Expérience imaginaire : quel sens donner à la vitesse limite c

[invite6754323456711]

Bonjour,

Veuillez tout d'abord excuser la naïveté de ma question, mais n'ayant trouvé aucune réponse qui me satisfasse je me lance à vous la soumettre.

Je suppose maitriser l'énergie du vide. Je suis seul au repos dans l'univers entouré de vide. Puisant l'énergie du vide je sais augmenter ma vitesse par palier. Etant seul je peux donc itérer à l'infinie une augmentation de vitesse car à chaque fois je me retrouve dans un état de repos absolu (processus itératif cyclique). La limite de la vitesse c ne me pose aucun problème puisque c'est une notion relative qui nécessite d'être au moins deux.

La différence par rapport à mon état initial est mon changement de temps propre et l'énergie que j'ai emmagasiné pour me faire changer d'état.

Puis le hasard fait naitre une particule de matière du vide. Du coup la nature m'impose une limite qui est la vitesse relative c a ne pas dépasser !!!

Pourquoi cette limite ?

Patrick
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[invite37ad095b]

Bonjour,

Je te cite : « La limite de la vitesse c ne me pose aucun problème puisque c'est une notion relative qui nécessite d'être au moins deux. » , je suppose que tu veux dire que la vitesse n’a aucun sens puisque tu es seul dans l’univers.

Question : qu’appelles-tu alors augmenter ta vitesse par paliers (notion qui resterait alors toute relative)?

[invite88ef51f0]

Salut,
Euh... j'ai du mal à comprendre ce que tu dis et j'ai l'impression que tu noies le problème dans des considérations inutiles.

La "limite de c" te dit que quel que soit le référentiel que tu considères ta vitesse est inférieure à c. Ça dénote simplement la forme des lois de composition des vitesses. Ce n'est pas une limite légale que tu peux franchir quand personne ne te regarde. C'est un peu comme quand tu multiplies des nombres compris entre 0 et 1 : tu obtiendras forcément une valeur plus petite que 1.
Le fait que tu considères un deuxième référentiel ne changera pas ta vitesse dans le premier référentiel.

Rappelle-toi qu'une vitesse est forcément relative : ça n'a pas de sens si tu ne précises pas le référentiel associé.

[invite6754323456711]

Rappelle-toi qu'une vitesse est forcément relative : ça n'a pas de sens si tu ne précises pas le référentiel associé.

justement la est mon problème car je suis tous seul donc par rapport à quel référentiel ? Pourquoi existerait il un autre référentiel imaginaire (il ni a pas de référentiel privilégier) ? Le seul référentiel réel qui existe c'est moi même et je me retrouve toujours au repos par rapport à moi même.

Patrick

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite6754323456711]

Question : qu’appelles-tu alors augmenter ta vitesse par paliers (notion qui resterait alors toute relative)?

Oui tout à fait c'est par rapport à l'état initial de repos. Mais mon changement d'état me ramène dans un nouvel état de repos vue que je suis tous seul.

Patrick

[invitedbd9bdc3]

justement la est mon problème car je suis tous seul donc par rapport à quel référentiel ? Pourquoi existerait il un autre référentiel imaginaire (il ni a pas de référentiel privilégier) ? Le seul référentiel réel qui existe c'est moi même et je me retrouve toujours au repos par rapport à moi même.

Patrick

il n'y a donc pas de vitesse, donc pas de cinématique ni de dynamique (il faut être au moins deux pour créer une force). Ça n'est pas très intéressant comme univers

[invite54165721]

Je suppose maitriser l'énergie du vide. Je suis seul au repos dans l'univers entouré de vide. Puisant l'énergie du vide je sais augmenter ma vitesse par palier. Etant seul je peux donc itérer à l'infinie une augmentation de vitesse

Bonsoir

Comme il n'y a pas d'univers autour de toi peux tu avoir une direction vers ou aller et accélérer? Comment accéleres tu sans éjecter de la matiere?

