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Expérience de pensée - Croisement plus rapide que la lumière



  1. #1
    tenev911

    Lightbulb Expérience de pensée - Croisement plus rapide que la lumière

    Bonjour ! J'ai effectué une petite recherche sur le forum mais je n'ai malheureusement pas trouver de réponse, je m'excuse si cela à déjà été posé.

    Imaginons deux trains standards qui vont a 100 km/h
    Quand ces deux trains se croisent, les passagers devrait voir l'autre train passer à 200 km/h (Vitesse de notre train + Vitesse de l'autre train qui va dans l'autre direction).

    Vous voyez où je veux en venir : Si nos trains vont maintenant à 200 000 km/s, logiquement les passagers d'un train devrait voir l'autre train passer à près de 400 000 km/s, selon Einstein, c'est pas gagné

    Sachant que la vitesse de la lumière ne peut dépasser à peu près 300 000 km/s, que verrons nous ? (Sans compter la distorsion de l'espace, sauf si elle est importante pour la vitesse que nous verrions), est-ce que le train que l'on voit va "lagger" ? Est ce que nous le verrons plus longtemps qu'il ne devrait être là, ou peut être moins longtemps ?

    Bref, ça m'intéresserai de savoir

    (J'avais trouver l'expérience de pensée http://forums.futura-sciences.com/ph...e-lumiere.html intéressante mais les personnes qui y ont répondu se sont juste arrêté au fait que pas loin avant 300 000 km/s, il devient de plus en plus difficile d'accélérer, est-ce le même cas ici ? Sachant que ce ne sont pas les même objets qui fournissent l'énergie nécessaire à ce que l'on verrais ?)

    Bien évidemment, comme tout expérience de pensée, on supposera que notre cerveau est capable de voir au moins à la vitesse de la lumière.

    Merci pour vos futures réponses.

    PS : J'ai juste fait une filière S, donc question physique, je ne suis pas super calé

    -----

    Dernière modification par tenev911 ; 10/10/2008 à 22h47. Motif: Petite faute corrigé

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  3. #2
    jippyx

    Re : Expérience de pensée - Croisement plus rapide que la lumière

    Je te dis ce que j'en pense. Sachant que je ne suis pas considéré comme expert en la matière, comme le montre la discussion que j'ai ouverte et où, à la fin, on parle des concepts de la relativité restreinte. Discussion que tu devrais aller lire pour comprendre mon avis la.

    Deja on ne va pas s'intéresser à ce que l'on voit, parce que les vitesses étant proches de la lumière tu verrais les choses déformées. Imaginons que les passagers et les gens sur le sol placent des petits capteurs, avec une horloge, qui disent quand l'avant du train y passe et à quel instant : de la on déduit la vitesse "vue" des trains.

    La personne au sol va mesurer que les trains s'écartent à 400 000 km/s.
    Une personne dans le premier train va mesurer moins car son temps s'écoule moins rapidement : dans le train t' = Rac(1-200 000/300 000) x t, t' = Rac(1-4/9) x t = Rac (5/9) xt = 0.75 x t. Il s'écoulera moins de temps dans le train.
    De la il observera une vitesse v' plus grande que v, il mesurera une vitesse relative d'un train par rapport à l'autre plus importante que 400 000.

    La personne dans le train verra tout aller plus vite à l'extérieur.

  4. #3
    GillesH38a

    Re : Expérience de pensée - Croisement plus rapide que la lumière

    Citation Envoyé par tenev911 Voir le message
    Bonjour ! J'ai effectué une petite recherche sur le forum mais je n'ai malheureusement pas trouver de réponse, je m'excuse si cela à déjà été posé.

