Effet Sagnac : La relativité mise en doute ?

[invité576543]

Si on oubli la phase d'accélération du sous-marin et que l'on ne traite que la situation de mouvement relatif inertiel cela ne fait il pas apparaître un moyen par une expérience de physique de dire qu'un objet est en "mouvement absolu" (le sous-marin coule) ?

Je ne vois pas trop. Le sous-marin coule à cause de son mouvement relatif à l'eau.

Si cette même conclusion s'obtient dans tout référentiel inertiel, ce ne peut pas être une mesure de la vitesse du système.
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[invite6754323456711]

Je ne vois pas trop. Le sous-marin coule à cause de son mouvement relatif à l'eau.

Après la phase d'accélération le sous-marin atteint un état d'équilibre. La moindre accélération infinitésimale le fait couler. A l'inverse l'accélération de la masse d'eau le ferai remonter.

Ne sommes nous pas dans une situation semble à

http://www.futura-sciences.com/fr/ne...68/#xtor=RSS-8
On pourrait croire qu’un objet accéléré presque à la vitesse de la lumière doit lui aussi devenir un trou noir. Après tout, il possède alors une énorme énergie associée à un corps d’une taille donnée. Il n’en est rien. Si cela devait se produire, un observateur en mouvement à cette vitesse devrait se sentir comprimé par le champ de gravitation associé à cette énergie cinétique et au-delà d’un certain seuil devrait s’effondrer sur lui-même. Cela serait en violation avec le principe de relativité même qui stipule qu’aucune expérience de physique ne permet de dire si un objet est en mouvement absolu à une vitesse rectiligne et uniforme.

Patrick

[invité576543]

A l'inverse l'accélération de la masse d'eau le ferai remonter.

D'où tires-tu cela ?

[invite6754323456711]

D'où tires-tu cela ?

De la symétrie du problème. Étant en situation d'équilibre nous avons deux masses en mouvement relatif inertiel.

Patrick

[invité576543]

De la symétrie du problème. Étant en situation d'équilibre nous avons deux masses en mouvement relatif inertiel.

Aucun des deux mouvements n'est inertiel. L'accélération détruit l'isotropie.

[invite6754323456711]

Aucun des deux mouvements n'est inertiel. L'accélération détruit l'isotropie.

Aucun des mouvements alors dans l'univers n'est inertiel ? Tout corps massif à un moment donné a subi une accélération.

Patrick

[invite7ce6aa19]

en parlant de repère accélérés, la vitesse de la lumière est elle constante d'un repère accéléré à l'autre??

si on considère un référentiel en chute libre la RR s'applique, donc la vitesse de la lumière vaut c a priori ...

mais je ne suis pas sûr de ce que j'avance là ...?

Bonjour,

En fait tu évoques implicitement 2 types d'accélérations qui n'ont (presque) rien à voir.


Lorsque tu te trouves dans un champ gravitationnel constant (sous-entendu cela veut dire que tu négliges les termes en gradient lors du développement du champ gravitationnel par rapport à un point espace-temps) alors la loi de Newton rapportée à un repère uniformément accélère s'applique. Cela veut dire que dans ce repère spécial:

m.dV/dt = 0 et V = 0

Cela veut dire que non seulement le mouvement uniforme c'est comme rien , mais c'est également vrai pour certains mouvement uniformément accélérés lorsque la force est d'origine gravitationnelle.

Cette accélération là est l'amorce de la formulation RG. On peut désormais l'oublier.


Cela veut dire qu'a partir de cette nouvelle immobilité on peut engendrer un ensemble de mouvements inertiels, cad de repères galiléens. On peut également étudier des mouvements accélérés dans ces repères galiléens et même étudier un mouvement quelconque relativement à un repère quelconque.

Pour revenir à ta question supposons:

1-Un émetteur E en mouvement galiléen émetteur de signaux optiques sous forme d'impulsions.

2- Un récepteur Rg en mouvement galiléen par rapport à E.

3- Un récepteur Ra en mouvement accéléré par rapport à E comme à Rg.


Les récepteurs sont équipés d'une photodiode rapide qui détectent les impulsions et d'un monochromateur qui mesure les longueurs d'onde reçues.


On peut avoir un évènement à 3 coïncidences:

- Ra et Rg et une impulsion issue de E

Comme Ra est accéléré on peut écrire sur une courte échelle de temps que le mouvement de Ra est un mouvement galiléen (en effet un mouvement accéléré c'est une succession de mouvement galiléens qui change avec le temps).

