peut-on prouver qu'il est impossible d'atteindre la vitesse de la lumière?

[invite2c9e9e43]

donc voilà je connais les THEORIE d'Einstein mais en à t on prouver une seules
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[invite8ef897e4]

Bonjour,

on ne peut pas "prouver" une theorie physique. Une theorie physique est falsifiable en ce qu'elle fait des predictions qu'on peut comparer avec les observations. Aujourd'hui, nous n'avons pas d'observation qui remette en cause la relativite.

[invitebd2b1648]

Elles restent valable dans leurs limites mais aucunes de ces limites n'a été contournées à ce jour ...

EDIT : grilled par humanino !

[Cécile]

Cette théorie a été construite car on a observé que la vitesse de la lumière dans le vide était constante et indépassable.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitebd2b1648]

Notamment dans les accélérateurs de particules !

Cordialement,

[adhalam]

pour atteindre la vitesse de la lumière il faut dépenser une énergie infinie si la particule accélérée a une masse non nulle.

pour la dépasser il faut que la particule ait une masse négative

les particules de masse négative sont pour le moment imaginaires (elles doivent emprunter de l'énergie au vide pour exister!)

[Pio2001]

D'un point de vue plus concret, il y a deux hypothèses : la vitesse de la lumière est infranchissable, ou elle ne l'est pas.

La théorie de la relativité regroupe toutes les conséquences de la première hypothèse.

On en déduit une liste d'observations possibles : genre dans telle expérience, si l'hypothèse est vraie, on doit trouver un délai de 50, et si elle est fausse, un délai de 60 (je dis n'importe quoi, mais c'est pour donner l'idée).

Et les éxpériences confirment l'hypothèse. Elles la confirment même très bien. Je ne sais pas à quelle précision on en est, mais disons qu'on en est au milliardième, cela veut dire que dans l'expérience, on trouve exactement 50.0000000124, contre 50.000000000 prédits par la relativité, et 60.000000000 prédits par l'absence de théorie de la relativité (je viens d'inventer ces chiffres, mais on peut chercher les vrais).

Donc, pour répondre simplement, oui, les théories de la relativité restreinte (on ne peut pas dépasser la vitesse de la lumière, le temps s'écoule différemment si on voyage...) et générale (l'espace-temps se courbe en présence de matière) sont prouvées.

D'ailleurs, un exemple souvent cité, c'est le fonctionnement du GPS, l'appareil qui indique notre position, où qu'on se trouve. Pour cela, il est muni d'un récepteur radio, calé sur les satellites GPS en orbite autour de la Terre. Pour déterminer sa position, il mesure l'ordre d'arrivée des signaux, au millionième de seconde près, envoyés par chaque satellite. Ceux-ci doivent donc, une fois en orbite, émettre avec une précision extraordinaire : si au bout d'un an, leur horloge dévie d'une seconde, cela ficherait tout en l'air ! Ils ont donc chacun une horloge atomique pour bien rester à l'heure juste.

Or, lorsque le système a été mis au point, avec les militaires, au départ, les ingénieurs ont prévu que dans l'espace, selon la théorie de la relativité générale, en s'éloignant de la Terre, l'espace-temps est moins courbé, donc le temps s'écoule plus vite. Ils ont calculé la correction nécessaire.
On raconte que certains militaires avait un doute : cette histoire d'espace-temps courbe, est-ce qu'on en était sûrs, finalement, de ce truc ? Alors, habitués à bien tout sécuriser, ils ont prévu deux modes de fonctionnement : avec espace-temps courbe, et sans espace-temps courbe, des fois qu'Einstein et tous ceux qui ont vérifié sa théorie se soient trompés.
Après la mise en route du système, naturellement, les horloges se sont mises à dévier comme la relativité générale le prédisait, et le principe de fonctionnement original, avec correction des effets de la courbure de l'espace-temps due au champ gravitationnel de la Terre, a été conservé.

[Deedee81]

Salut,

prouver

En ce qui concerne la notion de preuve, ce qu'il est possible c'est de prouver ,quelque chose du genre

SI telles conditions sont réunies ALORS on doit avoir tel résultat.

Comme ces conditions sont habituellement formulées mathématiquement (par exemple par des coordonnées, des vitesses), on peut voir ce genre de démonstration comme l'équivalent en physique de ce qu'on fait en math.