    Imaginons deux trains standards qui vont a 100 km/h
    Quand ces deux trains se croisent, les passagers devrait voir l'autre train passer à 200 km/h (Vitesse de notre train + Vitesse de l'autre train qui va dans l'autre direction).
    tu penses bien que si l'objection etait aussi simple, ça fait longtemps qu'on aurait mis la théorie de la relativité à la poubelle .
    La réponse est que la loi d'addition des vitesses n'est plus valable en relativité, parce que le temps n'est pas le meme pour les deux observateurs, contrairement à la mécanique classique. Il faut regarder en détail la théorie pour comprendre, mais le résultat est que si un train à une vitesse v croise un train à une vitesse w pour un observateur sur le quai , alors les passages d'un des trains ne voient pas les autres aller à v+w, mais à v+w/(1+vw/c2). Tu peux vérifier que cette expression reste toujours < c si v et w sont <c, et si v ou w = c, alors la vitesse résultante vaut aussi c (c'est un point fixe), d'ou le fait qu'en remplaçant un des trains par un photon, il ira à c pour tous les observateurs.

  5. #4
    jippyx

    Re : Expérience de pensée - Croisement plus rapide que la lumière

    Pour moi ce n'est pas aussi simple.

    Imaginons je vais à une vitesse c dans un vaisseau et je te croise dans ton vaisseau qui va aussi à la vitesse c.
    Dans le vaisseau il y a des hublots un peu partout.
    Si je regarde par derrière, je ne vois rien dans l'axe du mouvement, car les photons émis par les objets se situant derrière n'ont pas le temps de m'arriver.
    Après le croisement je ne vois plus le vaisseau.
    Avant de le croiser, en regardant par devant, je vois ton vaisseau en flou, car il m'arrive plusieurs images en même temps de ton vaisseau. Même après le croisement je croiserai des images de ton vaisseau, le flou ne diparaitra pas, mais je sais que ce sont des images venant du passé, je n'en tiens pas compte.
    Au moment du croisement, si je regarde ton vaisseau, je vois ton vaisseau passer très vite sur le coté, à la même vitesse que je vois passer un rayon lumineux. Les rayons lumineux je les vois passer à la vitesse de la lumière avec le temps du vaisseau. Sachant que ce temps est plus court que le temps à l'extérieur, que vu de l'extérieur la vitesse du vaisseau est aussi c, je déduis que la distance parcourue par rapport à mon vaisseau est double, avec le temps utilisé à l'extérieur, il passe à 2c. Avec le temps du vaisseau il passe à c.

  6. #5
    Coincoin

    Re : Expérience de pensée - Croisement plus rapide que la lumière

    Sauf que si tu vas à c, le temps ne passe plus, l'Univers est totalement écrasé dans une direction, ton énergie est infinie, ...
    Difficile de faire de la physique dans un tel référentiel.

    Si tu vas à 99,99% de c alors tu vois la lumière derrière toi arriver à c, celle devant à c, ...
    Encore une victoire de Canard !

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    tenev911

    Smile Re : Expérience de pensée - Croisement plus rapide que la lumière

    Merci beaucoup pour vos réponses.
    Elles ont su répondre a mes questions, je ne savais pas que la vitesse combinée v+w ne s'appliquait pas à ces vitesses là (ce qui est logique)

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  10. #7
    jippyx

    Re : Expérience de pensée - Croisement plus rapide que la lumière

    Citation Envoyé par Coincoin Voir le message
    Sauf que si tu vas à c, le temps ne passe plus, l'Univers est totalement écrasé dans une direction, ton énergie est infinie, ...
    Difficile de faire de la physique dans un tel référentiel.

    Si tu vas à 99,99% de c alors tu vois la lumière derrière toi arriver à c, celle devant à c, ...

    Effectivement le temps ne s'écoule plus.

    Comme on voit la vitesse arriver à la vitesse c devant et derrière, je propose de prendre le temps externe pour mesurer ces vitesses. Pour éviter de trouver tout le temps c.

    Après ce petit texte était un essai, mais j'ai essayé d'imaginer en galiléen ce que l'on verrait. Et aussi ce que l'on peut penser en galileen, c'est à dire si je vois la lumière aller à c, et que moi je vais à c/2, alors la lumière va à 3c/2.

    Mais ceci dans un référentiel non tordu : sans distorsion de temps ni d'espace.