[invite37ad095b]

Oui tout à fait c'est par rapport à l'état initial de repos. Mais mon changement d'état me ramène dans un nouvel état de repos vue que je suis tous seul.

Patrick

Le référentiel dans lequel tu étais immobile initialement (que nous considérerons inertiel) existe toujours (même s’il n’est pas matérialisé). Par rapport à celui-ci, tu ne pourras jamais avoir une vitesse de translation supérieure ou égale à celle de la lumière (principe de relativité restreinte).Ton énergie cinétique augmentera peut-être à l’infinie, mais pas ta vitesse.

[invite6754323456711]

il n'y a donc pas de vitesse, donc pas de cinématique ni de dynamique (il faut être au moins deux pour créer une force). Ça n'est pas très intéressant comme univers

Cela veux donc dire que l'univers c'est crée par paire (particule et antiparticule) et ceci de manière simultané ? L'ensemble des objets ayant une masse sont reliés par une relation qui les interdit d'avoir une vitesse relative >= à c.

L'important pour ne pas briser la causalité c'est qu'il existe une vitesse limite mais pourquoi cette valeur de c ? c pourrait être fini tout en se rapprochant de l'infini ?

Patrick

[invite6754323456711]

Le référentiel dans lequel tu étais immobile initialement (que nous considérerons inertiel) existe toujours (même s’il n’est pas matérialisé). Par rapport à celui-ci, tu ne pourras jamais avoir une vitesse de translation supérieure ou égale à celle de la lumière (principe de relativité restreinte).Ton énergie cinétique augmentera peut-être à l’infinie, mais pas ta vitesse.

Es-ce vraiment une question de vitesse puisque je me retrouve toujours au repos. Ce n'est pas plutôt une question plus amont d'énergie emmagasiné (transformé en énergie cinétique relative à la postion d'origine) qui m'interdit d'acquérir une certaine quantité ?

Patrick

[invite88ef51f0]

Es-ce vraiment une question de vitesse puisque je me retrouve toujours au repos. Ce n'est pas plutôt une question plus amont d'énergie emmagasiné (transformé en énergie cinétique relative à la postion d'origine) qui m'interdit d'acquérir une certaine quantité ?

Tous les points de vue marchent. Dans un référentiel où tu accélères, ton énergie aura beau augmenter, ta vitesse ne fera que tendre vers c sans jamais l'atteindre. Pour atteindre c, il faudrait une énergie infinie.
Dans ton référentiel à toi, tu serais par définition immobile.

[invite6754323456711]

Tous les points de vue marchent. Dans un référentiel où tu accélères, ton énergie aura beau augmenter, ta vitesse ne fera que tendre vers c sans jamais l'atteindre. Pour atteindre c, il faudrait une énergie infinie.
Dans ton référentiel à toi, tu serais par définition immobile.

Par rapport au référentiel de mon état de départ se suppose. Donc ce référentiel devient un référentiel privilégié pour moi ? Donc quelque part mon état d'origine a été mémorisé car sinon je peux très bien avoir une vitesse > c par rapport à un autre référentiel inertiel imaginaire ?

Patrick

[invite88ef51f0]

Donc quelque part mon état d'origine a été mémorisé car sinon je peux très bien avoir une vitesse > c par rapport à un autre référentiel inertiel imaginaire ?

Non, ce sont les lois de la relativité qui nous assurent que tu ne pourras jamais trouver un référentiel dans lequel ta vitesse est plus grande que c.

Imagine que tu es sur une route, tu as une grande ligne droite avec un radar sur le côté. Ton but est de faire en sorte que le radar indique que tu as une vitesse de c ou plus.
Première solution, tu accélères autant que tu peux. Premier passage : 0,99c (oui, tu as un bon moteur sur ton vaisseau). Pas suffisant. Tu améliores un peu ton vaisseau, et tu dépenses énormément plus d'énergie. Résultat : 0,9999c. Toujours pas ! Tu bricoles encore et tu dépenses toute l'énergie que tu peux : 0,9999999c.
Dépité, tu comprends que tu auras beau accélérer autant que tu peux, ta vitesse ne pourra que tendre vers c.

