Tirer par rayon laser sur une planète lointaine

[noureddine2]

salut , quand un observateur vise une planète lointaine il vise son passé , donc si il tire par rayon laser vers cette direction il va la rater car elle a bougé , donc il doit viser sa position future .
alors je suppose le cas ou la fusée a une direction parallèle à celle de la planète et a la même vitesse , alors on peut imaginer un référentiel qui se déplace dans la même direction , alors on peut considérer que les deux objets sont immobiles dans ce référentiel ,
ma question est :
- est ce que l'observateur peut considérer la planète comme immobile ?
- est ce que l'observateur doit viser par le rayon laser la direction actuelle de la planète ou bien , doit -il viser sa position future ?
merci .
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[Deedee81]

Salut,

Tu as choisi une explication compliquée pour une question simple.

Tu peux faire le même raisonnement avec un train, quelque chose qu'on prend couramment (enfin, je suppose ). Et ça n'a même rien à voir avec la relativité.
Suppose un train qui passe à toute vitesse. Sur le quai, au moment ou tu vois la première fenêtre du premier compartiment passer, tu lances une balle de tennis droit devant.
Le temps qu'elle arrive, le train aura bougé et tu vas rater la fenêtre.

Suppose maintenant que tu es assis dans ce compartiment. Et tu veux lancer une balle de tennis vers le passager qui est de l'autre coté du compartiment.
Comment dois-tu lancer la balle ?
Réponse évidente : droit vers lui.
Devais-tu la lancer vers sa position "actuelle" (au moment où tu lances la balle) ou "future" (au moment où la balle arrivera à destination) ?
Réponse triviale : c'est la même chose puisqu'il est immobile par rapport à toi !

Deux réponses archi évidentes que tu n'as pas vu sans doute parce que tu as compliqué ton expérience de pensée avec des fusées, des lasers....

Toujours faire simple quand c'est possible

[Nicophil]

Bonjour,

- est ce que l'observateur peut considérer la planète comme immobile ?

Oui.

- est ce que l'observateur doit viser par le rayon laser la [position] actuelle de la planète ou bien doit-il viser sa position future ?

Les deux, mon capitaine !

Cela dit, j'aurais tendance à dire que ça ne marche que dans un référentiel inertiel...

[noureddine2]

Devais-tu la lancer vers sa position "actuelle" (au moment où tu lances la balle) ou "future" (au moment où la balle arrivera à destination) ?
Réponse triviale : c'est la même chose puisqu'il est immobile par rapport à toi !

Deux réponses archi évidentes que tu n'as pas vu sans doute parce que tu as compliqué ton expérience de pensée avec des fusées, des lasers....

merci , c'est vrai avec le référentiel galiléen , par contre avec un référentiel tournant , tout va se compliquer , et ça sera difficile de viser l'objectif immobile du référentiel avec le rayon laser .
http://owl-ge.ch/ressources/physique...ntiel-tournant
car pour toucher un point immobile du référentiel tournant , le rayon laser doit garder tout le temps sa vitesse angulaire , ce qui je pense n'est pas logique que le rayon laser reste en orbite autour de ce référentiel tournant .

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

EDIT croisement avec nouredinne2

Cela dit, j'aurais tendance à dire que ça ne marche que dans un référentiel inertiel...

Et pas si les deux référentiels (celui de la planète ET de la fusée) sont accélérés ? C'est ça ?
Oui, tu as raison.
Si les accélérations sont perpendiculaires à la ligne de visée, on est sûr de rater sa cible en visant "droit devant".
EDIT cas du référentiel tournant de nouredinne2
Et si les accélérations sont longitudinales ça peut marcher sauf s'il y a un horizon (éloignements suffisants ou accélérations suffisantes) auquel cas le rayon lumineux peut ne jamais atteindre sa cible car il ne la rattrape jamais (ce qui peut sembler étonnant puisque la cible va toujours moins vite que 'c').

Avec les accélérations, là, ouch, c'est plus du tout trivial. C'est même beaucoup plus compliqué, surtout en relativité.

[Menfin_quisait]

Suppose maintenant que tu es assis dans ce compartiment. Et tu veux lancer une balle de tennis vers le passager qui est de l'autre coté du compartiment.
Comment dois-tu lancer la balle ?
Réponse évidente : droit vers lui.
Devais-tu la lancer vers sa position "actuelle" (au moment où tu lances la balle) ou "future" (au moment où la balle arrivera à destination) ?
Réponse triviale : c'est la même chose puisqu'il est immobile par rapport à toi !

