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masse de la lumière?



  1. #1
    zimzum18

    masse de la lumière?


    ------

    Bonjours à tous,

    J'ai toujours entendu dire que la lumière n'a pas de masse. Mais récemment je suis allé voir le radiotelescope de Nançay, et un moment le type a dit que la lumière peut étre dévier en s'approche d'un astre très massif.

    Comment expliquer ce phénomé? Est ce du à la gravité? Mais comme la lumière n'a pas de masse...

    voila voila

    -----

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  3. #2
    Coincoin

    Re : masse de la lumière?

    Salut,
    On en a déjà beaucoup parlé sur le forum...

    La relativité générale dit que la gravité correspond en réalité à une courbure de l'espace-temps. Par conséquent, de manière purement géométrique, même les photons, qui n'ont pas de masse, sont déviés.
    Encore une victoire de Canard !

  4. #3
    mariposa

    Re : masse de la lumière?

    Citation Envoyé par Coincoin Voir le message
    Salut,
    On en a déjà beaucoup parlé sur le forum...

    La relativité générale dit que la gravité correspond en réalité à une courbure de l'espace-temps. Par conséquent, de manière purement géométrique, même les photons, qui n'ont pas de masse, sont déviés.
    Bonjour,

    Ne faudrait-il pas préparé une réponse standard à ce genre de questions comme cela a été fait pour d'autres questions.

  5. #4
    Seirios

    Re : masse de la lumière?

    La relativité générale dit que la gravité correspond en réalité à une courbure de l'espace-temps. Par conséquent, de manière purement géométrique, même les photons, qui n'ont pas de masse, sont déviés.
    De plus, la relativité générale stipule, contrairement à la gravitation de Newton, que ce n'est pas la masse qui est responsable de la force gravitationnelle mais l'énergie. Donc le photon, qui possède une certaine énergie, interagit gravitationnellement avec les autres corps.
    If your method does not solve the problem, change the problem.

  6. #5
    Coincoin

    Re : masse de la lumière?

    Ne faudrait-il pas préparé une réponse standard à ce genre de questions comme cela a été fait pour d'autres questions.
    Effectivement, j'ai regardé rapidement dans la FAQ avant de répondre, et j'ai été déçu de ne pas voir de message sur ça. Je pense que va falloir arranger ça...
    Encore une victoire de Canard !

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    zimzum18

    Re : masse de la lumière?

    Merci d'avoir répondu, et désolè d'avoir fait un sujet en double. Mais quest ce que c'est la "courbure de l'espace temps"?

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  10. #7
    invité576543
    Invité

    Re : masse de la lumière?

    Bonjour,

    Citation Envoyé par zimzum18 Voir le message
    Merci d'avoir répondu, et désolè d'avoir fait un sujet en double. Mais qu'est ce que c'est la "courbure de l'espace temps"?
    La théorie "classique", celle de Newton, pour la gravitation part d'un espace-temps "plat" (un espace-temps où les coordonnées cartésiennes marchent bien, parallèles qui ne se rencontrent pas, avec théorème de Pythagore qui marche bien, où la somme des angles d'un triangle font bien 180°, etc. bref la géométrie apprise à l'école) et décrit la gravitation comme une force entre les corps massiques.

    La théorie d'Einstein de la gravitation (la "Relativité Générale") part d'un espace-temps courbe (les coordonnées cartésiennes "marchent" seulement localement, parallèles seulement locales, Pythagore ne marche pas exactement, la somme des angles d'un triangle n'est pas exactement 180°, etc. bref, une géométrie plus complexe que celle apprise à l'école!), et décrit la gravitation via cette géométrie courbe de l'espace-temps. D'une part la courbure est liée à la présence d'énergie (dont, mais pas seulement les masses), d'autre part cette courbure impose la trajectoire de tout objet "en chute libre", et cette trajectoire n'est pas une "droite" au sens de l'espace-temps plat.

    Le mieux est de lire le dossier, ou d'autres sites/ouvrages de vulgarisation de la Relativité Générale.

