Relativité de c

[invite94de09e9]

Bonjour,

Tout d'abord, il y a déjà eu de nombreux posts sur le sujet, et je m'en excuse.

Voila, nous savons que la vitesse de la lumière est indépendante de la vitesse à laquelle sa source se meut.

J'ai énormément de mal à me représenter le fait que la vitesse de quelque chose, quoi que ce fut, puisse échapper à l'addition des vitesses.

J'ai imaginé une situation qui m'éclairerait beaucoup sur la question. C'est une petite expérience, et je n'arrive pas à me représenter ce qu'il se passerait si je la réalisait.

J'ai présenté ça sur un ppt.
La question aux érudits : Sauriez-vous me dire ce qu'on observerait si on réalisait cette expérience ??????

Merci à tous !
-----

[invite94de09e9]

Alors, j'ai jeté un oeil dans la FAQ. Evidement, le sujet est abordé.

"Que se passerait-il si j'avais une vitesse nulle par rapport à un photon?"

En gros, ma question peut se ramener à ça.

...Mais j'assimile pas la reponse :

"même si un vaisseau disposait d'assez d'énergie pour presque atteindre la vitesse c par rapport à la terre, alors le vaisseau aurait tout de même une vitesse c par rapport à la lumière"

Quelqu'un peut-il m'éclairer là dessus ???????????????????????? Je suis perdu. ça m'agace.

- J'ai un collègue dans un vaisseau spatial. Nous avons tous 2 la même horloge, que nous avons synchronisée.
- Son vaisseau est à 300.000 km de moi. Je l'éclaire à l'heure H : Il recevra mon signal à son H+1s. ok.
- S'il s'éloigne de moi à 299.999 km/s, à quelle heure reçoit-il mon signal ???

[invite6754323456711]

Bonjour,

Contrairement au titre de ton fil, c n'est pas relatif, c'est une constante.

Tu peux déjà lire les articles sur wiki

http://fr.wikipedia.org/wiki/Vitesse_de_la_lumi%C3%A8re
http://fr.wikipedia.org/wiki/Vitesse_limite
http://fr.wikipedia.org/wiki/Constante_physique

Patrick

[invite94de09e9]

"non relativité de C" si tu préfère : c'est justement ce qui me perturbe.

Oui, j'ai déjà lu pas mal de choses sur le sujet, les liens wiki que tu me propose, entre autre. Le paradoxe y est effectivement très clairement énoncé...

...Il n'empêche que je ne comprend pas.

Si un miroir s'éloigne de moi à une vitesse de , je lui envoie un rayon lumineux à un temps t : au bout de combien de temps le rayon me revient ?

Ou encore mieux, l'histoire du boulet de canon dans mon ppt.
(PS : j'ai mis "se déplace à la vitesse de la lumière, c'était simplement pour faciliter le changement de repère au niveau de la trajectoire. Si tu veux le rendre plausible, on peut dire se déplace à , mais on aura une trajectoire parabolique/sol)

Merci néanmoins de ta réponse !
(Et si tu le comprend mieux que moi... N'hésite pas à partager ton point de vue !)

Slts.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Aroll]

Bonjour,

"non relativité de C" si tu préfère : c'est justement ce qui me perturbe.

Oui, j'ai déjà lu pas mal de choses sur le sujet, les liens wiki que tu me propose, entre autre. Le paradoxe y est effectivement très clairement énoncé...

...Il n'empêche que je ne comprend pas.

Si un miroir s'éloigne de moi à une vitesse de , je lui envoie un rayon lumineux à un temps t : au bout de combien de temps le rayon me revient ?

Ou encore mieux, l'histoire du boulet de canon dans mon ppt.
(PS : j'ai mis "se déplace à la vitesse de la lumière, c'était simplement pour faciliter le changement de repère au niveau de la trajectoire. Si tu veux le rendre plausible, on peut dire se déplace à , mais on aura une trajectoire parabolique/sol)

Le miroir s'éloigne de toi à une vitesse légèrement inférieure à C, et tu lui envoies un rayon lumineux.
Dans ce cas il y a deux visions différentes:

1) Celle que tu as si tu es resté sur Terre:
Le rayon lumineux s'éloigne de toi à la vitesse C, mais tu le vois se rapprocher plutôt lentement du miroir, il met donc, pour toi et rien que pour toi, (et, bien sûr les autres terriens)un temps assez long pour faire l'aller-retour.

2) Celle que tu as si tu es sur le miroir:
Le rayon lumineux vient vers toi à la vitesse C, et en repart à la même vitesse.
Les choses se sont donc passées beaucoup plus vite pour toi dans ce cas ci.

