Energie cinétique : quelle est sa 'réalité' ?

[mach3]

Mach3, je ne pense pas que le "pour quoi faire" soit un argument valable.

si si, justement. Si ça n'a pas de conséquences testables, si ça ne prédit rien de nouveau ni n'explique rien qui ne soit déjà expliqué, ce n'est pas de la science mais de la philosophie ou de la métaphysique.
Je veux bien que vous essayiez de trouver quel part prenne l'électron et le positron dans l'énergie des 2 photons émis (dans le cas considéré en exemple), mais cela n'a aucune conséquence testable ou mesurable et cela ne nous apprend rien. A moins que je me trompe mais alors à vous de nous l'expliquer. Quelle conséquence ça aurait que l'énergie se répartisse d'une façon ou d'une autre du moment qu'elle est conservée tout du long? Voyez vous le moindre moyen de mesurer dans un photon la part d'énergie qui lui vient de l'électron et celle qui lui vient du positron? Voyez vous le moindre moyen d'observer que la répartition de l'énergie s'est faite d'une manière et pas d'une autre? Pouvez vous prédire que l'issu d'une expérience donnée sera ainsi si la répartition est d'une façon et autrement si la répartition est d'une autre façon?

Ce qui serait bien, après avoir choisi l'unité de mesure, c'est qu'on connaisse la valeur exacte de cette somme, et pas une valeur par rapport à une échelle arbitraire.

encore une fois pour quoi faire? la physique ne dépend pas de l'échelle choisie

Le "ce qui compte" aussi est contestable.

non, parce qu’expérimentalement c'est ce qu'on constate.
L'énergie se conserve, et c'est même par construction dans sa définition moderne : c'est la grandeur conservée associée à la symétrie par translation dans le temps (voir theoreme de Noether). Il n'y a pas d'autres impératifs dictés par les observations.

Si tu me demandes le poids de deux objets et que je te donne la différence de poids en te disant que c'est ce qui compte... ou si je te donne juste le poids total sur une échelle arbitraire, tu pourrais protester à juste titre.

oui, parce que le poids et l'énergie ne sont pas de même nature. Tu ne peux pas les comparer ainsi. Dire que le poids est nul en l'absence de toute convention garde un sens (si le poids est nul, cela signifie que le champ de pesanteur est nul), alors que parler d'énergie nulle n'a de sens que si on a choisi une référence.

Non, çà reste un postulat datant d'une époque où on ne soupçonnait même pas que le vide n'est pas si vide.

non ce n'est pas un postulat, c'est une observation. Enfermé dans une boite opaque en mouvement rectiligne uniforme, un physicien ne peut par aucun moyen savoir si la boite est en mouvement ou immobile. Galilée en a fait l'expérience dans la cale d'un bateau.
Et par ailleurs même dans le cas d'un mouvement quelconque de la boite, avec des accélérations, il n'est pas possible de savoir si cela est dû à un mouvement de sa boite ou si cela est dû à un champ de pesanteur. C'est indiscernable expérimentalement.

Quand on mesure la somme avec le référentiel de notre choix on dit implicitement que ce référentiel a une vitesse zéro. C'est arbitraire. On définit une échelle arbitraire en plaçant son zéro arbitrairement.

non, on ne dit pas une telle chose, même implicitement, ou à la rigueur on dit que le référentiel à une vitesse 0 par rapport à lui même, ce qui est la moindre des choses...

m@ch3
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[Amanuensis]

C'est là que la bat blesse, et c'est le but de ma question initiale : pourquoi la moitié ?

Par symétrie, comme indiqué.

Du point de vue d'un autre référentiel

Je n'ai pas invoqué de référentiel.

S'il y a une répartition qui a un sens, alors elle est indépendante de tout référentiel, et alors par symétrie c'est moitié-moitié.

Si vous introduisez un référentiel, alors vous ne parlez plus seulement des deux particules, mais de leur relation au référentiel. Pas la même question.

