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Un photon a t-il une structure ?



  1. #1
    Mumyo

    Un photon a t-il une structure ?


    ------

    Voilà j'ai toujours été frappé par l'analogie qui existait entre la résistance à l'avancement en milieu fluide et la formule d'Einstein : E=mC2

    En milieu fluide, l'énergie nécessaire pour faire avancer un objet est proportionnelle au carré de sa vitesse multiplié par la surface directe ( orthogonale/sens de déplacement ) qui conditionne la résistance à l'avancement. E=KV2

    Bien sur cette analogie est peut-être purement fortuite.

    Mais si on assimile la lumière à une onde/particule. se pourrait-il que la vitesse limite de la lumière découle de l'interaction de sa surface "directe" conditionnant une résistance à l'avancement dans un Vide Quantique, qui aurait une certaine viscosité pour le photon?

    Auquel cas le photon aurait une structure, et sa vitesse résulterait de l'interaction entre son énergie/impulsion de départ et la fluidité du Vide Quantique qui s'assimilerait un son milieu élastique de propagation.

    Le photon aurait donc un aspect géométrique correspondant à sa nature particule et un aspect ondulatoire.

    Cela donnerait également une explication au redshift, l'entropie de la lumière dans le vide.
    Pourquoi la lumière perd t-elle de l'énergie, si en tant que phénomène ondulatoire elle ne rencontre aucune résistance ?

    Pour moi la notion de point matériel en physique est un non-sens, ce qui implique de la photon ait une dimension.

    -----
    Dernière modification par Mumyo ; 07/11/2007 à 10h12.
    Libre l'électron, toujours là où on ne l'attend pas, du coup tout se tient...

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  3. #2
    Mumyo

    Re : Un photon a t-il une structure ?

    Cela donnerait également une explication au redshift, l'entropie de la lumière dans le vide.
    Correction Lire : Cela donnerait une explication à l'entropie de la lumière dans le vide.

    ( Le redshift a un autre explication )
    Libre l'électron, toujours là où on ne l'attend pas, du coup tout se tient...

  4. #3
    Coincoin

    Re : Un photon a t-il une structure ?

    Salut,
    Déjà, je ne vois pas trop en quoi c'est de l'épistémologie. Pour moi, la physique elle-même a tout à fait son mot à dire.

    Ensuite, ce n'est pas parce que des équations se ressemblent que les phénomènes sous-jacents sont proches (surtout lorsqu'il s'agit d'équations aussi simples qu'une simple relation quadratique).

    Pour ce qui est du coeur du problème, il faut voir que dans la formule "E=mc²", E représente l'énergie au repos. Donc ça n'a pas de sens de chercher son explication dans une résistance au mouvement (il n'y a même pas de mouvement !). Et puis de toute façon, la masse du photon est nulle, donc son énergie au repos est nulle (dit autrement, un photon ayant une énergie non-nulle (c'est-à-dire existant) est en mouvement).

    Pourquoi la lumière perd t-elle de l'énergie, si en tant que phénomène ondulatoire elle ne rencontre aucune résistance ?
    Parce que l'espace, dans lequel la lumière se propage, s'expand.
    Encore une victoire de Canard !

  5. #4
    Mumyo

    Re : Un photon a t-il une structure ?

    Parce que l'espace, dans lequel la lumière se propage, s'expand.
    Le déphasage de la lumière vers le rouge lié à l'expansion de l'univers n'est-il pas un effet purement relativiste de type doppler ?

    Un photon subit-il une dégradation de son énergie/impulsion ?

    Merci
    Libre l'électron, toujours là où on ne l'attend pas, du coup tout se tient...

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    Coincoin

    Re : Un photon a t-il une structure ?

    Ce n'est pas un déphasage, mais un décalage de la longueur d'onde. Et rigoureusement, ce n'est pas un effet Doppler. L'effet Doppler apparaît quand la source et l'émetteur sont en mouvement relatifs. Là, c'est carrément l'espace entre les deux qui s'expand. Le terme technique n'est donc pas effet Doppler, mais décalage vers le rouge cosmologique.