Cela te montre que le temps s'est écoulé différemment selon que tu sois sur Terre ou sur le miroir se déplaçant à vitesse relativiste.

Amicalement, Alain

[Aroll]

pour toi et rien que pour toi,

Cette expression pouvant prêter à confusion, je corrige par: dans ton référentiel et rien que dans ton référentiel (celui qui est lié à la Terre).

Amicalement, Alain

[invite94de09e9]

ok.

Temps pour moi pour revoir mon rayon : quasi
Temps pour mon collègue : le rayon lui arrive à la vitesse de la terre, donc il mettra un temps pour lui arriver (fonction de sa distance à la terre au moment de l'émission du rayon), et il repart à vitesse vers la terre.

ça marche.

Je peux compliquer la situation ?

Si, en même temps que mon rayon, j'envoie un boulet de canon à la vitesse effrayante de (un peu plus vite que la vitesse du vaisseau, pour que l'un tende à rejoindre l'autre)

--> Cela veut-il dire que mon collègue sur son vaisseau de les recevra pas simultanément ???

càd qu'il verra
- dans un premier temps le rayon lumineux arriver "normalement",
- et le boulet arriver vers lui, au bout d'un certain temps (et seulement à la vitesse de quelques km/h selon l'addition des vitesses) ????

Merci.

[invite1020cd78]

Hi,
je rejoins le post puisque l'on se pose les mêmes questions. Je crois que la forme écrite pour ce type de question ne convient pas.
A 9 ans j'avais un pote qui est maintenant presque l'équivalent d'Einstein. Il travaille sur la future horloge atomique suisse qui va embarquer sur Galiléo. Faut que je le recontacte.

[invite6754323456711]

Si un miroir s'éloigne de moi à une vitesse de , je lui envoie un rayon lumineux à un temps t : au bout de combien de temps le rayon me revient ?

Pour minimiser les erreurs je travaillerai avec l'intervalle espace-temps qui est un invariant.

à l'instant t (dans ton référentiel) = t' (référentiel du miroir) = 0 le mirroir et toi êtes au même endroit x = x' = 0

Le miroir s'éloigne à la vitesse par exemple de 0,9c. Au bout de t secondes (temps dans ton référentiel) un éclair est déclenché (évènement : t, x toujours = 0)

L'invariance de l'intervalle spatio-temporel permet d'écrire :

c²t² = c²t'² - x'²

Le temps (dans le référentiel miroir) mis par la lumière pour atteindre le miroir : t'₁ = x'/c. Pour le miroir depuis l'instant 0 le temps total : t' + t'₁

....
Remarque pour le retour : dans le référentiel du miroir tu t'éloignes aussi à la vitesse 0,9c.


Patrick
PS c'est ma compréhension. Je ne suis pas un spécialiste du domaine.

[invite7ed8e144]

ok.
càd qu'il verra
- dans un premier temps le rayon lumineux arriver "normalement",
- et le boulet arriver vers lui, au bout d'un certain temps (et seulement à la vitesse de quelques km/h selon l'addition des vitesses) ????

Attention! La relativité s'applique à toutes les vitesses! Elle n'apparait pas brutalement pour les vitesses égales à la vitesse de la lumière!
Tout cela est fonction des "epsilon" que tu as utilisé.

[invite54165721]

les vitesses sont symétriques: il verra arriver le boulet à la vitesse c-epsilon.

[invite499b16d5]

Pour minimiser les erreurs je travaillerai avec l'intervalle espace-temps qui est un invariant.

Bonsoir,
y a-t-il besoin dans ce cas d'utiliser 2 référentiels, et même d'utiliser la relativité? Il me semble que:
-à t=0, le miroir et moi sommes au même endroit
-à t1, le miroir (s'éloignant à la vitesse v) est à une distance x1=v*t1 de moi et alors je lance le flash
-pour moi, le rayon va à c, donc il va atteindre (en ce qui me concerne) le miroir au temps t2=t1+x2/c si je pose que x2 est la distance du miroir quand le flash l'atteint
-quand je dis en ce qui me concerne, il s'agit bien de mon propre temps, ce qui peut se vérifier par exemple en disant que le rayon me reviendra à t3=t1+2*(x2/c)
-la distance x2 vaut évidemment t2*v
-donc t2=t1+t2*v/c soit t2=t1/(1-v/c)
Dans l'exemple avec v=0.9 c, on trouve que t2=10*t1
En somme, le fait que le miroir s'éloigne n'a ici aucune importance. Son mouvement avant et après réflexion du rayon n'ont aucune incidence sur la durée du trajet.

