Dilatation du temps et photons

[adhalam]

Bonsoir,

J'ai lu dans un article de vulgarisation scientifique qu'à une vitesse proche de celle de la lumière le temps se dilate pour l'observateur qui se déplace à cette vitesse, il pourra par exemple faire le trajet terre - galaxie d'Andromède en 3 jours...

La question est pour le photon qui se déplace lui réellement à la vitesse de la lumière combien dure le trajet de 2 millions d'années lumière entre Andromède et la terre?? est ce que c'est instantané? est ce que le temps disparaîtrait à cette vitesse pour le photon??

Merci bien
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[doul11]

bonsoir,

J'ai lu dans un article de vulgarisation scientifique qu'à une vitesse proche de celle de la lumière le temps se dilate pour l'observateur qui se déplace à cette vitesse, il pourra par exemple faire le trajet terre - galaxie d'Andromède en 3 jours...

il y a un problème : l'observateur d'un objet qui ce déplace a vitesse relativiste voit une dilatation du temps, mais du point de vue de l'objet qui ce déplace il voit un contraction des longueurs.

La question est pour le photon qui se déplace lui réellement à la vitesse de la lumière combien dure le trajet de 2 millions d'années lumière entre Andromède et la terre?? est ce que c'est instantané? est ce que le temps disparaîtrait à cette vitesse pour le photon??

le photon n'a pas de temps propre, ce n'est pas applicable au photon car il n'existe pas de référentiel attaché au photon. un observateur le voit ce déplacer a vitesse c,

[adhalam]

Merci beaucoup; mais je suis toujours sur ma faim , j'aimerai avoir plus d'explication SVP : si j'étais un photon comment aurais je aperçu l'écoulement du temps??

Merci

[Jeanthon]

Il me semble que tu ne peux pas considérer le cas ou tu serais un photon, car la relativité l'interdit. Cela sort de son domaine de prédiction. Par contre tu peux considérer le cas ou tu aurais une vitesse très proche de celle de la lumière. Disons 99,999%
alors effectivement, ton voyage te semblera très cours.

Regarde cette formule : t'=t/g

t représente la durée du voyage pour un observateur immobile. Par exemple tes amis restés sur terre. Lors de ton voyage, tes amis dirons : 'il a mît le temps t pour aller jusqu a cette galaxie d' andromede.

t' représente la durée du voyage telle qu elle t apparait.

g est un facteur dépendant de ta vitesse.
Lorsque ta vitesse v est proche de celle de la lumière, g devient immense
Lorsque ta vitesse v est très faible devant celle de la lumière, g est proche de 1

1er cas : v très faible devant celle de la lumière (attention j ai dit faible devant celle de la lumière!! Même 10000 km/h est très faible devant la lumière)
g -> 1 et t'=t
Alors la durée pour toi sera la même que pour tes amis sur terre.

2ème cas : v est immense
g -> très grand (disons 1 000 000)
t' = 0,000001 t
Tu vois que t' n est plus égale a t mais il est bien plus petit
Tes amis te dirons ' t as mis un bail ', toi leur répondras 'bin non c est passé super vite.

Ce cas se manifesterait si nous étions capable de voyager a des vitesses folles, un voyageur rentrerais sur terre après un séjour dans l espace. Il pourrait retrouver son fils plus âgé que lui même. On a prouvé l existence de ce phénomène en synchronisant deux horloges atomiques. La première reste sur terre tandis que la seconde est embarquée dans un avion. Au retour de l avion, les deux horloges présentaient un léger décalage.


Dans le cas extrême ou tu vas presque aussi vite que la lumière, ton voyage te paraitra presque instantané. Pour tes amis cela durera un peu plus de deux millions d' années. 2 millions d année étant la durée nécessaire a la lumière pour faire le voyage

Maintenant voyons pourquoi on ne peut pas considérer le cas ou tu serai un photon : prenons le facteur g et explicitons le :


Avec v ta vitesse et c celle de la lumière. Tu vois que quand v est grand, v^2/c^2 est proche de 1 , donc 1-v^2/c^2 est petit est donc g est grand.
Ok maintenant si v=c alors v^2/c^2 = 1 donc 1-v^2/c^2 = 0 et g=??? Bin g = infini donc ça pose un problème. La relativité ne prévoit pas ce cas

Voila j espère avoir un peu calmé ta faim!