    Un photon voit alors effectivement son énergie diminuer. L'énergie se dilue avec l'expansion de l'espace.
    Encore une victoire de Canard !

  8. #6
    Mumyo

    Re : Un photon a t-il une structure ?

    Ce n'est pas un déphasage, mais un décalage de la longueur d'onde. Et rigoureusement, ce n'est pas un effet Doppler. L'effet Doppler apparaît quand la source et l'émetteur sont en mouvement relatifs. Là, c'est carrément l'espace entre les deux qui s'expand. Le terme technique n'est donc pas effet Doppler, mais décalage vers le rouge cosmologique.
    Un photon voit alors effectivement son énergie diminuer. L'énergie se dilue avec l'expansion de l'espace.
    Si l'espace s'expand, alors la longueur d'onde de la lumière s'agrandit, ce qui explique en effet le décalage vers le Rouge c'est logique.

    Mais alors cela invalide l'idée selon laquelle l'onde perd de son énergie/impulsion de départ, car c'est simplement la géométrie de son milieu de propagation qui a changée, et non son énergie/impulsion.

    Le décalage vers le rouge n'étant qu'un effet d'optique du à l'expansion de l'univers.

    Mais si la longueur d'onde de la lumière augmente cela devrait impliquer que l'onde lumineuse ralentisse sans pour autant perdre nécessairement son énergie/impulsion de départ.....

    Si le photon perd de son énergie/impulsion c'est qu'il y a une forme d'entropie du à autre chose, mais à quoi ?

    Cordialement
    Libre l'électron, toujours là où on ne l'attend pas, du coup tout se tient...

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  10. #7
    Mumyo

    Re : Un photon a t-il une structure ?

    Si l'onde lumineuse ralentit cela implique que la vitesse de la lumière n'est pas invariante.

    Ce qui semble contredire le postulat relativiste.

    Ce ne serait donc pas sa vitesse qui est invariante, mais son énergie/impulsion ?

    Je n'arrive pas à voir mes erreurs de raisonnement...

    Cordialement
    Dernière modification par Mumyo ; 07/11/2007 à 12h31.
    Libre l'électron, toujours là où on ne l'attend pas, du coup tout se tient...

  11. #8
    Coincoin

    Re : Un photon a t-il une structure ?

    La vitesse de la lumière est invariante.

    L'énergie diminue bien, car elle dépend directement de la longueur d'onde. L'expansion de l'espace influe bien sur l'énergie du photon. Le fait que l'univers ne soit pas statique fait qu'il n'y a plus conservation de l'énergie.
    Encore une victoire de Canard !

  12. #9
    Mumyo

    Re : Un photon a t-il une structure ?

    L'énergie diminue bien, car elle dépend directement de la longueur d'onde. L'expansion de l'espace influe bien sur l'énergie du photon. Le fait que l'univers ne soit pas statique fait qu'il n'y a plus conservation de l'énergie.
    Pourtant l'entropie d'un photon à son plus bas niveau d'énergie, ne peut perdre d'énergie. Pourtant la lumière constituée de ce type de photon continuera bien à se propager...
    Libre l'électron, toujours là où on ne l'attend pas, du coup tout se tient...

  13. #10
    invite34596000666

    Re : Un photon a t-il une structure ?

    Citation Envoyé par Mumyo Voir le message
    En milieu fluide, l'énergie nécessaire pour faire avancer un objet est proportionnelle au carré de sa vitesse multiplié par la surface directe ( orthogonale/sens de déplacement ) qui conditionne la résistance à l'avancement. E=KV2
    Si tu dis que K est une surface, ce n'est pas homogène…

  14. #11
    Karibou Blanc

    Re : Un photon a t-il une structure ?

    Pourtant l'entropie d'un photon à son plus bas niveau d'énergie, ne peut perdre d'énergie.
    l'entropie (comme la température) est une grandeur statistique que n'a de sens que pour un système macroscopique, cad constitué d'un tres tres grand nombre d'éléments. Tu peux parler de l'entropie d'un gaz de photons, mais d'un photon isolée. Ensuite dans cette phrase tu sembles confondre entropie et énergie (qui elle peut etre définie pour chaque élément microscopique).
    Pourtant la lumière constituée de ce type de photon continuera bien à se propager...
    Il n'y a qu'un type de photon, je ne comprends pas à quoi tu fais allusion dans cette phrase.