Ra et Rg détectent en même temps l'arrivée de l'impulsion et comme ils sont proches l'un de l'autre ils peuvent le faire savoir en un temps inférieur à la distance temporelle entre 2 impulsions de E.


Par contre le monochromateur indiquera 2 longueurs d'onde différentes car les 2 mouvements sont bien momentanément galiléen mais en mouvement inertiel relatif (Effet Doppler)

[benjgru]

Bonjour,


Comme Ra est accéléré on peut écrire sur une courte échelle de temps que le mouvement de Ra est un mouvement galiléen (en effet un mouvement accéléré c'est une succession de mouvement galiléens qui change avec le temps).

merci papillon !
en effet il fallait y penser !

donc la vitesse de la lumière vaut c pas seulement dans les réf inertiels, elle vaut c dans tous les réf, tout le temps et partout en somme...dans le vide bien sûr !

[invite7ce6aa19]

merci papillon !
en effet il fallait y penser !

donc la vitesse de la lumière vaut c pas seulement dans les réf inertiels, elle vaut c dans tous les réf, tout le temps et partout en somme...dans le vide bien sûr !

Bonjour,

En ne perdant pas de vue que tout ce que j'ai écrit précédemment se passe dans un volume d'espace-temps centré sur un événement A° et dont la taille est limitée par le gradient de champ gravitationnel, ce qui permet de faire de la RR, comme si l'interaction gravitationnelle n'existait pas. Autrement dit ce volume d'espace-temps 4D est tangent à l'espace-temps 4D dans le même sens que l'on peut assimiler localement une surface à son plan tangent.

Si on veut étudier ce qui se passe lorsque le champ gravitationnel n'est pas constant on rentre dans la problématique formelle de la RG. Dans ce cas il n'existe aucun repère galiléen commun que l'on puisse attribuer à chaque point espace-temps. Par contre on peut raccorder par continuité les repères galiléens entre-eux.

Dans ce cas un mouvement libre à longue distance c'est le mouvement le long des géodésiques de l'espace courbe, les géodésiques jouant le rôle des mouvements inertiels de la physique classique, cad des lignes droites. On a ainsi fait disparaitre la force gravitationnelle en remplaçant celle-ci par une géométrie d'espace courbée.

Un mouvement accéléré en RG c'est un changement continu de géodésiques de la même façon que le mouvement accéléré classique est un changement permanent de mouvements inertiels. La lumière se déplace sur une géodésique à la vitesse c (mesurée localement)

[benjgru]

Un mouvement accéléré en RG c'est un changement continu de géodésiques de la même façon que le mouvement accéléré classique est un changement permanent de mouvements inertiels. La lumière se déplace sur une géodésique à la vitesse c (mesurée localement)

ah bon je croyais qu'une géodésique correspondait à un mouvement accéléré ...ex un photon qui rase le Soleil et qui est dévié suit une géodésique "courbe"

[invite7ce6aa19]

ah bon je croyais qu'une géodésique correspondait à un mouvement accéléré ...ex un photon qui rase le Soleil et qui est dévié suit une géodésique "courbe"

Ce qui est courbe (et donc un mouvement accéléré) dans notre espace R3 avec métrique euclidienne devient une ligne droite dans un espace-courbe M4 (avec une métrique locale de Minkowski). Autrement dit le soleil courbe l'espace qui possèdent des géodésiques et la lumière va "tout droit" dans cette géométrie courbe et par contre la lumière est déviée dans notre espace R3.

La notion d'espace courbe est une représentation qui s'avère très pertinente pour décrire les interactions gravitationnelles, puisqu'elle permet "d'éliminer" celles-ci en les remplaçant par un espace courbe.

[benjgru]

oui en effet.

connais-tu l'effet Shapiro ?

[invite7ce6aa19]

oui en effet.

connais-tu l'effet Shapiro ?

Non, mais tu peux peut-être m'expliquer ce dont il s'agit.