    Cordialement,

  11. #8
    zimzum18

    Re : masse de la lumière?

    OK donc c'est quelque chose de très théorique...

  12. #9
    Seirios

    Re : masse de la lumière?

    Citation Envoyé par zimzum18 Voir le message
    OK donc c'est quelque chose de très théorique...
    Cela paraît très théorique parce que ces phénomènes ne font pas parti de notre monde quotidient, mais la courbure de l'espace-temps a belle et bien été vérifiée, et de nombreux phénomènes sont expliqués par la courbure de l'espace-temps.
    Ce n'est donc pas seulement quelque chose de théorique, mais également quelque chose qui est lié avec le monde expérimentale.
    If your method does not solve the problem, change the problem.

  13. #10
    loulou3006

    Re : masse de la lumière?

    Citation Envoyé par Phys2 Voir le message
    De plus, la relativité générale stipule, contrairement à la gravitation de Newton, que ce n'est pas la masse qui est responsable de la force gravitationnelle mais l'énergie. Donc le photon, qui possède une certaine énergie, interagit gravitationnellement avec les autres corps.
    Ah mais voilà qui m'interresse bigrement ! cela pourrait bien mener à la conclusion suivante :

    Dans un univers infiniment dense (premiers instants de l'univers) la vitesse de la lumière pourrait être considérée comme quasi nulle (en conservant bien sur c=constante, pour décrire les phénomènes d'une époque donnée)

    L'invariance de c n'est utile "que" pour mettre en équation des phénomènes, dans un contexte gravitationnel donné.

    Rien ne dit que la vitesse (maximum) c de la lumière ne soit pas liée à la densité de l'univers :

    Univers densité infinie => c' tend vers zéro

    Univers en expansion => sa densité diminue d' > d
    => c' < c

    Je pense que les photons "accélèrent" au fur et a mesure que la densité de l'univers décroit, car ils sont de plus en plus éloignés de toutes les masses qui interragissent sur lui.

    Et ce n'est pas incompatible avec la courbure de l'espace-temps, au contraire, cela le généralise : l'espace temps de l'univers dans lequel nous sommes est courbe, en fonction des masses qui le composent,et l'espace-temps dans lequel évolue l'univers au cours du temps (vu sur des périodes longues et non pas dans l'insant) est courbe lui aussi, en fonction de la répartition des masses dans l'univers, qui, elle, évolue aussi dans le temps (expansion).

    Lionel.

  14. #11
    Karibou Blanc

    Re : masse de la lumière?

    Rien ne dit que la vitesse (maximum) c de la lumière ne soit pas liée à la densité de l'univers :

    Univers densité infinie => c' tend vers zéro

    Univers en expansion => sa densité diminue d' > d
    => c' < c

    Je pense que les photons "accélèrent" au fur et a mesure que la densité de l'univers décroit, car ils sont de plus en plus éloignés de toutes les masses qui interragissent sur lui.
    Quelque soit la densité de l'univers, le photon suivra toujours les géodésiques avec la meme vitesse c. La forme des géodésiques changera avec la densité mais pas la vitesse de la lumière.
    Well, life is tough and then you graduate !

  15. #12
    invité576543
    Invité

    Re : masse de la lumière?

    Bonjour,

    Citation Envoyé par loulou3006 Voir le message
    Dans un univers infiniment dense (premiers instants de l'univers) la vitesse de la lumière pourrait être considérée comme quasi nulle (en conservant bien sur c=constante, pour décrire les phénomènes d'une époque donnée)
    Pourquoi?

    Rien ne dit que la vitesse (maximum) c de la lumière ne soit pas liée à la densité de l'univers :
    Au contraire! Les observations astronomiques permettent de remonter dans le passé. On peut voir jusqu'à l'époque du rayonnement de fond cosmique. Les observations s'étalent donc sur une durée pendant laquelle la densité de l'Univers s'est modifiée. Si des constantes fondamentales variaient avec la densité, cela aurait des conséquences sur ces observations. Pour le moment, à ce que j'en comprend, les observations sont conformes avec des constantes constantes.