Salut tout le monde, salut Deedee. :^)

La balle possède une masse, elle dépend du mouvement de celui qui la lance, alors que par définition, la lumière n'est pas supposée dépendre du mouvement de celui qui l'émet. Il y a donc peut-être quelque chose qui cloche avec le principe de référentiel inertiel, parce qu'il semble contrevenir au principe de l'indépendance de la lumière, non?

[Deedee81]

La balle possède une masse, elle dépend du mouvement de celui qui la lance, alors que par définition, la lumière n'est pas supposée dépendre du mouvement de celui qui l'émet.

Dans le cas de l'expérience de pensée initiale (et sans accélération), ça n'a pas d'importance.

Il y a donc peut-être quelque chose qui cloche avec le principe de référentiel inertiel, parce qu'il semble contrevenir au principe de l'indépendance de la lumière, non?

"Indépendance de la lumière ??? Jamais entendu parler de ce principe !

Tu ne voulais pas dire "principe d'invariance de la vitesse de la lumière dans le vide" ?
Notons que :
- ce principe est expérimental. C'est invariance est constatée
- Le principe dit justement que la vitesse 'c' est invariante c'est-à-dire identique dans tous les référentiels inertiels.
Donc ça n'a pas de sens que les référentiels inertiels contreviennent à ce principe.

[Menfin_quisait]

J'aurais dû spécifier que je voulais parler de l'indépendance de la lumière par rapport au mouvement de sa source. Tu as donné l'exemple d'un corps massif, mais la lumière n'a pas cette propriété. Dans un train en marche, elle n'est pas supposée acquérir le mouvement du train. Est-ce que le principe de référentiel inertiel est un axiome? Et si oui, pourrait-on le remettre en question si on ne contrevenait pas aux observations?

[Deedee81]

Salut,

J'aurais dû spécifier que je voulais parler de l'indépendance de la lumière par rapport au mouvement de sa source. Tu as donné l'exemple d'un corps massif, mais la lumière n'a pas cette propriété. Dans un train en marche, elle n'est pas supposée acquérir le mouvement du train. Est-ce que le principe de référentiel inertiel est un axiome? Et si oui, pourrait-on le remettre en question si on ne contrevenait pas aux observations?

Je ne comprend pas bien tes questions. C'est quoi "acquérir le mouvement du train" ??? Et c'est quoi le "principe de référentiel inertiel" ????

[noureddine2]

Dans un train en marche, elle n'est pas supposée acquérir le mouvement du train.

dans le calcul des translations entre des repères , on tient compte de la vitesse des repères ,
mais l’expérience montre que la vitesse C reste constante , ça doit être parce que des déformations de l'espace temps maintiennent la constance de C .

[Gilgamesh]

Il n'y a pas de déformation de l'espace temps en relativité restreinte.

[noureddine2]

Il n'y a pas de déformation de l'espace temps en relativité restreinte.

Merci . donc c'est la dilatation du temps qui maintient la constance de la vitesse C dans ces translation uniformes .

[Deedee81]

Merci . donc c'est la dilatation du temps qui maintient la constance de la vitesse C dans ces translation uniformes .

Et la contraction des longueurs.
Et éventuellement le décalage des horloges avec la position.

Ca dépend de la situation exacte qui est envisagée, parfois il faut tout combiner.
(en fait ça correspond aux différents termes dans les TL)

[Menfin_quisait]

Salut,Je ne comprend pas bien tes questions. C'est quoi "acquérir le mouvement du train" ??? Et c'est quoi le "principe de référentiel inertiel" ????

Je faisais la distinction entre un corps massif voyageant dans le train, et la lumière émise dans le même train. Si le train est considéré immobile, les deux demeurent dans le même référentiel une fois lancés, mais si le train est considéré en mouvement, seul le corps massif devrait demeurer dans le référentiel du train, parce qu'une fois émise, la lumière ne devrait pas suivre le mouvement de sa source. C'est difficile à analyser parce que le principe du référentiel galiléen (je préfère inertiel mais bon) stipule que, dans ce cas particulier, la lumière voyage en ligne droite directement vers la position actuelle de l'observateur, alors que quand la source est considérée en mouvement par rapport à l'observateur, elle demeure là où elle a été émise pendant que la source s'éloigne de cet endroit. Il y a comme deux poids deux mesures selon que la source est considérée en mouvement ou pas, parce que dans le train, qui est considéré en mouvement, elle n'est pas considérée comme telle.

