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Petit problème de relativité



  1. #1
    vinze

    Bonjour,
    Voici un petit pb de relatité....On envoie deux signaux lumineux au meme moment, dans la meme direction mais en sens opposé. Par exemple un signal vers la gauche et l'autre vers la droite. Les deux signaux s'éloignent de l'observateur à la vitesse C (300000km/s).
    Question 1: la distance entre les deux signaux croit à la vitesse 2C, est ce possible?
    Question 2: pour un repère attaché à un des signaux (celui de gauche par exemple), à quelle vitesse s'éloigne l'autre signal (celui de droite)?
    Merci

    -----

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  3. #2
    olle

    à ton avis est-ce possible ?

    aucun phénomène physique se propage plus vite que la lumière.
    est-ce un phénomène physique ?

  4. #3
    vinze

    Pourrais tu etre plus explicite?
    Merci

  5. #4
    Coincoin

    Il est tout à fait possible physiquement d'envoyer deux signaux lumineux dans deux directons opposées... et je pense que cela ne pose pas de problème (même si je ne suis pas très calé en relativité). En effet, on peut trouver des vitesses supérieures à c sans remettre en cause la théorie, car celle-ci dit que l'information ne peut pas aller plus vite que c. Pour ce qui est de la 2e question, je crois que le problème est résolu en disant qu'on ne peut pas attacher de repère à un photon (sinon l'observateur irait à la vitesse c alors qu'il a une masse ).

    En espérant qu'un expert viendra confirmer mes dires...

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    ZOZO

    Vouloir essayer de parler de vitesse pour un photon ou plus généralement vouloir disserter sur le mouvement d'un photon n'a aucun sens tout simplement parce qu'un photon ne peut explicitement ou implicitement être un référentiel de mouvement car pour lui l'univers entier est un instantané temporel et un point sans dimension exemple :

    SI un photon s'éloigne de moi à la vitesse c ça veut dire inversement que je m'émoignerais de lui à la vitesse -C ce qui en relativité me conférerait une énergie infinie : absurde.

  8. #6
    vinze

    Mais puis je dire que la distance entre les deux signaux croit suivant une vitesse egale à 2C?

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  10. #7
    ZOZO

    Mon cher vinze je crois que vous ne m'avez pas compris,

    Vouloir parler de l'évolution d'une distance dans le temps cela revient à parler de vitesse donc de mouvement, et je réitère pour un signal lumineux, pour un photon, ou plus généralement pour une entité se déplacant à la vitesse de la lumière, en relativité restreinte ou générale : CA N'A AUCUN SENS, même si des savants font cette bourde parfois à longueur de publications.

  11. #8
    vinze

    Décidement je ne comprend pas ce que vous tentez de m'expliquer. J'ai meme l'impression que vous dites "un signal lumineux se déplacant à la vitesse C n'a aucun sens"....
    Voyez mon niveau d'incompréhension!

  12. #9
    ZOZO

    En me piégeant moi même sémantiquement je vous ai ainsi démontré l'impossibilité pratique de parler du "déplacement" d'une entité du genre photon. Il nous piège car nous sommes profondément conditionné pour faire fonctionner notre mental soit sur du temps, soit de l'espace, soit de la matière, soit de l'énergie, or le photon transcende tout ça.

    Autre exemple de cette absurdité : lorsque vous projetez un rayon lumineux devant vous, en toute logique on pourrait penser que les photons se déplaçeant de concert devraient avoir une vitesse relative nulle, eh bien c'est interdit puisque depuis tout référentiel la lumière a toujours la vitesse c.

    Ou encore lorsque un photon frappe un miroir sa vitesse devrait passer
    forcément par zéro avant de rebondir, LA ENCORE INTERDIT.

    etc. etc.

    Doublon effacé. Coincoin

  13. #10
    Patzewiz

    Bonjour,

    Aucun observateur ne pouvant se trouver dans un référentiel lié à un photon, on pourrait envisager un problème légèrement dfférent et remplacer les deux photons par 2 particules massives émises en sens opposés avec des vitesses supérieures à c/2. C' est par exemple le cas des électrons et des positrons qui se croisent dans des anneaux de collision.
    La question 1 ne pose pas plus de problèmes que pour les photons.
    Pour la question 2, il suffit d'appliquer la loi relativiste de composition des vitesses. Sur l'axe commun des deux mouvements:
    v = (v' + u) / (1 + uv'/c^2) où u est la vitesse du référentiel R' par rapport au référentiel R.
    On trouve évidemment toujours une vitesse inférieure à c.
    L'équation marche même dans le cas ou v'=u=c et donne v=c, c'est un passage à la limite qui parait normal car u et v' peuvent être très très proches de c.

