relativité restreinte et forme des objets

[invite752e4cdf]

Bonjour,

D'après la théorie de la relativité restreinte, il y a contraction des distances lorsque le nouveau référentiel est à très grande vitesse, et ce uniquement dans la direction du mouvement. J'en conclu que la forme des objets doit aussi être modifiée. Donc, si je voyage dans vaisseau spatial à proximité du soleil à un vitesse proche de la vitesse de la lumière sur une trajectoire plus ou moins rectiligne, le soleil qui est sur le côté par rapport à ma trajectoire aura une forme ovale dans mon référentiel et non plus sphérique.

Je trouve ce résultat assez dérangeant qu'un objet puisse avoir une forme différente d'un référentiel à un autre, d'autant que dans ce cas on aurait violation des lois de la physique dans le nouveau référentiel, loi qui veut que toute astre d'une certaine dimension soit sphérique.

Qu'en pensez-vous? Quest-ce qui cloche ? Merci.
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[zoup1]

dans ce cas on aurait violation des lois de la physique dans le nouveau référentiel, loi qui veut que toute astre d'une certaine dimension soit sphérique.

Cela est loin d'être une loi fondamentale, s'en est seulement une conséquence qui est d'ailleurs à moduler puisque cette sphéricité est loin d'être parfaite. La rotation de l'astre sur lui-même par exemple est responsable d'une déformation par rapport à cette sphéricité supposée.

Je ne voit pas bien pourquoi cela devrait être gênant que la forme d'un objet dépende du référentiel d'où on le regarde.

[invite24327a4e]

Bonjour,
que se passe t-il si la vitesse de l'objet vis à vis de nous va si vite que la taille de l'objet devient inférieur au rayon de Schwarzschild ?

[invite8d75205f]

bonsoir,

que se passe-t-il pour qui? Pour l'objet : rien. Pour nous : mal aux yeux (les étoiles ça brille beaucoup !)
Le rayon de Scharzchild se calcule en relativité générale et la contraction relativiste due à la vitesse relative de 2 réf lorentziens n'a rien à voir avec ce rayon .

A+

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite499b16d5]

Bonsoir,
effectivement, un astre croisé à très grande vitesse aura pour nous la forme d'un ellipsoïde. Mais pour tout ce qui concerne des propriétés intrinsèques (comme la sphéricité ou le comportement en dessous du rayon de Schwarzchild) il faut bien entendu utiliser le référentiel propre à l'objet, et donc, rien ne change, heureusement!

[invite752e4cdf]

Bonsoir,
effectivement, un astre croisé à très grande vitesse aura pour nous la forme d'un ellipsoïde. Mais pour tout ce qui concerne des propriétés intrinsèques (comme la sphéricité ou le comportement en dessous du rayon de Schwarzchild) il faut bien entendu utiliser le référentiel propre à l'objet, et donc, rien ne change, heureusement!

Cela fait quand-même partie du principe de la relativité que les lois de la physique doivent rester les mêmes quel que soit le référentiel dans lequel on se trouve.

C'est la base même de la théorie.

[zoup1]

Cela fait quand-même partie du principe de la relativité que les lois de la physique doivent rester les mêmes quel que soit le référentiel dans lequel on se trouve.

C'est la base même de la théorie.

Absolument, mais il faut faire attention à ce que désigne les lois physiques, seules les lois fondamentales sont concernées. La nature d'une interaction est une loi physique. La forme d'un objet (même si elle résulte de l'action de ces lois fondamentales) n'est pas une loi physique.

[invite752e4cdf]

La loi physique ici, c'est toute masse liquide homogène (supposons un instant que les astres soient entièrement liquides et homogènes) non soumis à gravitation (ou gravitation négilgeable) doit avoir une forme sphérique.