[benjgru]

notre site préféré le fera bien mieux que moi, c'est d'ailleurs là que je l'ai découvert :

[benjgru]

http://www.futura-sciences.com/fr/do...510/c3/221/p4/

'au milieu de la page web)

[azizovsky]

j'ai éssayé de calculer pour deux référentiéls inértiéls,l'un avec une accélération (a) par rapport à (R) dont la longueur d'onde est (L') de l'effet doppler et l'autre en mvt réctiligne uniforme avec une vitesse (V) par rapportà (R) avec une vitesse V dont la longueur d'onde est(l') de l'effet doppler si ce dérnier apparait le même en un certains instants T(1) et T(2) de leurs mvt càd L'[T(1)]=l'[T(2)] relation(µ) quelles relations et conditions exisitent'ils entre (l'),(L'),(a) et (V) pour que que la relation (µ) soit vérifié ,c'est comme en remplace la loi de hubble D=H.V par une autr loi qui tient compte de l'accération de l'univers dont laquelle l'effet doppler est le même ???en d'autres termes si hubble savait que l'univers est en accélération comment 'mathématise' t'il sa loi en tenant compte de ces données éxpérimentalles (décalage vers le rouge des spectres)???

[invite0e4ceef6]

salut, je n'ai lu que trois premières pages, j'ai une question a propros de cet effet sagnac.

puisque l'emeteur-recepteur est en mouvement, le signal lumineux a des distance diférente à parcourir a partir de t0(émission) et t1/t1' lors de sa reception...

ma question il y a t-il un effet doppler décalage rouge-bleu inversement proportionnel en fonction de la distance parcouru par le signal...

je suppose que oui ?? mais qu'en est-il ?

[Deedee81]

Benjgru,

Attention de ne pas confondre la vitesse de la lumière mesurée localement (toujours c, quel que soit le repère) et la vitesse de la lumière mesurée sur un trajet fini (par exemple en faisant le tour d'une planète). La notions de distance étant ambigue en RG, cela peut donner des vitesses différentes.

En fait, tu as déjà ça même sans gravité et c'est justement l'objet du fil : l'effet Sagnac. Le temps de parcourt du signal lumineux autour de la circonférence, dans le référentiel accéléré, dépend du sens de parcourt. Un calcul naif de la vitesse par T/C (C = circonférence) donne des vitesses différentes. Alors que même dans ce référentiel accéléré, toute mesure locale de la vitesse de la lumière donne c.

Cela est dû à la forme quelque peu bizarre de l'espace-temps (ou plutôt d'une "feuille spatiale" ou un feuiller de simultanéité) dans le repère accéléré. Voir le dernier lien que j'avais donné sur l'effet Sagnac un peu plus haut.
http://members.optushome.com.au/wals...k_KeatingB.pdf


La relativité est parfois sacrément contre-intuitive. Faire aussi quelque recherches sur le "paradoxe de Selleri" assez instructif.

azizovsky,

L'usage de quelques points seraient franchement utile dans ton dernier message. Désolé, mais une phrase de 114 mots c'est tout de même assez difficile à digérer !!!!

[invite7ce6aa19]

http://www.futura-sciences.com/fr/do...510/c3/221/p4/

'au milieu de la page web)

Merci de citer le dossier de Loïc Villain

Le dessin qui représente un écho Terre-Mars en fonction de la proximité du soleil est éloquent.

dans le langage de la géométrie courbe la lumière va toujours tout droit, que celle-ci passe prêt du soleil ou éloignée de celui-ci (dans ce dernier cas l'espace est plat). La différence se fait, non pas sur la vitesse de la lumière, mais sur la métrique, cad sur la distance entre 2 points voisins de l'espace-temps au voisinage du soleil (ce qui est une formulation équivalente à la notion de courbure) et explique pourquoi le temps est plus long en passant prêt du soleil.

[benjgru]

La différence se fait, non pas sur la vitesse de la lumière, mais sur la métrique, cad sur la distance entre 2 points voisins de l'espace-temps au voisinage du soleil (ce qui est une formulation équivalente à la notion de courbure) et explique pourquoi le temps est plus long en passant prêt du soleil.

Elle se fait aussi et surtout sur la façon dont le temps s'écoule ("se dilate" ) au voisinage d'un corps massif...

mais le paramètre temps fait partie de la métrique en fait
...en l'occurrence métrique de Schwarzschild je crois .

[invite7ce6aa19]

Elle se fait aussi et surtout sur la façon dont le temps s'écoule ("se dilate" ) au voisinage d'un corps massif...

mais le paramètre temps fait partie de la métrique en fait
...en l'occurrence métrique de Schwarzschild je crois .

Absolument.

[benjgru]

merci j'ai compris c'est ça l'effet papillon ?

désolé ...