    Pour revenir à la question 1, il existe d'autres cas où l'on fait apparaître des vitesses supérieures à la vitesse de la lumière, mais elles correspondent toujours à un phénomène où il n'y a pas de transmission d'information comme indiqué par Coincoin.
    Exemple 1: on place un écran à grande distance d'un phare maritime, le spot créé par celui-ci se déplace sur l'écran à une vitesse d'autant plus élevée que la distance est grande, elle peut donc dépasser la vitesse de la lumière.
    Exemple 2 : il existe un calcul classique de la propagation d'une onde électromagnétique dans un plasma dans lequel on trouve une vitesse de phase (Vph) supérieure à la vitesse de la lumière. La vitesse de groupe (Vgr) associée au même phénomène est en revanche inférieure à c. On a dans ce cas particulier, Vph.Vgr = c^2. L'énergie transportée par l'onde a évidemment la vitesse Vgr.
    Que sais-je?

  14. #11
    ZOZO

    A partir du moment où on accepte l'idée que le photon ne peut pas servir de référentiel, on ne peut pas disserter explicitement ou implicitement de sa vitesse et plus généralement de son mouvement et aucune formule mathématique ne peut rien changer à ça.

  15. #12
    Patzewiz

    C'est bien parce que j'accepte les objections concernant les photons que je les remplace par des électrons ou des galaxies s'éloignant l'un de l'autre à une vitesse relative qu'un observateur central pourrait croire supérieure à la vitesse de la lumière. Le formalisme mathématique a l'avantage de devenir applicable et de démontrer qu'il n'y a rien d'anormal dans ce cas.
    Que sais-je?

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  17. #13
    monnoliv

    Exemple 1: on place un écran à grande distance d'un phare maritime, le spot créé par celui-ci se déplace sur l'écran à une vitesse d'autant plus élevée que la distance est grande, elle peut donc dépasser la vitesse de la lumière.
    Je comprends pas ça, peux-tu expliquer ?
    Ne soldez pas grand mère, elle brosse encore.

  18. #14
    Rincevent

    Citation:
    Exemple 1: on place un écran à grande distance d'un phare maritime, le spot créé par celui-ci se déplace sur l'écran à une vitesse d'autant plus élevée que la distance est grande, elle peut donc dépasser la vitesse de la lumière.

    Je comprends pas ça, peux-tu expliquer ?
    la vitesse linéaire du signal lumineux sur l'écran semble être V = R fois omega

    où oméga est la vitesse de rotation et R la distance entre la source et l'écran. Donc en prenant R suffisamment grand, on peut avoir v plus grand que c. La "résolution" du problème vient du fait que tout système de coordonnées mathématique ne correspond pas nécessairement à un système de coordonnées physique .

  19. #15
    monnoliv

    Je dirais qu'ici, c'est une illusion d'optique, on verrait quelque chose se déplacer plus vite que c mais ce quelque chose est une animation, au même titre que le cinéma est une succession d'images fixes qui donne l'impression d'un mouvement.
    Bàv,
    Ne soldez pas grand mère, elle brosse encore.

  20. #16
    Patzewiz

    Bonsoir,

    Rincevent a parfaitement interprété ce que je voulais dire. Cet exemple me vient de mon vénérable prof de physique de spé et ne date pas d'hier.

    D'autre part, ce n'est pas une illusion d'optique, car les illusions d'optique sont des phénomènes exploitant les faiblesses du système biologique "oeil+cerveau". Il faut noter que ce qui se propage sur l'écran n'est ni une onde, ni une particule et ne peut transporter ni énergie ni information. Le spot qui se déplace sur l'écran peut être assimilé à une série de photons arrivant les uns après les autres sur l'écran. C'est comme un tir de mitraillette, la vitesse avec laquelle les trous apparaissent dans la cible n'a rien à voir avec celle des balles qui percent ces trous. Je peux définir la vitesse d'apparition des trous mais chaque trou est en fait indépendant du précédent...
    ops:
    Que sais-je?

  21. #17
    monnoliv

    Mouai, c'est donc bien ce que je disais.
    Ne soldez pas grand mère, elle brosse encore.

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