(Depuis le début vous ne prenez pas en compte la signification de l'énergie cinétique relative à un référentiel. Comme je l'ai déjà indiqué, le concept que vous cherchez--et voyez erronément dans l'énergie relative à un référentiel--est l'énergie cinétique mutuelle, qui est indépendante de tout référentiel (en classique et RR). Si on pense que la répartition de cette énergie là a un sens (pas mon opinion), c'est moitié-moitié dans le cas d'une paire de particules de même masse non nulle, par symétrie.)

[invite1a0bde5a]

Je crois que le lecteur trouvera dans les pages précédentes un résumé suffisant de nos positions respectives.

Je ne vais donc pas reprendre une à une vos objections pour répéter ce que j'ai déjà dit, je vais plutôt résumer ma position globale :
- Vous me répondez souvent en utilisant les conclusions d'une théorie qui est peut-être fausse, donc je juge ces arguments irrecevables.
(Vous voyez le schéma ? : on a posé un postulat, avec ce postulat on a développé une théorie. Avec les formules de cette théorie vous justifiez le postulat, et donc la théorie.)

- Vous pensez que les théories actuelles sont suffisantes car elles expliquent parfaitement ce qui a été observé et mesuré. Et qu'il ne sert à rien de les remettre en question.

A cela j'oppose :

.Les théories actuelles n'expliquent absolument pas ce qui est observé. Et çà empire de jour en jour (matière noire, énergie noire, etc...).

.Les théories actuelles n'expliquent presque rien. Elles ne savent pas ce qu'est un champ, ni une force, ni un quanta d'énergie, ni une masse, ni une vitesse, ni une distance, ni rien en définitive, elles savent juste constater que c'est là, et ont appris à les mesurer, et avec des limitations de surcroit (on ne sait mesurer que par rapport au référentiel qui nous arrange).

.Les théories actuelles ont une vision encore corpusculaire de la matière. Une particule n'est peut-être pas un grain se promenant dans le rien, alors qu'on s'épuise à casser ces 'grains' pour en analyser les résidus.

.Une vision corpusculaire de la matière revient à lui attribuer une localité qu'elle n'a pas. Rappelez vous l'étonnement qu'a soulevé la découverte de la non localité (électrons corrélés...).

.Si on expérimente dans le cadre d'une théorie fausse, on risque de ne pas construire les bonnes expériences et de passer à côté de découvertes importantes.
Cette raison est amplement suffisante pour justifier de se poser des questions et envisager tous les postulats possibles.

[Deedee81]

Bonjour,

ATTENTION

Que l'on trouve les théories actuelles suffisantes ou pas, je rappelle : pas de théorie personnelle ici. On en discute ailleurs, on développe, on publie. Et là ça devient discutable sur Futura.

Merci,

[invite1a0bde5a]

Je n'ai rien exposé de personnel, ni de révolutionnaire. Ce forum est dédié aux débats scientifiques, il n'est pas destiné à être un endroit où on explique les théories admises à ceux qui ne les connaissent pas.

[Deedee81]

Ne prend pas la mouche. Mon message était à titre préventif (suite à tes remarques dans le message précédent concernant les théories suffisantes ou pas suffisantes).

Mieux vaut prévenir que guérir, non ?

[mach3]

- Vous me répondez souvent en utilisant les conclusions d'une théorie qui est peut-être fausse, donc je juge ces arguments irrecevables.

elle est vraie dans son domaine de validité, comme toute théorie scientifique. elle est fausse dans l'absolu, comme toute théorie scientifique.
De plus ce ne sont pas que les "conclusions", mais la description de faits, et l'aller-retour permanent entre théorie et expérience. L'observation conduit à une théorie qui conduit à des expérimentations qui la conforte (ou pas) voire l'améliore et permet de nouvelles prédictions etc...

