Question sur la vitesse de la lumière.

[SaulTarvitz]

Bonjour à toutes et à tous!

J'ai une question à soumettre qui me pose problème.

Vous connaissez l'exercice de pensé qui consiste à dire que l'on peut "couper du papier plus vite que la vitesse de la lumière avec des (gros) ciseaux"
Vous savez sans doute qu'en réalité, c'est le point d'intersection des deux lames qui se déplace plus vite que c. N'étant pas matériel, et aucunes des lames ne dépassant C, aucun problème avec la R.R.

La question est la suivante:

Est-ce le cas pour deux objets à des vitesses respectives identiques proche de C, qui se croiseraient dans l'espace, vu depuis la terre?

Voilà, d'avance merci à ceux qui se donneront la peine d'y répondre.
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[phys4]

Est-ce le cas pour deux objets à des vitesses respectives identiques proche de C, qui se croiseraient dans l'espace, vu depuis la terre?

Bonjour à vous,
Je ne comprends pas la comparaison avec les lames de ciseau.
Les deux objets peuvent apporcher la vitesse de la lumière pour la Terre, leur vitesse relative, l'un par rapport à l'autre, reste inférieure à c, car il faut appliquer la composition des vitesses.

[Dynamix]

Salut

Est-ce le cas pour deux objets à des vitesses respectives identiques proche de C, qui se croiseraient dans l'espace, vu depuis la terre?

Parler de vitesse relative revient à changer de référentiel .

[SaulTarvitz]

Bonjour,

merci de vos réponses.

Dans le cas des ciseaux chaque lame s'approchent l'une de l'autre à une vitesse relativiste identique. Avec comme référentiel la terre c'est acquis que leur point d'intersection, lui peut dépasser C, pour les raisons énoncés dans le sujet?

Du coup, deux objets qui se croisent, dans des conditions similaires pour simplifier le problème, vont-ils avoir le même comportement? Y aurait-il un point d'intersection dépassant C entre les deux objets?

[A voir en vidéo sur Futura]

[pm42]

Dans le cas des ciseaux chaque lame s'approchent l'une de l'autre à une vitesse relativiste identique. Avec comme référentiel la terre c'est acquis que leur point d'intersection, lui peut dépasser C, pour les raisons énoncés dans le sujet?

Le point d'intersection oui mais parce qu'il n'a pas de consistance physique... C'est la même chose que si tu projettes un laser sur la Lune et que tu le fais tourner : la tache peut se déplacer apparemment plus vite que c mais tu ne peux pas transmettre de l'information comme ça.

Du coup, deux objets qui se croisent, dans des conditions similaires pour simplifier le problème, vont-ils avoir le même comportement? Y aurait-il un point d'intersection dépassant C entre les deux objets?

Quel point d'intersection comme déjà demandé ?

[SaulTarvitz]

Je reformule:

3 objets:
-la Terre observateur.
-objet1 relativiste.
-objet2 relativiste.

Pour l'observateur, objet1 ne peut pas dépasser C, idem pour objet 2, idem pour l'objet2 vu de objet1 et vis-versa, ainsi que la Terre vu de 1 et pareil pour 2. Tous les changements de référentiel respectent les règles.

Vu de la Terre, si objet1 et objet2 ce croisent, leur vitesse de croisement peut apparaitre supérieur à C non? ça ne viole pas la continuité?
L'analogie avec le ciseau. lame1=objet1, lame2=objet2, Terre... C'est le même principe?

C'est difficile à formuler car je ne veux pas que l'on croit que je cherche à insinuer que l'on peut dépassé ni même atteindre physiquement C.

[Dynamix]

La vitesse de croisement n' est pas propre à un objet (massique) .

[SaulTarvitz]

Pour préciser le phénomène. En 1977 Pearson et son équipe ont découvert la quasar 3C273. Le centre émissif semblait parcourir 25 années-lumière en 3ans. C'était du à un effet relativiste justement.