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite21348749873]

Bonsoir,

J'ai lu dans un article de vulgarisation scientifique qu'à une vitesse proche de celle de la lumière le temps se dilate pour l'observateur qui se déplace à cette vitesse, il pourra par exemple faire le trajet terre - galaxie d'Andromède en 3 jours...

La question est pour le photon qui se déplace lui réellement à la vitesse de la lumière combien dure le trajet de 2 millions d'années lumière entre Andromède et la terre?? est ce que c'est instantané? est ce que le temps disparaîtrait à cette vitesse pour le photon??

Merci bien

Bonsoir
Supposons que vous soyez dans une fusée qui se déplace à la vitesse v par rapport à un observateur"immobile" et que vous alliez d'un point A à un point B, distants de L (L mesuré par l'observateur immobile), .
Au départ de A, votre horloge dans la fusée et celle de l'observateur indiquent 0. A l'arrivée en B, l'horloge de l'observateur indiquera t et celle de la fusée t. rac(1-v²/c²).
Tout se passe comme si , pour l'observateur de la fusée le voyage "mesurait" L. rac (1-v²/c²).
Quant au photon, il va à la meme vitesse dans tous les réferentiels inertiels, c'est un des postulats de la Relativité, jamais pour l'instant, démenti par quelconque expérience.
Donc , pour répondre à votre question, le trajet , pour le photon dure deux millions d'années.

[Jeanthon]

Donc , pour répondre à votre question, le trajet , pour le photon dure deux millions d'années.

Vous etes sur? Avez vous lu mon message?

[doul11]

bonsoir,

Donc , pour répondre à votre question, le trajet , pour le photon dure deux millions d'années.

c'est faux, c'est un observateur qui voit le photon ce déplacer a vitesse c, comme je l'ai déjà dit ça n'a pas de sens de parler du temps propre du photon, voir l'explication de Jeanthon pour s'en convaincre. a la limite ou pourrais dire : tout ce passe comme si ... mais on dirais forcément des bêtises.

[invite4ff2f180]

Bonjour,
il faut faire très attention quand on parle de durée ou de distance car il faut au préalable dire dans quel référentiel on fait les calculs. Puisqu'il n'y a pas de référentiel inertiel associé au photon (si on suppose sa masse strictement nulle), on ne peut pas parler de temps propre pour le photon. En revanche on peut parler du "temps que met le photon à parcourir tel distance dans le référentiel associé à tel ou tel observateur". Ce temps sera alors fini.
Cordialement

[invite54165721]

On peut quand meme parler de l'observateur "relativiste" qui voyage à très grande vitesse
pour qui la durée est courte(et est quasi nulle si sa vitesse est quasi luminique).
ceci dit quand un observateur franchit la limite d'un trou noir le temps ne disparait pas pour lui.

[doul11]

pour qui la durée est courte(et est quasi nulle si sa vitesse est quasi luminique).

quasi nulle oui, mais strictement nulle non, le temps n'existe plus.

ceci dit quand un observateur franchit la limite d'un trou noir le temps ne disparait pas pour lui.

pour celui qui tombe son temps propre ne change pas, pour celui qui regarde il observe une dilatation qui tends vers l'infini quand la distance entre celui qui tombe et l'horizon tends vers zéro.

[invite21348749873]

Vous etes sur? Avez vous lu mon message?

Je l'ai lu; vous y dites que 2 millions d'années sont necessaire à la lumiere pour faire le voyage; deux millions d'années comptées sur l'horloge de n'importe quel observateur inertiel.
Nous sommes d'accord, il me semble.

[Jeanthon]

Je voulais vous reprendre sur le : pour le photon le trajet dure 2 millions d' année.

Je pense que c est une erreur : ( a moin que je vous ai mal compri )

premièrement, pour le photon ne veu rien dire, pour les raisons que j ai expliqué plus haut.

Deuxièmement, pour un objet ayant quasi la vitesse de la lumière, le trajet durera un temps quasi nul.