- Vous pensez que les théories actuelles sont suffisantes car elles expliquent parfaitement ce qui a été observé et mesuré. Et qu'il ne sert à rien de les remettre en question.

dans le domaine dans lequel vous posez la question, effectivement. On a lancé suffisamment de fusées et observé suffisamment de collisions entre toute sorte de choses pour savoir que les théories qui utilisent le concept d'énergie cinétique sont suffisantes dans leur domaine de validité. Tant qu'on n'observe pas de phénomène nouveau et imprédit dans ce domaine de validité, il n'y a rien à toucher dans ces théories a priori.
On peut toujours spéculer sur des théories différentes (et ça se fait beaucoup), mais il faut à minima qu'elles reproduisent ce que font les théories actuelles (c'est à dire qu'elles soient en accord avec l'énorme masse de données expérimentales et observationnelles accumulées depuis des années) et si possible prédisant de nouveaux phénomènes qu'on cherchera ensuite à produire ou observer. Si elles ne prédisent aucune nouveauté par rapport à l’existant, alors il faut au moins qu'elles soit plus simples (parce que sinon je ne vois pas l’intérêt).

.Les théories actuelles n'expliquent absolument pas ce qui est observé. Et çà empire de jour en jour (matière noire, énergie noire, etc...).

elles expliquent très bien tout ce nous entoure localement en tout cas, et pas trop mal ce qui se trouve plus loin. Après il y a quelques zones d'ombres, mais qui est lacunaire? les théories ou les observations, il faut attendre et voir. Pour ce qui concerne ce qui se passe, disons dans la proche banlieue du système solaire, il n'y a guère de débat, guère de situations extrêmes qui ne soit à la portée des théories physiques actuellement validées : tout ce qui s'y passe est plutôt très très bien expliqué par les théories actuelles. C'est avantageux du point de vue de la technique, mais sinon c'en est assez triste et monotone, ce qui explique l'engouement observé dès que quelque chose sort un peu du lot (par exemple anomalie Pioneer, neutrinos "supraluminiques" du CERN,...)

.Les théories actuelles n'expliquent presque rien. Elles ne savent pas ce qu'est un champ, ni une force, ni un quanta d'énergie, ni une masse, ni une vitesse, ni une distance, ni rien en définitive, elles savent juste constater que c'est là, et ont appris à les mesurer, et avec des limitations de surcroit (on ne sait mesurer que par rapport au référentiel qui nous arrange).

Parce que c'est de la physique, pas de la métaphysique ou de la philosophie. Il n'est pas question en physique de connaitre la nature des choses, ce n'est pas le sujet. Et on n'a pas besoin de savoir ce qu'est réellement un champ ou une force pour pouvoir l'appréhender et l'utiliser. Ce qui compte c'est que la théorie permette de prédire ce qui va se passer dans tel ou tel situation, c'est ce qu'on lui demande, c'est tout. Et pour faire ça on n'a pas besoin de savoir ce que c'est réellement un champ, ni si ça "existe" en "vrai" : c'est juste un concept commode et on le garde tant qu'il marche.

.Les théories actuelles ont une vision encore corpusculaire de la matière. Une particule n'est peut-être pas un grain se promenant dans le rien, alors qu'on s'épuise à casser ces 'grains' pour en analyser les résidus.

.Une vision corpusculaire de la matière revient à lui attribuer une localité qu'elle n'a pas. Rappelez vous l'étonnement qu'a soulevé la découverte de la non localité (électrons corrélés...).

on sait très bien que la matière n'est pas corpusculaire (MQ, TQC), mais on peut la considérer comme telle à toutes fins pratiques dans de nombreuses situations où on sait que c'est suffisamment correct de le faire. Tout est affaire d'approximation c'est ça la physique. Par exemple en RR simple, on considérera des particules ponctuelles, on sait que c'est inexact, mais ça donne des résultats corrects pour certaines applications qui sont dans son domaine de validité (notamment calculer l'énergie des photons produits par une annihilation d'une paire electron-positron). Si on veut être plus correct, on peut traiter le problème en TQC ou tout n'est que champ, c'est juste beaucoup plus compliqué et donc surdimensionné pour résoudre un certain nombre de problèmes (comme calculer l'énergie des photons produits par une annihilation d'une paire electron-positron).

.Si on expérimente dans le cadre d'une théorie fausse, on risque de ne pas construire les bonnes expériences et de passer à côté de découvertes importantes.