Deuxième solution, tu montes un énorme canon sur ton vaisseau. Durant les essais, tu tires un gros boulet depuis ton canon, le vaisseau à l'arrêt : le radar le mesure à 0,99c. Tu te dis qu'il te suffit d'aller très vite avec ton vaisseau puis de tirer et alors la somme des vitesses sera plus grande que c. Tu démarres donc ton vaisseau et lorsque tu atteints la vitesse de 0,999c, tu tires ton boulet. Le boulet part bien avec une vitesse de 0,99c par rapport au vaisseau. Tu regardes l'affichage du radar : 0,99999c. La loi de composition des vitesses en relativité n'est pas une simple somme...

Tu ne peux pas dire que c'est le radar qui "freine" ton boulet et qui l'empêche d'aller plus vite. C'est simplement que quoi tu fasses, vu du référentiel du radar, tu iras moins vite que c.

[invite37ad095b]

Par rapport au référentiel de mon état de départ se suppose. Donc ce référentiel devient un référentiel privilégié pour moi ? Donc quelque part mon état d'origine a été mémorisé car sinon je peux très bien avoir une vitesse > c par rapport à un autre référentiel inertiel imaginaire ?

Patrick

J'adore l'expérience du boulet de canon.

[invite6754323456711]

Donc quelque part mon état d'origine a été mémorisé

Je suis dans un état A et je passe dans un état B. Je n'ai aucune connaissance de mon état A et donc mon état B est équivalent à mon état de repos A. Je peux donc changer vers un état C avec la même quantité d'énergie qui ma fait passer de A à B. Ce processus je peux l'itérer à l'infini.


Patrick

[invite88ef51f0]

Je suis dans un état A et je passe dans un état B. Je n'ai aucune connaissance de mon état A et donc mon état B est équivalent à mon état de repos A. Je peux donc changer vers un état C avec la même quantité d'énergie qui ma fait passer de A à B. Ce processus je peux l'itérer à l'infini.

Oui, donc rester immobile dans son référentiel n'est pas difficile.

Par contre, vu d'un référentiel extérieur, pour gagner la même vitesse, tu vas devoir dépenser plus d'énergie si tu vas plus vite : l'inertie augmente avec la vitesse. Et avec une énergie infinie, tu tends vers une vitesse de c, sans la dépasser.

[invite6754323456711]

Non, ce sont les lois de la relativité qui nous assurent que tu ne pourras jamais trouver un référentiel dans lequel ta vitesse est plus grande que c.

Imagine que tu es sur une route, tu as une grande ligne droite avec un radar sur le côté. Ton but est de faire en sorte que le radar indique que tu as une vitesse de c ou plus.
Première solution, tu accélères autant que tu peux. Premier passage : 0,99c (oui, tu as un bon moteur sur ton vaisseau). Pas suffisant. Tu améliores un peu ton vaisseau, et tu dépenses énormément plus d'énergie. Résultat : 0,9999c. Toujours pas ! Tu bricoles encore et tu dépenses toute l'énergie que tu peux : 0,9999999c.
Dépité, tu comprends que tu auras beau accélérer autant que tu peux, ta vitesse ne pourra que tendre vers c.

Deuxième solution, tu montes un énorme canon sur ton vaisseau. Durant les essais, tu tires un gros boulet depuis ton canon, le vaisseau à l'arrêt : le radar le mesure à 0,99c. Tu te dis qu'il te suffit d'aller très vite avec ton vaisseau puis de tirer et alors la somme des vitesses sera plus grande que c. Tu démarres donc ton vaisseau et lorsque tu atteints la vitesse de 0,999c, tu tires ton boulet. Le boulet part bien avec une vitesse de 0,99c par rapport au vaisseau. Tu regardes l'affichage du radar : 0,99999c. La loi de composition des vitesses en relativité n'est pas une simple somme...

