Questions générales sur la relativité

[Deedee81]

Toutefois il existe un postulat "Les lois de la nature sont invariantes dans tout changement de referentiel galileen"qui est à la base de la RR.
En fait est ce absolument certain? Nous ne pouvons deceler aucun changement par nos mesures, mais peut etre varient-elles très legerement,d'une façon indecelable par nos instruments et nos sens.

Si ce n'est pas expérimentalement décelable, pourquoi s'en faire ? Inutile de spéculer (en tout cas de manière trop sauvage ).

En plus, tu peux le voir comme un principe de bon sens.

Pour quantifier la théorie on utilise des systèmes de repérages : point de référence, repères, systèmes de coordonnées,... Ainsi on peut attribuer des valeurs numériques au temps, à la position, etc...

Mais il est clair que les phénomènes physiques (par exemple la collision de deux astéroides) se foutent pas mal de comment nous, humains, avons décidés de quantifier ces grandeurs. Le déroulement des phénomènes physiques ne dépend pas de nos repères et autres coordonnées. Seules les valeurs numériques des quantités que nous utilisons peuvent en dépendre. Les phénomènes physiques ne dépendent pas de la manière totalement arbitraire dont nous les décrivons.

Par conséquent, on aimerait en toute logique que la description théorique (les équations) soit aussi indépendante de cela. C'est que réalise la RG. La RR ne le fait que partiellement (avec les repères inertiels = galiléens).

On ne le fait pas toujours (en général pour des raisons de simplicité mathématique).

Ce principe est vieux, ça date de Galilée ! Einstein n'a fait que suivre le mouvement en prenant l'invariance des équations de l'électromagnétisme sous les transformations de Lorentz comme un fait bien établit. C'est particulièrement clair dans l'article de Langevin sur la relativité et où il utilise le cas de l'électron pour bien expliquer qu'un électron a le même comportement quel que soit sa vitesse sauf s'il est accéléré (alors il rayonne) et en déduire ainsi que les repères galiléens sont équivalents.

Il y a un aller - retour manifeste et enrichissant entre ces aspects physiques et logiques.
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[Amanuensis]

Note post envoi : Croisement avec Deedee81

Toutefois il existe un postulat "Les lois de la nature sont invariantes dans tout changement de referentiel galileen"qui est à la base de la RR.

Comme toute assertion scientifique, c'est une hypothèse qui n'a d'intérêt physique que parce qu'elle colle avec les observations.

C'est plutôt "les observations sont compatibles avec l'hypothèse qu'on peut faire un modèle de la "nature" invariant par des changements de référentiel galiléen" (c'est à dire un modèle symétrique pour une certaine classe de symétries).

En fait est ce absolument certain?

Vu ce que j'écris, je ne vais certainement affirmer qu'il y a quoi que ce soit de "absolument certain"

Nous ne pouvons deceler aucun changement par nos mesures, mais peut etre varient-elles très legerement,d'une façon indecelable par nos instruments et nos sens.

Si quelque chose est indécelable on n'a pas de raison de le modéliser ! Mais il ne faut pas inverser la logique et dire que si on ne modélise pas quelque chose c'est qu'il "n'existe pas".

J'y reflechis pourtant depuis longtemps, mais rien à faire, je n'arrive pas à me faire une vision du monde avec ce concept; je sépare toujours le temps de l'espace; et pire encore, je ne sais même pas définir le temps et l'espace.

Je le comprends très bien, et c'est à cela que tentait de répondre mon message. Je pense que le travail nécessaire n'est pas dans les maths de la RR, mais dans une réflexion sur le temps et l'espace, non pas pour les définir, mais pour réaliser comment on les appréhende, et les "fausses évidences" qui empêchent de se faire une vision du monde sur la base de la RR ou la RG.

[invite6754323456711]

L'usage du singulier est impropre. Il y a deux coïncidences spatio-temporelles distinctes, une pour chaque extrémité.
L'idée que l'échelle tienne exactement à l'intérieur une durée non nulle, porte avant et échelle intactes, est fausse : soit la porte avant casse soit l'échelle s'écrase plastiquement

C'est la mon erreur couplé à une vison de rigidité des objets physiques qui me fait voir les deux extrémités comme d'un seul tenant.

Patrick

[invite499b16d5]

C'est la mon erreur couplé à une vison de rigidité des objets physiques qui me fait voir les deux extrémités comme d'un seul tenant.

Ah, tenant, quand tu nous tiens...!

[invite7863222222222]

Humm... il faut aussi comprendre alors ce qui dans la relativité restreinte interdit de penser les solides comme parfaitement rigides.