    Si l'onde lumineuse ralentit cela implique que la vitesse de la lumière n'est pas invariante.
    Pour une particule de masse nulle, la vitesse de propagation n'est pas dépendante de l'énergie cinétique. La vitesse est donc toujours c meme si elle perd de l'énergie cinétique, comme la dit coincoin, seule la longueur sera affectée.
    Well, life is tough and then you graduate !

  15. #12
    Mumyo

    Re : Un photon a t-il une structure ?

    Tu peux parler de l'entropie d'un gaz de photons, mais pas d'un photon isolée. Ensuite dans cette phrase tu sembles confondre entropie et énergie (qui elle peut etre définie pour chaque élément microscopique)
    .

    Ok je suis d'accord avec toi Caribou, il ne faut pas confondre Entropie et énergie.

    Donc je suppose qu' un photon se propageant dans l'espace ne perd pas son énergie, qui est conservée nous sommes d'accord.

    Dans ce cas le décalage vers le rouge, ne peut-être expliqué que le fait de l'expansion de l'univers, qui provoque une diminution de longueur d'onde de la lumière? C'est bien cela ?

    Mais la mécanique quantique donne la formule de la longueur d'onde lumineuse suivante :



    Donc si l' énergie de la lumière ne varie pas, que l'univers se dilate, provoquant la dilatation de la longueur d'onde, engendrant le Red Shift,

    Cela implique, bien nécessairement une diminution du niveau d'énergie du faisceau lumineux ce qui me semble contradictoire.

    Point de vu défendu par CoinCoin :

    Un photon voit alors effectivement son énergie diminuer. L'énergie se dilue avec l'expansion de l'espace.
    Libre l'électron, toujours là où on ne l'attend pas, du coup tout se tient...

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  17. #13
    Karibou Blanc

    Re : Un photon a t-il une structure ?

    Donc je suppose qu' un photon se propageant dans l'espace ne perd pas son énergie, qui est conservée nous sommes d'accord.
    s'il se propage dans le vide, et que l'espace ne se déforme pas (voir plus loin) alors oui.

    Dans ce cas le décalage vers le rouge, ne peut-être expliqué que le fait de l'expansion de l'univers, qui provoque une diminution de longueur d'onde de la lumière? C'est bien cela ?
    oui, et la fréquence diminue car l'espace gonfle. Ainsi l'espace se déformant, un photon se propageant dans le vide perd de l'énergie.

    Donc si l' énergie de la lumière ne varie pas, que l'univers se dilate, provoquant la dilatation de la longueur d'onde, engendrant le Red Shift,
    ben si c'est ce qu'on t'a déjà dit, si l'univers se dilate, l'énergie diminue car la longueur d'onde diminue et qu'elle est donné par la formule que tu cites.

    il n'y a donc pas de contradiction.
    Well, life is tough and then you graduate !

  18. #14
    Mumyo

    Re : Un photon a t-il une structure ?

    Il me semble qu'il y a une erreur d'interprétation.
    Ce n'est pas le photon qui perd son énergie, puisque nous avons vu qu'il n'était pas concerné par l'entropie.(niveau d'organisation différent )

    C'est l'observateur qui voit un décalage de la lumière vers le rouge, par effet Doppler. du fait de l'expansion de l'univers. L'effet Doppler est relatif à l'observateur.

    La perception du redshift est relative à la position de l'observateur.
    Mais pour le photon il garde la même longueur d'onde en supposant que l'on chevauche le photon.(observateur prés du photon ne verra pas la longeur d'onde du photon augmenter )

    Le redshift indique une expansion, il n'indique pas une perte d'énergie globale, ni un augmentation d'entropie...


    Ouf...ça yest....!
    Libre l'électron, toujours là où on ne l'attend pas, du coup tout se tient...

