Vitesse limite de la lumière

[invite8d0f482c]

Bonjoour

Sur Wiki on peut lire :

"Albert Einstein se demandait ce qu'il verrait, s'il rattrapait un rayon de lumière, c'est-à-dire ce qu'il verrait, s'il se déplaçait à 300 000 km/s. Il verrait encore un rayon lumineux se déplacer à la même vitesse par rapport à lui ! Et c'est sa propre théorie, la relativité restreinte, qu'il bâtira quelques années plus tard qui rend l'hypothèse de voir un rayon de lumière au repos impossible."

qui pourait vulgariser la raison de cela ? Intuitivement je me dit qu'il y a un décallage du référentiel temps du voyageur.
Mais en même temps on ne peut le rattraper que si on pouvait aller plus vite que la lumière.

Expérience :
Si au même instant on allume une lumière et que l'on fait partir un observateur avec une vitesse inférieur à c d'un mètre par seconde, l'observateur ne verra pas la lumière s'éloigner d'un metre à chaque seconde, mais à la vitesse de c.
Pour moi la seule façon de "réaliser" cela c'est que le temps du voyageur soit extrèmement ralenti non ?
On pourrait s'amuser à faire un système de poupées russes, avec un vaisseau gigantesque sur lequel on lance un vaisseau plus petit et ainsi de suite. bref je comprend pas, c'est comme si la vitesse de la lumière n'avait pas une limite au sens courant du terme...

Merci
A+
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[Deedee81]

Salut,

Il y a plusieurs raisons de voir ça. Celle que tu donnes (avec la dilatation du temps) en est une.

Une autre raison est la composition des vitesses en relativité : ce n'est pas l'addition (*). Tout combinaison de vitesses inférieure à c donne une vitesse inférieure à c.
A contrario, la composition de toute vitesse avec la vitesse c donne la vitesse c : impossible de la ralentir.

Une autre raison (tout est lié en fait) : un objet massif ne peut pas atteindre c car il faudrait pour ça lui communiquer une énergie infinie. A contrario, un objet sans masse ne peut aller qu'à la vitesse c (dès qu'il a ne fut-ce qu'un pouillème d'énergie) car sinon son énergie serait nulle.


(*) Pour deux vitesses longitudinales V1 et V2. Disons deux repères K et K' et un objet. Le repère K' se déplace à la vitesse V. L'objet O se déplace à la vitesse V1 dans K'. Et donc dans K il se déplace à la vitesse :
V2 = (V1+V) / (1 + V*V1/c²)

[invite8d0f482c]

Salut,

Oui pour la composition des vitesses j'avais suivi, ça découle de la théorie (et de la pratique), mais pour moi ça reste une formule.
Le temps par contre me parait plus concret. Mais du coup tous ces objets qui se baladent avec leur propre horloge dans un univers commun n'existent pas sur un même plan... ?

deux vaisseaux qui vont à une vitesse proche de c sur des trajectoires parralèles s'echange des info à la vitesse c
mais deux vaisseaux, l'un allant à c et l'autre à c/2 ça reste c ?

[Deedee81]

Mais du coup tous ces objets qui se baladent avec leur propre horloge dans un univers commun n'existent pas sur un même plan... ?

Euh..... si. Pas sûr d'avoir compris la question là.

deux vaisseaux qui vont à une vitesse proche de c sur des trajectoires parralèles s'echange des info à la vitesse c
mais deux vaisseaux, l'un allant à c et l'autre à c/2 ça reste c ?

Pas clair non plus ça.

Si deux vaisseaux vont à même vitesse (< c, mesuré dans un repère donné K). Leur vitesse relative est 0.
Si un vaisseau (sans masse, un photon transport en commun ) V1 va à vitesse c, et l'autre V2 à vitesse c/2 (mesuré dans un repère donné K), alors V1 va aussi à vitesse c par rapport à V2 (et parler de la mesure de la vitesse de V2 par V1 n'a guère de sens cas son temps propre est nul, toute mesure de ce type ne pourrait qu'être indéterminée. Mais à supposer que V1 se déplace à c - un petit chouillat de rien du tout, alors la vitesse de V1 par rapport à V2 sera environ c, et la vitesse de V2 par rapport à V1 sera aussi environ égal à c).

J'espère avoir été clair Sinon on détaillera (demain, ou un autre contributeur).