[invite7863222222222]

Humm... il faut aussi comprendre alors ce qui dans la relativité restreinte interdit de penser les solides comme parfaitement rigides.

Suite à la lecture, dans un cours "officiel" de relativité restreinte, de l'impossibilité de la rigidité parfaite des solides, après réflexion, j'ai l'impression que ca n'a vraiment rien à voir, que le souci n'est que finalement dans la relativité de la simultanéité.

[vaincent]

Humm... il faut aussi comprendre alors ce qui dans la relativité restreinte interdit de penser les solides comme parfaitement rigides.

Je pense qu'Amanuensis parlait du fait que si les 2 portes sont suffisament solide, c'est l'échelle qui sera contrainte de s'écraser(ou de casser). C'est un phénomène indépendant de la RR.

[invite7863222222222]

Je pense qu'Amanuensis parlait du fait que si les 2 portes sont suffisament solide, c'est l'échelle qui sera contrainte de s'écraser(ou de casser). C'est un phénomène indépendant de la RR.

Non non, je ne réagissais pas par rapport à Amanuensis mais par rapport à ce message :

C'est la mon erreur couplé à une vison de rigidité des objets physiques qui me fait voir les deux extrémités comme d'un seul tenant.

Je comprends cela comme l'évocation de la rigidité de l'échelle, car j'ai lu la même chose dans un livre de cours de relativité restreinte, mais je répète mon message précédent, que ma conclusion est après réflexion cela n'a rien à voir, mais que le problème principale que ce problème illustre, n'est que dans la relativité de la simultanéité.

[Deedee81]

Ce problème de rigidité finie n'intervient que lors d'accélérations. Ce qui n'est pas le cas ici sauf lorsque l'échelle heurte une porte. Mais comme vaincent le dit, il faut bien que soit l'échelle soit les portes cassent et ça n'a rien à voir avec la relativité. C'est comme le vieux paradoxe philo : que se passe-t-il lorsque un boulet indestructible et inarrêtable rencontre un mur indestructible

L'exemple typique est celui du baton que l'on pousse à un bout. S'il était infiniment rigide, l'autre bout se mettrait instantanément à bouger, ce qui permettrait de transmettre de l'information plus vite que c.

Au niveau microscopique ce qui se passe c'est que les liaisons entre atomes sont dues aux interactions EM et la contrainte ne saurait se propager plus vite que c. Lorsque l'on pousse, cela provoque une légère déformation qui va se propager à la vitesse du son.

D'autres problèmes analogues existent avec le paradoxe de la barre tournante, avec la barre rigide mise en mouvement avec des accélérations identiques aux deux extrémités ou avec le paradoxe du levier.

[invite7863222222222]

ça n'a rien à voir avec la relativité.

Pourtant c'est évoqué dans les cours comme une des données à prendre en compte pour de résoudre le paradoxe, donc c'est surement un peu plus compliqué. En tout cas, c'est comme cela que l'on peut le comprendre comme le montre ma lecture ainsi que le confirme le message que j'ai cité.

Après re réflexion, pour moi, la seule chose qu'il est nécessaire de préciser, c'est qu'un solide ne peut pas passer dans un repère d'une vitesse V à une vitesse nulle, immédiatement. C'est, il me semble, ce qu'il faut ajouter pour ensuite conclure que donc aucun solide ne peut être parfaitement rigide en relativité restreinte.

[Deedee81]

Salut,

Pourtant c'est évoqué dans les cours comme une des données à prendre en compte pour de résoudre le paradoxe, donc c'est surement un peu plus compliqué.

Pour résoudre le paradoxe du train ???
C'est quel cours ?

Attention ! Ce problème de rigidité à avoir avec la relativité.
Mais il n'est pas nécessaire (en dehors du paradoxe philo) pour le paradoxe du train. Plus exactement le problème de rigidité en RR n'a rien à voir avec le problème de rigidité évoqué avec l'échelle. Il y a chien blanc et chien blanc.

Le reste de ton message est exact. C'est le même problème qu'avec le baton qu'on pousse (sans sous-entendu ).

Et concernant la citation d'Arcole, tu avais raison d'attirer l'attention.
(note que mon dernier message s'est croisé avec le tiens, moi aussi j'avais cru que tu réagissais à Amanuensis, désolé)

Courrage, on va finir pas se comprendre

[invite7863222222222]

Salut,



Pour résoudre le paradoxe du train ???

oui, c'est illustré par un train et un tunnel mais c'est le même problème avec l'opérateur qui ferme les portes du tunnel.

