Lumière et relativité

[invite2db4ab52]

Bonjour à tous, j'écris ce message car je me pose une question depuis que j'ai vu une émission sur arte expliquant la relativité d'Einstein.

J'ai fais S au lycée et la physique m'a toujours intérréssé car répondant à des questions plus substancielles.

En fait dans l'émission d'hier il etait dit que la lumière à une vitesse unique, et ce quelque soit le référentiel. je n'ai toujours pas compris ce qu'il voulait dire, dans l'émission il y avait un exemple avec une personne voyageant dans un avion, et une autre au sol, logiquement, la personne dans l'avion est plus proche de la vitesse de la lumière que celui au sol, donc celle-ci semble aller moins vite, mais ce n'est pas le cas car elle à la même vitesse quelque soit le référentiel.

C'est cette notion que je n'arrive pas à me représenter, car cela signifierai que quelqu'un voyageant à la vitesse de la lumière ou presque pourrait emettre des rayons lumineux qui iront 2 fois plus vite que lui ? ce qui voudrait dire que deux vaisseaux voyageant à la vitesse de la lumière cote à cote pourraient se voir ?
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[invite6f044255]

Le dossier qui dit tout (et meme un peu plus):

http://www.futura-sciences.com/compr...ssier509-1.php

Ceci devrait te permettre de mieux comprendre.

Juste pour anticiper un peu: il est impossible (ou alors tres dangereux) d'essayer de faire de la physique avec un referentiel allant a la vitesse de la lumiere, donc ta deuxieme question est "illicite".
Pour la premiere, la reponse est plus subtile et fait reference aux mouvements relatifs des referentiels, donc, bonne lecture!!

PS: sinon, tu devrais pouvoir trouver des reponses en faisant une recherche relativite restreinte sur le forum (le petit bouton en haut a droite)

[invite2b662c2b]

Essaye d'imaginer que la seul chose qui soit constante soit la vitesse de la lumiere ou que tu sois et peut importe ta vitesse. Alors la si on reste en mecanique classique il y a un probleme ! En fait ce que tu va faire varier au choix c'est le temps (le temps s'ecoulera differement pour toi que pour une autre personne a une autre vitesse) ou l'espace.
Ok ! C'est tres simplifie, mais c'est le commencement de la reflection
Denoby

[invitefef87329]

Bijur!

Je n'ai pas compris l'histoire des deux vaisseaux, pourquoi ne se verraient-ils pas?

a+

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite2db4ab52]

et bien logiquement, si deux vaisseaux croise cote à cote à la vitesse de la lumière ou plus vite, il laisse logiquement leur lumière dérrière eux car ils vont plus vite qu'elle, donc il ne pourrait pas se "voir", mais vu que la lumière a une vitesse (célérité) constante quelle que soit le référentiel, cela pourrait être possible.

Enfin seulement s'il était possible d'atteindre cette vitesse car pour un vaisseau cela représenterai une accélération telle qu'il serait complétement écrasé.

[invitefef87329]

ok. j'ai compris!

Un vaisseau qui part à 5km/H et qui accélère continuellement arrive forcément à .c. non?

[Madarion]

Bonjour,

et bien logiquement, si deux vaisseaux croise cote à cote à la vitesse de la lumière ou plus vite, il laisse logiquement leur lumière dérrière eux car ils vont plus vite qu'elle, donc il ne pourrait pas se "voir", mais vu que la lumière a une vitesse (célérité) constante quelle que soit le référentiel, cela pourrait être possible...

Vous oubliez tous un paramètre important a ce problèmes :

La gravitation créée par le déplacement de la masse de ces vaisseaux :

Les vaisseaux ce déplaçant forment leur propres référentiel gravitationnel qui bien sur est vraisemblance énorme, mais au moins, les électrons, le son et les mouvements internes vis a vis de ces référentiels restent dépendants, donc pas de décalage vers l’arrière.

C’est quand même bien foutu la nature tout est prévus.

[invite2db4ab52]

j'y avais pensé, mais un autre problème a surgi dans mon esprit, les vaisseaux se déplacant à la vitesse de la lumière, le temps serait figé, donc la lumière qu'ils emmetrait mettrait un temps infini pour parvenir à l'autre vaisseau ?

[invite8c514936]

Pour Madarion, NON la gravitation n'a RIEN A VOIR là-dedans. La réflexion sur les référentiels peut se faire dans le cadre de la relativité restreinte.

Un vaisseau qui part à 5km/H et qui accélère continuellement arrive forcément à .c. non?