Mais encore faut-il que les conditions soient vérifiées.

Ici, pour le fait que la vitesse de la lumière (dans le vide) ne puisse être dépassée il faut que les postulats de la relativité restreinte soient vérifiés. Par exemple, l'invariance de la vitesse de la lumière dans le vide (elle a la même vitesse quelle que soit l'observateur) (il y a d'autres postulats mais celui là est vraiment la clef).

Ces postulats sont bien vérifiés expérimentalement et cela précise le domaine de confiance (qui est assez large, la démonstration en question étant assez robuste, par exemple l'invariance est vérifiée à la précision des appareils de mesure près. On montrer que cela suffit pour qu'il existe une vitesse invariante égale ou presque égale à cette vitesse mesurée).

Mais aucun domaine n'est illimité. Par exemple, en présence de la gravitation, certains postulats de la relativité restreinte ne sont plus globalement valide (la géométrie euclidienne, celle que l'on apprend à l'école, devient... fausse !!! Enfin, fausse dans le sens "ne s'applique plus à notre monde"). La relativité restreinte reste valide mais dans une petite zone autout de chaque point. Au-delà, il faut faire appel à la théorie de la gravitation : la relativité générale.

Et il existe encore des limites à ce domaine.

La physique n'est donc pas la quête des preuves mais plutôt la quête pour agrandir le domaine auquel nos théories peuvent s'appliquer. Et pour ce faire, c'est un éternel aller-retour entre expérience et modélisation théorique.

Quelque chose qui peut t'intéresser sur ce thème :
http://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9thode_scientifique

Et pour les données expérimentales validant la relativité :
http://math.ucr.edu/home/baez/physic...periments.html

[invite5456133e]

Cette théorie a été construite car on a observé que la vitesse de la lumière dans le vide était constante et indépassable.

objection votre honneur! car on a observé que la vitesse de la lumière dans le vide ne variait pas avec la vitesse de l'observateur; ce qui est tout à fait normal, d'ailleurs.

[Deedee81]

Salut,

objection votre honneur! car on a observé que la vitesse de la lumière dans le vide ne variait pas avec la vitesse de l'observateur;

En effet (électromagnétisme, M&M et autres expériences).

ce qui est tout à fait normal, d'ailleurs.

Pourquoi ?

Pour une bille se déplaçant dans le vide, ce n'est pas le cas. Sa vitesse dépend de celle de l'observateur. Alors pourquoi serait-ce "normal" pour la lumière ?

[invite5456133e]

- j'ai appris -autrefois- que l'on additionnait pas les choux et les carottes.
- la célérité d'une onde ne varie pas avec la vitesse de la source.

[mtheory]

- j'ai appris -autrefois- que l'on additionnait pas les choux et les carottes.
- la célérité d'une onde ne varie pas avec la vitesse de la source.

Ce qui veut dire ?

[Deedee81]

- j'ai appris -autrefois- que l'on additionnait pas les choux et les carottes.
- la célérité d'une onde ne varie pas avec la vitesse de la source.

Ici on ne parlait pas de la vitesse de la source mais de la vitesse de l'observateur.

Si tu as UN émetteur, émettant UNE onde (ou une bille). Peu importe que la vitesse varie ou pas avec celle de la source puisque l'on a qu'UNE émission (difficile de faire varier quo que ce soit ). Pourtant la vitesse de la bille va dépendre de l'observateur mais pas celle de la lumière.

Donc, je ne comprend toujours pas pourquoi tu trouves ça normal ???

[invite5456133e]

Donc, je ne comprends toujours pas pourquoi tu trouves ça normal !!!

parce que la célérité d'une onde ne varie ni avec la vitesse de la source, ni avec celle de l'obervateur (c'est pareil d'ailleurs; il s'agit de la vitesse relative de la source et de l'observateur); seule la fréquence est affectée (effet Doppler).

[invite2303ab1d]

parce que la célérité d'une onde ne varie ni avec la vitesse de la source, ni avec celle de l'obervateur (c'est pareil d'ailleurs; il s'agit de la vitesse relative de la source et de l'observateur); seule la fréquence est affectée (effet Doppler).