On passe notre temps à faire des expériences pour tenter de mettre en défaut les théories actuelles alors ne dites pas qu'on risque de ne pas construire les bonnes expériences. Comment est-on passer de la mécanique classique à la RR et à la MQ d'après vous : certaines observation mettait en défaut la mécanique classique (effet photoélectrique, expérience de michelson et morley, structure de l'atome, orbite de mercure, etc...), réduisant par la même son domaine de validité et forçant le developpement de nouvelles approches. Ca continue encore aujourd'hui, les scientifiques n'ont pas attendu vos remarques.

Pour revenir à votre problème, j'attends toujours des réponses concrètes à propos de la pertinence de votre problème sur la contribution de chaque particule à l'énergie des photons qui résultent de leur annihilation.
La physique c'est la paillasse, si une théorie n'a pas de conséquences observables, qu'elle ne prédit rien de spécifique qui permette de l'invalider, alors elle ne sert à rien en physique.
En ce qui me concerne je ne vois rien qui puisse être observé ou prédit à partir du fait que lors d'une annihilation electron-positron, l'énergie de chaque photon est composée à 50% de l'énergie de l'électron et de 50% de l'énergie du positron ou non. Si vous voyez quelque chose, je serais heureux de le lire, au moins ça, ça serait intéressant.

m@ch3

[Deedee81]

on peut la considérer comme telle à toutes fins pratiques

C'est même une expression. On dit souvent que "la physique est une science expérimentale FAPP" (for all practical purpose, pour tout usage pratique).

Je suis entièrement d'accord avec chaque ligne de tes explications. Il est clair que "quelle est la nature d'un champ" n'est pas une question de physique, pas plus que "quelle est le temps de cuisson des oeufs" n'est pas une question de menuiserie.

Il est rare de voir les gens se tromper de discipline. Sauf.... avec la physique. Il existe des disciplines pour traiter de ces questions. Tu les as cité. Mais je ne sais pas pourquoi, beaucoup veulent absolument que nous on s'en occupe. Je prend ça comme un compliment

D'accord aussi concerne les expériences pour mettre en défaut les théories actuelles. C'est une grande partie de notre "passe-temps".

[invite1a0bde5a]

Alors pour commencer je tiens à préciser que je suis d'accord sur les grandes lignes de ce que vous dites. Notre désaccord est plus sur le fait de l'utilité de comprendre quelle part de l'énergie finale apporte chacune des particules lors d'une collision, et par extension ce que nous apporterait d'envisager d'autres postulats pour construire une autre théorie.

Pour revenir à votre problème, j'attends toujours des réponses concrètes à propos de la pertinence de votre problème sur la contribution de chaque particule à l'énergie des photons qui résultent de leur annihilation.
La physique c'est la paillasse, si une théorie n'a pas de conséquences observables, qu'elle ne prédit rien de spécifique qui permette de l'invalider, alors elle ne sert à rien en physique.
En ce qui me concerne je ne vois rien qui puisse être observé ou prédit à partir du fait que lors d'une annihilation electron-positron, l'énergie de chaque photon est composée à 50% de l'énergie de l'électron et de 50% de l'énergie du positron ou non. Si vous voyez quelque chose, je serais heureux de le lire, au moins ça, ça serait intéressant.
m@ch3

Il est hors de question sur ce forum de répondre concrètement à vos questions. Ca obligerait au minimum d'envisager des hypothèses puis d'expliquer en quoi elles pourraient répondre à la question posée. Même si ce serait extrêmement intéressant d'en débattre (non, toutes les théories ne sont pas à base de philosophies spirituelles, psychiques, mondes parallèles et tutti quanti) pour éclairer les sujets évoqués, il n'est pas question de le faire ici, c'est interdit. De plus il n'est pas obligatoire d'exposer une théorie alternative pour contester les bases des théories établies.

Mais je pense que vous serez d'accord avec le suivant :
Si la contribution en énergie de chaque particule est bien définie et ne dépend pas du référentiel choisi, c'est à dire il existe bien un référentiel absolu, alors çà ne change rien par rapport à toutes les mesures et expériences déjà effectuées. On est automatiquement dans le domaine de validité des théories actuelles. La seule différence c'est qu'il y a une constante à ajouter dans certaines formules, et qu'elle ne gêne pas lorsqu'on raisonne par différences d'énergies.