[azizovsky]

Je ne vois pas trop. Le sous-marin coule à cause de son mouvement relatif à l'eau.

moi aussi j'ai rien compris,c'est la même chose que dans la formultion de la mécanique relativiste où on'a posé f=a.F avec (a)l'inverse du facteur de lorentz et f=dp/dt relation classique de dynamique .on a F=k.f (k=1/a) , de même pour E=k.e e=mc^2,si la vitesse est proche de celle de la lumiére E tende vers l'infini,plusque celle de l'univers,or le bon sens physique nous dicte que c'est la particule qui sort pésque du domaine d'action de notre force lorsque les particule vértuél de transfert du champs sont présque gelés par rapport à la praticule,donc f~0 implique v=constante~c.(réver en réspéctant les réves de la nature et de son savoir).

[invite0e4ceef6]

pff; perso je connaissais pas l'effet sagnac, mais sommes toute il à rien de si extraordinire que cela. si la vitesse de la lumière est fini et que la distance ente parcours allez et son retour est plus petit ou plus grand, il y a auras décalage au point de reception... sommes toute, le fit que le repère soit tournant ne change pas grand chose...

je prend deux balle de tennis, je me met entre deux murs je lance les deux balles au même moment et avec la même force vers les deux murs, je fait un pas de coté sur la gauche, et promis, la balle lancé a gauche arrive dans les mes pieds la première celle de droite arrive juste après.

idem pour le son, vitesse finie, problème equivalent..

et ma question sur le doppler y'en a ou y'en à pas?? faudrait qu'il y en est un (écrasement du signal du au déplacement de l'emeteur récepteur (amoins que l'un l'autre ne se compensent (étirement, compréssion/ rouge,bleu)

[azizovsky]

je prend deux balle de tennis, je me met entre deux murs je lance les deux balles au même moment et avec la même force vers les deux murs, je fait un pas de coté....

voir La Relativité Restreinte et Générale et Pour bien percevoir Einstein - PetrusLombard sur LePost.fr

[azizovsky]

voir La Relativité Restreinte et Générale et Pour bien percevoir Einstein - PetrusLombard sur LePost.fr

c'est présque les même éxpériences de pensé

[azizovsky]

Enfin,Dans n'importe quelle théorie récursivement axiomatisable, cohérente et capable de « formaliser la relativité réstreinte », on peut construire un énoncé (f=aF)qui ne peut être ni prouvé ni réfuté dans cette théorie(RR),Par théorie récursivement axiomatisable, on entend que la théorie peut être axiomatisée de façon à ce qu'il soit possible de reconnaître purement mécaniquement les axiomes(postulats:inavaraince de la vitesse de la lumiére,principe cosmologique,principe de la RR) parmi les énoncés du langage de la théorie.(théorie d'icmplétude de gôdel)

[invite7ce6aa19]

Enfin,Dans n'importe quelle théorie récursivement axiomatisable, cohérente et capable de « formaliser la relativité réstreinte », on peut construire un énoncé (f=aF)qui ne peut être ni prouvé ni réfuté dans cette théorie(RR),Par théorie récursivement axiomatisable, on entend que la théorie peut être axiomatisée de façon à ce qu'il soit possible de reconnaître purement mécaniquement les axiomes(postulats:inavaraince de la vitesse de la lumiére,principe cosmologique,principe de la RR) parmi les énoncés du langage de la théorie.(théorie d'icmplétude de gôdel)

Bonjour,


On est très loin de la physique. Non?

[azizovsky]

Bonjour,


On est très loin de la physique. Non?

non pas du tous,c'est pour mettre une limite au support(le formalisme) des idées physiques:comme démonter que la célérité de la lumiére est invariante en utilisant les transformations de lorentz(T.L) mais au départ avant l'établissement de ses transformations on a postulé que (c)est invariante dans le postulat (a):[x^2-(ct)^2=0=x'^2-(ct')^2]où on'a injecté les'hypothèses (b) '=k(x-ut) et x=k(x'-ut') pour trouver les T.L (b') mais ici aussi les formes de (b) contiennent une certaine symétrie sous adjassente(s) de l'éspace temps ;aprés dérivation de(b') on touve que c est invariante si v=c,est ce que la constance de c découle directement des T.L (b')? non pas du tous,car la véracité de (b') dépend de a)où déja c est un invariant et (s) comme postulats. (role de la symétrie: voir le spin qui fait surface de l'équation de dirac mais c'est la symétrie qui'était implicite comme la démontré weigner) donc les T.L(b') ne sont ni fausses ni vraies.

[Deedee81]

Cherchez Charly.