Courbure de la lumière

[invite85af7dbb]

Bonjour.
C'est toujours moi... je sais,ces temps-ci je vous mitraille de questions lol
Un petit paradoxe que je ne comprends pas très bien...
On sait que le photon n'a pas une masse propre, puisqu'il se déplace à 300'000 k/s, car s'il avait une masse, elle devrait être infinie, ce qui n'est pas possible.
Mais dans cas, comment se fait-il que la lumière se courbe à l'approche d'une étoile ? Il me semble que pour que l'attraction d'un corps agisse sur un objet, cet objet doit avoir une masse, non ?
Alors si le photon n'a pas de masse propre, comment se fait-il qu'il ne soit pas indifférent à cette force d'attraction ?

Merci d'avance !
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[martini_bird]

Salut,

c'est une question de géométrie: grosso modo les chemins les plus courts ne sont plus des lignes droites dans la théorie de la relativité générale. Consulte le dossier de Loïc Villain à ce propos.

Cordialement.

[invited927d23c]

Bonjour,

D'après la relation de Newton la lumière ne serait pas déviée car elle ne possède pas de masse.
Mais dans ce cas il faut utiliser la rélativitée générale, qui elle représente la gravitation par un espace-temps qui se courbe sous l'influence d'une masse, et même la lumière ne possédant pas de masse sera devié car elle suit les lignes de l'espace temps (qui lui a été courbé par une/des masse(s)).

Les masses dictent à l'espace temps comment se plier, et l'espace temps dictent au masse/objets/ondes/... comment se mouvoir.

J'ai une petite question au experts : est-ce qu'un photon courbe l'espace temps? Je dirait oui (de manière infime) car il possède une certaine energie?

J'espère ne pas avoir dit de gaffe.

[deep_turtle]

est-ce qu'un photon courbe l'espace temps? Je dirait oui (de manière infime) car il possède une certaine energie?

Et tu as raison !

D'après la relation de Newton la lumière ne serait pas déviée car elle ne possède pas de masse.

Ce n'est pas tout à fait vrai. Quand on écrit l'équation du mouvement d'un corps (appelons-le la particule) sous l'action gravitationnelle d'un autre (appelons-le l'étoile), on s'aperçoit que la masse de la particule peut se simplifier dans les équations, et la trajectoire n'en dépend pas !! Si on part des équations dans lesquelles on a viré cette masse qui se simplifie, on trouve que la lumière est déviée, même selon la gravitation newtonnienne. Ceci dit, le résultat que ça donne est faux d'un facteur 2 pour un photon, ce qui est dû au fait que le photon est un truc relativiste, et il ne faut donc pas appliquer bêtement les équations newtonniennes...

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite85af7dbb]

Bonjour.
Merci de vos réponses.
Ok, je comprends bien l'effet de la relativité sur la courbure de la lumière. Mais il y a une autre chose que je comprends pas (désolé ça va vous parraître débile ce que je vais dire lol), mais j'ai tendance à penser que puisque la lumière est le référenciel par exellence, si on la courbe on ne s'en rendra pas compte puisque ça courbera notre échelle de perception du même coup.
Ou est la faute ?
Merci d'avance.

[invited927d23c]

Merci deep_turtle pour cette précision.
La force exercée entre les soleil et un photon d'après la loi de newton est nulle (vu que la masse du photon est nulle), mais dans l'accéleration subit par le photon, la masse du photon n'est plus présent (vu que a=F/m), et donc le photon subit une accélération du à la gravitaion du soleil.

Pourquoi le résultat est faux d'un facteur 2? Je vois pas du tous pourquoi la relativitée influence ce résultat? (je suppose que c'est quelque chose de tous bête auquel je pense pas?)

[invite8684ff2b]

Moi j'ai un petit problème pour dire que la masse se "simplifie" dans les équations de newton. En effet cette simplification n'est rien de plus qu'une division des deux membres de l'équation par "m" non ?
Dans ce cas vu que la masse est nulle, on fait en fait une division par zéro. Pas très mathématique tout ça !

Ai-je tort ?

[deep_turtle]

Ai-je tort ?

Alors oui et non...

Ce que tu dis est exact, et quand la masse est nulle on ne peut pas simplifier sauvagement par m.

Cependant, on peut remarquer que pour toute masse, aussi petite soit-elle pourvu qu'elle soit non nulle, on peut simplifier et les équations du mouvement prennent la même forme. Du coup, la forme simplifiée est valable pour toutes les masses non nulles. Par une sorte de passage à la limite, on en déduit que le résultat doit être juste pour m=0 aussi.

Ceci dit, je ne me battrai pas sur la question de la rigueur de cette procédure !!

[invite8684ff2b]

Aller va pour le "passage à la limite" !
Mais bon ce genre de raisonnement est quand même parfois assez dangereux.

[Floris]

Bonjour, je ne suis pas sur de saisir sans doute en raison de ma lenteure d'esprit.
Si je comprend bien on fais tendre m vers zero et l'accélération tend vers l'infinie, mais je ne vois pas comment selon la gravitation newtonnienne, l'objet de masse null peut etre soir disant soumis à une force! Esque quelque peut t'il éclairer mes pauvres nerones?

Merci bien

[deep_turtle]

la force que subit une particule est proportionnelle à sa masse m: F=mg.
la relation fondamentale de le dynamique te dit que l'accélération est reliée à la force par

F=m.a

Donc mg=ma, ce qui se simplifie en g=a si la masse est non nulle. L'accélération ne tend donc pas vers l'infini, elle est égale à g !