J'ai eu une idée à ce sujet qui ne contredit pas les observation, mais qui met en jeu le principe du référentiel galiléen. J'ai ajouté l'aberration au rayon du train en considérant que la source était effectivement en mouvement avec le train, et j'ai réalisé que, quelle que soit la vitesse du train, perçue par un observateur sur le train, cette lumière devrait être émise en direction de la future position de l'observateur, mais que cet observateur verrait toujours le rayon comme s'il provenait de la position actuelle de la source. Si la source était au plafond et l'observateur au sol juste en-dessous par exemple, le rayon devrait être émis à angle avec le mouvement pour atteindre l'observateur, mais à cause de l'aberration, cet observateur aurait l'impression que le rayon vient directement de la position actuelle de la source située au-dessus de sa tête, alors que ce ne serait pas le cas. Avec cette idée, le principe qui détermine l'angle d'aberration est curieusement préservé, et il me semble que ça ne peut pas être dû à une coïncidence. Peut-on choisir un autre axiome que celui du référentiel galiléen pour avancer une nouvelle idée? Est-ce que l'héliocentrisme n'est pas tout simplement un autre axiome que le géocentrisme?

[Deedee81]

Salut,

Je faisais la distinction entre un corps massif voyageant dans le train, et la lumière émise dans le même train. Si le train est considéré immobile, les deux demeurent dans le même référentiel une fois lancés, mais si le train est considéré en mouvement, seul le corps massif devrait demeurer dans le référentiel du train, parce qu'une fois émise, la lumière ne devrait pas suivre le mouvement de sa source.
[...]

Personne ne suit personne

Considère que, étant dans le train, ce référentiel est immobile. Ce n'est qu'un point de vue.
Alors si c'est immobile pourquoi un objet massif ou un rayon lumineux devrait suivre ou pas suivre quoi que ce soit ?
Il continue (dans ce référentiel) vers le point visé, ni plus, ni moins.

Et c'est vrai aussi pour un observateur au sol (voir ci-dessous).

principe du référentiel galiléen (je préfère inertiel mais bon)

Ca ne change rien, je ne connais pas de principe du référentiel galiléen pas plus que je ne connais de principe du référentiel inertiel.
Ce que je connais c'est le principe de relativité.

stipule que, dans ce cas particulier, la lumière voyage en ligne droite directement vers la position actuelle de l'observateur, alors que quand la source est considérée en mouvement par rapport à l'observateur, elle demeure là où elle a été émise pendant que la source s'éloigne de cet endroit. Il y a comme deux poids deux mesures selon que la source est considérée en mouvement ou pas, parce que dans le train, qui est considéré en mouvement, elle n'est pas considérée comme telle.

Tu commets une grosse erreur. Dans le cas de notre train : la balle de tennis ainsi que le rayon lumineux vont tous les deux en ligne droite dans les deux référentiels. Y a pas deux poids deux mesures, c'est le même comportement. Ce qui change c'est la direction de visée (c'est une grandeur relative). Tu dis "elle demeure là où elle a été émise", nan, mais quoi, t'as déjà vu de la lumière rester sur place toi ?

C'est d'ailleurs vrai déjà du temps de Galilée même si le pauvre malheureux devait aller à pied (les trains étaient en grève à l'époque ). Pas besoin de la relativité. C'est de la bête cinématique d'école secondaire. Par contre, si tu veux les formules reliant les angles de direction en fonction des référentiels, là, c'est pas de la petite bière relativiste (c'est en fait la formule générale de la composition des vitesses pour des angles quelconques). La formule de composition pour des vitesses colinéaires est quand même plus facile.

[Menfin_quisait]

Salut Deedee,

J'imagine que l'exemple que je vais donner a été ressassé ad vitam, mais vu que je crois avoir une nouvelle solution à proposer, le voici quand même. Prenons une étoile qui se déplace dans la même direction et à la même vitesse qu'un observateur X. À un moment, cet observateur frôle la terre (en bleu), donc à ce moment, la lumière de l'étoile se dirige à la fois vers la terre et à la fois vers l'observateur, et elle suit alors la direction de la ligne noire à droite. Quand elle atteint finalement la terre, l'étoile et l'observateur X se sont déplacés ensembles à gauche, donc selon le principe du référentiel, cette lumière a aussi suivi la direction de la ligne noire, mais cette fois, de celle de gauche. Curieusement, on voit que la même lumière aurait dû se déplacer transversalement pour atteindre l'observateur, et qu'elle aurait dû continuer en ligne droite pour atteindre la terre, ce qui est impossible. Ma solution, c'est d'ajouter l'aberration au mécanisme. Si la lumière avait suivi la direction de la ligne rouge pour atteindre l'observateur X, et qu'elle avait subit de l'aberration au moment où cet observateur la percutait transversalement, quelle que soit la vitesse de ce référentiel, sa direction apparente suivrait toujours celle de la ligne noire, donc l'observateur verrait l'étoile où elle se trouve actuellement. De cette manière, il n'y a pas d'impossibilité et les observations demeurent les mêmes. Qu'en penses-tu?