    Cordialement,

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  17. #13
    loulou3006

    Re : masse de la lumière?

    Citation Envoyé par mmy Voir le message
    Pourquoi?
    Bien que j'aie bien conscience de heurter avec mes hypothèses un peu originales, je vous remercie d'avoir eu la patience d'y répondre tout de même.

    Quand au pourquoi je disais que la vitesse de la lumière pouvaient être quasi nulle dans un contexte de densité infinie : parceque dans un tel contexte, les photons sont "emprisonnés" par le voisinage de toutes les masses à proximité.

    Citation Envoyé par mmy Voir le message
    cela aurait des conséquences sur ces observations
    les conséquences d'une accélération de c sont difficilement observables, car dans la définition des unités du SI, le metre est un multiple (via c) de la seconde (la seconde étant définie par le "temps qu'il faut" pour décompter n transitions d'un "mouvement" périodique). Pour passer de la mesure du temps à la mesure de l'espace (d=ct ) on utilise une "constante" qui est une vitesse. Une mesure de vitesse c=d/t, est définie une mesure d'espace ET une mesure de temps.

    On est donc coincé pour observer quoi que ce soit puisque notre système de mesure (temps - espace) est fixé arbitrairement et correspond aux observations faites dans notre contexte actuel. L'image de fond fournie par COBE ne dit pas à quelle vitesse est parti le rayonnement que nous observons aujourd'hui. L'image pourait être le résultat d'ondes qui on accéléré, elles donnerait la même image, je pense.

  18. #14
    loulou3006

    Re : masse de la lumière?

    Citation Envoyé par Karibou Blanc Voir le message
    le photon suivra toujours les géodésiques avec la meme vitesse c.
    tout à fait d'accord.

    Citation Envoyé par Karibou Blanc Voir le message
    La forme des géodésiques changera avec la densité mais pas la vitesse de la lumière.
    Que penser si les géodésiques sont tellement repliées et minuscules, (petits cercles) que le fameux photon après avoir fait un tour en un rien de temps se retrouve à la même place ? il n'aura pas beaucoup avancé ... bien que se déplaçant à la vitesse c.

  19. #15
    Karibou Blanc

    Re : masse de la lumière?

    il n'aura pas beaucoup avancé ... bien que se déplaçant à la vitesse c.
    Oui mais c'est loin de vouloir dire que ca vitesse est nulle...Ca veut juste dire que tu as étudié le mouvement avec trop peu de précision. C'est un peu comme si tu ne regardes le soleil qu'à midi chaque jour et que le reste du temps tu pars dans une grotte. De ces maigres informations tu vas conclure que le soleil est immobile dans le ciel, et tu aurais tort... Car tu as utilisé une échelle de référence pour tes mesures qui est très éloigné de celle caractérisant le phénomène que tu t'es donné d'étudier.
    Well, life is tough and then you graduate !

  20. #16
    Seirios

    Re : masse de la lumière?

    Que penser si les géodésiques sont tellement repliées et minuscules, (petits cercles) que le fameux photon après avoir fait un tour en un rien de temps se retrouve à la même place ? il n'aura pas beaucoup avancé ... bien que se déplaçant à la vitesse c.
    Dans ce cas là, il faut distinguer vitesse de propagation du rayon lumineux, et vitesse du photon ; c'est notamment le cas dans la propagation de l'eau ou un milieu possédant une densité relativement supérieur à celle de l'air.
    If your method does not solve the problem, change the problem.

  21. #17
    loulou3006

    Re : masse de la lumière?

    Citation Envoyé par Karibou Blanc Voir le message
    Oui, mais c'est loin de vouloir dire que ca vitesse est nulle ...
    certes. mais tu conviens qu'avec un tel "mouvement", qui est aussi le mouvement limite que rien ne peut dépasser, "on" ne peut plus rien mesurer : ni distances, ni intervalles de temps ... cela pose un sacré problème

    Citation Envoyé par Karibou Blanc Voir le message
    utilisé une échelle de référence pour tes mesures qui est très éloigné de celle caractérisant le phénomène que tu t'es donné d'étudier.
    c'est justement ce qui me chagrine: nous, on "mesure" ces phénomènes (on les décrit) avec les unités de mesures d'aujourd'hui (notre mètre et notre seconde) et je pense que tous ces outils là ont un pas bien trop grand !

    je pense que nous voyons l'univers des origines de trop loin, et que l'on tient la lorgnette du mauvais bout : un intervalle de temps de 10 puissance moins n secondes n'a aucun sens, dans un contexte ou tout est presque immobile.

