Relativité restreinte

[invite21348749873]

Bonjour,

Les propositions suivantes:

* "La vitesse de la lumiere est constante dans tout repere galiléen"

et

" Les lois de la nature sont identiques dans tout repère galiléen"

sont elles indépendantes ?
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[Skippy le Grand Gourou]

Pas tout à fait : la première n'est qu'une supposition. En fait le fait que les lois de la physique doivent être les mêmes dans tout référentiel inertiel, c'est-à-dire non accéléré (c'est le principe d'équivalence d'Einstein), et ce y compris pour les équations de champs, impliquent les lois de transformations de Lorentz (sans les champs, les transformations galiléennes suffisent). Ceci implique une vitesse maximale de propagation des interactions, qu'Einstein a assimilé à la vitesse de la lumière, ce qui n'a pas été infirmé depuis.

Donc non, ces deux affirmations ne sont pas indépendantes, si l'on considère que la vitesse de la lumière est effectivement cette vitesse maximale. De toute façon, même si elle ne l'est pas, la différence doit être infinitésimale.

[invite21348749873]

La relativité restreinte a donc besoin deux postulats.

[Skippy le Grand Gourou]

Pas vraiment : les lois physiques doivent être les mêmes dans tous les référentiels inertiels, donc il y a une vitesse maximale des interactions, notée c. Il se trouve que sa valeur correspond à celle de la vitesse de la lumière, par conséquent il semble naturel d'assimiler les deux à la même quantité. L'appellation "vitesse de la lumière" pour c est en quelque sorte un abus de langage, mais la relativité restreinte n'en a pas besoin. La vitesse de la lumière pourrait être la moitié de c que ça ne changerait absolument rien à la théorie, excepté les appellations. Donc le seul postulat nécessaire est "les lois physiques sont les mêmes quel que soit le référentiel inertiel choisi".

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite21348749873]

Je n'arrive pas à comprendre pourquoi, de ce postulat, on déduit qu'il doit y avoir une vitesse maximale des interactions.

[invité576543]

Bonjour,

Pour compléter ce que dit le Kangourou, le seul postulat est bien "les lois physiques sont les mêmes quel que soit le référentiel inertiel choisi", en précisant ce qu'est un référentiel inertiel et en donnant les lois de transformation permettant de passer d'un référentiel inertiel à un autre. Ce sont ces lois qui distinguent la relativité restreinte de la relativité galiléenne par exemple, dont le postulat de base est identique, mais les lois de transformation différentes. Les formules de transformation de la RR incluent les translations dans le temps et l'espace, les rotations dans l'espace et les "transformations de Lorentz", coeur de la relativité restreinte. Ce sont ces transformations qui impliquent une vitesse limite, c.

La vitesse des photons n'est pas un postulat, mais le résultat de mesures. A ce jour ces mesures sont compatibles avec des photons se déplaçant à la vitesse limite incluse dans les postulats de la relativité restreinte.

Cordialement,

[invite21348749873]

Bonjour,

Pour compléter ce que dit le Kangourou, le seul postulat est bien "les lois physiques sont les mêmes quel que soit le référentiel inertiel choisi", en précisant ce qu'est un référentiel inertiel et en donnant les lois de transformation permettant de passer d'un référentiel inertiel à un autre. Ce sont ces lois qui distinguent la relativité restreinte de la relativité galiléenne par exemple, dont le postulat de base est identique, mais les lois de transformation différentes. Les formules de transformation de la RR incluent les translations dans le temps et l'espace, les rotations dans l'espace et les "transformations de Lorentz", coeur de la relativité restreinte. Ce sont ces transformations qui impliquent une vitesse limite, c.

La vitesse des photons n'est pas un postulat, mais le résultat de mesures. A ce jour ces mesures sont compatibles avec des photons se déplaçant à la vitesse limite incluse dans les postulats de la relativité restreinte.

Cordialement,

D'accord; mais alors cette vitesse limite est une nécessité mathematique, due à la nature des équations de Lorentz ,et rien de plus.

[invité576543]

D'accord; mais alors cette vitesse limite est une nécessité mathematique, due à la nature des équations de Lorentz ,et rien de plus.

Je ne comprends pas. Il n'y a pas de "nécessité mathématique" en physique. Il y a des modèles qui marchent ou qui ne marchent pas.

Les transformations de Lorentz sont celles qui marchent, celles qui permettent de faire des prédictions qui se réalisent. C'est en cela qu'elles sont incluses dans la physique. Par nécessité d'observation, pas par nécessité mathématique.

La conséquence des formules est la relativité de la simultanéité. Dépasser la vitesse limite c introduit la possibilité d'observateurs inertiels qui voient les effets avant les causes, ce qui entraîne une contradiction soit avec le principe de relativité (pas d'observateur inertiel privilégié) soit avec le principe de causalité.