Image supprimée : les images doivent être postées en pièces jointes et non sur un serveur externe.

[Deedee81]

Curieusement, on voit que la même lumière aurait dû se déplacer transversalement pour atteindre l'observateur, et qu'elle aurait dû continuer en ligne droite pour atteindre la terre, ce qui est impossible.

Si c'est possible, car tu donnes là deux points de vue, celui du référentiel de X et celui du référentiel terrestre. Et les directions des trajectoires ne sont pas invariantes (et c'est déjà vrai avant la relativité). Et :

Ma solution, c'est d'ajouter l'aberration au mécanisme.
[...]

Mais oui ! C'est ça !!!! L'aberration est exactement cet effet de direction non invariant par changement de référentiel.
Et l'aberration aussi existe en physique non relativiste.

C'est exactement comme pour la pluie qui tombe "dru" : elle tombe verticalement pour un observateur au sol et elle tombe en oblique pour un observateur dans un véhicule. Tout comme la lumière de l'étoile "tombe" verticalement ou pas dans ton exemple.

En fait, tout ce problème discuté depuis le début n'a absolument rien à voir avec la relativité !!!!!

[Menfin_quisait]

Dois-je comprendre que tu admets que mon hypothèse fonctionne? Parce que si c'était le cas, il me semble que le principe du référentiel inertiel ne serait plus valable, et c'est pourtant un des principes principe de base de la relativité restreinte. Quand on observe un objet immobile, on ne pourrait plus dire que sa lumière vient directement vers nous, mais qu'elle a seulement l'air de venir vers nous.

[Deedee81]

Salut,

Dois-je comprendre que tu admets que mon hypothèse fonctionne?

Oui, tout à fait.

Parce que si c'était le cas, il me semble que le principe du référentiel inertiel ne serait plus valable,

C'est pas grave. Ce principe n'existe pas

Et ça n'invalide pas le principe de relativité.

Quand on observe un objet immobile, on ne pourrait plus dire que sa lumière vient directement vers nous, mais qu'elle a seulement l'air de venir vers nous.

C'est ça la clef : cette différence n'existe pas.

[Menfin_quisait]

Salut Deedee,

Je suis très étonné de ta réponse, au point même de me demander si on s'est bien compris, parce qu'il me semble que ce genre de point de vue a des implications importantes sur les conclusions de la relativité. Prenons l'exemple de l'horloge lumineuse: sans le principe du référentiel, comment pourrait-on conclure qu'elle est lente par rapport à l'observateur immobile si le rayon qui circule entre les deux miroir doit véritablement être émis à angle pour les atteindre? Avais-tu vraiment compris que c'est ce que ma proposition voulait dire? En passant, si ce rayon subissait de l'aberration, il apparaîtrait venir de la position actuelle de l'autre miroir s'il y avait un observateur sur un des miroirs, mais ce miroir réfléchirait-il la direction apparente de la lumière ou sa direction réelle? Parce que si c'était sa direction apparente, il me semble que l'horloge lumineuse ne fonctionnerait pas très longtemps. Par conséquent ils se peut que mon analyse soit fausse, ou encore incomplète.

[invite06459106]

sans le principe du référentiel

C'est quoi le "principe du référentiel"?
Bien possible que ton incompréhension vienne de là...

comment pourrait-on conclure qu'elle est lente par rapport à l'observateur immobile.

Accessoirement, elle est décalée, c'est différent.

[Menfin_quisait]

C'est quoi le "principe du référentiel"?
Bien possible que ton incompréhension vienne de là...

Je parle du principe qui veut que deux corps situé dans le même référentiel, donc qui sont immobiles l'un par rapport à l'autre, se perçoivent comme si la lumière voyageait directement de l'un à l'autre.

Accessoirement, elle est décalée, c'est différent.

Selon la RR, une horloge en mouvement retarde, donc elle prend du retard par rapport à celle qui n'est pas en mouvement, de sorte que les deux horloges n'indiqueraient pas la même heure si on les réunissait.

[invite06459106]

Selon la RR, une horloge en mouvement retarde

Non, une horloge bat toujours au même rythme.

donc elle prend du retard par rapport à celle qui n'est pas en mouvement

Le donc est faux, cela n'est pas la raison. Et elle ne prend pas du retard puisque elle bat toujours au même rythme.