S'il est vrai que la vitesse, dans le référentiel terrestre, ne varie pas en fonction de la vitesse de l'émetteur, la vitesse d'une onde sonore varie en fonction du référentiel choisi. Par exemple, le son se propage dans l'air à 340m/s, donc si tu t'éloignes d'une source sonore à 339m/s dans le référentiel terrestre, le front d'onde ne te "rattraperait" que d'un mètre par seconde. Dans ton référentiel, sa vitesse serait donc de seulement 1m/s. Dans le cas de la lumière, quel que soit le référentiel choisi, la vitesse observée dans le vide est strictement égale à c.

[voxben]

Question peut être saugrenue,
pourquoi (estimé ou tenir compte) que la vitesse de la lumière est constante dans le vide et en déduire toute une théorie,
et ne pas analyser le fait que la lumière est a ma connaissance sensé évolué le "plus souvent" dans un espace non vide.
personnellement je suis plus enclin a supposé que le vide n'existe pas et qu'il n'est que "l'espace" entre deux éléments possédant une masse.

[Deedee81]

Salut,

parce que la célérité d'une onde ne varie ni avec la vitesse de la source, ni avec celle de l'obervateur (c'est pareil d'ailleurs; il s'agit de la vitesse relative de la source et de l'observateur); seule la fréquence est affectée (effet Doppler).

C'est totalement faux. La vitesse du son varie avec celle de l'observateur (et la vitesse du son ne dépend pas de la vitesse de la source).

Evidemment, le son ce n'est pas dans le vide, mais ta remarque ci-dessus ne concerne en rien le fait que ce soit dans un milieu ou dans le vide.

EDIT : oups, désolé Rubyman, je n'avais pas vu ta réponse

[Deedee81]

Question peut être saugrenue,
pourquoi (estimé ou tenir compte) que la vitesse de la lumière est constante dans le vide et en déduire toute une théorie,
et ne pas analyser le fait que la lumière est a ma connaissance sensé évolué le "plus souvent" dans un espace non vide.
personnellement je suis plus enclin a supposé que le vide n'existe pas et qu'il n'est que "l'espace" entre deux éléments possédant une masse.

Salut,

C'est une bonne remarque. Mais l'important n'est pas le fait que la lumière se propage dans le vide. Ce qui est important est que sa vitesse est invariante (et pas seulement constante !) ou presque invariante (par exemple dans l'air).

Même dans l'eau en mouvement elle a un comportement anormal (expériences de Fizeau). Sa vitesse n'y est pas invariante mais ne se comporte malgré tout pas comme pour une onde ou un corps classique (Fizeau en avait déduit un étrange entrainement de l'éther, la théorie de l'époque, étrange car la formule expérimentalement déduite était très difficile à justifier).

En fait, ce n'est même pas la lumière qui est importante mais cette vitesse.

C'est important puisque ce constat est en contradiction avec les théories existantes à cette époque (théories de Newton) (mais compatible avec l'électromagnétisme de Maxwell, c'est d'ailleurs cette théorie qui fut au coeur de la naissance de la relativité)

Et on en tire une "simple" théorie cinématique (sur le mouvement) et non sur la nature des milieux mais avec des conséquences plutôt extraordinaires.

Ceci dit, il est AUSSI important d'étudier les milieux.... avec les théories appropriées (physique des matériaux, physique quantique, etc...)

[voxben]

...... ou presque invariante (par exemple dans l'air).....

ce "presque" me pose un léger problème, vu que l'on parle de nano seconde, et de masse infinie.

[invite5456133e]

La vitesse du son varie avec celle de l'observateur (et la vitesse du son ne dépend pas de la vitesse de la source).

la vitesse de l'observateur n'est-elle pas égale (et opposée) à celle de la source?

[Pfhoryan]

C'est totalement faux. La vitesse du son varie avec celle de l'observateur (et la vitesse du son ne dépend pas de la vitesse de la source).

Ah? Moi je croyais que la vitesse de propagation du son ne dépendait que des propriétés de son milieu de propagation, l'air, évidemment à condition que ce milieu ne se déplace pas par rapport à l'observateur (qu'il n'y ait pas de vent). Si l'observateur se déplace par rapport à la source, la fréquence est affectée, pas la célérité de l'onde sonore.

Pourrais-tu développer dans quelles conditions la vitesse du son peut varier avec celle de l'observateur?