Autre point : expliquer le monde physique n'est pas de la métaphysique. Il ne faut pas confondre impuissance à expliquer avec utilité d'expliquer. Si on n'avait pas compris la composition interne du globe terrestre on n'aurait jamais compris la dérive des continents. Comprendre les mécanismes est utile et ce ne sont pas les philosophes qui vont nous éclairer sur ces points ! C'est la gloire de la science d'être seule capable de le faire.

[invite6f9dc52a]

Je ne peux résister mais en noir.

Je n'ai rien exposé de personnel, ni de révolutionnaire. Ce forum est dédié aux débats scientifiques, il n'est pas destiné à être un endroit où on explique les théories admises à ceux qui ne les connaissent pas.

Qu'est-ce qu'un débat si ce n'est une explications des uns aux autres des théories admises (ce qui en est compris), sauf si on pose d'autres théories personnelles ?

. Ayez une démarche scientifique. Ce forum n'est pas un lieu de discussion sur de soi-disant phénomènes paranormaux ou "sciences" parallèles. Toutes idées ou raisonnement (aussi géniaux soient ils) doivent reposer sur des faits scientifiquement établis et non sur de vagues suppositions personnelles, basées sur d'intimes convictions. Étant sur un forum scientifique, les discussions religieuses ou politiques ne sont pas tolérées. D'autre part la seule vocation de Futura-Sciences étant la vulgarisation scientifique de bon niveau ce n'est pas le lieu pour des questionnements ou remises en cause de théories admises dont seuls des spécialistes ont les compétences pour débattre, ni pour l'exposé de théories strictement personnelles. Une telle démarche aurait sa place uniquement dans un séminaire ou un congrès scientifique.

[Amanuensis]

De plus il n'est pas obligatoire d'exposer une théorie alternative pour contester les bases des théories établies.

Par contre, le débat se voulant scientifique, il est nécessaire de présenter des faits expérimentaux, concrets, pour contester les bases des théories établies.

Il n'y a aucun intérêt à la contestation pour la contestation, ce ne n'est pas de la politique.

Si la contribution en énergie de chaque particule est bien définie et ne dépend pas du référentiel choisi, c'est à dire il existe bien un référentiel absolu, alors çà ne change rien par rapport à toutes les mesures et expériences déjà effectuées.

On sait depuis longtemps que l'hypothèse d'un référentiel absolu n'est pas contradictoire avec les observations. Pas plus que toutes une flopée d'hypothèses tout aussi gratuites, improuvables, et sans utilité démontrée. Le répéter ne sert à rien.

Il ne faut pas confondre impuissance à expliquer avec utilité d'expliquer.

Il ne faut pas confondre non plus explication sans intérêt et sans base concrète et progrès des connaissances. C'est l'ouverture rêvée pour toutes les pseudo-sciences.

[Zefram Cochrane]

Bonjour,

J'ai deux problèmes :
Le premier est que je ne sais pas écrire les matrices en Latex

L'autre problème concerne la conservation de la quadri-impulsion énergie ( quantité de mouvement)

Dans un référentiel S deux particules de masse m se précipitent l'une vers l'autre à v et fusionnent en une masse unique de masse M = 2m

On parle en coordonnées réduites.

J'ai :




on me demande de démontrer l'égalité suivante. Soit S' en MRU à +v par rapport à S




les calculs fait je trouve :




avec

J'ai juste le problème de signe donc.