[Floris]

Bonjour deep, merci bien pour ton message, même si je connais cette relation, je n'arrive pas très bien à saisir la chose. La seule chose que je comprend, c'est que l'accélération est égale à l'accélération Il ne me reste plus qu'a inventer la théorie du cornichon, je préfaire en rire qu'en pleurer, désolé si ma pertinance est à pleindre. Sincérement, esque tu peut préciser, c'est certainement très simple, mais décidément avec les choses simple j'ai du mal, c'est à croire.

Merci encore et désolé comaime
Flo

[deep_turtle]

La seule chose que je comprend, c'est que l'accélération est égale à l'accélération

Attention, dans le message précédent a est une accélération (la dérivée de la vitesse) :

mais g est le champ de pesanteur, c'est déterminé par la masse de l'objet attirant et la distance à laquelle il se trouve par

L'égalité a=g te donne donc une relation qui n'est pas "triviale" :

[invitebdaccd77]

Si je ne me trompe pas, lors de la simplification ma = mg donnant a = g on suppose que la masse grave est la même que la masse d'inertie. La simplification n'est donc pas aussi triviale que ça, elle suppose que le principe d'équivalence est vrai (ce dont personne ne doute...).

[deep_turtle]

En effet, et encore une fois, je n'essaie pas de dire que cette procédure est rigoureuse, ni que la déviation de la lumière s'explique sans problème dans un cadre newtonien. C'était pour répondre à la remarque (sensée) de Witten...

[invitebdaccd77]

Concernant le facteur 2 entre l'approche classique et l'approche relativiste pourrait-il être de la même origine que le facteur 2 entre E=1/2*m*v2 et E=mc2 ???

[deep_turtle]

Pas vraiment, car le deux expressions ne concernent pas la même quantité. Ec=mv^2/2 est l'énergie cinétique alors que E=mc^2 est l'énergie de masse. En relativité, l'énergie cinétique vaut Ec = (gamma-1) mc^2, qui se réduit à mv^2/2 dans la limite des petites vitesses.

[Rincevent]

En effet, et encore une fois, je n'essaie pas de dire que cette procédure est rigoureuse, ni que la déviation de la lumière s'explique sans problème dans un cadre newtonien. C'était pour répondre à la remarque (sensée) de Witten...

faut têt quand même rappeler aussi qu'à l'époque de Newton on savait pas (et on aurait certainement eu du mal à imaginer) que la lumière était composée de particules de masse nulle. Newton pensait à des particules, mais massives (même si la masse pouvait être petite).

par aillleurs, si on prend un modèle ondulatoire pour la lumière, pas de déviation pour le "rayon apparent" (qui résulte du principe de Huygens).... (chez Newton)

[invitebdaccd77]

deep_turtle:
En relativité, l'énergie cinétique vaut Ec = (gamma-1) mc^2, qui se réduit à mv^2/2 dans la limite des petites vitesses.

Oui, mais les photons ne vont pas à petite vitesse !!!

Bon, ça va, ça n'a probablement rien a voir, mais j'aime bien les analogies, des fois on apprend des choses....

[Floris]

Bonjour, ceci m'amen, bon c'et peut étre une question insensé mais pas vraiment pour moi, je me demande comment se fait t'il que lorsque l'on assemble deux masse, la masse totale de mon truc est la somme des masse. Je sais qu'il y à une exeption dans les méquanisme nucléraire, mais ce ci s'acompagne d'une perte d'énergie. En fait ma question vas dans ce sens, j'ai deux photon d'une énergie donné, comment se fait t'il que l'énergie de mon paquet de photon ne sois pas la somme de chaque? Cela peut paraitre triviale mais pourtent, à ma chompréhension des choses, 100 photon drénergie donné ne courberais pas plus l'espace-temps que ce que fera un photon de même énergie. Vous y voyez vous le sens de ma question?

Merci encore.

[invited927d23c]

Bonjour,

Petite question deep_turtle:

Tu dit que . Ce ne serait pas plutôt : ? Car :



et donc



Et puis si on continue :



et donc


J'éspère pas avoir fait d'erreur .

[deep_turtle]

Tu dit que . Ce ne serait pas plutôt : ?

Tu as tout à fait raison... J'arrête de gloser sur les grands principes et je revois ma physique de base !

Merci de mentionner et surtout de corriger cette erreur stupide !!

Pour la suite de ton message, fais attention car r est une fonction du temps, on ne peut pas, en général, intégrer aussi facilement l'équation différentielle.

[invited927d23c]

J'avais aussi des doutes sur mon intégration. Mais comment peut-on alors intégrer c'est équation différentielle?

[invite09c180f9]

Bonjour,

D'après la relation de Newton la lumière ne serait pas déviée car elle ne possède pas de masse.

Salut,
bon Deep a déjà répondu, mais pour te donner un exemple comme quoi la théorie newtonnienne prévoit la déviation d'un photon tu peux prendre le cas des lentilles gravitationnelles. Effectivement, la théorie newtonnienne prévoit que la lumière (car la notion de photon n'existait pas encore à l'époque... ) soit déviée à proximité d'un astre (à un facteur près comme te l'as dit Deep), mais ne peut pas l'expliquer !! En revanche, la RG quant elle l'explique et corrige les équations décrivant le phénomène !!

[invite09c180f9]

On sait que le photon n'a pas une masse propre, puisqu'il se déplace à 300'000 k/s, car s'il avait une masse, elle devrait être infinie, ce qui n'est pas possible.

Salut,
attention, ce n'est pas une masse "infinie" qu'il faut avoir pour aller à , c'est une masse nulle !! En revanche, ce qu'il faudrait fournir à une particule massique pour aller à la vitesse de la lumière serait une énergie "infinie" !!