certaine distance. Il faut employer celle de la RG applicable à un univers en expansion (en plus, avec matière et énergie noires)...

[shub22]

Merci c'est assez clair. Je voulais vous poser une question mais ce sera + tard je crois hahaha!
Le temps d'assimiler ce que j'ai appris...

[tierri]

Mouais, tout ça c'est bien joli mais mon observateur O à moi n'est pas très subtil, il calcule les positions de A et B à un instant t puis leurs positions à un instant t', fait ses petits calculs et détermine qu'ils se rapprochent l'un de l'autre à 1.6c.

Mais donc si l'on change d'observateur pour passer à A ou B, ce 1.6c devient 0.9...c de par la loi de composition des vitesses que l'on peut résumer par U=(V+W)/(1+VW/c²)
Si l'on se place du point de vue de B, U est la vitesse par rapport à A, V est la vitesse par rapport à O et W est la vitesse de A par rapport à O, ici on trouve 1.6c/1.64=0.9756c.

Je comprends bien la règle du jeu mais j'ai du mal à l'accepter.
Pour passer de l'observateur O à l'observateur B on ne devrait avoir besoin que des transformations de Lorentz, et celles-ci s'appliquant de la même manière sur l'espace et le temps les mesures de vitesses devraient être les mêmes pour tous.
C'est au moins en partie le cas, du point de vue de O, B se rapproche à 0.8c, et du point de vue de B la mesure de vitesse est la même : 0.8c. Mais la vitesse par rapport à A est de 0.9756c.
Et comme B n'est pas plus subtil que O il en déduit que la vitesse de A par rapport à O est de 0.1756c
Pauvre B, c'est la panique sous ses cheveux : "je croyais que c'était 0.8c !?"

[Mailou75]

Salut,

Avec les données de Planck, H₀= 67,74 km/s/Mpc et 1/H₀ est 14,43 Gy

D’accord, j’etais pas loin on considere donc que l’univers visible fait toujours ~4200MPc. Et d’ailleurs que veut dire cette mesure ? Le MPc est une unité de mesure visuelle or l’univers visuel mesure pas ~14Gal de rayon mais 5,8 (Da max). Il mesure 13,Ga de temps alors pourquoi exprimer cette mesue en MPc ? Vestiges d’une ancienne notation ?..

Sinon sais tu quelle est la donnée qui a varié entre les mesures ?

C'est un concept explicatif des distances résultant de la théorie, mais pas un pilier.
Essaye de dire des choses sensées. Qu'est ce que tu veux vérifier ? Que la distance de la source que je calcule *à la réception* est la bonne ? Tu veux une machine à voyager dans le futur pour vérifier que la source était bien là où je l'ai calculé aujourd'hui ?

J’essaye d’etre sensé. Je trouve les concepts d’espace comobile plan et de temps cosmologique trop «intuitifs».

Oui, ou dans l'autre sens, c'est distance maximale (actuelle) où se situe l'objet qui recevra à l'infini des temps le photon que j'émets aujourd'hui dans sa direction.

D’accord, merci pour la confirmation.

...

J'en donne une description vulgarisée et physiquement intuitive ici : http://fr.scribd.com/doc/204166860/V...es-etoiles-pdf

p67 : Pour le voyageur, a contrario, il voit l’extérieur se dérouler de plus en plus vite jusqu’à ce qu’un temps extérieur infini semble s’être écoulé juste au moment où il franchit l’horizon

Ca je crois que c’est faux. Celui qui chute continue de voir l’environnement, blueshifté, mais il recoit une quantité d’informations finie, il ne voit pas se derouler l’infini du temps avant de passer Rs. Ou je t’ai mal compris...

p68 : Il existe malgré tout une limite située à une distance de l’horizon égale au rayon du trou noir.