Cordialement,
Zefram

[mach3]

J'ai juste le problème de signe donc.

il y a surtout un problème dans votre énoncé :

Dans un référentiel S deux particules de masse m se précipitent l'une vers l'autre à v et fusionnent en une masse unique de masse M = 2m

Il manque de l'énergie entre le début et la fin. A fortiori, dans le référentiel où la masse finale 2m est immobile, l'énergie est 2mc², ce qui est inférieur à ce que vont amener les deux particules incidentes, 2mc². Donc soit la particule finale possède une masse plus grande, soit de l'énergie a été émise via une ou plusieurs particules supplémentaires non décrites dans le problème.
Par ailleurs il me semble qu'une réaction de type "2 particules --> 1 particule" pose un problème de conservation quelque part mais je ne me souviens plus très bien

m@ch3

[Amanuensis]

Par ailleurs il me semble qu'une réaction de type "2 particules --> 1 particule" pose un problème de conservation quelque part mais je ne me souviens plus très bien

?? Si je lis bien un tauon peut déchoir ("to decay" vient de l'ancien français ayant donnée déchoir...) en un pion chargé et un neutrino.

[Zefram Cochrane]

Salut mach.
Dans le vouquin , tous les exercices sont en coordonnées réduites, c=1.
Cordialement.
Zefram.

[mach3]

@amanuensis : ça doit être seulement quand les particules sont élémentaires, le pion étant fait de 2 quarks, ça fait 1 donne 3. J'arrive pas à me souvenir pourquoi, mais je me souviens avoir vu ça quelque part.

@zefram : et donc? Ça change quoi à ce que je dis si c=1

m@ch3

[Amanuensis]

@amanuensis : ça doit être seulement quand les particules sont élémentaires, le pion étant fait de 2 quarks, ça fait 1 donne 3.

Pour les conservations d'énergie et de quantité de mouvement que les particules soient élémentaires ou non ne change rien, il me semble. Mais cela aide peut-être pour d'autres conservations.

Pour les particules élémentaires on trouve aisément des cas, comme W- -> électron + neutrino, mais peut-être est-ce "virtuel" et donc permet de s'exonérer de certaines règles?

On risque de ne trouver aucun cas avec des particules élémentaires, non pas parce qu'il y a une règle générale l'impliquant, mais parce qu'à chaque fois il y a une règle particulière, différant d'un cas à l'autre. Il n'y a pas beaucoup de particules élémentaires libres, et on a vite fait le tour.

J'arrive pas à me souvenir pourquoi, mais je me souviens avoir vu ça quelque part.

Cela m'intéresserait de le voir.

[curiossss]

Bonjour,

Je suis retombé par hasard sur cette discussion que j'avais lancée il y a presque dix ans, et je suis amusé en la relisant comment mes questions ont été habillées pour l'hiver.

Mais la question de fond reste.
Pour que tout nouveau lecteur n'ait pas à se taper la lecture des 3 pages précédentes, voici une petite récap :

Considérons deux corps voyageant dans l'espace intersidéral avec deux vitesses différentes. Leurs trajectoires se recoupent en un point, il y a collision. Etant composés de matière et anti-matière les deux corps se désintègrent sous forme d'énergie rayonnée.

Suivant le référentiel utilisé les vitesses des deux corps seront différentes, mais pour calculer la violence du choc seule la différence de vitesses compte, donc le choix du référentiel n'a pas d'importance.
Mais si on veut connaitre la provenance de l'énergie irradiée, on est embêtés : le choix du référentiel a son importance pour le calcul de l'énergie totale transportée par chaque objet. Ou alors on admet que l'énergie rayonnée n'a pas pour seule origine les objets en collision et il faut expliquer pourquoi.

Détricotons tout ça. D'après la Relativité Restreinte on a :
1) Energie au repos : E0 = m.c^2
C'est l'énergie associée à la masse propre de l'objet et elle est invariante.
2) Energie cinétique relativiste : c'est l'énergie due au mouvement de l'objet. Elle dépend du référentiel.
3) Energie totale : E = m.c^2 / racine carrée de (1 - v^2/c^2)
Elle est la somme de l'énergie de repos et de l'énergie cinétique relativiste.

Donc si on change de référentiel la vitesse v de l'objet change, ce qui affecte son énergie cinétique et par conséquent son énergie totale. Cependant son énergie au 'repos' reste la même.

- - -
Revenons à ma question : si toute l'énergie (100%) de deux corps voyageant à deux vitesses différentes, et loin de tout champ gravitationnel, était rayonnée suite au choc des deux corps (matière et anti-matière), quelle proportion de cette énergie proviendrait de chacun des objets ?

