L'énergie du photon

[papy-alain]

Bonjour.
Je n'arrive pas à trouver de solution rationelle au problème suivant :
Je peux calculer l'énergie d'un photon à partir de sa fréquence (E=h.v). Mais si ce photon provient d'un lointain quasar, la longueur d'onde perçue est décalée. Celà revient à dire que le photon en question a au départ une énergie supérieure à celle perçue par l'observateur. Comme il est impossible qu'il ait perdu de l'énergie, comment dois je faire pour appliquer un effet relativiste à mon calcul, si toutefois c'est la marche à suivre ?
Dans le cas contraire, où est passée l'énergie résiduelle ?
Merci par avance d'une réponse éclairée.
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[invite88ef51f0]

Bonjour,
L'énergie n'est pas conservée dans un univers en expansion. Le photon reçu a effectivement moins d'énergie que lors de son émission.

[invite8c514936]

Pour dire les choses autrement, l'énergie d'un photon n'est pas quelque chose de défini en soi, ça dépend du référentiel depuis lequel on le regarde. à la réception, on n'est pas dans le même référentiel qu'à l'émission, en quelque sorte.

[invite88ef51f0]

D'ailleurs, l'existence même du photon dépend du référentiel : http://fr.wikipedia.org/wiki/Effet_Unruh

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite62701601]

Bonjour!

Je me suis pas replongé dans mes cours d'astro mais il suffit de prendre l'exemple du rayon fossile 3K.
A la base c'étaient des photons à très haute énergie qui se retrouvent maintenant dans le spectre radio.
Donc pour nous ils ont une énergie de 3K non?

[invite62701601]

Je voulais dire rayonnement fossile

[invitef86a6203]

c'est pas l'effet Dopler ?

[papy-alain]

Faut il donc en déduire que la loi de la conservation de l'énergie n'est valable que dans un environnement Newtonien ?

[invitea29d1598]

Faut il donc en déduire que la loi de la conservation de l'énergie n'est valable que dans un environnement Newtonien ?

non : Minkowskien c'est bon aussi (c'est vraiment un effet de relativité générale qui complique tout).

Plus précisément, la conservation de l'énergie est reliée à la possibilité de décrire l'espace-temps et son contenu comme un truc qui "vu en moyenne" ne change pas au cours du temps. C'est une illustration classique (décrite de manière très approximative ici) d'un thèorème célèbre d'Emmy Noether qui associe symétrie et grandeur conservée. Sans rentrer plus dans des détails techniques, on comprend facilement que si l'Univers est en expansion, on ne peut pas décrire l'espace-temps et son contenu comme un truc qui "ne change pas en moyenne" et il devient donc impossible de garantir la conservation de l'énergie (qui reste toutefois valable localement puisque localement la relativité restreinte est valable, cf le principe d'équivalence selon Einstein).

[papy-alain]

Un tout grand merci pour cette réponse claire et précise. C'est la première fois que j'obtiens un avis vraiment compétent sur cette question.

[invitea29d1598]

Un tout grand merci pour cette réponse claire et précise. C'est la première fois que j'obtiens un avis vraiment compétent sur cette question.

ravi que cette explication ait répondu à vos attentes mais je vous assure que plusieurs personnes qui vous ont répondu sont tout aussi compétentes sur le sujet...