  19. #15
    Coincoin

    Re : Un photon a t-il une structure ?

    nous avons vu qu'il n'était pas concerné par l'entropie
    Oublie cette histoire d'entropie. Ça n'a strictement rien à voir. Comme te l'as expliqué Karibou, ça n'a aucun sens de parler d'entropie pour un photon.

    Mais pour le photon il garde la même longueur d'onde en supposant que l'on chevauche le photon.(observateur prés du photon ne verra pas la longeur d'onde du photon augmenter )
    Tu ne peux pas mettre un observateur sur un photon (il faudrait qu'il aille à la vitesse de la lumière, ce qui pose de nombreux problèmes. Et l'expansion fait que TOUS les observateurs observent une diminution de l'énergie par rapport à une situation sans expansion. Donc on peut affirmer que le photon perd de l'énergie (car ce qui est inobservable n'a aucun sens en physique).
    Encore une victoire de Canard !

  20. #16
    Karibou Blanc

    Re : Un photon a t-il une structure ?

    C'est l'observateur qui voit un décalage de la lumière vers le rouge, par effet Doppler. du fait de l'expansion de l'univers. L'effet Doppler est relatif à l'observateur.
    non, car le décalage vers le rouge est lié à l'expansion de l'univers qui ne dépend pas de l'observateur.

    Le redshift indique une expansion, il n'indique pas une perte d'énergie globale,
    si puisque l'expansion implique nécessairement une diminution de la fréquence.

    Ouf...ça yest..
    je ne crois pas non....
    Well, life is tough and then you graduate !

  21. #17
    hterrolle

    Re : Un photon a t-il une structure ?

    bonsoir,

    j'espere ne pas être hors sujet. Mais j'ai l'impression de comprendre se que veut dire Mumyo.

    Il se demande pourquoi il y a une variation de couleur. Pour ma part je pense que pour un observateur statique et un photon s'éloignant de lui. L'observateur va percevoir un changement de couleur non pas parce que le photon perd de l'energie mais parce que sont rayonement va lui parvenir de plus en plus loin. Il faut donc prendre en compte que le temps necessaire pour que le lumière lui parvienne sera de plus en plus long.

    Je crois que c'est cela qu'il appel effet doppler.

  22. #18
    Mumyo

    Re : Un photon a t-il une structure ?

    non, car le décalage vers le rouge est lié à l'expansion de l'univers qui ne dépend pas de l'observateur.
    Si l'expansion de l'univers était indépendante de l'observateur, tu ne pourrais pas la voir....

    Hterrolle a compris mon point de vue...

    Le Redshift est un effet relativiste qui prouve l'expansion, mais n'a pas de réalité indépendante de l'observateur.

    http://effetdoppler.linkfanel.net/astrophy.html

    Cordialement,
    Mumyo
    Libre l'électron, toujours là où on ne l'attend pas, du coup tout se tient...

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  24. #19
    champunitaire

    Re : Un photon a t-il une structure ?

    Citation Envoyé par Mumyo Voir le message
    Il me semble qu'il y a une erreur d'interprétation.
    Ce n'est pas le photon qui perd son énergie, puisque nous avons vu qu'il n'était pas concerné par l'entropie.(niveau d'organisation différent )

    C'est l'observateur qui voit un décalage de la lumière vers le rouge, par effet Doppler. du fait de l'expansion de l'univers. L'effet Doppler est relatif à l'observateur.

    La perception du redshift est relative à la position de l'observateur.
    Mais pour le photon il garde la même longueur d'onde en supposant que l'on chevauche le photon.(observateur prés du photon ne verra pas la longeur d'onde du photon augmenter )

    Le redshift indique une expansion, il n'indique pas une perte d'énergie globale, ni un augmentation d'entropie...


    Ouf...ça yest....!






    salut à tous!

    ouf!!!!!!

    Tous d'abord il faut noter que le photon n'a pas de repère propre, c'est à dire qu'il ne peut se trouver immobile dans un quelconque repère, principe de relativité exige!