  22. #18
    loulou3006

    Re : masse de la lumière?

    Citation Envoyé par Phys2 Voir le message
    il faut distinguer vitesse de propagation du rayon lumineux, et vitesse du photon.
    ce qui m'interesse c'est la vitesse du photon.

    dans la "vision" des premiers instants que je propose (d'ailleurs dans le modèle standard on dit que l'univers est, dans un premier temps opaque) les photons (s'il y en a) ne peuvent pas encore s'y mouvoir ... ils ne sont pas retenus par la gravité selon toi ?

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  24. #19
    Coincoin

    Re : masse de la lumière?

    La gravitation peut modifier la trajectoire d'un photon mais pas sa vitesse. Quoi que tu fasses la vitesse d'un photon est forcément c.
    Encore une victoire de Canard !

  25. #20
    invité576543
    Invité

    Re : masse de la lumière?

    Bonjour,

    Citation Envoyé par loulou3006 Voir le message
    les conséquences d'une accélération de c sont difficilement observables, car dans la définition des unités du SI, le mètre est un multiple (via c) de la seconde (la seconde étant définie par le "temps qu'il faut" pour décompter n transitions d'un "mouvement" périodique). Pour passer de la mesure du temps à la mesure de l'espace (d=ct ) on utilise une "constante" qui est une vitesse. Une mesure de vitesse c=d/t, est définie une mesure d'espace ET une mesure de temps.
    Dans mon message j'ai bien fait attention de ne pas parler de c, mais des constantes fondamentales. Il est clair qu'il y a trois degrés de liberté dont parler des variations n'a pas de sens. Mais ce qu'on observe est bien plus que trois degrés de liberté, et cela permet de construire des observations qui ont un sens indépendamment de toute unité.

    Et les observations pour le moment sont cohérentes avec l'idée que les phénomènes fondamentaux sont indépendants de la densité de l'univers.


    L'image de fond fournie par COBE ne dit pas à quelle vitesse est parti le rayonnement que nous observons aujourd'hui. L'image pourrait être le résultat d'ondes qui on accéléré, elles donnerait la même image, je pense.
    Les informations que l'on a sur le RFC sont très riches, et permettent de penser que les phénomènes fondamentaux n'ont pas changé depuis le moment de son émission.

    Cordialement,

  26. #21
    invité576543
    Invité

    Re : masse de la lumière?

    Bonjour,

    Citation Envoyé par loulou3006 Voir le message
    Que penser si les géodésiques sont tellement repliées et minuscules, (petits cercles) que le fameux photon après avoir fait un tour en un rien de temps se retrouve à la même place ? il n'aura pas beaucoup avancé ... bien que se déplaçant à la vitesse c.
    La notion de "à la même place" n'est pas vraiment définie. Plus exactement, elle est relative au référentiel, et donc n'a pas de sens physique intrinsèque.

    Ensuite, on parle de géodésique de l'espace-temps, en 4D. Elle ne sont pas repliables. Une géodésique, de genre nulle (celle que suit une particule de masse nulle) est monotone selon l'axe du temps de tout référentiel.

    En d'autres termes, la géodésique "avance" systématiquement, au sens où la coordonnées temporelle de la géodésique dans tout référentiel est strictement monotone (e.g., croissante).

    Cordialement,

  27. #22
    Seirios

    Re : masse de la lumière?

    les photons (s'il y en a) ne peuvent pas encore s'y mouvoir ... ils ne sont pas retenus par la gravité selon toi ?
    Il n'était pas retenu par la gravitation, mais par les forces électromagnétismes dûes au faite de l'indépendance entre électrons et noyau atomique.
    If your method does not solve the problem, change the problem.