Cordialement,

[invite21348749873]

Je voulais dire que ,dans les transformations de LORENTZ, la quantité sous le radical devant rester positive, il FAUT que v soit inférieur à c.
C'est une condition mathématique pour ces équations là.
Si elles sont les seules, et c'est le cas jusqu'a présent, cette condition devient un fait physique.
Je le vois ainsi, tout au moins.
Merci pour ce dialogue.

[invite93279690]

Même si fondamentalement la relativité restreinte n'a pas besoin du postulat "la vitesse de la lumière est la même dans tous les référentiels d'inertie", historiquement c'est bien un des arguments qui a permis son élaboration non?

[invite21348749873]

Même si fondamentalement la relativité restreinte n'a pas besoin du postulat "la vitesse de la lumière est la même dans tous les référentiels d'inertie", historiquement c'est bien un des arguments qui a permis son élaboration non?

C'est meme le résultat de l'expérience de Michelson

[invité576543]

Même si fondamentalement la relativité restreinte n'a pas besoin du postulat "la vitesse de la lumière est la même dans tous les référentiels d'inertie", historiquement c'est bien un des arguments qui a permis son élaboration non?

Tout à fait. Ce sont les équations de Maxwell qui sont historiquement à l'origine du problème, puis l'expérience de Michelson. Dans les deux cas, c'est bien la propagation du champ électromagnétique.

En pratique, dire que c c'est la vitesse de la lumière porte rarement à conséquence; la différence est infime, si non nulle!

C'est quand on commence à discuter des problèmes comme la question de la masse du photon qu'il faut faire attention au vocabulaire...

Cordialement,

[invited72eecc6]

Il faut également supposer l'espace homogène et isotrope et ces postulats combinés avec le principe de relativité de Poincaré amènent à une vitesse limite à laquelle se propage toute particule dénuée de masse.

[invité576543]

Il faut également supposer l'espace homogène et isotrope

Je ne suis pas sûr. N'est-ce pas inclus dans les translations (homogénéité) et les rotations (isotropie)?

Cordialement,

[invite1ea97de8]

Mais que faites vous des observations de planète qui gravient autours de notre quazar a plusieurs millions de kilomètre par seconde...?
C pas une théorie ca, c'est un fait observé.. donc c démolie pas un peu l'histoire de V<C ?
Je suis confu?

[mtheory]

Bonjour,

Les propositions suivantes:

* "La vitesse de la lumiere est constante dans tout repere galiléen"

et

" Les lois de la nature sont identiques dans tout repère galiléen"

sont elles indépendantes ?

Salut.

Oui et non,je m'explique.

La deuxième condition ,en soi, n'implique pas la constance de la vitesse de la lumière.Mais ,les équations de Maxwell étant ce qu'elles sont , demander leur invariance par changement de référentiel implique que la vitesse de la lumière soit constante ,c'est ce qu'il me semble en tout cas.
Maintenant ça n'est possible que si la structure de l'espace et du temps est différente de la structure absolue classique.
Et donc cette structure s'appliquant à tous les phénomènes dans l'espace-temps, ce qu'on appelle la vitesse de la lumière est en fait la vitesse maximalle de propagation d'un signal dans l'univers et doit être universellement valable.
On n'appelle donc vitesse de la lumière c que par accident historique,il s'agit en fait d'une constante en relation avec la structure de l'espace-temps.

[invite21348749873]

Salut.

Oui et non,je m'explique.

La deuxième condition ,en soi, n'implique pas la constance de la vitesse de la lumière.Mais ,les équations de Maxwell étant ce qu'elles sont , demander leur invariance par changement de référentiel implique que la vitesse de la lumière soit constante ,c'est ce qu'il me semble en tout cas.
Maintenant ça n'est possible que si la structure de l'espace et du temps est différente de la structure absolue classique.
Et donc cette structure s'appliquant à tous les phénomènes dans l'espace-temps, ce qu'on appelle la vitesse de la lumière est en fait la vitesse maximalle de propagation d'un signal dans l'univers et doit être universellement valable.
On n'appelle donc vitesse de la lumière c que par accident historique,il s'agit en fait d'une constante en relation avec la structure de l'espace-temps.

Nous sommes d'accord.
Ce sont les équations de Maxwell , au départ qui exigent l'invariance de c.
Ce n'est qu'apres l'expérience de Michelson que les choses se sont rationalisées ,à mon sens.
A mon avis, la seule preuve irréfutable de la RR, c'est cette expérience extraordinaire.

