Répondre à la discussion
Affichage des résultats 1 à 9 sur 9

Relativité restreinte : paradoxe du photon piégé



  1. #1
    Ghorgh

    Relativité restreinte : paradoxe du photon piégé


    ------

    Depuis hier matin, j'ai décidé de comprendre la RR, par simple curiosité.
    J'ai lu quelques articles (sur Wikipedia, sur ce forum, et sur d'autres sites plus ou moins douteux).
    Et je n'arrive pas à me faire une idée (ça vous étonne ?). Les distorsions temporelles et spatiales relevées par la RR sont-elles réelles ou bien seulement dues au temps qu'il faut à un observateur lambda pour recevoir l'information (qui irait au maximum à la vitesse de la lumière) ?
    Je pense que la RR se veut décrire un phénomène bien réel, et non une illusion. Et si je pars du principe que la lumière voyage à vitesse constante quelque soit le référentiel, je me rends compte que ça provoque des incohérences spatiales et temporelles.
    Jusque là tout va bien (même si finalement j'y pige pas grand chose).

    Mais me vient une idée, une expérience que j'imagine, et que je nomme "paradoxe du photon piégé".
    Tout commence avec un chasseur d'Hyprons à bord d'un transport spatial. Il dispose de plusieurs armes : un fusil à plasma, un canon ionique et un canon électromagnétique.
    Il se trouve que quand il chasse l'Hypron, il réussit toujours mieux avec le canon électromagnétique. Pourquoi ?
    Car les projectiles du fusil à plasma et du canon ionique sont influencés par la vitesse de la navette, et même s'il vise juste en plein milieu de la cible, le projectile passe à côté de sa cible.
    En revanche, le canon électromagnétique envoie un flux de photons qui, eux, ne sont pas déviés par la vitesse. La vitesse de la navette ne s'ajoute pas à celle des photons, et notre chasseur ne rate jamais sa cible.
    Moralité de cette histoire ? Les troupes d'élite de Dark Vador sont meilleures en combat spatial car elles ont des fusils laser.

    Voici donc mon paradoxe :

    On est dans le vide spatial, et on remplace notre chasseur par un canon photonique automatique miniature.
    On dispose d'une boîte mobile dont les parois sont des miroirs parfaits, qui laissent entrer la lumière, mais qui ne la laissent pas sortir (pour les besoins de l'expérience).
    On fixe ce canon sur une des faces du cube (vous allez comprendre avec les images).
    Une autre face du cube, qui lui est perpendiculaire, est amovible.

    La boîte (le mobile) est en translation uniforme, avec une vitesse qui peut très bien être faible. On va se placer d'une part dans le référentiel de la boîte, puis d'autre part dans le référentiel du scientifique qui fait son expérience.
    L'expérience consiste à faire tirer le canon photonique en T1, de fermer la boîte en T2, puis d'arrêter le mobile et de constater.

    Premier référentiel : le mobile

    A la fin, on a un photon qui est piégé dans la boîte

    Deuxième référentiel : le scientifique

    A la fin, il n'y a pas de photon dans la boîte.

    Alors, il y a un photon dans cette boîte, ou pas ?

    -----

  2. Publicité
  3. 📣 Nouveau projet éditorial de Futura
    🔥🧠 Le Mag Futura est lancé, découvrez notre 1er magazine papier

    Une belle revue de plus de 200 pages et 4 dossiers scientifiques pour tout comprendre à la science qui fera le futur. Nous avons besoin de vous 🙏 pour nous aider à le lancer...

    👉 Je découvre le projet

    Quatre questions à explorer en 2022 :
    → Quels mystères nous cache encore la Lune 🌙 ?
    → Pourra-t-on bientôt tout guérir grâce aux gènes 👩‍⚕️?
    → Comment nourrir le monde sans le détruire 🌍 ?
    → L’intelligence artificielle peut-elle devenir vraiment intelligente 🤖 ?
  4. #2
    mbochud

    Re : Relativité restreinte : paradoxe du photon piégé

    On considère ici le photon comme une bille ponctuelle se déplaçant à la vitesse c. Mais l’aspect photon n’intervient qu’à l’instant de l’interaction sur un détecteur. La lumière dans la boite est une onde qui diffracte un peu à l’extérieure de celle-ci et cela dans les 2 référentiels .Dans les 2 cas on aura une certaine probabilité (identique) de sortie.
    (à démontrer humm!).