[invite54165721]

j'ai voulu annuler ma réponse fausse mais trop tard
confus!

[invite6754323456711]

Bonsoir,
y a-t-il besoin dans ce cas d'utiliser 2 référentiels, et même d'utiliser la relativité? Il me semble que:
-à t=0, le miroir et moi sommes au même endroit
-à t1, le miroir (s'éloignant à la vitesse v) est à une distance x1=v*t1 de moi et alors je lance le flash
-pour moi, le rayon va à c, donc il va atteindre (en ce qui me concerne) le miroir au temps t2=t1+x2/c si je pose que x2 est la distance du miroir quand le flash l'atteint
-quand je dis en ce qui me concerne, il s'agit bien de mon propre temps, ce qui peut se vérifier par exemple en disant que le rayon me reviendra à t3=t1+2*(x2/c)
-la distance x2 vaut évidemment t2*v
-donc t2=t1+t2*v/c soit t2=t1/(1-v/c)
Dans l'exemple avec v=0.9 c, on trouve que t2=10*t1
En somme, le fait que le miroir s'éloigne n'a ici aucune importance. Son mouvement avant et après réflexion du rayon n'ont aucune incidence sur la durée du trajet.

Le calcul je l'ai fait par rapport au référentiel miroir car le point que je voulais mentionner est l'instant de l'événement flash qui dépend du référentiel (t != t').

J'aurais parfaitement aussi pu pré-supposer que le flash, pour le référentiel miroir, est l'évènement t',x' (mais cela ne met pas en évidence la différence entre t et t') et dérouler un calcul de règle de trois tout comme tu le proposes.

Ce qui importe dans cet exercice c'est uniquement l'invariance de la vitesse c de la lumière et la symétrie des vitesses.

Patrick

[invite499b16d5]

J'aurais parfaitement aussi pu pré-supposer que le flash, pour le référentiel miroir, est l'évènement t',x' (mais cela ne met pas en évidence la différence entre t et t') et dérouler un calcul de règle de trois tout comme tu le proposes.

Ce qui me semble important, c'est: sommes nous d'accord sur le résultat? C'est ça qui embêtant, avec le langage mathématique, on n'est jamais très sûrs que nos notations désignent la même chose. Le résultat numérique, lui, il vaut mieux qu'il soit le même!

[invite6754323456711]

Ce qui me semble important, c'est: sommes nous d'accord sur le résultat? C'est ça qui embêtant, avec le langage mathématique, on n'est jamais très sûrs que nos notations désignent la même chose. Le résultat numérique, lui, il vaut mieux qu'il soit le même!

La démarche et les calculs semblent correct.

Maintenant faire le calcul que dans un seul référentiel, il est clair qui ne se pose pas de problème de relativité (si ce n'est que c est invariant).


Patrick

[invite499b16d5]

La démarche et les calculs semblent correct.
Maintenant faire le calcul que dans un seul référentiel, il est clair qui ne se pose pas de problème de relativité (si ce n'est que c est invariant).

Ben, la question posée était: au bout de combien de temps le rayon me reviendra? Sauf erreur ou omission, nous y avons répondu. Qu'en pense notre amateur d'Asimov?

[invite94de09e9]

J'en pense que je me relis... Et je m'étonne.
C'est effectivement la question que j'ai posée dans mon deuxième post... dans un moment de panique.

Ma question portait, au début du post, comme l'a dit ù100fil sur la relativité.

Donc, dis d'une manière ou d'une autre : Je cherche à avoir la vision comparée en deux endroits :
- repère de l'objet qui s'éloigne
- repère au sol

Sur deux objets physiques :
- Un rayon de lumière lancé vers un objet s'éloignant à c-espilon
- Un boulet de canon lancé ves ce même objet, disons entre c et c-epsilon (pour qu'ils se rejoignent)

En gros, ça y est, je suis ok pour la lumière : J'ai une vision de ce qui se passe pour le rayon.

Je suis maintenant TRES curieux d'avoir la vision du boulet, et surtout de comparer les 2 du point de vue des 2 repères.

Merci en tous les cas pour les réponses que vous m'avez déjà faites !!!!

[invite499b16d5]

Je viens de relire le PDF et j'avoue comprendre assez mal la problématique: on parle de trop d'expériences à la fois. Il serait sage de se restreindre à une seule expérience simple mais qui mette bien en exergue l'élément choquant. De toute façons, tu sais fort bien que la loi d'addition des vitesses est fausse. Que ce soit un boulet ou un photon ne change rien si les deux vont à la vitesse c.

[invite6754323456711]

J'en pense que je me relis... Et je m'étonne.
C'est effectivement la question que j'ai posée dans mon deuxième post... dans un moment de panique.