[mtheory]

Nous sommes d'accord.
Ce sont les équations de Maxwell , au départ qui exigent l'invariance de c.
Ce n'est qu'apres l'expérience de Michelson que les choses se sont rationalisées ,à mon sens.
A mon avis, la seule preuve irréfutable de la RR, c'est cette expérience extraordinaire.

non ,toutes les applications de la dynamique relativiste parlent aussi en faveur de la RR.En ce sens il y a des dizaines d'expériences qui la prouvent.

[invite21348749873]

non ,toutes les applications de la dynamique relativiste parlent aussi en faveur de la RR.En ce sens il y a des dizaines d'expériences qui la prouvent.

Par exemple, peux tu m'en donner quelques unes?

[mtheory]

Par exemple, peux tu m'en donner quelques unes?

toute la physique des particules élémentaires et donc toutes les expériences en accélérateurs font usage des relations de la dynamique relativiste.Même la spectroscopie fine des atomes l'emploie comme Sommerfeld a été le premier à le prouver.

[invite21348749873]

toute la physique des particules élémentaires et donc toutes les expériences en accélérateurs font usage des relations de la dynamique relativiste.Même la spectroscopie fine des atomes l'emploie comme Sommerfeld a été le premier à le prouver.

Il n'existe pas à l'heure actuelle de théorie(s) concurrente(s)?
Ou d'observations que cette théorie n'explique pas?

[mtheory]

Il n'existe pas à l'heure actuelle de théorie(s) concurrente(s)?
Ou d'observations que cette théorie n'explique pas?

Si ,dans certaines situations particulières des effets de gravitation quantique sont susceptibles de violer l'invariance de Lorentz ,on fait des recherches expérimentales en ce sens.La théorie des cordes et la gravitation quantique en boucles suggèrent de telles choses.

[invite21348749873]

Si ,dans certaines situations particulières des effets de gravitation quantique sont susceptibles de violer l'invariance de Lorentz ,on fait des recherches expérimentales en ce sens.La théorie des cordes et la gravitation quantique en boucles suggèrent de telles choses.

On arrive à ma capacité maximale de compréhension, là.
Merci infiniment pour toutes ces infos.

[invite1ea97de8]

La théorie des cordes elle pas au poubelles, remplacé par la M ?

[mtheory]

La théorie des cordes elle pas au poubelles, remplacé par la M ?

Non,la théorie M est une extension de la théorie des cordes

[chaverondier]

Bonsoir,

Dans certaines situations particulières des effets de gravitation quantique sont susceptibles de violer l'invariance de Lorentz.

Lesquelles ?

On fait des recherches expérimentales en ce sens.

Lesquelles ?

La théorie des cordes et la gravitation quantique en boucles suggèrent de telles choses.

Où peut-on trouver une référence (accessible en ligne dans toute la mesure du possible) qui pourrait être considérée comme une bonne illustration des réflexions allant dans ce sens ?

Bernard Chaverondier

[invite1ea97de8]

Ben en fait la théorie des cordes comportent 9 dimension alors que la M en comporte 10 non?
ou c'est 10 et 11? ...anyway, j'aime pas leur explication du big-bang et des trous noirs, ils ont seulement changé la formulation de la question de l'origine de l'univers...on dit pu, d'ou vient l'univers mais d'ou vient le multivers? C tellement science fiction que j'me demande jusqu'a quel point ca sert a quelque chose? es-ce que ca a été validé par une quelconque preuve tangible leurs histoire????

[mtheory]

Bonsoir,Lesquelles ? Lesquelles ? Où peut-on trouver une référence (accessible en ligne dans toute la mesure du possible) qui pourrait être considérée comme une bonne illustration des réflexions allant dans ce sens ?

Bernard Chaverondier

Il y a ça:

http://arxiv.org/PS_cache/gr-qc/pdf/0407/0407005.pdf

ça doit vous intéresser mais ce n'est pas exactement la violation de l'invariance de Lorentz au sens qui vous conviendrait mais c'est une illustration de ce que les gens ont dans la tête. Je vais vous chercher d'autres choses en ce sens.

Comme ça:
http://arxiv.org/abs/astro-ph/0510172

[mtheory]

Il y a ça:

http://arxiv.org/PS_cache/gr-qc/pdf/0407/0407005.pdf

ça doit vous intéresser mais ce n'est pas exactement la violation de l'invariance de Lorentz au sens qui vous conviendrait mais c'est une illustration de ce que les gens ont dans la tête. Je vais vous chercher d'autres choses en ce sens.

Comme ça:
http://arxiv.org/abs/astro-ph/0510172

http://arxiv.org/abs/hep-th/0210079

Le plus rapide/simple sur ces histoires c'est probablement

http://arxiv.org/PS_cache/gr-qc/pdf/9905/9905048.pdf

[invite21348749873]

La théorie de la RR pourrait elle accepter une vitesse de la lumiére et une vitesse de transmission des forces de gravité différentes?