Bon, admettons maintenant que ce ne soit pas un loi fondamentale. Cela ne fait que déplacer le problème. Les lois fondamentales qui mènent à cette conclusion (qui est alors une loi "non fondamentale") devraient elles rester valables quel que soit le référentiel.

[curieuxdenature]

Bonjour

j'ai de quoi satisfaire Ockert et décevoir les autres...
Tiré de "Relativité restreinte et structure atomique de la matière" page 39, édition ellipses 1985.

Si un spécialiste pouvait confirmer ou infirmer, c'est une affirmation sans démonstration.

[zoup1]

La loi physique ici, c'est toute masse liquide homogène (supposons un instant que les astres soient entièrement liquides et homogènes) non soumis à gravitation (ou gravitation négligeable) doit avoir une forme sphérique.

C'est marrant que tu exprimes les choses comme cela car justement ce qui fait qu'une astre de suffisamment grande taille est la gravitation. Tel que tu le décris, on lit des choses sur la tension de surface d'un liquide. Enfin bref, ce n'est pas le problème.

Un exemple simple de modification de la perception lorsque fait une mesure dans 2 référentiels différents ; l'effet Doppler, on onde quelle soit lumineuse ou acoustique, te semble différente suivant qu'on la perçoit dans un référentiel ou dans un autre. Pourtant les lois de la physique restent les mêmes.

[invite752e4cdf]

Zoup, je pense que tu confonds des choses. Ici, il n'est pas question de ce qui me semble ou de ce que je perçois mais de ce qui EST réellement dans mon nouveau référentiel.

[invite752e4cdf]

Zoup, dans ton exemple, les lois de la physique restent les mêmes. Dans le miens, elles sont violées et c'est ça le problème.
Cordialement.

[zoup1]

Zoup, je pense que tu confonds des choses. Ici, il n'est pas question de ce qui me semble ou de ce que je perçois mais de ce qui EST réellement dans mon nouveau référentiel.

Excuse moi, mais je ne pense pas confondre quoi que ce soit. Il s'agit ici de physique pas de métaphysique. Les choses n'existe que par la perception que l'on en a.
Une même onde, perçue différemment dans un référentiel ou dans un autre EXISTE réellement dans ces référentiels avec des fréquences différentes (qui dépendent de la vitesse de déplacement du référentiel).

[zoup1]

Zoup, dans ton exemple, les lois de la physique restent les mêmes. Dans le miens, elles sont violées et c'est ça le problème.
Cordialement.

Ce que j'essaye de t'expliquer c'est que la perception que tu as de la forme de l'objet ne viole en rien les lois de la physique. La forme ovoïdale d'un astre n'est pas interdit par les lois de la physique.

[invite60be3959]

Bonjour,

La remarque d'okert est un exemple type de pseudo paradoxe engendré par la relativité restreinte.(voir le paradoxe du train par exemple: http://fr.wikipedia.org/wiki/Paradoxe_du_train). La résolution de ce genre de paradoxe est relativement (!) simple.
Pour faire court, lorsque l'on considère une certaine contraction des longueurs dans un exemple donné, il faut aussi absolument tenir compte de la dilation du temps. Les deux sont indissociables puisque l'on parle d'espace-temps ici. Ce qui est invariant c'est l'intervalle espace-temps et non les intervalle espace et intervalle temps pris séparéments qui amènent à avoir une sorte de "vision d'optique relativiste", qui d'ailleurs n'a pas lieux comme le précise le lien de curieuxdenature.
En résumé tout est cohérent en relativité restreinte, le tout est d'adapter son bon sens à cette physique relativiste.

[invitea29d1598]

salut,

j'ai de quoi satisfaire Ockert et décevoir les autres...
Tiré de "Relativité restreinte et structure atomique de la matière" page 39, édition ellipses 1985.