C'est quel cours ?

celui ci : http://www.amazon.fr/Relativit%C3%A9.../dp/210049483X

Le reste de ton message est exact. C'est le même problème qu'avec le baton qu'on pousse (sans sous-entendu ).

Hé ben c'est pas facile à expliquer mais ca ajoute de la clarté à la compréhension du paradoxe.

Je cite le paragraphe en question :

[...] Dans ce cas [(porte du tunnel en acier et pas en papier)], l'extrémité arrière ne peut pas connaître instantanément le sort de l'extrémité avant puisqu'aucune information ne peut se propager plus vite que la vitesse de la lumière. Le reste du train continuera donc de s'enfoncer dans le tunnel alors que l'avant est immobilisé - on se rappellera que la notion de cors parfaitement solide doit être abandonnée en relativité [...].

[Deedee81]

Hé ben c'est pas facile à expliquer mais ca ajoute de la clarté à la compréhension du paradoxe.

Je cite le paragraphe en question :

En effet, maintenant j'ai compris et ce paragraphe est exact.
Tu avais raison, pour cette explication la "non rigidité" au sens relativiste est importante. Désolé.

Ce qui se passe lorsque les portes se ferment et qu'il y a crash est rarement abordé lorsqu'on discute de ce paradoxe. Comme quoi on n'a jamais fini d'apprendre

Je vais détailler "par l'absurde" pour les autres ou au cas tu aurais une objection.

Je raisonne entièrement dans le référentiel du tunnel où le train en mouvement est plus court que le tunnel.

Si le train était "extrêmement rigide" (ne disons même pas infinie, du moins pour le moment), les portes arrières se fermeraient avant que l'arrière du train ne soit passé. Plus exactement :
Du fait qu'il n'y a plus mouvement du train, il n'y a plus contraction des longueurs et l'arrière du train recule et repasse les portes avant qu'elles ne se ferment.

Mais cela est impossible car on ferme les portes simultanément. Il faudrait que la rigidité soit infinie et le recul de l'arrière du train instantané.

D'où la remarque dans ce paragraphe. C'est génial comme truc.

Bravo jreeman (et les auteurs de ce livre)

[Amanuensis]

Ce qui se passe lorsque les portes se ferment et qu'il y a crash est rarement abordé lorsqu'on discute de ce paradoxe.

Cela a été abordé plusieurs fois sur ce forum. Alors le "rarement"...

Plus exactement :
Du fait qu'il n'y a plus mouvement du train, il n'y a plus contraction des longueurs et l'arrière du train recule et repasse les portes avant qu'elles ne se ferment.

Et cela est bizarrement dit.

[invite6754323456711]

pour cette explication la "non rigidité" au sens relativiste est importante.

Les extrémités d'un objet physique ne peuvent être considéré comme des points rigidement liés sinon cela conduit à des paradoxes dans un cadre relativiste.

Le piège qu'il fallait éviter et pourtant bien connu mais nos habitudes sont persistantes est que lors de la coïncidence spatio-temporelle d'une extrémité de deux objets de même longueur (ce qui était l'hypothèse de l'exemple. La longueur propre de l'échelle augmente du à la phase d'accélération pour conserver la longueur de la grange) si on suppose la rigidité cela implique la coïncidence spatio-temporelle des autres extrémités (comme si ces deux évènements ne faisaient qu'un car du fait de la rigidité la simultanéité des coïncidences devient nécessaire. Phénomène quantique au niveau macroscopique ).

Or pour constater une simultanéité il faut une procédure tel que par exemple envoi d'un signal lumineux pour chacune des coïncidences et la réception simultané des deux signaux en un point donné (ici le milieu des extrémités de la grange). Le point coïncident spatio-temporelle lié à l'échelle ne pourra quant à lui constater une simultanéité.

Patrick

[invite7863222222222]

A un instant donné, les propriétés d'un objet (donc y compris la vitesse, mais aussi sa position relativement aux autres objets) ne peuvent se traduire que par une seule valeur mesurée.

Passer d'une vitesse V à 0 doit donc nécessairement se faire à des temps différents disons selon un intervalle de temps .

Ce qui signifie qu'aucun objet destiné à être un obstacle contre l'objet allant à la vitesse V pour l'amener à 0, ne peut arrêter un autre objet en conservant ses propriétés de longueur, il doit nécessairement se déformer lors du choc, car la longueur parcourue par l'objet correspond au temps est nécessairement strictement positive puisque l'objet doit passer de V à 0 de manière continue.