Je croyais que la derniere orbite des photons etait à 1,5Rs. (pas 2Rs) ??

p69 : S’il se déplace, la force centrifuge est dirigée cette fois vers le trou noir. Mais comme il voit le tunnel incurvé dans l’autre sens, pour le voyageur, la force centrifuge le pousse vers ce qu’il voit être la
paroi extérieur du tunnel.

C’est vraiment ça l’explication ? Une illusion optique ? Je croyais que des gyroscopes pouvaient detecter le changement d’acceleration?

Merci

Mailou

[Lansberg]

Bonjour,

D’accord, j’etais pas loin on considere donc que l’univers visible fait toujours ~4200MPc.

C'est l'horizon des particules qui marque la taille de notre univers observable (46 Gal en distance comobile). La lumière de tout point de l'espace situé dans cette limite nous est parvenue.

[Gilgamesh]

Salut,
D’accord, j’etais pas loin on considere donc que l’univers visible fait toujours ~4200MPc. Et d’ailleurs que veut dire cette mesure ? Le MPc est une unité de mesure visuelle or l’univers visuel mesure pas ~14Gal de rayon mais 5,8 (Da max). Il mesure 13,Ga de temps alors pourquoi exprimer cette mesue en MPc ? Vestiges d’une ancienne notation ?..

Pas exactement (ter). 4200 Mpc ça représente 13,7 Gly. Le calcul de l'horizon des particule donne 14,2 Gly.

La distance angulaire est simplement la distance physique à l'émission du rayonnement par la source et la distance comobile la distance à la réception de ce rayonnement. Il s'agit dans les deux cas de longueur physique qui se mesurent en mètre, ou en années-lumière ou en mégaparsec, les unités employées sont parfaitement interchangeables. Une mesure "visuelle" ça ne signifie rien. C'est juste que la séparation angulaire entre deux point situés à la même distance de nous dépend du facteur d'échelle à l'émission, donc de la distance angulaire.

La coquille du CMB telle que vue actuellement est la projection sur la voute céleste d'une sphère de 40 millions d'années lumière de rayon centrée sur nous.

Sinon sais tu quelle est la donnée qui a varié entre les mesures ?

On ne connait pas la cause de la tension existante entre l'estimation de H0 via les données de Planck, résultant de l'application du modèle LambdaCDM sur le plasma au moment du découplage et l'estimation de H0 basé sur le parallaxe et les chandelle standard sur deux niveau (Céphéide et SNIa). On soupçonne que ce n'est pas du à des problème de mesure, donc que c'est potentiellement le signe qu'il faut amender encore le modèle. Wait and see.

J’essaye d’etre sensé. Je trouve les concepts d’espace comobile plan et de temps cosmologique trop «intuitifs».

Le problème est surtout que tu n'as toujours pas compris les concepts de distance en cosmologie...

[papy-alain]

Pour revenir à la question initiale, les protons du LHC atteignent une énergie de l'ordre de 7 Tev. Ils se percutent donc avec une énergie de 14 Tev. Ca, c'est le point de vue de l'observateur. Du point de vue des protons (si on pouvait les chevaucher, comme dirait Albert) la vitesse relative réciproque est nettement moindre. Donc, l'énergie dégagée par leur collision est moindre également, ce qui ne produit pas les mêmes effets physiques. A deux énergies différentes correspondent deux résultats différents. Où est l'illusion ?

[Gilgamesh]

Pour revenir à la question initiale, les protons du LHC atteignent une énergie de l'ordre de 7 Tev. Ils se percutent donc avec une énergie de 14 Tev. Ca, c'est le point de vue de l'observateur. Du point de vue des protons (si on pouvait les chevaucher, comme dirait Albert) la vitesse relative réciproque est nettement moindre. Donc, l'énergie dégagée par leur collision est moindre également, ce qui ne produit pas les mêmes effets physiques. A deux énergies différentes correspondent deux résultats différents. Où est l'illusion ?