  11. #8
    stefjm

    Re : Expérience de pensée - Croisement plus rapide que la lumière

    Citation Envoyé par jippyx Voir le message
    Comme on voit la vitesse arriver à la vitesse c devant et derrière,
    Perso, je n'ai jamais vu arriver une vitesse à une vitesse...
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  12. #9
    Coincoin

    Re : Expérience de pensée - Croisement plus rapide que la lumière

    C'est quoi le temps externe ?

    Après ce petit texte était un essai, mais j'ai essayé d'imaginer en galiléen ce que l'on verrait. Et aussi ce que l'on peut penser en galileen, c'est à dire si je vois la lumière aller à c, et que moi je vais à c/2, alors la lumière va à 3c/2.

    Mais ceci dans un référentiel non tordu : sans distorsion de temps ni d'espace.
    Oui, mais les paradoxes que tu soulèves n'ont pas lieu en relativité. Donc au final, je ne comprends pas trop l'intérêt de raisonner en galiléen...
    Encore une victoire de Canard !

  13. #10
    jippyx

    Re : Expérience de pensée - Croisement plus rapide que la lumière

    Citation Envoyé par stefjm Voir le message
    Perso, je n'ai jamais vu arriver une vitesse à une vitesse...
    j'ai mis vitesse à la place de lumière...

    ca donne : comme on voit la lumière arriver à la vitesse c...

  14. #11
    jippyx

    Re : Expérience de pensée - Croisement plus rapide que la lumière

    C'est moins paradoxal que la relativité.

    Ca permet peut être de la rendre plus intuitive.

    J'essaie de faire une vulgarisation en ce moment, et passe par ce genre de choses.

    Ce repère il est moins paradoxal que le repère "mesuré", tordu.

    Dans ce repère on peut additionner les vitesses comme ça. C'est un peu le repère galiléen lié au repère mobile.

    Ensuite si tu contractes temps et longueur de ce repère, tu retombes sur le repère de la RR, mobile dans lequel tu mesures c pour la vitesse de la lumière.

  15. #12
    invite34596000666

    Re : Expérience de pensée - Croisement plus rapide que la lumière

    Bof… Si la vulgarisation est complètement fausse, quel intérêt ?

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  17. #13
    jippyx

    Re : Expérience de pensée - Croisement plus rapide que la lumière

    fausse en quoi ?

    Elle est pas forcément hyper simple à comprendre non plus par contre.

    Si tu dis à quelqu'un que deux choses s'ecartent en direction opposée à une vitesse v chacune. Il va te dire que la vitesse d'une chose par rapport à l'autre est 2v. C'est la vitesse prévisible.

    Mais à la mesure tu trouves toujours que la lumière a une vitesse c, quand tu les mesures dans un repère avec horloge liée. Tu ne trouves pas c-v ou c+v, les vitesses prévisibles, avec v la vitesse du réfrentiel mobile.
    Dernière modification par jippyx ; 11/10/2008 à 12h21.

  18. #14
    invite34596000666

    Re : Expérience de pensée - Croisement plus rapide que la lumière

    Citation Envoyé par jippyx Voir le message
    fausse en quoi ?
    J'ai vu passer que la lumière va à 3c/2. Sans me poser de questions, c'est faux ! Ça me fait tiquer comme une équation n'ayant pas les bonnes dimensions…

  19. #15
    invite34596000666

    Re : Expérience de pensée - Croisement plus rapide que la lumière

    Citation Envoyé par jippyx Voir le message
    Si tu dis à quelqu'un que deux choses s'ecartent en direction opposée à une vitesse v chacune. Il va te dire que la vitesse d'une chose par rapport à l'autre est 2v. C'est la vitesse prévisible.
    Ça aussi c'est faux. Ce n'est qu'une approximation pour les vitesses v<<c

  20. #16
    Coincoin

    Re : Expérience de pensée - Croisement plus rapide que la lumière

    Attention, la vision galiléenne n'est pas une vision équivalente. On ne change pas de point de vue aussi simplement.
    La vision galiléenne est fausse ! D'autant plus qu'on s'approche de la vitesse de la lumière.