    Maintenant quand à cette notion d'information. Il faut se rappeller qu'elle est liée à l'entropie d'information S=k*log(1/p) , où p est la probabilité de réalisation d'un micro-état statistique dans un ensemble microcanonique de micro-etats possibles du système (ensemble fondamental de proba).En supposant qu'un corpuscule possède des degres de liberté internes non mesurables (à part son spin, sa masse et sa charge), comme par exemple l'existence d'une thermodynamique cachée dans le sens où l'entendait louis de broglie, alors effectivement nous pouvons definir une entropie d'information inhérente au corpuscule isolé.En effet en se rappellant comment on relie l'inverse de la temperature interne d'un d'un tel système à la dérivée de l'entropie par rapport à l'energie en faisant constant les variables externes (nombre de particules, volume,etc...).Cependant rien n'empeche justement de prendre le nombre de corpuscule N egal à 1 pour parler de thermodynamique d'un corpuscule unique, même si l'habitude en physique statistique a toujours été de considérer des systèmes complexes constitués d'un nombre très grand de corpuscules.

  25. #20
    Mumyo

    Re : Un photon a t-il une structure ?

    Bonsoir Champunitaire,

    Selon toi, l'interprétation du Redshift selon le principe de l'effet Doppler est-il
    correct?

    Merci,
    Libre l'électron, toujours là où on ne l'attend pas, du coup tout se tient...

  26. #21
    champunitaire

    Re : Un photon a t-il une structure ?

    Citation Envoyé par Mumyo Voir le message
    Bonsoir Champunitaire,

    Selon toi, l'interprétation du Redshift selon le principe de l'effet Doppler est-il
    correct?

    Merci,

    bonsoir Mumyo,

    deja il faut se dire que ces phenomènes quoique relativistes ne reposent pas sur le même "espace-cadre", j'entends par là, l'espace-temps de Minkowski plat et infini, tandis que l'autre support est un espace-temps dynamique, courbé et dont la métrique n'est pas la même que celle de l'espace-temps de Minkowski ...
    dans l'un il s'agit bien de mouvement relatif entre observateur et recepteur, dans l'autre (à cause de la géometrie de l'espace-temps en expansion) le photon a son onde qui s'etire à cause de l'enflement de l'univers.

    pour moi donc ces phénomène sont different a cause de l'apport supplémentaire de la theorie de la relativité generale sur la restreinte.


    ps:
    en passant si tu penses à la théorie du vieillissement du photon de de broglie, ce dernier supposait au photon une masse non rigoureusement nulle.chose d'ailleurs qui me turlupine l'esprit, car si le photon na pas de masse nulle alors il y a un schmilblik dans les theories...
    Dernière modification par champunitaire ; 08/11/2007 à 01h15.

  27. #22
    Mumyo

    Re : Un photon a t-il une structure ?

    Bonsoir ChampUnitaire,

    Tout le problème est bien là, un retour à ce champ unitaire que nous cherchons tous...
    Il se trouve devant nos yeux et nous ne le voyons pas.

    En mécanique quantique nous avons la formule de l'énergie/impulsion véhiculée par une onde lumineuse qui est égale à :

    (E1-E0)= N.H.C/L

    N= nombre entier de quantum d'énergie.

    H=Constante de Planck

    C=Célerité de la lumière

    L= Longueur d'onde lumineuse.


    Selon ce que tu dis,

    Si nous dilatons l'espace temps selon l'idée du modèle de la relativité générale, H(Planck) et C(Lumière) étant constantes il nous faut nécessairement admettre, que l'énergie des photons E a diminuée.

    Donc dans le cadre de cette relativité générale, l'expansion de l'univers s'accompagne d'une diminution de l'énergie/impulsion des faisceaux lumineux.

    Problème :

    Du fait de la nature quantique de la lumière, le niveau minimum de l'impulsion/energie, correspond à la valeur N=1 .
    Soit le Quantum minimum possible de l'impulsion/énergie de la lumière.
    En dessous duquel l'Energie/lumineuse ne peut descendre. (Sauf erreur de ma part )


    Question :

    Si l'univers est en expansion continuelle, avec une perte d'énergie continuelle....