L'énergie se calcule en prenant en compte le facteur de Lorentz E=γmc², et du point de vue du proton, l'énergie de l'autre proton qui arrive à sa rencontre est de 14 TeV

[papy-alain]

L'énergie se calcule en prenant en compte le facteur de Lorentz E=γmc², et du point de vue du proton, l'énergie de l'autre proton qui arrive à sa rencontre est de 14 TeV

Si je comprends bien, c'est la dilatation du temps qui compense la contraction de la vitesse relative ?

[shub22]

J'ai beaucoup de mal à comprendre cette histoire de vitesse relative car sur Wiki ils précisent qu'il existe plusieurs définitions qui sont fausses soit dans la mécanique de Newton soit dans la RR.
Finalement celle qui a l'air de faire consensus dit:
La définition scientifique est "la vitesse relative d'un mobile est sa vitesse dans un référentiel. Elle présente l'avantage d'être simple et l'inconvénient de ne pas faire la différence entre une vitesse et une vitesse relative, ce qui clôt prématurément le sujet".
Donc tout dépend de quoi on parle lorsqu'on évoque ce terme de vitesse relative ! Pas de définition "absolue" de la vitesse "relative " donc...

[papy-alain]

J'ai beaucoup de mal à comprendre cette histoire de vitesse relative car sur Wiki ils précisent qu'il existe plusieurs définitions qui sont fausses soit dans la mécanique de Newton soit dans la RR.
Finalement celle qui a l'air de faire consensus dit:
La définition scientifique est "la vitesse relative d'un mobile est sa vitesse dans un référentiel. Elle présente l'avantage d'être simple et l'inconvénient de ne pas faire la différence entre une vitesse et une vitesse relative, ce qui clôt prématurément le sujet".
Donc tout dépend de quoi on parle lorsqu'on évoque ce terme de vitesse relative ! Pas de définition "absolue" de la vitesse "relative " donc...

Ben, dans mon exemple, la vitesse relative est celle du proton dans le référentiel de celui qu'il percute.

[shub22]

Ben, dans mon exemple, la vitesse relative est celle du proton dans le référentiel de celui qu'il percute.

Voilà qui est clair. On peut appliquer cela à une bagnole ou n'importe quoi qui percuterait autre chose en mouvement, idem.
A la limite on peut toujours revenir à la définition l/T, une longueur ou distance divisée par le temps mais c'est plus l'idée d'une vitesse absolue qui tient pas forcément compte de la dilatation du temps, de l'expansion de l'univers etc. puisque ce serait une formule qui dépendrait ni de Newton ni de Einstein je crois.

[Gilgamesh]

Si je comprends bien, c'est la dilatation du temps qui compense la contraction de la vitesse relative ?

Mmmmh.... non, je ne vois pas trop comment l'expliquer par cette voie.

J'ai pas d'idée géniale comment l'expliquer simplement alors je te renvoie au cours de Richard Taillet là dessus :

Cours 9 - Dynamique relativiste
Expression relativiste du principe fondamental de la dynamique, notion de quadri-force. Théorème de l'énergie cinétique. Discussion de la notion de masse relativiste. Formule dite « de la peluche ».

[Mailou75]

Salut,

Le problème est surtout que tu n'as toujours pas compris les concepts de distance en cosmologie...

Oh que si, voir http://forums.futura-sciences.com/as...ml#post6051609 mais ce n'est pas sans poser certaines questions...

..........

Si je comprends bien, c'est la dilatation du temps qui compense la contraction de la vitesse relative ?

Une explication :

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

La question reste pertinente car je ne suis pas sur que ce soit la bonne explication

A+

Mailou

[Mailou75]

Et ca voudrait dire que dans le referentiel d’une particule l’energie de collision va generer une particule de type A et dans le referentiel du labo une particule de type B, d’energie differente. Deux observateurs pourraient donc ne pas etre d’accord sur l’Histoire...?

[Gilgamesh]

Et ca voudrait dire que dans le referentiel d’une particule l’energie de collision va generer une particule de type A et dans le referentiel du labo une particule de type B, d’energie differente. Deux observateurs pourraient donc ne pas etre d’accord sur l’Histoire...? :

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.