Non, car en relativité on ne peut pas garder une accélération constante (si tu définis l'accélération comme la vitesse gagnée par unité de temps). Si tu es dans un vaisseau spatial et que tu fais marcher les moteurs de façon constante, l'accélération n'est pas constante, et tu approcheras de c sans jamais l'atteindre.

j'y avais pensé, mais un autre problème a surgi dans mon esprit, les vaisseaux se déplacant à la vitesse de la lumière, le temps serait figé, donc la lumière qu'ils emmetrait mettrait un temps infini pour parvenir à l'autre vaisseau ?

les vaisseaux ne peuvent pas se déplacer à la vitesse de la lumière... rogntudju...

On peut imaginer autant de choses qu'on veut en partant d'une situation interdite par la physique, mais alors dès le début on cesse de faire de la physique !! Et croyez-moi, il y a suffisamment de choses subtiles à comprendre en restant dans le cadre des hypothèses permises...

[invite2db4ab52]

quand Einstein a commencé à se poser des questions, celles-ci ne collaient pas avec la physique, d'ailleurs elles ne collent toujours pas.

Donc que faut il faire ? rester borner à un système déduit des observations humaines ou essayer d'imaginer autre chose pour découvrir d'autres choses justement !?

[invitefef87329]

Merci deep_turtle!

[BioBen]

Bonjour à tous, j'écris ce message car je me pose une question depuis que j'ai vu une émission sur arte expliquant la relativité d'Einstein

Oh moi j'ai laché au milieu du premier épisode ils faisaient que raconter sa vie c'était un peu long. Enfin il parait que dans le 3ème c'était plus sa théorie donc ca devenait interessant.

C'est cette notion que je n'arrive pas à me représenter, car cela signifierai que quelqu'un voyageant à la vitesse de la lumière

Déja un conseil pour commencer en relativité : ne te place jamais jamais never never dans un référentiel allant à la vitesse de la lumière (ou sur un photon), ca n'est pas autorisé et tout ce que tu diras sera faux. Ca répète un peu ce qu'ont dit ixi et deep mais bon, c'est important.

Exemple :

les vaisseaux se déplacant à la vitesse de la lumière, le temps serait figé donc la lumière qu'ils emmetrait mettrait un temps infini pour parvenir à l'autre vaisseau ?

Tout ce qui est souligné est totalement absurde/n'a pas leiu d'être parce que les premiers mots sont à bannir de son vocabulaire en relativité (voir aussi la réponse de deep à ta citation message #9).
=> En relativité, tu postules que la vitesse de la lumière est la même dans tout les référentiels. Si tu veux te mettre dans le référentiel du photon, tu contredis ce postulat donc tu ne peux plus utiliser la relaitivté.

quand Einstein a commencé à se poser des questions, celles-ci ne collaient pas avec la physique, d'ailleurs elles ne collent toujours pas.

Au contraire, la relativité est super-méga ultra bien vérfiée...(on peux difficilement faire mieux qu'une précision à 10^-15 près !)

rester borner à un système déduit des observations humaines ou essayer d'imaginer autre chose pour découvrir d'autres choses justement !?

Attention au serpent qui se mord la queue Les autres choses que tu veux décrouvrir, tu vas les découvrir graces à des observations
En clair, on part des observations pour faire des théories qui vont faire des prédictions que l'on va tenter de vérifier.
*Si les prédicitions sont exactes, alors al théorie est confortée (exemple : relativité)
*Si les prédictions sont inexactes alors on tente de faire une théorie plus large englobant les nouvelles observations (exemple : mécanique newtonienne )

Benjamin

[invite2db4ab52]

t'as déjà vu un atome ? ah !
t'as déjà vu l'ether ? ah ben pourtant il a été admis pendant longtemps que c'était comme ça !

[GrisBleu]

Salut

Que de bellicisme

LordBender :
Effectivement toutes les avancées scientifiques se font en changeant des choses admises, mais bon... Pour decrire ce qui se passe quand les vitesses approchent de c, la relativite restreinte est quand meme bien verifiee. Si on parle des atomes, je pense qu il faut faire de la physique quantique, mais pour un vaisseau je ne pense pas.
Si on reste donc dans ce cadre, quelque chose de masse non nulle ne peut atteindre la vitesse de la lumiere. Il peut s'en approcher asymptotiquement c'est tout. Donc partir du fait qu'un vaisseau irait a la vitesse de le lumiere pour deduire des choses ne peut etre valable dans la relativite (je te rapelle que la deduction a partir d'une assertion fausse est vraie : "4 est impair donc je suis sangoku" est logiquement valide )
On peut malgrer tout se dire que la relativite est fausse, ou incomplete (ce qui semble etre le cas dans des conditions extremes), mais personne n'a autre chose a proposer, et les cas limites sont quand meme "limites" : bigbang par exemple. Ce n'est pas le cas pour un vaisseau, donc ton exemple suppose qu'une reponse eventuelle ne se basera pas sur la relativite generale... Si quelqu'un te sort une reponse, il ne sera probablement pas competent

a+

Peace

[Madarion]

Oui, mais sa répond pas a sa question, c'est bien beaux de dire que la question na pas lieu d'être car elle fait intervenir deux sciences qui ne veulent pas ce voir en face et après ont dit qu'on cherche le lien ultime qui permettrait de les fusionnait : Je t'aime moi non plus.