Si on considère qu'il faille mesurer les vitesses par rapport à un référentiel privilégié (absolu), il n'y a aucune difficulté conceptuelle puisque la réponse sera unique. Par contre si on considère que tout référentiel se vaut alors on ne peut plus répondre puisque les vitesses dépendent du référentiel choisi. (Remarquez, dans le premier cas on ne peut pas répondre non plus si on ne connait pas le référentiel absolu, mais c'est une impossibilité par méconnaissance d'un paramètre, et non pas par contradiction interne).

Ma question fait-elle partie des questions sans réponse dans le cadre de nos théories actuelles ? J'ai cru lire dans les pages précédentes qu'on ne pourrait pas attribuer une origine précise à l'énergie rayonnée ? Pourtant si l'émission de chaque photon est la conséquence d'un phénomène physique localisé, on peut lui attribuer une origine...

Vous serez peut-être tentés de rétorquer que la question n'a pas de sens puisque l'énergie rayonnée dépend aussi du référentiel : la longueur d'onde mesurée dépendra de la vitesse du référentiel embarquant l'instrument de mesure.
Mais là encore on pourrait dire qu'un référentiel absolu rendrait la valeur de l'énergie absolue, en lui donnant un sens physique intrinsèque, alors qu'avec un référentiel au choix on n'a qu'une mesure relative de cette énergie.

C'est autour de ces questions de fond que j'aimerais (re)discuter.

- Notez que je ne remets pas en question la validité de la Relativité Restreinte pour effectuer certains calculs à partir de n'importe quel référentiel. Nos instruments étant embarqués à bord de leur propre référentiel, leurs mesures en dépendent. Donc pas la peine de me dire que la Relativité Restreinte est une théorie exacte maintes fois vérifiée par l'expérience, vous prêchez un convaincu. Je place cette discussion à un autre niveau, et je pense que pour ma question la Relativité Restreinte ne sera pas très utile, ni même la RG.

[ArchoZaure]

Bonjour.

Considérons deux corps voyageant dans l'espace intersidéral avec deux vitesses différentes. Leurs trajectoires se recoupent en un point, il y a collision. Etant composés de matière et anti-matière les deux corps se désintègrent sous forme d'énergie rayonnée.

Suivant le référentiel utilisé les vitesses des deux corps seront différentes, mais pour calculer la violence du choc seule la différence de vitesses compte, donc le choix du référentiel n'a pas d'importance.
Mais si on veut connaitre la provenance de l'énergie irradiée, on est embêtés : le choix du référentiel a son importance pour le calcul de l'énergie totale transportée par chaque objet. Ou alors on admet que l'énergie rayonnée n'a pas pour seule origine les objets en collision et il faut expliquer pourquoi.

Non pas besoin de référentiel dans ce cas.
Amanuensis "vous" (le curiosss avec 3 "s") a expliqué tout au début pourquoi.
Je ne connais pas mais il a parlé d'énergie mutuelle.

Soyons sérieux, une énergie est ou n'est pas. Elle ne peut pas être fonction d'un choix arbitraire extérieur.

Vous avez raison.

Simplement le concept que vous cherchez est l'énergie cinétique mutuelle, qui est bien définie, et indépendante de tout référentiel, dans le cas d'un choc de deux particules.

En mécanique classique, c'est m1m2|v1-v2|²/2(m1+m2)

On peut considérer que c'est "l'énergie réelle" du choc. (Et cela se généralise à un système d'un nombre quelconque de particules, d'où l'énergie thermique.)

Mieux, on peut partir de l'énergie mutuelle comme concept premier, et en dériver la notion d'énergie dans un référentiel (plutôt que le contraire):

L'énergie dans un référentiel peut se définir comme l'énergie mutuelle entre l'objet et un objet de masse infinie immobile relativement au référentiel (1). Ce qui se comprend bien quand on pense à la Terre comme référence: l'énergie cinétique dans le référentiel terrestre se confond avec l'énergie mutuelle entre l'objet et la Terre si la masse de l'objet est négligeable devant celle de la Terre (2).