Si un spécialiste pouvait confirmer ou infirmer, c'est une affirmation sans démonstration.

c'est exact : Terrell et Penrose ont montré que si on prend en compte l'effet d'aberration en relativité restreinte, une sphère en mouvement a l'air d'une sphère. En revanche, un objet non-sphérique semblera "tourné". On parle de "rotation de Terrell". Des liens (avec illustrations même si texte en anglais):

http://www.anu.edu.au/Physics/Searle/Commentary.html

http://pdukes.phys.utb.edu/RelVisual/index.html

[zoup1]

Les vidéos en questions sur le premier lien on peut les voir à cette adresse :
http://www.anu.edu.au/Physics/Searle/
ou encore mieux, là : http://www.invisiblemoose.org/ald/si...elativity.html

Il se trouve qu'une photo d'une sphère reste une sphère. J'irai presque jusqu'à dire que c'est un hasard. D'ailleurs, si l'image que l'on peut faire d'une sphère est une sphère, l'objet est bel et bien un ellipsoïde.
Peut importe d'ailleurs, la plupart des autres formes imaginables sont déformées.
Ce n'est pas pour autant que cela viole une quelconque loi physique.

[mach3]

il n'y a pas de loi violée, juste une loi mal exprimée...

La loi physique ici, c'est toute masse liquide homogène (supposons un instant que les astres soient entièrement liquides et homogènes) non soumis à gravitation (ou gravitation négilgeable) doit avoir une forme sphérique.

oui, dans un référentiel ou la masse est au repos, sinon c'est faux...

par ailleurs cette sphère est au moins soumise à sa propre gravitation...

m@ch3

[invite752e4cdf]

il n'y a pas de loi violée, juste une loi mal exprimée...



oui, dans un référentiel ou la masse est au repos, sinon c'est faux...

par ailleurs cette sphère est au moins soumise à sa propre gravitation...

m@ch3

Cette loi découle de la gravitation universelle de Newton (l'objet liquide devient sphérique comme résultat de sa propre gravitation) or que je sache la loi d'attraction universelle ne dépend pas de la vitesse des corps en jeu. Il n'est dit nulle part qu'elle n'est valable quesi un des corps en jeu est au repos (aussi à ce moment il faudrait encore dire lequel).

[invite251213]

Cette loi découle de la gravitation universelle de Newton (l'objet liquide devient sphérique comme résultat de sa propre gravitation) or que je sache la loi d'attraction universelle ne dépend pas de la vitesse des corps en jeu. Il n'est dit nulle part qu'elle n'est valable quesi un des corps en jeu est au repos (aussi à ce moment il faudrait encore dire lequel).

bonjour ;
Juste une petite précision : la loi de la gravitation universelle de newton n'est qu'une APPROXIMATION qui est valable quand les effets relativistes sont négligables (c'est à dire à basse vitesse et faible champ de pesanteur). essayer d'appliquer cette loi dans le cadre relativiste est un peu... enfin ca donne des résultats bizarres et des paradoxes comme celui-ci que tu mentionnes avec ta boule de liquide .

Mais je suis à peu prés certain que cette masse aura une forme qui depend du referentiel : la loi de l'attraction universelle montre alors ses faiblesses ( enfin on sort du cadre d'application de cette "loi" donc c'est normal ) .

J'éspere que c'est un peu plus clair de ton point de vue...

[mach3]

Cette loi découle de la gravitation universelle de Newton (l'objet liquide devient sphérique comme résultat de sa propre gravitation) or que je sache la loi d'attraction universelle ne dépend pas de la vitesse des corps en jeu.

effectivement, mais comme déjà dit, la gravitation de Newton est fausse lorsque les effets relativistes sont non négligeables. Il faut faire appel à la relativité générale pour connaitre la forme d'une boule de liquide se mouvant à une vitesse relativiste par rapport à l'observateur.

m@ch3

[invite752e4cdf]

Donc la véritalble cause du paradoxe, c'est l'imcompatibilé de la théorie de de la relativité restreinte avec la théorie de la gravité Newtonienne, et le paradoxe disparaîtrait si l'on utilisait la relativité générale pour la gravitation à la place. C'est bien ça?