Je ne comprenais pas pourquoi tout le monde ce mettaient en colère quand certaine personne montrées comme novice essayez de les fusionner maladroitement. Hors je comprends mieux maintenant.

[JPL]

Si on parle bien de la même chose, ce n'est pas un problème de conflit entre relativité et mécanique quantique. La mécanique quantique n'a rien à voir là dedans. Simplement, et cela à déjà été dit, on ne peut pas faire une hypothèse sur ce qu'on observerait si un objet se déplaçait à la vitesse de la lumière puisque c'est impossible : il aurait une masse inertielle infinie !

[Madarion]

Alors Einstein a u tort de prendre pour exemple deux frères dont l'un ce déplacerait a la vitesse de la lumière pour expliquer sa relativité puisque ont ne peut l'observer.

Je ne peux accepter cela personnellement. La seule façont depuis des décennies pour trouver la solution est de regarder là ou tout le monde ne regarde pas avec bien sur les outils actuelles.

[invitef591ed4b]

Toutes les théories partent sur des postulats non-démontrés, mais la plupart du temps vérifiés expérimentalement. Ce que la théorie déduit des postulats est toujours (globablement) correct, dans le cadre de l'acceptation de ces postulats.

Pour contester une théorie, il faut évidemment contester les postulats en question. Ceci dit, contester ne suffit pas, il faut prouver/justifier pourquoi on souhaite contester.

Les deux postulats de la relativité (restreinte) sont :
- principe d'invariance ou de relativité : toutes les lois ont la même forme dans tous les référentiels inertiels
- la vitesse de la lumière (dans le vide) est la même dans tous les référentiels inertiels.

À partir de là, on en déduit que seule une particule de masse nulle peut se déplacer à la vitesse de la lumière, notamment le photon. De plus, on ne peut pas se mettre dans le référentiel d'un photon et se déplacer conjointement avec lui à la vitesse de la lumière. Si tel était le cas, le photon serait immobile par rapport à nous et aurait une énergie nulle. Cela contredit la définition même du photon, qui est un quantum d'énergie (donc énergie pas nulle !).

Pour contester cette "restriction", il faut contester les postulats de base à son origine.

[JPL]

Alors Einstein a u tort de prendre pour exemple deux frères dont l'un ce déplacerait a la vitesse de la lumière pour expliquer sa relativité puisque ont ne peut l'observer.

Tu es sûr que tu ne confond pas avec le paradoxe des jumeaux de Langevin, dont ils n'a jamais été dit que l'un se déplaçait à la vitesse de la lumière ?

[invite8c514936]

Et ce n'est pas Einstein du tout non plus qui a proposé cette expérience de pensée... (et au passage je confirme que dans aucune version du "paradoxe" des jumeaux l'un des deux ne va à la vitesse de la lumière).

[ClaudeH]

Bonjour..

Effectivement "Deep" disons une vitesse avoisinant celle de c.
Mais puis-je me permettre de corser cette petite expérience en faisant intervenir la communication entre les deux jumeaux.
Quel genre de commnication? Hertzienne?
Je n'arrive même pas à imaginer le décallage qui pourrait exister entre les deux communications..

Avez-vous des suggestions..?
Amicalement +++

[Madarion]

Oui, j’avoue qu'il y a bien un léger quiproquo qui ne change rien à la forme. Einstein a bien fait allusion à ce principe d'approche de vitesse de la lumière sur un corps non photonique pour y arriver. Il l'a bien sur complété par des preuves obligées qu’il a du donner a la communauté scientifique de l‘époques.

[BioBen]

t'as déjà vu un atome ? ah !

Ehehe, maintenant on peut presque les voir grace aux microscopes à efet tunnel
http://www.cnrs.fr/diffusion/phototh...ee/iatome.html

Alors Einstein a u tort de prendre pour exemple deux frères dont l'un ce déplacerait a la vitesse de la lumière pour expliquer sa relativité puisque ont ne peut l'observer.

Einstein n'a absolument jamais dit ca.... le frere voyageur ne va pas à c (il va à une vitesse rpoche de c), et les conscéquences sont mesurables !

Je ne peux accepter cela personnellement

Bah c'est normal si tu te bases sur des choses fausses !

La seule façont depuis des décennies pour trouver la solution est de regarder là ou tout le monde ne regarde pas avec bien sur les outils actuelles.

Mouais ....enfin il ne faut pas non plus tellement tourner la tête qu'on ne voit pas à quel point les théories actuelles fonctionnent bien !