  5. #3
    Ghorgh

    Re : Relativité restreinte : paradoxe du photon piégé

    Dans mon exemple, je ne crois pas qu'il y ait de diffraction. Mes miroirs sont parfaits. Et de plus, pour simpilfier, il n'y a qu'un unique photon qui est émis.

  6. #4
    invité576543
    Invité

    Re : Relativité restreinte : paradoxe du photon piégé

    Bonjour,

    Il y a confusion entre constance de la vitesse comme vecteur et la constance du module de la vitesse.

    Le vecteur vitesse du photon "change de direction" quand on change de référentiel, mais à module constant.

    Cordialement,

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #5
    mbochud

    Re : Relativité restreinte : paradoxe du photon piégé

    Citation Envoyé par Ghorgh Voir le message
    Dans mon exemple, je ne crois pas qu'il y ait de diffraction. Mes miroirs sont parfaits. Et de plus, pour simpilfier, il n'y a qu'un unique photon qui est émis.
    Un miroir parfait qui n’a aucune diffraction a une dimension infinie. Ton « photon » unique qui part dans une direction précise est un contresens. Il est imaginé comme la petite bille parfaitement localisée durant son voyage!
    Une fois ce photon émis il se propage dans tout l’espace comme une onde omnidirectionnelle dont l’amplitude (au carré) n’est que sa probabilité de présence.

  9. #6
    Ghorgh

    Re : Relativité restreinte : paradoxe du photon piégé

    @mbochud : OK pour l'onde. Mais j'ai lu un exemple similaire sur Wikipedia (avec un photon unique). Mais ne peut-on pas oublier ce problème de dispersion (on peut peut-être pas, je ne suis pas physicien).

    @mmy : Je ne comprends, pas, tu veux dire que dans un des deux référentiels, le canon ne tirerai pas droit ??
    C'est impossible à mon point de vue.
    Dans le 1er référentiel, le canon est vertical et tire donc verticalement, dans le second c'est exactement la même chose.

    Je sais bien que mon raisonnement est faux, mais je voudrai trouver l'erreur.

  10. Publicité
  11. #7
    invité576543
    Invité

    Re : Relativité restreinte : paradoxe du photon piégé

    Citation Envoyé par Ghorgh Voir le message
    @mmy : Je ne comprends, pas, tu veux dire que dans un des deux référentiels, le canon ne tirerai pas droit ??
    C'est le contraire. C'est dans ton dessin qu'il ne tire pas droit. Les points d'impact sur les parois de la boîte sont indépendants du référentiel. Le canon tire droit, c'est à dire qu'il touche sa cible quelque soit le référentiel dont on le regarde!

    Cordialement,

  12. #8
    Coincoin

    Re : Relativité restreinte : paradoxe du photon piégé

    Salut,
    Remplace la boîte par un train et le photon par une balle de tennis, et tu auras la même chose en relativité galiléenne...
    Encore une victoire de Canard !

  13. #9
    mbochud

    Re : Relativité restreinte : paradoxe du photon piégé

    MMY a raison; "On fixe ce canon sur une des faces du cube" donc il touche sa cible au mème endroit quelque soit le référentiel.

Discussions similaires

  1. Relativité restreinte vs Relativité générale
    Par Rammstein43 dans le forum Physique
    Réponses: 60
    Dernier message: 30/08/2007, 10h26
  2. Réponses: 168
    Dernier message: 09/08/2007, 20h41
  3. paradoxe en relat restreinte
    Par benjgru dans le forum Physique
    Réponses: 4
    Dernier message: 06/03/2007, 23h59
  4. Relativité restreinte / Relativité Lorentzienne
    Par BioBen dans le forum Physique
    Réponses: 204
    Dernier message: 20/11/2005, 17h08
  5. Relativité restreinte et déviation du photon
    Par Vivit dans le forum Archives
    Réponses: 14
    Dernier message: 06/07/2005, 18h28