[le chamois]

"Edit : Oups j'étais sur la page mémorisé d'hier, il n'y avait alors aucune réponse depuis la question de ù100fil ..."

Oui, je vois ce que tu veux dire.

Le problème est que toutes ces observations ne sont pas naturel pour nous. Il me faudrait un peu m'habituer à cette façon de penser, j'aimerais avoir plus de temps pour m'y plonger... (Bref) Je vais quand même donner mon analyse brut.

Pour moi une coïcidence ne s'applique qu'à des points géométriques à partir d'un même repère, par exemple les extrêmités gauche de l'échelle et du hangar OU les extrêmités droites.

J'appellerais simultannée la réalisation des deux coïncidences dans le même instant suivant un repère.

Après le tout est d'admettre que deux événements puissent être simultanées dans un repère et non dans un autre. Puis d'identifier les extrêmités de l'échelle comme des points géométriques dissociés et non comme une même entité induite par l'idée de "solide". Les points géométriques, coïncidents avec le hangar à l'événement A à gauche, et à l'évenement B à droite, sont alors simultanée dans le repère du hangar et non dans celui de l'échelle.

Je pense que ce qui dérange dans cette expérience est que l'on prend un solide qui nous oblige par expérience à lié au même instant les événements qui se produisent a ses extrêmité alors que c'est faux, les liens de cause à effets des 2 extrêmités mettent du temps à se déplacer.

[Amanuensis]

Après le tout est d'admettre que deux événements puissent être simultanées dans un repère et non dans un autre.

Faut l'admettre d'entrée, et aller au bout, c'est à dire réaliser que ce qu'on appelle "système de coordonnées" (ou repère ici) est une construction artificielle, ne correspondant pas à un "objet" physique, et permettant de choisir dans une certaine mesure les relations de simultanéité.

J'appellerais simultanée la réalisation des deux coïncidences dans le même instant suivant un repère.

Si on comprend "repère" comme "système de coordonnées", c'est la définition normale. Sont simultanés deux événements dont la coordonnée temporelle est identique dans le système de coordonnées choisi.

Puis d'identifier les extrêmités de l'échelle comme des points géométriques dissociés et non comme une même entité induite par l'idée de "solide".

Oui, c'est le point important. Il est lié aussi, indirectement, à la notion de "repère" (de référentiel). Voir un objet accélérant comme solide est induit par l'idée de "référentiel d'un objet" avec l'idée (euclidienne) de repère rigide.

Je pense que ce qui dérange dans cette expérience est que l'on prend un solide qui nous oblige par expérience à lié au même instant les événements qui se produisent a ses extrémité alors que c'est faux

Oui. Mais il suffit d'accepter l'idée, fort simple, que rien n'est rigide, que les notions de rigidité et de solidité sont des approximations, acceptables seulement pour des accélérations modérées, ou encore que tout objet se déforme significativement pour des accélérations élevées, pour ne plus avoir ce problème.

Cela rend le "paradoxe" de l'échelle et du hangar plus facile à "comprendre" que les trains relativistes dont parlait Arcole il y a quelques jours : dans ce dernier cas il n'y a pas d'accélération, donc pas de déformation et les effets de la chrono-géométrie de Minkowski se présentent plus directement.

[GillesH38a]

La 'coïncidence spatiale des milieux' est un événement unique, indépendant du choix du référentiel. Les transformations de Lorentz sont spatialement affines, et donc respectent les barycentres.

Edit : Hmm... C'est peut-être n'importe quoi, cette dernière phrase. Je vais y réfléchir mais je la laisse pour que quelqu'un la critique éventuellement.

oui, là tu fais erreur . Il n'y a pas de barycentre défini en relativité (au sens d'un point unique dont les coordonnées spatio-temporelles se transforment par une T.L.), justement à cause de la non conservation de la simultaneité , qui fait que ce ne sont pas les mêmes évènements qu'on pondère pour calculer la position de G , quand on change de référentiel. Il y a un référentiel barycentrique dans lequel Ptotal = 0, ça c'est bien défini, mais son "origine" G ne l'est pas.

[Deedee81]

Cela a été abordé plusieurs fois sur ce forum. Alors le "rarement"...

Je ne lis pas tous les fils

[le chamois]

Faut l'admettre d'entrée, et aller au bout, c'est à dire réaliser que ce qu'on appelle "système de coordonnées" (ou repère ici) est une construction artificielle, ne correspondant pas à un "objet" physique, et permettant de choisir dans une certaine mesure les relations de simultanéité.