Chapeau Sephi, ton message est d'une clareté incroayble ! Good job

[inviteaeeb6d8b]

Essaye d'imaginer que la seul chose qui soit constante soit la vitesse de la lumiere ou que tu sois et peut importe ta vitesse. Alors la si on reste en mecanique classique il y a un probleme ! En fait ce que tu va faire varier au choix c'est le temps (le temps s'ecoulera differement pour toi que pour une autre personne a une autre vitesse) ou l'espace.
Ok ! C'est tres simplifie, mais c'est le commencement de la reflection
Denoby

Mais pourquoi donc ?

C'est vrai que Sephi explique clairement !

[invite2db4ab52]

Je me suis posé une autre question.

Par quel moyen pourrions nous atteindre la vitesse de la lumière ?
Puisque tout le monde s'accorde pour dire que c'est "physiquement"
impossible, que penser de ce petit calcul que je me suis posé :

Imaginez une barre métallique de longueur x.
en considérant cette barre ayant une masse uniformément répartie,
au point de gravité G se trouve un dispositif permettant de mettre
cette barre en rotation. la barre décrit donc un cercle dans l'espace.

Quelle devrait être la longueur de la barre pour que son extrémité
atteigne c en effectuant une rotation par seconde ?

calcul tout simple :

c : célérité de la lumière
v : vitesse de l'éxtrémité de la barre
x : longueur de la barre, diamètre du cercle décrit
d : distance parcourue l'éxtrémité de la barre (périmètre du cercle)
t : durée d'une rotation
п : pi

soit :

c=v= 3*10⁸ m*s^-1
t= 1s

v=d/t

donc : 3*10⁸=d/t

or d=x*п

d'ou : 3*10⁸=(x*п)/t

or t=1

donc 3*10⁸=x*п

donc x=(3*10⁸)/п

on a x=95492965 m soit 95493 km environ

c'est énorme et je doute que l'homme puisse construire une barre aussi longue, mais en augmentant la vitesse de rotation ?

prenons t = 1/10000 s

ça nous ramène à seulement 9549,29 km

et à 100.000 tours minutes à 954,9 km

s'il est un jour possible de mettre cette expérience en application, dans l'espace, sans frottements, malgré le fait que pour un diamètre de 1 mètre la barre de fer aurait une masse proche de 5,9⁶ tonnes pour du fer (problèmes pour la mise en inertie), que se passerait-il à l'éxtrémité de celle-ci ? et si elle était encore plus longue, elle irait logiquement plus vite que c !?

une autre question, imaginons que je puisse tendre un fil sur 1 million de kilométres, quand je tire dessus, l'autre l'extrémité se rapproche de moi, et quand je pousse (fil rigide) elle s'éloigne, on pourrait théoriquement transmettre des informations plus vite que la lumière (tiré ou poussé) ? à moins que le déplacement ne se propage comme une onde ? (ca je sais pas)

[invite9c9b9968]

Je ne peux accepter cela personnellement. La seule façont depuis des décennies pour trouver la solution est de regarder là ou tout le monde ne regarde pas avec bien sur les outils actuelles.

Oui enfin je te conseille de relire un peu plus attentivement le message de Sephi (on ne le répètera jamais assez, il est très clair ! ), tu verras qu'il y a le moment essentiel "déduire".

Surtout qu'il faut bien voir qu'une nouvelle théorie se doit de redémontrer les résultats existants, ce que fait parfaitement la relativité restreinte (complétée par la relativité générale) par rapport à la mécanique newtonienne.

[BioBen]

à moins que le déplacement ne se propage comme une onde ? (ca je sais pas)

Ouep, c'est une onde de compression, dont la vitese dépend du milieu. C'est toujours plus rapide avec un signal lumineux

[invite9c9b9968]

je n'ai pas tout lu, mais je pressens qu'il y a un gros problème dans ton raisonnement : lorsque l'on dit que la vitesse de la lumière est invariante par changement de référentiel, on parle de référentiel galiléen , donc un référentiel en rotation par rapport à un référentiel galiléen n'est plus galiléen, ainsi la transfo de Lorentz ne marche plus


Ensuite, je viens de relire ton raisonnement avec plus d'attention, et je le critique ainsi : tu dis par exemple que v=d/t, or cela est faux, puisque il faut dériver quelque part, et comme tu dérives quelque part, tu dois bien faire attention aux termes constants et aux termes non constants dans le raisonnement...

[invite2db4ab52]

arrgh le smiley, il faut lire : d'ou : 3*10⁸=( x * п ) /t

[Garion]

arrgh le smiley, il faut lire : d'ou : 3*10⁸=( x * п ) /t

Tu ne pourras jamais accélérer ta barre pour que l'extrémité tourne à une vitesse égale à c, il te faudrait une énergie infinie car sa masse grandir au fur et à mesure qu'elle va accélérer, et il te faudra de plus en plus d'énergie pour t'approcher de c.