[invitee57d2d28]

Bonjour,

Donc la véritalble cause du paradoxe, c'est l'imcompatibilé de la théorie de de la relativité restreinte avec la théorie de la gravité Newtonienne, et le paradoxe disparaîtrait si l'on utilisait la relativité générale pour la gravitation à la place. C'est bien ça?

Comme souligné précédemment, il n’y a pas de paradoxe comme tu le supposes. Mais chaque théorie a son domaine d’application.

En faisant court (très ! trop ?), la mécanique newtonienne ca marche quand il n’y a pas de champs gravitationnels trop forts ni de vitesses trop élevées, la SR c’est quand il n’y a pas de gravitation et la RG c’est quand l’énergie n’est pas trop élevée et que les distances ne sont pas microscopiques.

[invite752e4cdf]

salut,


c'est exact : Terrell et Penrose ont montré que si on prend en compte l'effet d'aberration en relativité restreinte, une sphère en mouvement a l'air d'une sphère. En revanche, un objet non-sphérique semblera "tourné". On parle de "rotation de Terrell". Des liens (avec illustrations même si texte en anglais):

http://www.anu.edu.au/Physics/Searle/Commentary.html

http://pdukes.phys.utb.edu/RelVisual/index.html

Intéressant!
Ces résultats ont-ils jamais été confortés par des expériences réelles?

[invité576543]

Sauf erreur de ma part, une partie (et pas la moins spectaculaire) de ces effets n'a rien à voir avec la relativité restreinte, mais sont seulement dus à la vitesse finie de la lumière.

En d'autres termes, supposer un temps absolu et une vitesse de la lumière fini amène aussi des changements de la forme qui est vue, simplement parce que l'arrière est vu avec un retard par rapport à l'avant.

Pour moi ce n'est pas très pédagogique de mettre dans un même panier les effets spécifiques de la relativité de la simultanéité et les effets spécifiques de la finitude de la vitesse de la lumière.

Cordialement,

[invite752e4cdf]

Pour moi ce n'est pas très pédagogique de mettre dans un même panier les effets spécifiques de la relativité de la simultanéité et les effets spécifiques de la finitude de la vitesse de la lumière.

Cordialement,

Et pourquoi pas? Les deux effets quoique de nature totalement différente se cumulent et le résultat est ce qu'on doit réellement observer. Je pense au contraire que c'est très pédagogique étant donné qu'on a tendance à oublier ce 2ème effet et à avoir des illusions sur ce qu'on va observer (puisque c'est le mot qui souvent utilisé).

[invité576543]

Et pourquoi pas?

Pour comprendre la RR. Mais évidemment on peut considérer un tel but comme sans intérêt.

Cordialement,

[invite499b16d5]

Pour moi ce n'est pas très pédagogique de mettre dans un même panier les effets spécifiques de la relativité de la simultanéité et les effets spécifiques de la finitude de la vitesse de la lumière.

Bonjour,
sauf erreur de ma part, il me semble que la première a été dérivée de la seconde, et n'aurait aucune raison d'exister sans elle. Ne peut-on pas alors considérer que les effets de l'une ne sont qu'une autre façon de voir les effets de l'autre?

[invite6754323456711]

Bonjour,
sauf erreur de ma part, il me semble que la première a été dérivée de la seconde, et n'aurait aucune raison d'exister sans elle. Ne peut-on pas alors considérer que les effets de l'une ne sont qu'une autre façon de voir les effets de l'autre?

il me semble que l'autre propriété est l'invariance (qui est différent de la finitude).

Patrick

[invite499b16d5]

il me semble que l'autre propriété est l'invariance (qui est différent de la finitude).

Certes. Mais je subodore (si tant est que la subodoraison soit une démarche scientifique ) que l'une et l'autre sont étroitement liées.