Pourtant...

de sorte que les deux horloges n'indiqueraient pas la même heure si on les réunissait.

Oui.

[Menfin_quisait]

Si elles n'indiquent plus la même heure une fois réunies alors qu'elles l'indiquaient avant de circuler, c'est bien que l'une n'a pas battu au même rythme que l'autre non?

[invite06459106]

Non.
Une façon de voir est de dire qu'elles n'ont pas parcourue le même "chemin" dans l'espace-temps, donc, chacune bat au rythme d'1sec/sec mais du fait de la différence de la "longueur du chemin", quand tu les réunies, elles ne marqueront pas le même nombre.

[Menfin_quisait]

L'espace-temps est un concept, il n'a donc pas de dimension physique, alors selon moi, on ne peut pas dire qu'il y a de vrais chemins à l'intérieur, et encore moins qu'ils ont une vraie longueur. Pour que l'horloge n'indique plus la même heure pour vrai, si c'était de vrais engrenages par exemple, il faudrait que son mécanisme ait parcouru une vraie différence de longueur, pas une longueur imaginaire.

[invite06459106]

...alors selon moi...

Si tu veux...mais la théorie dit autre chose, et elle est appuyée par les expériences, alors si tu ne changes pas ta vision...tant pis pour toi (mais ce n'est plus de la physique), pourtant "le monde" fonctionne autrement que ce qu'il devrait selon toi...ne t'en déplaise.

[fregoli]

... Pour que l'horloge n'indique plus la même heure pour vrai, si c'était de vrais engrenages par exemple, il faudrait que son mécanisme ait parcouru une vraie différence de longueur, pas une longueur imaginaire.

A mon avis, tu considères toujours, au fond de toi même, qu'il existe un temps et un espace absolu, dans lequel notre univers est entièrement baigné, comme si on était à la surface d'une hyper sphère dans un univers à 5 dimensions (ou plus, après tout).
Et que dans cet univers universel (appelons le comme cela) il existe un temps absolu dont nous n'en percevons qu'une projection que nous, nous appelons "notre temps" (pas la revue, c'est pour les vieux ..)

Mais accepte l'idée qu'il n'existe pas de temps absolu, et que ce que nous ressentons comme "notre temps" est artificiel (ou dû à notre perception, à nos sens, ...) et du coup, tes arguments tombent d'eux mêmes, même si, accepter cette idée d'absence de temps universel, est intellectuellement complexe.

Et là, mon fils vient et me dis: dis papa, s'il n'y a plus de temps, c'est quoi le mouvement ? Va faire tes devoirs, fils d'andouille...

[Menfin_quisait]

Si tu veux...mais la théorie dit autre chose, et elle est appuyée par les expériences, alors si tu ne changes pas ta vision...tant pis pour toi (mais ce n'est plus de la physique), pourtant "le monde" fonctionne autrement que ce qu'il devrait selon toi...ne t'en déplaise.

Peut-être que c'est nos têtes qui ne fonctionnent pas comme on pense, mais ça, c'est une autre histoire. Pour en revenir à la nôtre, Deedee semblait acquiescer à ce que je disais, mais il n'a pas encore commenté mon exemple de l'horloge. On va bien voir ce qu'il en pense!

[Menfin_quisait]

A mon avis, tu considères toujours, au fond de toi même, qu'il existe un temps et un espace absolu, dans lequel notre univers est entièrement baigné, comme si on était à la surface d'une hyper sphère dans un univers à 5 dimensions (ou plus, après tout).
Et que dans cet univers universel (appelons le comme cela) il existe un temps absolu dont nous n'en percevons qu'une projection que nous, nous appelons "notre temps" (pas la revue, c'est pour les vieux ..)

Mais accepte l'idée qu'il n'existe pas de temps absolu, et que ce que nous ressentons comme "notre temps" est artificiel (ou dû à notre perception, à nos sens, ...) et du coup, tes arguments tombent d'eux mêmes, même si, accepter cette idée d'absence de temps universel, est intellectuellement complexe.

Je ne prends pas nécessairement pour acquis que la relativité est fausse, mais je la questionne quand même, et mon dessin est un vrai questionnement. Si on imagine un signal unique au lieu d'un rayon continu par exemple, et qu'on essaye de suivre sa direction, si on l'imagine se diriger vers la terre, il ne peut pas en même temps se diriger vers l'observateur X puisque ce dernier est en train de s'éloigner de la terre, et vice-versa.