[Mailou75]

Je parlais du proton et du scientique dans le labo. Pour le premier l’energie totale est 23.33Tev et pour le second seulement 14Tev. Je n’affirme rien je pose la question, en continuité de celle de papyalain.

[Gilgamesh]

Je parlais du proton et du scientique dans le labo. Pour le premier l’energie totale est 23.33Tev et pour le second seulement 14Tev. Je n’affirme rien je pose la question, en continuité de celle de papyalain.

Ok, invariant relativiste, comme son nom l'indique, ça signifie que γ donne la même valeur mesuré par le proton 1, le proton 2 et le scientifique dans le labo. L'énergie est la même pour tout le monde, sinon comme tu l'as toi même remarqué on aboutirait à des conclusions incohérentes.

[tierri]

Il y a un autre problème !
Toujours avec mes trois observateurs, O au milieu, A et B arrivant sur lui de deux directions opposées à 0.8c.
La vitesse de A vue depuis B est très proche de c, donc un effet relativiste intense, et la relativité ce n'est pas qu'un effet Doppler, cela correspond à une réalité physique, comme pour le paradoxe de Langevin ou à la fin un des deux est plus jeune que l'autre.

Vu depuis O, on peut aisément évaluer l'effet relativiste avec B et tout autant avec A, le problème est que l'on va trouver le même résultat pour les deux. Vu depuis O, A et B arrivent à la même vitesse, il n'y a donc pas de raison que l'un soit plus jeune que l'autre à la fin.

[Mailou75]

Ok, invariant relativiste, comme son nom l'indique, ça signifie que γ donne la même valeur mesuré par le proton 1, le proton 2 et le scientifique dans le labo. L'énergie est la même pour tout le monde, sinon comme tu l'as toi même remarqué on aboutirait à des conclusions incohérentes.

Mais des referentiels differents ne peuvent pas mesurer la meme chose, par definition. Ils peuvent sans doute arriver a la conclusion que l’energie totale en jeu est la meme (puisque c’est necessaire a la coherence) mais par le biais de leur interpretation. Par definition ils ne mesurent pas la meme energie cinetique puisqu’ils ne mesurent pas la meme vitesse.

J’avais vu un jour une video dans laquelle ils montraient un objet s’ecrasant a vitesse relativiste sur une planete. Un observateur, voyant l’objet ralenti mais un impact énorme devait juger par son calcul que la «masse relativiste» devait etre plus grande, d’un facteur gamma, ce qui retablirait l’equilibre. Avec du recul ça aurait demandé une precision sur le type de mesure de l’observateur : vitesse relle, vitesse apparente, redshift car il parrait difficile de mesurer directement gamma... et le point de vue d’un observateur de l’autre coté, qui verrait l’objet blueshifté ne pourrait pas arriver a la meme conclusion pour le meme gamma. Humm bizarre cette histoire finalement mais est ce que ca pourrait etre une piste ? (celle de PapyAlain que j’essayais de suivre)

Sinon, concernant «l’incoherence» dans l’Histoire (creation de particules de types A et B), l’effet Unruh n’egendre t il pas l’existence ou non de certains objets en fonction de differents observateurs relativistes ? Je dis p etre une grosse c... mais je crois avoir lu ça sur le forum

Merci

Mailou

[Deedee81]

Salut,

Il y a un autre problème !
[...]il n'y a donc pas de raison que l'un soit plus jeune que l'autre à la fin.

Il n'y a pas de problème. Et ta conclusions est correcte. Cette situation que tu décrits s'appelle parfois "les jumeaux symétriques" et dans ce cas en effet A et B ont le même âge.

[Gilgamesh]

Mais des referentiels differents ne peuvent pas mesurer la meme chose, par definition. Ils peuvent sans doute arriver a la conclusion que l’energie totale en jeu est la meme

Oui, c'est de ceci qu'il est question.