Tu ne peux pas dire que c'est le radar qui "freine" ton boulet et qui l'empêche d'aller plus vite. C'est simplement que quoi tu fasses, vu du référentiel du radar, tu iras moins vite que c.

Oui je suis tout à fait d'accord avec les principes de la relativité restreinte (on ne somme pas les vitesse mais on somme les rapidités loi additive des tangentes hyperbolique) : Les vitesses (proche de c) ne se composent pas en s'additionnant, mais selon une loi un peu plus complexe, appelée transformation de Lorentz : deux vitesse V et W se compose en une vitesse L(V,W) = (V + W)/(1 + V.W). les vitesses étant exprimées en unité de la vitesse de la lumière c (remplacer t par ct) et V.W est le produit scalaire usuel de deux vecteurs.

La question que je me pose c'est la vitesse par rapport à un référentiel qui ne peut être matérialisé car je suis tout seul. Pour composer des vitesses il faut au moins être deux.

Je suis conscient que mon problème est un faux problème mais j'ai du mal à comprendre pourquoi.

Patrick

[invitedbd9bdc3]

Oui je suis tout à fait d'accord avec les principes de la relativité restreinte (on ne somme pas les vitesse mais on somme les rapidités loi additive des tangentes hyperbolique) : Les vitesses (proche de c) ne se composent pas en s'additionnant, mais selon une loi un peu plus complexe, appelée transformation de Lorentz : deux vitesse V et W se compose en une vitesse L(V,W) = (V + W)/(1 + V.W). les vitesses étant exprimées en unité de la vitesse de la lumière c (remplacer t par ct) et V.W est le produit scalaire usuel de deux vecteurs.

La question que je me pose c'est la vitesse par rapport à un référentiel qui ne peut être matérialisé car je suis tout seul. Pour composer des vitesses il faut au moins être deux.

Je suis conscient que mon problème est un faux problème mais j'ai du mal à comprendre pourquoi.

Patrick

Si tu es tout seul, la vitesse n'existe pas, vu que pour avoir une vitesse il faut deux objets. C'est la qu'est ton probleme.

[invitebd2b1648]

Si tu es tout seul, la vitesse n'existe pas, vu que pour avoir une vitesse il faut deux objets. C'est la qu'est ton probleme.

Oui, mais dans ce problème y'a deux objets toi et l'Univers, çà fait 2 comme l'Univers est tout sauf statique le repos n'a pas de consistance ...

J'ai fait un gros là ! non ?

[invitedbd9bdc3]

Oui, mais dans ce problème y'a deux objets toi et l'Univers, çà fait 2 comme l'Univers est tout sauf statique le repos n'a pas de consistance ...

J'ai fait un gros là ! non ?

Ici on arrive a des considérations qui voont très très loin... Car cela revient a savoir comment on definit l'univers. A-t-il une existance en soit ou n'est-il definit que pas les objets qui le composent?
en effet, comment definir l'espace qui nous entoure, si il existe par lui meme, si je suis tout seul... si il n'y a pas d'autre matiere, l'espace n'est-il pas rediut à un seul point, celui ou je me trouve?

[invite653c579e]

Moi j'arrive très bien a m'imaginer bouger a certaine vitesse dans l'univers ou je suis seul, Et quans la premiere particule apparait, c'est alors que je me rend compte a quel vitesse je bougeait. L'émergeance de la particule dans ton histoire permet de *voir* la vitesse, meme si seul, la notion de vitesse existait, sans pouvoir etre mesurable. Meme n'étant pas mesurable, elle existait, dans la mesure ou tu pourrait depenser un énergie infinie et accéléré toujours plus vite sans jamais dépassé C.

[inviteaa85155c]

Et quans la premiere particule apparait, c'est alors que je me rend compte a quel vitesse je bougeait

... par rapport à cette particule


Sinon pour avancer, il faut éjecter quelque chose, donc tout de suite un repère pour mesurer la vitesse apparaît (les particules éjectées)

[invite6754323456711]

Si tu es tout seul, la vitesse n'existe pas, vu que pour avoir une vitesse il faut deux objets. C'est la qu'est ton probleme.