Bonne fin de journée, je retourne chez moi (à c / 8000000 )

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite8d0f482c]

Salut

Si on imagine que le temps s'arrète pour tous les objets de l'univers au même instant, est ce que l'on peut produire le même dessin de l'univers depuis n'importe qu'elle objet ?

pour les vaisseaux je n'étais pas précis, je dis c mais je pense c-epsilon bien sur. Effectivement en prenant c et c/2 il faut oublier l'additivité. Du coup ne donnons pas de vitesse ), simplement si deux vaisseaux se déplacent dans l'espace à des vitesses différentes peuvent il communiquer à la vitesse de la lumière dans tous les cas ?

Merci

[invite40271050]

simplement si deux vaisseaux se déplacent dans l'espace à des vitesses différentes peuvent il communiquer à la vitesse de la lumière dans tous les cas ?

i

Bonjour à toi,
Ben oui, quittte à tenir compte d'un effet doppler s'ils s'éloignent ou se rapprochent. (insignifiant)
La terre: centre de communication de Houston
La fusée lunaire et ses astronautes ( s'éloignent de la terre).
HEUREUSEMENT qu'ils pouvaient communiquer entre eux !! (Appollo XIII) !

Bonne journée

[Deedee81]

Salut,

HEUREUSEMENT qu'ils pouvaient communiquer entre eux !! (Appollo XIII) !

Ils ne voyageaient pas à c - epsilon (ce qui ne change rien à la validité de ta réponse, bien sûr).

J'imagine d'ici : Houston noouuss aaaaavvvvvvoooooonnnnnns uuuuuuuuunnnnnnnnn proooooooooooo.....Le temps qu'ils entendent le message ils sont tous morts

Désolé, c'est vendredi

[invite8d0f482c]

hehe, oui mais là c'est trop simple, prenons de cas de 2 fusées qui s'éloignent l'une de l'autre à c-epsilon de chaque coté.
La composition des vitesses va donc faire qu'elle vont pouvoir communiquer à la vitesse c ?

[Deedee81]

hehe, oui mais là c'est trop simple, prenons de cas de 2 fusées qui s'éloignent l'une de l'autre à c-epsilon de chaque coté.
La composition des vitesses va donc faire qu'elle vont pouvoir communiquer à la vitesse c ?

Oui, sans problème (avec un Doppler gigantesque et sans garantie qu'ils puissent échanger longtemps, comme dans le cas de mon Houston , car la durée de leur voyage risque d'être courte de leur point de vue. A moins d'imaginer un voyage sur une distance aussi grande que l'on veut).

Ah tiens, en passant, ce n'est pas nécessairement vrai avec des accélérations. Je complique un peu l'histoire là (un peu beaucoup même, les accélérations c'est pas du gâteau en relativité). Dans ce cas (voir "Coordonnées de Rindler" par exemple sur Wikipedia) il y a un horizon des événements (et sans trou noir derrière, évidemment). Ce qui veut dire que deux voyageurs avec une accélération permanente (approche asymptotique de c) et qui s'éloignent l'un de l'autre ne pourraient plus communiquer.

[invite8d0f482c]

Mince alors, et concrètement l'accélération agit comment (en vulgarisant quoi ) ?

et deux photons émis en sens inverse, ils se "voient" ?

Merci

[Deedee81]

Mince alors, et concrètement l'accélération agit comment (en vulgarisant quoi ) ?

D'une façon de ouf.

Par exemple. En relativité restreinte, on postule que l'espace obéit encore à la géométrie d'Euclide (ce qui n'est pas le cas de l'espace-temps qui est de Minkowski).

Pour tout observateur inertiel on peut définir des "plans de simultanéité" (en fait des variétés à trois dimensions) qui sont tous les lieux à temps égal (tel que définit par la synchronisation habituelle). Ces "plans" obéissent à la géométrie d'Euclide (la grosse différence avec la physique galiléenne c'est que les plans de deux observateurs seront différents et se coupent, il y a une belle image de ça au début du cours de Bernard Linet de relativité générale, disponible en ligne).

Mais avec l'accélération, tout se complique : une surface (espace) de simultanéité n'est plus euclidienne ! Et même pire, les procédures de synchronisation à la Einstein ne marchent plus (ce qui fait qu'une telle surface de simultanéité contient une part d'arbitraire).

C'est d'ailleurs pour ça (voir les coordonnées de Rindler dans Wikipedia) que la description nécessite des outils un peu plus complexes (les mêmes qu'en relativité générale : variétés différentielles, métriques non euclidiennes,...) (ce qui en passant n'est pas simple à vulgariser)

et deux photons émis en sens inverse, ils se "voient" ?

Non, car leur temps propre est nul. Ce qui veut dire que du point de vue du photon le départ et l'arrivée sont immédiats. Ca ne laisse pas beaucoup de temps pour échanger de l'information