Si on comprend "repère" comme "système de coordonnées", c'est la définition normale. Sont simultanés deux événements dont la coordonnée temporelle est identique dans le système de coordonnées choisi.



Oui, c'est le point important. Il est lié aussi, indirectement, à la notion de "repère" (de référentiel). Voir un objet accélérant comme solide est induit par l'idée de "référentiel d'un objet" avec l'idée (euclidienne) de repère rigide.



Oui. Mais il suffit d'accepter l'idée, fort simple, que rien n'est rigide, que les notions de rigidité et de solidité sont des approximations, acceptables seulement pour des accélérations modérées, ou encore que tout objet se déforme significativement pour des accélérations élevées, pour ne plus avoir ce problème.

Cela rend le "paradoxe" de l'échelle et du hangar plus facile à "comprendre" que les trains relativistes dont parlait Arcole il y a quelques jours : dans ce dernier cas il n'y a pas d'accélération, donc pas de déformation et les effets de la chrono-géométrie de Minkowski se présentent plus directement.

Est ce qu'on est d'accord que la notion de "pratiquement rigide" n'intervient que pour une faible part dans la différence de temps, dans le repère de l'échelle, entre les coïncidences des positions extrêmes de l'échelle et du hangar et que cette différence de temps est bien due principalement à la contraction de Lorentz ?
Qu'on peut rendre le module élastique aussi petit que l'on veut dans le référentiel du hangar tel que cette différence est aussi proche que l'on veut de la contraction de Lorentz ? (edit : en fait je ne connais pas encore les effets d'une phase d'accélération sur des référentiels solide, je ne suis pas si sur de cette proposition...)
Que la notion de solide ici contribue seulement à faire oublier aux profanes dont je fais parti le peu de naturel qu'ont les effets relativistes par l'image mental de la manipulation d'un "bois de bois" ?

[b@z66]

Ce qui m'interpelle est que le milieu de l'échelle peut être enfermé (constitue un seul évènement) suivant le point de vue du hangar et non enfermé suivant le point de vue de l'échelle. Ce qui rejoint, me semble t-il, ta première interrogation avec l'exemple du train d'Einstein.

Patrick

Milieu-enfermé et milieu-non enfermé sont deux situations différentes donc nécessairement deux évènements différents quel que soit le point de vue adopté. En fait, toute la réponse réside dans le fait que l'échelle dans le référentiel de la grange tient à un instant t donné dans tout l'espace de la grange(je préfère ne pas mettre de porte pour que des suppositions sur l'élasticité des échelles ne viennent pas interférer) mais, dans le référentiel de l'échelle, cet instant t donné ne correspond plus à un instant t' unique puisque t' dépend alors aussi de tous les emplacements dans la grange considérés précédemment(indiqué en gras). Il n'y a donc pas de nécessité de penser que l'échelle, dans son propre référentiel, puisse tenir à un instant t' entièrement dans la grange(cela étant même contraint par la contraction de la grange). En fait, l'instant t du référentiel grange précédent se retrouvera étaler, dans le référentiel de l'échelle, entre l'instant t1' où l'avant de l'échelle commence à sortir de la grange et celui t2' où l'arrière de l'échelle finit par rentrer complètement dans la grange. Après, on peut bien sûr rajouter des portes, les fermer et les garder ainsi pour voir l'effet que leur collision avec l'échelle doit avoir sur l'élasticité de cette dernière...

[invite499b16d5]

Oui. Mais il suffit d'accepter l'idée, fort simple, que rien n'est rigide, que les notions de rigidité et de solidité sont des approximations, acceptables seulement pour des accélérations modérées, ou encore que tout objet se déforme significativement pour des accélérations élevées, pour ne plus avoir ce problème.

Cela rend le "paradoxe" de l'échelle et du hangar plus facile à "comprendre" que les trains relativistes dont parlait Arcole il y a quelques jours : dans ce dernier cas il n'y a pas d'accélération, donc pas de déformation et les effets de la chrono-géométrie de Minkowski se présentent plus directement.

Salut,
il ne me semble pas que ce soit plus facile à comprendre, au contraire ces histoires de non-rigidité enfument l'esprit, on ne sait plus de quoi on parle: le mot "déformation" implique en soi un mouvement, des instants différents à des lieux différents, un état initial et un état final, bref je ne vois pas comment on simplifie une difficulté d'appréhension de l'espace-temps en ayant recours à des évènement plus nombreux.
Le seul avantage d'utiliser des "solides", c'est que ça permet d'imaginer un plus grand nombre de problèmes "concrets", mais la contrepartie c'est que ça détourne l'attention du problème central.