Pourqu'elle raison l'apparition d'une particule suite à un évènement qui ne me serait pas lié (pas de causalité) devrait être contraint par une vitesse (par rapport à moi) < c.

Cette limite ne s'applique que si il y a un lien de causalité non ?

Patrick

[invite6754323456711]

Si tu es tout seul, la vitesse n'existe pas, vu que pour avoir une vitesse il faut deux objets. C'est la qu'est ton probleme.

Justement si la notion de vitesse n'existe pas je peu donc acquerir autant d'énergie "cinétique ?" que je veux sans jamais atteindre la vitesse c puisque non existante (je suis toujours au repos) ?

Patrick

[Deedee81]

Bonjour,

Pourqu'elle raison l'apparition d'une particule suite à un évènement qui ne me serait pas lié (pas de causalité) devrait être contraint par une vitesse (par rapport à moi) < c.

Si ton univers est décrit par la relativité restreinte, c'est comme ça, pour un objet physique, une vitesse > c n'existe pas. Donc il n'y a même pas besoin de se poser la question.

Cette limite ne s'applique que si il y a un lien de causalité non ?

Il ne faut pas confondre. Ce qui n'est pas limité à c est une vitesse ne correspondant pas à un transfert physique (signal, énergie, matière,...). Par exemple, une vitesse de phase ou toute vitesse définie artificiellement (mathématiquement, on peut toujours diviser une distance quelconque par un temps quelconque).

Et l'absence de causalité en RR, par exemple pour des événements (je n'ai donc pas parlé d'objet, de particule, mais bien d'événements), cela se produit quand la distance est de type espace. Et cette relation existe justement parcequ'il y a une vitesse limite (invariante) c. Donc la réponse à la question est clairement non et même c'est exactement l'inverse !

Maintenant, tu peux sortir de ce contexte et passer à la RG. Dans ce cas la vitesse entre deux objets éloignés devient même problématique à définir !

[invitedbd9bdc3]

Pourqu'elle raison l'apparition d'une particule suite à un évènement qui ne me serait pas lié (pas de causalité) devrait être contraint par une vitesse (par rapport à moi) < c.

Cette limite ne s'applique que si il y a un lien de causalité non ?

Patrick

Il faudrait savoir si tu es tout seul ou pas... Parce que changer les "conditions" de ton experience de penser toutes les 5 minutes n'aide pas a avancer (et par conservation de l'energie, des particules ne peuvent apparaitre).

Si tu es tout seul, il n'y a ni cinematique ni dynamique, rien ne se passe.

[invite6754323456711]

Bonjour,

Si ton univers est décrit par la relativité restreinte, c'est comme ça, pour un objet physique, une vitesse > c n'existe pas. Donc il n'y a même pas besoin de se poser la question.

Il y a une raison et la causalité en fait partie il me semble.

Il ne faut pas confondre. Ce qui n'est pas limité à c est une vitesse ne correspondant pas à un transfert physique (signal, énergie, matière,...). Par exemple, une vitesse de phase ou toute vitesse définie artificiellement (mathématiquement, on peut toujours diviser une distance quelconque par un temps quelconque).

Oui je ne m'intéresse qu'au phénomène réel.

Et l'absence de causalité en RR, par exemple pour des événements (je n'ai donc pas parlé d'objet, de particule, mais bien d'événements), cela se produit quand la distance est de type espace. Et cette relation existe justement parcequ'il y a une vitesse limite (invariante) c. Donc la réponse à la question est clairement non et même c'est exactement l'inverse !

Deux évènements peuvent être causalement indépendant (explosion indépendante en deux endroits séparés par une distance de type espace) mais générer des phénomènes causalement lié. Par exemple la projection de deux particules massiques suite à chacune des exposions auront une vitesse relative (l'un par rapport à l'autre) < c.