(1) En effet (m1m2)/(m1+m2) = m1/(1+m1/m2) qui tend vers m1 quand m1/m2 tend vers 0.

(2) Comme c'est la situation dans les applications les plus usuelles de la mécanique, on peut comprendre comment la notion d'énergie relative à un référentiel domine dans les présentation, même si conceptuellement elle n'est pas première.

[curiossss]

Non pas besoin de référentiel dans ce cas.

Je ne suis pas d'accord (si j'ai bien compris la réponse).
On a bien besoin d'un référentiel, dans tous les cas :
1) on veut connaître la proportion d'énergie rayonnée provenant de chaque corps :
1a) s'il y a un référentiel préférentiel pour mesurer les vitesses, on pourrait calculer la masse apparente de chaque corps (masse au repos par rapport à ce référentiel absolu + énergie cinétique transformée en masse apparente = masse totale) et donc calculer l'énergie totale rayonnée par chaque corps (= transformation de sa masse en énergie rayonnée).
1b) il n'y a pas de référentiel préférentiel comme le dit la RR (et RG), et dans ce cas on ne peut rien déduire. Mais on a bien besoin d'un référentiel quelconque pour mesurer les vitesses relatives, non ?

2) on se contente de connaitre l'énergie totale rayonnée par les deux corps :
Dans ce cas on pourrait écouter la RR et la RG et utiliser uniquement leur vitesse relative pour calculer l'apport de leurs énergies cinétiques, qui additionnée à l'équivalent en énergie de leurs masses propres donnerait l'énergie rayonnée totale.
Au passage on renonce à donner une origine précise aux photons rayonnés. Mais renoncer ne vaut pas vérité.

En définitive à bien y regarder l'énergie totale rayonnée pourrait être convertie, en théorie et pas directement, en matière, par exemple en électrons. Mais alors en fonction du référentiel choisi on obtiendrait une quantité différente d'électrons, ce que j'ai du mal à digérer.
L'énergie devrait correspondre à 'quelque-chose' de concret, et la rendre elle aussi relative me semble suspect.

En résumé, je comprends bien la position de la RR et de la RG :
Nos observations sont toujours faites à partir du référentiel des moyens d'observation. Par rapport à ces référentiels, les quantités d'énergie sont conservées. Dans mon exemple l'énergie totale avant et après annihilation est conservée. Mais cette quantité dépend du référentiel choisi et n'est pas absolue.
Ceci est tout à fait suffisant pour les calculs qu'on souhaite effectuer, toujours par rapport à notre propre référentiel.

Mais je considère cela comme une lacune dans nos capacités à appréhender l'univers. On est limités car nos observations sont toujours relatives. Mais je considère que cela ne justifie aucunement qu'on ait le droit d'affirmer du haut de notre perchoir que puisqu'on ne peut pas connaitre les valeurs absolues alors c'est qu'elles n'existent pas. C'est un peu comme si des marins ne sachant que mesurer les vitesses relatives des bateaux par rapport au leur se mettaient à affirmer que les vitesses absolues des bateaux n'existaient pas. Au mieux leur modestie devrait leur imposer de dire : du point de vue de nos mesures et de ce qu'on en fait on n'a pas besoin du référentiel absolu, s'il existe. Et on ne peut rien affirmer sur l'existence ou non d'un référentiel absolu.

[Liet Kynes]

C'est un peu comme si des marins ne sachant que mesurer les vitesses relatives des bateaux par rapport au leur se mettaient à affirmer que les vitesses absolues des bateaux n'existaient pas. Au mieux leur modestie devrait leur imposer de dire : du point de vue de nos mesures et de ce qu'on en fait on n'a pas besoin du référentiel absolu, s'il existe. Et on ne peut rien affirmer sur l'existence ou non d'un référentiel absolu.

C'est curieux chez les marins ce besoin de faire des phrases. https://www.youtube.com/watch?v=3DN1YZd-vZM

[curiossss]

Sans questions il n'y a que des problèmes sans réponses... ^^