    Il y a une contradiction évidente avec la nature quantique de l'énergie/impulsion des faisceaux lumineux.

    Celle-ci ne pouvant diminuer son énergie que par saut quantique.

    Hors je ne crois pas que l'univers s'expand de manière quantique.

    Donc il y a quelque-chose qui cloche dans cette histoire.

    Bonne Journée,
    Dernière modification par Mumyo ; 08/11/2007 à 03h28.
    Libre l'électron, toujours là où on ne l'attend pas, du coup tout se tient...

  28. #23
    Mumyo

    Re : Un photon a t-il une structure ?

    C'est ce qui me conforte dans l'idée, que le Redshift, est une illusion d'optique de type Effet Doppler.
    Libre l'électron, toujours là où on ne l'attend pas, du coup tout se tient...

  29. #24
    Gwyddon

    Re : Un photon a t-il une structure ?

    Citation Envoyé par Mumyo Voir le message
    C'est ce qui me conforte dans l'idée, que le Redshift, est une illusion d'optique de type Effet Doppler.
    C'est ce qui me conforte dans l'idéee que tu ne connais rien à la cosmologie. Sérieux, ça te fait si mal que ça de l'avouer et d'écouter ce que (entre autre) Karibou blanc t'a raconté ?
    A quitté FuturaSciences. Merci de ne PAS me contacter par MP.

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  31. #25
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Un photon a t-il une structure ?

    Citation Envoyé par Mumyo Voir le message
    Du fait de la nature quantique de la lumière, le niveau minimum de l'impulsion/energie, correspond à la valeur N=1 .
    Soit le Quantum minimum possible de l'impulsion/énergie de la lumière.
    En dessous duquel l'Energie/lumineuse ne peut descendre. (Sauf erreur de ma part )
    Heu.... deux photons (N=1) peuvent très bien avoir
    une énergie différente. Donc, je ne vois pas
    pourquoi tu dis que l'énergie ne peut descendre en
    dessous d'une certaine valeur. Avec l'expansion
    de l'univers, les photons perdent de l'énergie (c'est
    analogue au redshift gravitationnel en fait, le
    photon qui "grimpe le puit de potentiel"), ça
    n'a rien de problématique.

    La diminution de l'énergie
    correspond à une augmentation de la longueur d'onde.
    C'est tout.
    (et toute variation de longueur d'onde n'implique
    pas nécessairement un effet Doppler, mesure la longueur
    d'onde dans l'eau, tu verras )

    Citation Envoyé par Mumyo Voir le message
    Il y a une contradiction évidente avec la nature quantique de l'énergie/impulsion des faisceaux lumineux.

    Celle-ci ne pouvant diminuer son énergie que par saut quantique.
    Wow ! Regarde le spectre des électrons d'un atome au-delà
    de l'énergie d'ionisation. Le spectre y est continu !
    Ou les électrons de conduction.
    La variation "par saut" n'est pas un dogme tu sais,
    juste la conséquence de certains systèmes physiques.
    Il ne faut pas généraliser !!!!!

    Citation Envoyé par Mumyo Voir le message
    Hors je ne crois pas que l'univers s'expand de manière quantique.
    Je n'arrive pas à donner un sens à cette phrase.
    Peux-tu préciser ?
    (si tu veux juste dire qu'on a besoin d'une relativité générale
    quantique, je veux bien, mais il reste ou obtenir ce mariage,
    c'est pas gagné).
    Merci,

  32. #26
    Karibou Blanc

    Re : Un photon a t-il une structure ?

    l y a une contradiction évidente avec la nature quantique de l'énergie/impulsion des faisceaux lumineux.

    Celle-ci ne pouvant diminuer son énergie que par saut quantique.

    Hors je ne crois pas que l'univers s'expand de manière quantique.
    Le spectre d'un système physique n'est quantifié (via l'impulsion pour un système massif ou la longueur d'onde pour un système de masse nulle) uniquement s'il est contraint à une region réduite de l'espace. Exemple un électron dans un puits de potentiel de largeur a, si son énergie est inférieure à la profondeur du puits ce dernier est piégé dans le puits et ses longueurs d'ondes permise sont quantifiées en multiple de 1/a. Si son énergie est supérieure alors il a acces un continuum d'états. Bref la mécanique quantique n'implique pas forcément une quantification de l'impulsion, ou encore de la longueur d'onde.