    Parler de vitesse c dans la vision galiléenne peut sembler cohérent, mais ça n'a aucun lien avec la réalité.
    Encore une victoire de Canard !

  21. #17
    jippyx

    Re : Expérience de pensée - Croisement plus rapide que la lumière

    Citation Envoyé par guerom00 Voir le message
    Ça aussi c'est faux. Ce n'est qu'une approximation pour les vitesses v<<c
    Tu considères les repères (O',x',t') et (O,x,t).

    Moi je considère aussi en plus, (O',x,t), (O,x,t') et (O',x',t') et tous ces repères là, toutes ces bases, dans lesquels mes vecteurs ont des coordonnées.

    Pour expliquer tes résultats au final et les retrouver.

    Peut être es tu capable de retrouver tous les résultats intuitivement et directement, ou d'appliquer ce que l'on t'a dit, mais moi la je l'explique. Il y a plusieurs choses à expliquer, l'addition des vitesses en galiléens avec le premier repère, la contraction du temps avec le passage au second, et la contraction des longueurs avec le troisième.

    Au final on retrouve les résultats pour passer du repère initial, au troisième des nouveaux repères. Donc il y a résultat, et on peut les appliquer, c'est ce que vous faites et vous dites des phrases qui sont valables dans ces repères, mais pas dans le premier ou le deuxième nouveau.

  22. #18
    tenev911

    Re : Expérience de pensée - Croisement plus rapide que la lumière

    Citation Envoyé par Coincoin Voir le message
    Parler de vitesse c dans la vision galiléenne peut sembler cohérent, mais ça n'a aucun lien avec la réalité.
    Comme toujours, je n'y connais rien en physique, mais juste pour en savoir plus, en quoi ce n'est pas cohérent ?

    Merci

    PS: Comme je voit que ce forum est très actif et fort sympa, j'ai deux autres questions a poser, mais comme ils n'ont pas beaucoup de liens les uns des autre, j'ouvre deux nouveaux sujet, en tout cas vos explications sont géniales, merci
    Dernière modification par tenev911 ; 11/10/2008 à 16h20.

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  24. #19
    Coincoin

    Re : Expérience de pensée - Croisement plus rapide que la lumière

    C'est cohérent dans le sens qu'un physicien enfermé dans son bureau n'y verra aucune faille. Mais l'expérience montre que c'est faux. Par exemple, si la lumière va à la vitesse c par rapport au milieu A et que je vais à la vitesse v par rapport à A, alors l'expérience montre que la lumière me semble aller à c et non à v+c.
    La relativité galiléenne était une théorie possible et les mesures à faible vitesse semblait la corroborer mais finalement on s'est rendu compte qu'elle était fausse et que la Nature avait choisi la relativité einsteinienne. La différence est faible dans la vie de tous les jours mais énorme lorsqu'on approche de la vitesse de la lumière.
    Encore une victoire de Canard !

  25. #20
    stefjm

    Re : Expérience de pensée - Croisement plus rapide que la lumière

    Citation Envoyé par Coincoin Voir le message
    C'est cohérent dans le sens qu'un physicien enfermé dans son bureau n'y verra aucune faille. Mais l'expérience montre que c'est faux. Par exemple, si la lumière va à la vitesse c par rapport au milieu A et que je vais à la vitesse v par rapport à A, alors l'expérience montre que la lumière me semble aller à c et non à v+c.
    La relativité galiléenne était une théorie possible et les mesures à faible vitesse semblait la corroborer mais finalement on s'est rendu compte qu'elle était fausse et que la Nature avait choisi la relativité einsteinienne. La différence est faible dans la vie de tous les jours mais énorme lorsqu'on approche de la vitesse de la lumière.
    On peut quand même "sentir" qu'il manque quelque chose à la relativité galiléenne car il manque une constante physique déterminante pour le phénomène étudié. ("c")
    Un peu comme si un automaticien se contentait d'un temps de réponse nul pour un procédé.
    Cela peut être une très bonne approximation pour des temps d'étude important, mais on sait qu'on aura des ennuis si on cherche la performance temporelle!
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

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