Ma question portait, au début du post, comme l'a dit ù100fil sur la relativité.

Donc, dis d'une manière ou d'une autre : Je cherche à avoir la vision comparée en deux endroits :
- repère de l'objet qui s'éloigne
- repère au sol

Sur deux objets physiques :
- Un rayon de lumière lancé vers un objet s'éloignant à c-espilon
- Un boulet de canon lancé ves ce même objet, disons entre c et c-epsilon (pour qu'ils se rejoignent)

En gros, ça y est, je suis ok pour la lumière : J'ai une vision de ce qui se passe pour le rayon.

Je suis maintenant TRES curieux d'avoir la vision du boulet, et surtout de comparer les 2 du point de vue des 2 repères.

Merci en tous les cas pour les réponses que vous m'avez déjà faites !!!!

Après une lecture rapide je n'ai pas tout compris à ton histoire de boulé, mais ce qui est sur c'est que cela :
Mécaniquement parlant, V(boulet/train) + V(train/sol) = V(boulet/sol)

N'est plus juste (erreur trop importante si on utilise les transformations de Galilée) avec des vitesses relativiste, la loi de composition relativiste des vitesses fait qu'elles ne s'ajoutent pas.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Calculs_relativistes

Patrick
EDIT : croisement de messsage

[invite499b16d5]

Peut-être ce lien récent apportera d'autres éléments. J'avais moi-même eu des difficultés après ma Nième relecture d'Einstein, et au fil du fil, j'ai réussi à un peu mieux comprendre.
http://forums.futura-sciences.com/ph...-einstein.html

[invite6754323456711]

Bonsoir,

Une moto passe devant un observateur stationnaire à une vitesse de 0,8c. Son conducteur lance alors une balle devant lui à une vitesse de 0,7c par rapport à lui même.

Qu'elle est la vitesse de la balle pour l'observateur stationnaire ?

Loi de composition relativiste :

u_x = (u'_x + v)/(1 + (u'_x.v/c²))

u_x = (0,7c + 0,8c)/(1 + (0,7c . 0,8c)/c²) = 0,962c

Maintenant si le motocycliste allume son phare alors qui roule à 0,8c. Quelle est la vitesse de la lumière du phare pour l'observateur stationnaire ?

Si tu fait le calcul (on ignore l'indice de réfraction de l'air) tu trouveras c


Patrick

[invite94de09e9]

Imprégné par des années d'études en méca pure, sans faire grand cas de la physique relativiste, j'étais persuadé du cactère absolu et indiscutable de l'addition des vitesses.
Je pensais que seule la lumière, (qui est la seule a posseder une vitesse égale à c) avait un comportement que je ne saisissait pas. Je pensais donc également que, sous cette barre, sous cette limite, n'importe quel corps avait encore un comportement "normal", càd normal à mes yeux de mécanicien.

Ce qui est apparemment faux.

Vous n'avez donc pas compris le ppt... Parce que, rétrospectivement, je m'en rends compte, ma vision était bien trop erronée.

Sur ces croquis, j'essayais en réalité de comparer un rayon de lumière avec un objet physique, pour essayer de comprendre le fait que c ne depende pas de la vitesse de la source (chose que je n'assimile pas, mais alors pas du tout !), alors que mon objet physique, lui, en dépend.

En clair : Je suis sur un vaisseau qui s'éloigne d'un repère (mettons de notre sol) à c- epsilon.
- Je projette un objet, quel qu'il soit (mettons un boulet de canon) à c- epsilon vers ce sol.
- Je projette également un rayon lumineux vers ce même sol.

Question : quelles sont les visions /point-de-vue vaisseau et /point-de-vue sol de ces 2 objets ?

Je me pose cette question parce qu'il y a ce détail qui me gène : la vitesse de l'un (boulet) dépend de la ou il est parti, mais la vitesse de l'autre (lumière) n'en dépendrait pas. --> Que ce passe-t-il donc ???


Edit : Croisement de message. Tu as répondu à ma question. Je digère ça, et je reviens
betatron : même remarque : je lis ça, je digère, et je reviens.
Un grand merci à tous les 2.

[invite499b16d5]

Je me pose cette question parce qu'il y a ce détail qui me gène : la vitesse de l'un (boulet) dépend de la ou il est parti, mais la vitesse de l'autre (lumière) n'en dépendrait pas. --> Que ce passe-t-il donc ???