  28. #23
    loulou3006

    Re : masse de la lumière?

    Citation Envoyé par Coincoin Voir le message
    la vitesse d'un photon est forcément c.
    oui, je n'ai pas dit le contraire. mais dans quel système d'unités ?

    entre 10(puissance)-n1 et 10(puissance)-n2, dans les débuts de l'univers, c'est c aussi, mais c en quoi ? en mètres / seconde de maintenant ? avec une gravité qui interdit tout déplacement de quoi que ce soit, meme de la lumière ? un contexte ou rien n'est mesurable avec nos unités à nous ? je pense aussi que c'est c, mais en mètres/seconde "de l'époque"

    et si l'on considère une expansion, on se place dans une logique "d'équidistance", c'est à dire ct=c't'

    (ct est une distance-pensée invariable par définition)

    c' étant la vitesse apparente, plus petite que c, des photons de l'époque e' si on mesurait cette vitesse avec le contexte et les unité d'aujourd'hui, ce qui est bien sûr impossible en pratique, mais qui a un sens (car on veut s'imaginer l'expansion comme si on pouvait le faire par rapport à un référentiel unique, en utilisant une seule définition des unités mètre et seconde)

  29. #24
    loulou3006

    Re : masse de la lumière?

    Citation Envoyé par mmy Voir le message
    Bonjour,
    Les informations que l'on a sur le RFC sont très riches, et permettent de penser que les phénomènes fondamentaux n'ont pas changé depuis le moment de son émission.
    mais ces observation permettent aussi de penser le contraire, car elle ne le contredisent pas ...

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  31. #25
    Coincoin

    Re : masse de la lumière?

    oui, je n'ai pas dit le contraire. mais dans quel système d'unités ?
    La nature se contre-fiche du système d'unités que tu utilises. La vitesse de la lumière est c, point. Je te laisse définir ton propre système d'unité pour mesurer la valeur, ça ne change pas le fait que la lumière ne peut pas aller à une autre vitesse que c.
    Encore une victoire de Canard !

  32. #26
    loulou3006

    Re : masse de la lumière?

    Citation Envoyé par Phys2 Voir le message
    Il n'était pas retenu par la gravitation, mais par les forces électromagnétismes dûes au faite de l'indépendance entre électrons et noyau atomique.
    or donc, qu'aprends-je ? ... !!! les photons étaient retenus ... !!!! peu m'importe par quoi à la limite ...

    donc ... ils se déplaçaient sans bouger, mais à la vitesse c ?

    c'est bien ça que je dois en déduire ?

  33. #27
    loulou3006

    Re : masse de la lumière?

    Citation Envoyé par Coincoin Voir le message
    la lumière ne peut pas aller à une autre vitesse que c.
    je suis d'accord avec toi, la lumière ne peut pas aller à une autre vitesse que c, et je ne remets pas du tout cela en question.

  34. #28
    Coincoin

    Re : masse de la lumière?

    ils se déplaçaient sans bouger, mais à la vitesse c ?
    Et ils montaient en bas pour descendre, non ?

    Ce que Phys2 dit, c'est que les photons se déplaçaient à c, mais être très rapidement absorbés. Leur libre parcours moyen était très faible. Mais ça ne change pas leur vitesse.
    Encore une victoire de Canard !

  35. #29
    Karibou Blanc

    Re : masse de la lumière?

    mais tu conviens qu'avec un tel "mouvement", qui est aussi le mouvement limite que rien ne peut dépasser, "on" ne peut plus rien mesurer : ni distances, ni intervalles de temps ... cela pose un sacré problème
    Non, je ne conviens pas. Le fait qu'il existe une vitesse limite n'empeche en rien les mesures de temps et de distance, franchement je ne vois pas ou tu veux en venir...