Du moin je pense, c est ce que j ai cru comprendre a mes cours

Cordialemet

[Simontheb]

deux millions d'années comptées sur l'horloge de n'importe quel observateur inertiel.
Nous sommes d'accord, il me semble.

Ça m'étonnerait, ou alors j'ai loupé quelque chose. La vitesse de la lumière est bien la même quel que soit l'observateur mais la distance à parcourir non (contraction des longueurs).

[doul11]

Deuxièmement, pour un objet ayant quasi la vitesse de la lumière, le trajet durera un temps quasi nul.

je dirais que pour l'objet qui voyage le temps de voyage est quasi nul parce qu'il subit une contraction de la longueur dans le sens du déplacement, mais son temps propre de change pas.

[Jeanthon]

Bin si le temps de voyage est quasi nul c'est bien que le temps propre l'est aussi...

[invite4ff2f180]

Bonjour,
en relativité, "le temps de voyage" ne veux absolument rien dire !! Ce qui a un sens, par exemple, c'est :
- le temps de voyage pour un observateur resté sur terre
- le temps de voyage pour le voyageur (ce temps correspond alors au temps propre, par définition)
- ...
Il faut toujours préciser un référentiel, sinon personne ne peut comprendre de quel temps on parle.

[Jeanthon]

Bonjour,
en relativité, "le temps de voyage" ne veux absolument rien dire !! Ce qui a un sens, par exemple, c'est :
- le temps de voyage pour un observateur resté sur terre
- le temps de voyage pour le voyageur (ce temps correspond alors au temps propre, par définition)
- ...
Il faut toujours préciser un référentiel, sinon personne ne peut comprendre de quel temps on parle.

C'est dingue j'ai l'impression de participer à un dialogue de sourd...

POUR l'objet voyageant a une vitesse quasi luminique la duree de voyage sera quasi nule

POUR l'observateur restant sur terre par exemple, la duree de voyage de l'objet sera d'un peu plus de deux millions d'année.

Je veux bien me tromper mais alors qu'on me dise pourquoi precisemment
Cessons de tourner en rond

[invite4ff2f180]

Bonjour,
là je peux répondre à votre question : oui, vous avez raison (pour le message au dessus). Mais c'est la première fois que vous dites clairement les choses en précisant le référentiel.

[doul11]

Bin si le temps de voyage est quasi nul c'est bien que le temps propre l'est aussi...

non, pour l'objet qui voyage c'est la durée qui est quasi nulle, le temps propre ne change pas, la "duré" entre chaque tic du temps propre ne change pas.

ce qui n'est pas le cas pour l'observateur resté au sol, qui lui voit une dilatation de temps du l'objet qui voyage. une augmentation de la "durée" entre chaque tic du temps de l'objet qui voyage.

que l'objet ne bouge pas par rapport a l'observateur, ou que l'objet ce déplace a vitesse relativiste par rapport a l'observateur, du point de vue de l'objet son temps propre ne change pas.

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

[Jeanthon]

Bonjour,
là je peux répondre à votre question : oui, vous avez raison (pour le message au dessus). Mais c'est la première fois que vous dites clairement les choses en précisant le référentiel.

Ha bon? Et mon premier msg ?

Enfin bref l'important c'est qu'on s'en sorte

non, pour l'objet qui voyage c'est la durée qui est quasi nulle, le temps propre ne change pas, la "duré" entre chaque tic du temps propre ne change pas.


ce qui n'est pas le cas pour l'observateur resté au sol, qui lui voit une dilatation de temps du l'objet qui voyage. une augmentation de la "durée" entre chaque tic du temps de l'objet qui voyage.

que l'objet ne bouge pas par rapport a l'observateur, ou que l'objet ce déplace a vitesse relativiste par rapport a l'observateur, du point de vue de l'objet son temps propre ne change pas.

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

On est d'accord, autant pour moi... de toute facon un temps propre nul, grand ou petit n'a aucun sens, c'est bien de la duree qu'on parle

[adhalam]

Voila j espère avoir un peu calmé ta faim!

Oui merci infiniment je suis bien rassasié et je remercie les autres intervenants le débat était très fructueux, en résumé ça dépend du référentiel et il n'existe pas de référentiel propre au photon,,,

bonne nuit