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"Every truth passes through three stages before it is recognized. In the first it is ridiculed, in the second it is opposed, in the third it is regarded as self-evident." Arthur Schopenhauer

[Deedee81]

ce "presque" me pose un léger problème, vu que l'on parle de nano seconde, et de masse infinie.

Salut,

On peut quantifier ce presque, mais ce n'est pas capital ici.

D'accord pour les nano secondes, mais on n'a pas besoin de mesurer le temps pour mesurer la vitesse de la lumière ou la comparer (dans ce dernier cas on a même une précision diabolique par interférométrie).

Par contre, pour la masse infinie, je ne sais pas où tu as été chercher ça

[Deedee81]

Pourrais-tu développer dans quelles conditions la vitesse du son peut varier avec celle de l'observateur?

Pour Rik aussi.

Si une source (immobile, mais peu importe) émet un son à 300 m/s dans une direction.

Un observateur se déplace à V dans la même direction.

Alors, par rapport à cet observateur le son se déplace à 300 - V (un phénomène bien connu des aviateurs qui passent le mur du son ).

C'est de la simple physique newtonienne (et même Galilée en fait).

Mais ce n'est pas le cas pour la lumière dans le vide (même dans un milieu où elle va moins vite il y a des écarts) et même d'ailleurs pour tout objet se déplaçant à grande vitesse (un électron se déplaçant dans le vide à presque c a une vitesse (presque) invariante, en fait ça dépend de la vitesse mais pas de ce qui se déplace ni où).

Et je ne vois pas pourquoi ce serait évident.

Si ce n'est à dire un truc bizarre (pour moi) comme : "puisque je ne peux fixer ma vitesse par rapport à un milieu ni par rapport à la source (car elle n'influe pas sur la vitesse de la lumière ou autre), alors c'est évident". Mais dans ce cas. Pourquoi est-ce vrai pour des particules ? Et pourquoi est-ce vrai seulement pour de grandes vitesses ? Et pourquoi est-ce vrai en présence d'un milieu ?

Non, rien à faire, je ne trouve pas cela "évident" (cette invariance). C'est, pour moi, un constat expérimental, c'est tout. Et on fait avec (une théorie adéquate, la RR).

[invite5456133e]

Alors, par rapport à cet observateur le son se déplace à 300 - V

ce qui veut dire que si la vitesse de l'observateur est supérieure à la vitesse du son, 300m/s, alors la vitesse du son, 300 - V, est négative c'est à dire qu'il percevra le son avant qu'il ne soit émis !!

[Aroll]

Bonjour.
Non, ça veut simplement dire qu'il va plus vite que le son, donc qu'il s'en éloigne, et que donc, pour lui, le son se déplace en sens inverse (en s'éloignant plutôt qu'en se rapprochant).

Amicalement, Alain

[invite5456133e]

le son se déplace en sens inverse (en s'éloignant plutôt qu'en se rapprochant).

bon sang! mais c'est bien sûr!

[invite5456133e]

plus sérieusement tout dépend de ce qu'on appelle vitesse de l'onde!

[Pfhoryan]

Bonjour.
Non, ça veut simplement dire qu'il va plus vite que le son, donc qu'il s'en éloigne, et que donc, pour lui, le son se déplace en sens inverse (en s'éloignant plutôt qu'en se rapprochant).

Amicalement, Alain

Oui, mais çà, c'est parce que l'observateur peux se déplacer par rapport à l'air, à une vitesse supérieure à celle de l'onde sonore. Ce qui n'a évidemment pas d'équivalent possible avec les ondes électromagnétiques. Un "être" fait de molécules d'air ne pourrait pas se déplacer plus vite que les ondes sonores et serait dans le même cas de figure que nous , "êtres de matière", avec les ondes électromagnétiques. Cela me semble trivial. Non?

[invite5456133e]

Un "être" fait de molécules d'air ne pourrait pas se déplacer plus vite que les ondes sonores et serait dans le même cas de figure que nous , "êtres de matière", avec les ondes électromagnétiques.

mais sommes-nous constitués d'ondes électromagnétiques?

[curieuxdenature]

mais sommes-nous constitués d'ondes électromagnétiques?

Bonjour

non mais nous communiquons uniquement par ce biais.