    c'est justement ce qui me chagrine: nous, on "mesure" ces phénomènes (on les décrit) avec les unités de mesures d'aujourd'hui (notre mètre et notre seconde) et je pense que tous ces outils là ont un pas bien trop grand !
    Si la seconde est trop grande on utilisera alors un sous multiple, il n'y a rien de problématique la dedans, il faut juste comprendre ce qu'est une unité, et ne pas oublier qu'on peut utiliser des valeurs non-entiere dans cette unité.

    je pense que nous voyons l'univers des origines de trop loin, et que l'on tient la lorgnette du mauvais bout : un intervalle de temps de 10 puissance moins n secondes n'a aucun sens, dans un contexte ou tout est presque immobile.
    Ben voyons d'ou tu tiens que tout est presque immobile, que 10^-n secondes n'a aucun sens ?
    On observe l'univers de loin dans l'espace et aussi dans le temps mais on a de bons outils d'observations pour faire ca, donc pas de problèmes.

    dans la "vision" des premiers instants que je propose
    Je veux pas être méchant mais d'avoir une vision personnelle et de prétendre quoi que ce soit, il est nécessaire de comprendre un minimum ce qu'on sait aujourd'hui en la matière et visiblement ce n'est pas ton cas. La cosmologie est une science précise basée sur des théories physiques générales établies. On ne plus s'amuser à deviner ce qu'est ou était l'univers comme tu le fais, c'est une vraie science, dont les données récentes en la matière nécessite de la rigueur.

    les photons (s'il y en a) ne peuvent pas encore s'y mouvoir ... ils ne sont pas retenus par la gravité selon toi ?
    Encore une mauvaise interprétation de ce qu'on sait. Les photons se meuvent sans problèmes à la vitesse c dans les premiers instants de l'univers lorsque ce dernier est opaque (d'ailleurs il l'est jusqu'à l'age de 300000ans). O dit que l'univers est opaque car la lumière est diffusée en permanence dans le plasma primordial, elle "rebondit" en quelque sorte d'une particule qui l'absorbe et la réemet vers une autre. Le résultat est que cette lumière la ne nous est pas parvenue car elle ne voyagait pas tres loin avant d'etre diffusé, il a fallu attendre que les particules s'assemblent pour former des états liées et permettre à la lumière de voyager sur de longues distances. La vitesse de la lumière a toujours ete la meme, c.

    KB
    Well, life is tough and then you graduate !

  36. #30
    loulou3006

    Re : masse de la lumière?

    Citation Envoyé par Karibou Blanc Voir le message
    Non, je ne conviens pas. Le fait qu'il existe une vitesse limite n'empeche en rien les mesures de temps et de distance
    sauf si cette vitesse limite est nulle (tend vers zéro)

    je te rapelle que l'on était en train de parler d'un contexte ou seule la forme des géodesiques était affectée selon toi :

    Citation Envoyé par Karibou Blanc Voir le message
    La forme des géodésiques changera avec la densité mais pas la vitesse de la lumière.
    et j'avais poussé le problème jusqu'à sa limite, c'est à dire pour simplier une géodésique "assimilable" à un cercle de rayon zéro (tend vers zéro).

    et je disais que, dans un tel contexte (supposé bien sûr), rien n'était mesurable : le fait qu'il existe une vitesse limite rend la mesure impossible quand cette limite est quasi nulle.

    Citation Envoyé par Karibou Blanc Voir le message
    je ne vois pas ou tu veux en venir
    cela n'empêche pas de discuter, d'échanger des arguments, bien que je sente une certaine lassitude.

    Je n'oblige personne à me répondre, on est partis d'une situation ou quelqu'un s'étonne que les masses puissent affecter des trajectoire de photons, ensuite on nous dit que ce n'est pas du à la masse du photon car il n'en a pas (ok jusque là) mais que la gravitation s'exerce aussi sur l'énergie (la lumière). Donc je dis : si la présence de masse peut avoir un effet sur le parcours de la lumière on peut s'interroger sur le comportement de celle-ci (la lumière) dans un contexte de densité infinie.

    Pour moi, à densité infinie, pas de déplacement possible, ou un déplacement quasi nul, mais à la vitesse c (avec c qui tend vers zéro bien sûr)

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