    Je n'arrive pas à donner un sens à cette phrase.
    Peux-tu préciser ?
    (si tu veux juste dire qu'on a besoin d'une relativité générale
    quantique, je veux bien, mais il reste ou obtenir ce mariage,
    c'est pas gagné).
    je pense qu'il voulait dire que l'univers se dilatait pas par saut, et c'est vrai, sauf qu'il n'a pas compris que l'expansion impliquait une diminution des fréquences intrinséques à la lumière (et non des fréquences percues par l'observateur, ce qui encore une fois je le lui répète signifie que ce décalage n'est pas un effet Doppler et encore moins un effet d'optique du à la position de l'observateur) et par conséquent une diminution de l'énergie lumineuse. Tout cela de facon continue.
    Well, life is tough and then you graduate !

  33. #27
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Un photon a t-il une structure ?

    Citation Envoyé par Karibou Blanc Voir le message
    je pense qu'il voulait dire que l'univers se dilatait pas par saut, et c'est vrai, sauf qu'il n'a pas compris que l'expansion impliquait une diminution des fréquences intrinséques à la lumière (et non des fréquences percues par l'observateur, ce qui encore une fois je le lui répète signifie que ce décalage n'est pas un effet Doppler et encore moins un effet d'optique du à la position de l'observateur) et par conséquent une diminution de l'énergie lumineuse. Tout cela de facon continue.
    Bonjour Karibou,

    Ok, je comprend mieux ce qui se disait
    (et je suis évidemment d'accord avec ton explication).
    Merci beaucoup,

  34. #28
    Mumyo

    Re : Un photon a t-il une structure ?


    Un univers en expansion

    L'univers est comparable à un gâteau aux raisins secs qui lève et cuit dans un four. La pâte du gâteau représente l'espace, tridimensionnel, et les raisins secs, les galaxies. Depuis le point de vue de vue de chaque raisin, la pâte se gonfle de telle manière que tous les autres raisins semblent le fuir, sans qu'il y ait de raisin "central". Le gonflement se fait à la même cadence en tout point du gâteau. Mais l'effet de cumul de cet étirement fait que les raisins les plus éloignés du raisin de référence s'écartent plus vite que ceux qui en sont plus proches. Quant aux raisins eux-mêmes, ils ne changent pas de taille, et ne bougent pas vraiment : chacun est au repos par rapport à la pâte qui le touche.
    Selon ce modèle, l'univers est en expansion uniforme généralisée : l'expansion est une expansion de l'espace lui-même. Les galaxies ne bougent pas réellement, elles sont immobiles dans un espace en train de s'étirer. Leur gravité "gèle" la structure de l'espace dans leur voisinage, et empêche l'expansion de leur contenu : c'est heureux, car sinon nous la subirions, au même rythme que l'univers, et nous ne pourrions donc pas nous en rendre compte... Par ailleurs, cette expansion n'a pas de centre, ou bien son centre est partout. Tout observateur, sur n'importe quelle galaxie, verra ainsi toutes les autres galaxies s'éloigner de lui à des vitesses proportionnelles à leurs distances. C'est la loi de Hubble :

    V = H d

    où V est la vitesse relative de la galaxie en question, d sa distance par rapport à nous, et H la constante de Hubble, encore mal connue, qui se situe quelque part au voisinage de 60 ou 75 km/s/Mpc (kilomètres par seconde par mégaparsec). Un Mpc = 10 6 pc (parsecs), soit 3,26.10 6 al (années-lumière).

    Cette relation est souvent utilisée pour trouver la valeur de la distance d'une galaxie lointaine, à partir de sa vitesse.
    Le redshift, suivant le principe de l'effet Doppler
    C'est ici qu'intervient l'effet Doppler, appliqué aux ondes électromagnétiques de la lumière.