[Deedee81]

Il n'y a pas de problème. Et ta conclusions est correcte. Cette situation que tu décrits s'appelle parfois "les jumeaux symétriques" et dans ce cas en effet A et B ont le même âge.

Je décrit ça ici : http://fr.scribd.com/doc/166636239/C...restreinte-pdf

(en cherchant dans google, pas facile car le mot "symétrique" se retrouve évidemment partout sans qu'on parle nécessairement de cette situation !!!!...... je suis retombé sur mon doc)

[phys4]

Bonjour,
Il n'y a pas d'illusion, deux particules allant en sens inverse à des vitesse proches de c, ont bien une vitesse de rapprochement voisine de 2*c, cela n'est pas interdit dans votre référentiel, car ce n'est pas une vitesse mesurée par rapport à vous. L'énergie de collision vaut effectivement 14 Tev !

Une bonne bourde de wiki relevée par "shub" :

Citation Envoyé par Wiki
En relativité restreinte et en relativité générale, l'horizon des évènements est constitué par la limite éventuelle de la région qui peut être influencée dans le futur par un observateur situé en un endroit donné à une époque donnée. On peut définir l'horizon des évènements par les rayons de lumière qui ne vont jamais tomber dans le trou noir, mais ne vont jamais s'échapper de sa force gravitationnelle non plus.

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

[Deedee81]

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

En effet, la dernière orbite des photons est nettement au-dessus de l'horizon. Et en plus elle est instable.
Et dire "les rayons de lumière ne vont jamais tomber dans le TN" est une énormité.

Un courageux pour aller expliquer dans la page de discussion ?

De toute façon :
- cet article concerne les horizons en général et on n'y parle que de ceux des TN. Paaaaas bien.
- il y a déjà une discussion sur la fusion avec l'article horizon TN
Il y aura donc sûrement refonte.

[shub22]

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.

très difficile (comme le reste d'ailleurs) à comprendre et à imaginer qu'une énergie et sa valeur puisse varier suivant le référentiel, mais ça ce sont les formules de la Relativité!
A-t-on le même problème en mécanique Q, d'une énergie variable suivant le référentiel ou autre chose ?
L'énergie totale pour une particule vaudrait donc si mes calculs sont exacts:
E = γmc²+(γ - 1) mc²
Du coup si une particule atteint exactement la vitesse de la lumière (ce qui n'est pas le cas du photon dont je crois la vitesse est légèrement inférieure (?)) l'énergie deviendrait infinie.
Sans se livrer (une fois de plus) à des spéculations, pourrait-on imaginer qu'une particule qui a atteint par accident la vitesse de la lumière il lui serait associé une énergie infinie et "donc" elle pourrait être à l'origine d'un Big Bang et d'un multivers non?
Ou alors partant de bases fausses, je me livre une fois de plus à des spéculations hasardeuses ?

[phys4]

très difficile (comme le reste d'ailleurs) à comprendre et à imaginer qu'une énergie et sa valeur puisse varier suivant le référentiel, mais ça ce sont les formules de la Relativité!
A-t-on le même problème en mécanique Q, d'une énergie variable suivant le référentiel ou autre chose ?

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 !

[tierri]

Salut,



Il n'y a pas de problème. Et ta conclusions est correcte. Cette situation que tu décrits s'appelle parfois "les jumeaux symétriques" et dans ce cas en effet A et B ont le même âge.

Oui mais je trouve que cela pose un problème car si on adopte le point de vue de A ou de B, en aucun cas ils ne peuvent avoir le même âge, et 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.

[Deedee81]

si on adopte le point de vue de A ou de B, en aucun cas ils ne peuvent avoir le même âge

Si, si. Utilises les transformations de Lorentz et vérifie.
J'ai déjà fait l'exercice, c'est pas difficile et c'est instructif (malheureusement c'était il y a trente ans et je n'ai donc pas mis ce document sur le net, mais c'est pas grave, c'est très simple à faire).