La vitesse d'un boulet par rapport au sol dépend effectivement du mouvement du canon dont il est parti. Mais uniquement parce qu'un vrai boulet va très lentement (ça lui laisse de la marge, on dira). Dans le cas que tu imagines, il va très vite, à une vitesse qu'on appelle relativiste justement. Et à cette vitesse-là, les vitesses ne s'additionnent plus. Tout se passe comme si l'espace était visqueux, et plus on va déjà vite moins on peut aller plus vite. C'est pour ça qu'on dit que c est une vitesse limite. Rien ne peut la dépasser.

[invite499b16d5]

J'ajouterai que si tu as du mal à comprendre les propriétés de la lumière, tu n'es pas le seul, parce que là, on entre dans encore plus étrange que la relativité, à savoir la physique quantique! Comprendre ce que font les photons est un exercice qui a de quoi rendre fou!

[invite6754323456711]

pour essayer de comprendre le fait que c ne depende pas de la vitesse de la source (chose que je n'assimile pas, mais alors pas du tout !), alors que mon objet physique, lui, en dépend.

Pourquoi la vitesse de la lumière ne dépend pas de la source ? Je n'ai pas de réponse si ce n'est que c'est un constat expérimental.


Un petit site sur la question http://serge.bertorello.free.fr/opti...e/vitesse.html

Il semblerait qu'il se produit un phénomène semblable pour le son.

Patrick

[invite94de09e9]

Mais si je tire derrière moi ?

Admettons que je m'éloigne à 0.8c de mon repère.
Je tire derrière moi (vers mon repère) un boulet de canon à 0.8c.

Normalement, vu de mon repère, je devrais pouvoir observer tranquillement mon boulet, puisque quasi-immobile par rapport à celui-ci ?

(Déjà : est-ce vrai, ou est-une hérésie qui me fait mériter le bucher ?)

J'ai admis sans le comprendre que si je répète l'opération avec un rayon lumineux, il est à c dans les 2 repères.


ça ne colle pas. Ou est-ce que je me trompe ?

[invite499b16d5]

En fait, si on veut comprendre (intuitivement) pourquoi la lumière présente la même vitesse à tout le monde, je crois qu'il faut comprendre que c'est l'espace qui est en quelque sorte élastique, et que cette élasticité à précisément quelque chose à voir avec la lumière. A la limite, dire de la lumière qu'elle a une "vitesse" est un abus de langage. La lumière n'a pas de vitesse, elle est, tout simplement, partout à la fois, mais l'information qu'elle porte est la cause de l'existence de l'espace et du temps. Donc ceux-ci ne sont plus des données premières, comme en physique classique, mais plutôt des conséquences de l'existence de la lumière. A ce que j'en comprends, c'est plutôt l'espace et le temps qui s'adaptent pour faire en sorte que, dans n'importe quel repère, la vitesse de la lumière nous semble constante (une vitesse n'est rien d'autre qu'un espace divisé par un temps, n'est-ce pas? donc répondre à l'épineuse question: "qu'est-ce qu'une vitesse" demande qu'on réponde d'abord à la question: "qu'est-ce que l'espace et le temps". Et là, il y a du grain à moudre...)
Bonne nuit quand même!

[invite499b16d5]

Un petit site sur la question http://serge.bertorello.free.fr/opti...e/vitesse.html
Il semblerait qu'il se produit un phénomène semblable pour le son.

Très joli, ce petit site!
ceci dit, j'espère qu'il n'en est rien pour le son, parce que si tel était le cas, ça foutrait tout en l'air!

[invite499b16d5]

Mais si je tire derrière moi ?

Admettons que je m'éloigne à 0.8c de mon repère.
Je tire derrière moi (vers mon repère) un boulet de canon à 0.8c.

Normalement, vu de mon repère, je devrais pouvoir observer tranquillement mon boulet, puisque quasi-immobile par rapport à celui-ci ?

(Déjà : est-ce vrai, ou est-une hérésie qui me fait mériter le bucher ?)

J'ai admis sans le comprendre que si je répète l'opération avec un rayon lumineux, il est à c dans les 2 repères.


ça ne colle pas. Ou est-ce que je me trompe ?

Encore une fois, ce n'est pas parce qu'il s'agit de lumière que les choses sont ainsi. Un boulet qui irait à 0.8 c se comporterait presque comme de la lumière. Et donc, les vitesses ne se soustraient pas plus qu'elles ne s'additionnent. Prends un boulet qui va à 0.999999 c: il ira quasiment à 0.999999 c dans tous les repères. C'est bizarre, mais c'est comme ça... ou pas? (Qu'on n'hésite pas à me pendre si je me trompe!)

PS: mais dans quelle direction? je sens que je vais encore mal dormir... une vitesse, c'est un espace, un temps, mais aussi une direction!