[phys4]

Vu de la Terre, si objet1 et objet2 ce croisent, leur vitesse de croisement peut apparaitre supérieur à C non? ça ne viole pas la continuité?
L'analogie avec le ciseau. lame1=objet1, lame2=objet2, Terre... C'est le même principe?

Ce n'est pas du tout le même principe : avec les ciseaux l'on observe un point de croisement mobile, qui à chaque instant, se rapporte à des points matériels différents. Cette suite d'événements n'a pas de vitesse limite, sa vitesse peut tendre vers l'infini.
Pour le croisement de deux points très rapides, la Terre voit des objets qui se déplacent à moins de c, et chaque objet aussi.

[SaulTarvitz]

Ok donc ce n'est pas faut de dire que la distance entre les deux objets, vu de la Terre, diminue à 2 fois leur vitesses respective?

Peut importe leur vitesse.

2 photons distant de deux années lumière vont-ils, vu depuis depuis la Terre, ce croiser au bout de un an?

[phys4]

2 photons distant de deux années lumière vont-ils, vu depuis depuis la Terre, ce croiser au bout de un an?

La variation d'une distance de deux mobiles n'est pas une vitesse de mobile dans un référentiel, qui serait soumise à la limite c.
Donc oui, pas d'obstacle au croisement après un an.

[SaulTarvitz]

Merci pour ses réponses plutôt claire.

Une dernière pour la route. Du coup dans le LHC au moment de l'impact il faut bien prendre en compte la vitesse des particules qui foncent l'une sur l'autre. La lois de conservation de l'energie ne contre-dit pas que pour avoir une energie équivalente à masse égale, avec une seule particule, il faudrait l'envoyer à 2 C donc impossible, c'est pour cela qu'ils ont choisi d'en envoyer une sur une autre?

[pm42]

Non, pas besoin de l'envoyer à 2 c, l'énergie tend vers l'infini quand on s'approche de la vitesse de la lumière.
Faire des collisions est simplement plus efficace. Mais dans les accélateurs linéaires, on utilise une cible fixe par exemple : https://en.wikipedia.org/wiki/Linear...le_accelerator

[Deedee81]

Salut,

Il y a un double avantage avec les collisionneurs (collision frontale de particules). On double l'énergie totale de la collision (sans devoir encore augmenter la vitesse des particules). Et surtout la gerbe de particules produites par la collision se distribue de manière "sphérique" (enfin, pas tout à fait), ce qui facilite leur analyse (dans une collision sur cible, à de telles vitesses, la gerbe est émise dans un fin cône vers l'avant).

[Aguillon]

Non, pas besoin de l'envoyer à 2 c, l'énergie tend vers l'infini quand on s'approche de la vitesse de la lumière.
Faire des collisions est simplement plus efficace. Mais dans les accélateurs linéaires, on utilise une cible fixe par exemple : https://en.wikipedia.org/wiki/Linear...le_accelerator

Vous m'intriguez !... l'énergie tend vers l'infini quand on s'approche de la vitesse de la lumière et je sais que les particules dans les accélérateurs approchent de la vitesse de la lumière. Si on réalise une collision de deux particules allant en sens inverse dont chacune approche de C, l'énergie sera-t-elle infinie ou pas ? (Vont pas nous faire sauter, quand même !)

[Dynamix]

Les vitesse ne s' additionnent pas comme des petits pains .
La formule de composition des vitesse donne toujours une vitesse relative inférieure à c .

[phys4]

Si on réalise une collision de deux particules allant en sens inverse dont chacune approche de C, l'énergie sera-t-elle infinie ou pas ?

L'énergie se conserve, et l'énergie de la collision sera la somme des deux, soit le double de l'énergie d'une seule particule.

Ainsi avec des protons accélérés à 7 TeV, il est possible de réaliser une collision de 14 TeV. C'était bien le but de l'expérience.
La vitesse d'un proton par rapport à l'autre reste inférieure à c, comme il a été précisé.