Patrick

[invite6754323456711]

Il faudrait savoir si tu es tout seul ou pas... Parce que changer les "conditions" de ton experience de penser toutes les 5 minutes n'aide pas a avancer (et par conservation de l'energie, des particules ne peuvent apparaitre).

Si tu es tout seul, il n'y a ni cinematique ni dynamique, rien ne se passe.

Je ne change pas les conditions car c'est justement la mon intérrogation. Comment arrive ton à ce lien de causalité entre deux objets de l'univers (vitesse relative < c). Si on part d'un seul objet.

En fait mon hypothèse (je part d'un objet seul et suite à l'apparition d'un nouvel objet pourquoi serait-il lié causalement) de départ est surement un non sens mais pourquoi ?

Ma question d'origine :

Puis le hasard fait naitre une particule de matière du vide. Du coup la nature m'impose une limite qui est la vitesse relative c a ne pas dépasser !!!
pourquoi cette limite ?

Je n'ai nullement changé de condition toutes les cinq miniutes

Patrick

[Deedee81]

Il y a une raison et la causalité en fait partie il me semble.

C'est le "il me semble" qui pose problème

L'existence d'une vitesse limite invariante a des conséquences sur la causalité mais ce n'est pas l'existence de la causalité entre événements qui implique l'existence d'une vitesse limite. Il ne faut pas renverser le sens logique d'une implication comme ça.

Regarde la physique classique (au sens Galilée/Newton), pas de vitesse limite et la causalité existe ! Donc, non, la causalité n'est pas cause de la vitesse limite.

Au contraire : en physique classique, tout paire d'événements peut être liée causalement. Alors qu'en relativité non.

Donc, le fait qu'il n'y ai pas de causalité possible entre certains événements implique l'existence d'une vitesse limite.

C'est presque l'inverse que tu disais (tu avais plutôt l'air de parler d'absence de lien causal même si possible mais ça ne change pas grand chose).

Donc, la réponse à ta question/interrogation reste non.

Ce n'est pas parceque une particule apparait indépendamment de toi qu'elle peut aller plus vite que c.

[invite6754323456711]

C'est le "il me semble" qui pose problème

L'existence d'une vitesse limite invariante a des conséquences sur la causalité mais ce n'est pas l'existence de la causalité entre événements qui implique l'existence d'une vitesse limite. Il ne faut pas renverser le sens logique d'une implication comme ça.

Regarde la physique classique (au sens Galilée/Newton), pas de vitesse limite et la causalité existe ! Donc, non, la causalité n'est pas cause de la vitesse limite.

Au contraire : en physique classique, tout paire d'événements peut être liée causalement. Alors qu'en relativité non.

Donc, le fait qu'il n'y ai pas de causalité possible entre certains événements implique l'existence d'une vitesse limite.

C'est presque l'inverse que tu disais (tu avais plutôt l'air de parler d'absence de lien causal même si possible mais ça ne change pas grand chose).

Donc, la réponse à ta question/interrogation reste non.

Ce n'est pas parceque une particule apparait indépendamment de toi qu'elle peut aller plus vite que c.

Oui j'ai marqué il me semble car j'ai pu lire (je n'ai pas fait la démonstartion moi même) que le respect du principe de causalité est la principale raison pour laquelle la lumière DOIT avoir une vitesse limite, c'est à dire C, ou 300000 km/s.

Par exemple Henri Poincaré n'a pas utilisé l'invariance de la vitesse limite c comme postulat de la RR et la pourtant déduit en tenant compte du principe de causalité. La transformation de Lorentz peut se déduire du seul principe de relativité et ne nécessite pas la constance de la vitesse de la lumière.

Il ni a pas besoin du “second postulat”, qui affirme l’invariance de la vitesse de la lumière, la même dans tous les référentiels.

Il suffit en effet d’exiger que le groupe d’invariance spatio-temporelle soit compatible avec l’isotropie de l’espace et avec l’existence de relations causales pour qu’émerge le groupe de Lorentz.

Patrick