    L'hydrogène est l'élément le plus répandu dans l'univers, puisqu'il en compose environ les 75 %. Son spectre de couleurs, c'est-à-dire l'ensemble des longueurs d'ondes (raies) de la lumière qu'il émet, est très bien connu. L'espace étant en expansion, la lumière que les galaxies émettent doit "lutter" contre cette expansion pour nous parvenir, ce qui résulte en un allongement de ses longueurs d'ondes, c'est-à-dire leur décalage vers les basses fréquences, vers le rouge : c'est le fameux redshift. En comparant les raies du spectre de l'hydrogène dans la lumière reçue à celles de l'hydrogène au repos, on peut ainsi déterminer le facteur d'allongement des longueurs d'ondes. Ce facteur 1 + z , caractérisé par :

    1 + z = λ' / λ

    où z est le redshift, λ' la longueur d'onde reçue et λ la longueur d'onde émise, permet de déterminer la vitesse de la galaxie étudiée grâce aux formules de l'effet Doppler.

    Cependant, comme la vitesse v des galaxies devient non-négligeable devant la vitesse c de propagation des ondes lumineuses (vitesse de la lumière, bien sûr), il est nécessaire d'utiliser une formule relativiste qui tient compte du fait que les temps mesurés dans les repères en mouvement sont plus courts du fameux facteur, très utilisé en relativité :

    ( 1 - ( v / c ) 2 ) ½

    En introduisant ce facteur dans les deux formules de l'effet Doppler "conventionnel", on obtient une formule unique, de sorte qu'il n'est plus besoin de préciser qui se déplace, ce qui est plutôt rassurant en relativité puisqu'elle a justement été conçue dans ce but ! Cette formule est :

    λ' = λ ( ( 1 + v / c ) / ( 1 - v / c ) ) ½

    Il est donc possible, à partir de la mesure du redshift, de calculer la vitesse de la galaxie étudiée, et d'en déduire, par le biais de la loi de loi de Hubble, sa distance par rapport à nous.

    L'effet Doppler compte aussi de nombreuses autres applications, peut-être plus concrètes, utilisant notamment le principe du radar Doppler...
    Quel lien théorique utilisez-vous pour affirmer :

    Expansion de l'univers ----> Perte d'énergie ?

    Ce n'est pas nécessaire. Le modèle Doppler/Relativiste ne requière pas cette contrainte.

    Concrètement qu'est-ce que cela signifie au juste dans ce contexte Une "perte d'énergie" ?

    Merci pour vos lumières,

    et votre patience

    Cordialement
    Libre l'électron, toujours là où on ne l'attend pas, du coup tout se tient...

  35. #29
    Karibou Blanc

    Re : Un photon a t-il une structure ?

    Expansion de l'univers ----> Perte d'énergie ?
    pour la n-ieme fois, l'expansion de l'univers implique une dilatation de l'espace et donc une augmentation des longueurs d'onde (je rappelle qu'une longueur d'onde et la longueur d'onde est la distance qu'il faut parcourir dans l'espace pour retrouver l'onde avec une meme amplitude, donc si l'espace s'est dilaté, cette distance sera plus grande, et la longueur d'onde sera plus grande). Ensuite l'énergie d'un photon est hc/lambda, donc si lambda augmente avec l'expansion, l'énergie d'un photon diminue.
    Well, life is tough and then you graduate !

  36. #30
    Mumyo

    Re : Un photon a t-il une structure ?

    Vous me dites :

    1 - Il y a des photons qui se baladent dans un volume donné qui équivalent à une quantité d' énergie/impulsion E . ok

    2 - La donne change, le volume dans lequel ces photons se déplacent s'expand.

    3 - Vous en déduisez qu'il y a perte d'énergie.

    4 - Alors que moi avec mon Doppler je dis simplement que l'énergie/impulsion E est répartie différemment...

    Pour moi ce qui a changé c'est la densité d'énergie, il n'y a pas eu perte d'énergie....
    Ce qui est compatible avec l'idée de relativité.
    Libre l'électron, toujours là où on ne l'attend pas, du coup tout se tient...

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