Anomalie dans les théories relativistes

[invite3c30dad8]

bjr

ya un truc que je n'ai pas compris ou qui me semble incohérent dans les raisonnements de RR et RG et cela dans leur fondement.

En RR pour démontrer les formules de dilatation du temps, on prend comme horloge la lumière se réfléchissant sur 2 miroirs

dans le repère mobile ( en MRU) on dit que la lumière fait des allers retours en ligne droite ; j'affirme que c'est faux : la lumière devrait être déviée vers la gauche puisque le repère mobile se déplace vers la droite !

Pourquoi dis je cela ?

Car en RG, on présente le principe d'équivalence en disant qu'un faisceau de lumière sera dévié vers le bas à cause du mouvement d'accélération du repère mobile se déplaçant à l'accélération a (comparable à une accélération de pesanteur g)

Il n'est pas étonnant alors qu'en RR la mesure du temps soit symétrique ( et qu'on ne puisse départager l'un ou l'autre des protagonistes sachant qu'ils sont tous les deux en mvt l'un par rapport à l'autre) et qu'en RG on trouve un temps plus court pour le référentiel en mouvement !

La question fondamentale est donc : pourquoi en RR on ne tient pas compte du mouvement du repère mobile / à la lumière alors qu'on le postule à la base de la RG ?

merci
-----

[invite1a299084]

Bonjour,

Dans l'exemple que tu prends en RR, c'est un mouvement rectiligne uniforme.

Dans l'exemples que tu prends en RG, c'est un mouvement accéléré.

[invite3c30dad8]

merci à la modo pour avoir toiletter l'intitulé du post.

Tout à fait Micki ! en vertu de quel principe de raison le faisons nous pour un mouvement accéléré et pas pour un mru ?

[invited9b9018b]

Parce qu'un mouvement accéléré possède un caractère absolu que n'a pas un mouvement rectiligne uniforme.
On peut faire une expérience pour déterminer si oui ou non le référentiel dans lequel on travaille est accéléré.
Mais dans tous les référentiels inertiels (non accélérés), indépendamment de leur vitesse relative, toute expérience donnera le même résultat.

A+

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite3c30dad8]

Je veux bien croire que la réponse réside dans la nature du référentiel mais

- qu'appelle t-on le caractère absolu d'un référentiel accéléré ? (tous les référentiels accélérés de la même façon ne sont ils pas équivalents ?)

- une fois celui ci bien défini, en quoi le caractère absolu permet il de dire que la lumière est déviée dans un référentiel accéléré et pas dans un référentiel galiléen ?

merci

[Amanuensis]

Commencer par une balle de tennis avant de s'attaquer à la lumière...

[invite3c30dad8]

c'est maladroit de comparer la lumière à une balle de tennis car la première a une vitesse indépendante du référentiel et l'autre non d'après l'expérience (Michelson et Morley) .

si un rayon laser est dévié dans un référentiel accéléré, il doit l'être aussi dans un référentiel en MRU car sinon cela voudrait dire que la lumière au moment d'être émise vers le haut possède une composante horizontale (celle de la source) s'ajoutant à sa composante verticale (c) ce que l'expérience de Michelson et Morley a infirmé

A mon avis , il y a un pb non résolu ( ou alors g pas encore compris) à ce niveau qui produit de grosses interrogations sur , par exemple, le problème des jumeaux de Langevin

[invited9b9018b]

c'est maladroit de comparer la lumière à une balle de tennis car la première a une vitesse indépendante du référentiel et l'autre non d'après l'expérience (Michelson et Morley) .

Amanuensis le sait bien. Je ne veux pas parler à sa place mais je pense qu'il vous invite à comprendre cette relativité du mouvement rectiligne uniforme dans le cadre de corps matériels et éventuellement de la mécanique newtonienne puisque la problématique y existe déjà.

si un rayon laser est dévié dans un référentiel accéléré, il doit l'être aussi dans un référentiel en MRU car sinon cela voudrait dire que la lumière au moment d'être émise vers le haut possède une composante horizontale (celle de la source) s'ajoutant à sa composante verticale (c) ce que l'expérience de Michelson et Morley a infirmé

je n'ai pas bien saisi...

A+

[Deedee81]

Salut,

si un rayon laser est dévié dans un référentiel accéléré, il doit l'être aussi dans un référentiel en MRU car sinon cela voudrait dire que la lumière au moment d'être émise vers le haut possède une composante horizontale (celle de la source) s'ajoutant à sa composante verticale (c) ce que l'expérience de Michelson et Morley a infirmé

Dans le référentiel MRU, pas dévié, seulement oblique.

C'est de la simple cinématique, même pas de la relativité. Toute trajectoire rectiligne le reste dans un référentiel MRU, mais elle peut être plus ou moins inclinée. Il te suffit de reporter sur un papier millimétré les points occupés par la trajectoire (lumière par exemple) au cours du temps (graphique x,y) et de calculer les mêmes positions pour un observateur à vitesse constante. C'est du ba.ba d'école secondaire. C'est très simple et ça aide beaucoup à comprendre.

Et oui, dans le référentiel MRU la lumière a une composante horizontale. L'impulsion p de la lumière est un vecteur et comme tel, il se transforme comme tout vecteur dans un changement de référentiel. Que ce soit en cinématique galiléenne, relativiste ou RG.

P.S. l'expérience de M&M n'a rien infirmé de tel, elle a seulement invalidé l'existence d'un vent d'éther. Point.
P.S.2 avant de t'attaquer à un problème comme celui de Langevin (pas très difficile, mais tout de même) il vaut mieux que tu comprennes la cinématique élémentaire. C'est un prérequis absolument indispensable sans lequel aucun raisonnement ne tiens la route. Une fois que tu maitriseras ce point, potasse la dynamique newtonienne. Et enfin après seulement la relativité restreinte. La RG sera encore pour plus tard. Ne brule pas les étapes sinon ça te prendra dix fois plus de temps pour tout assimiler.

[invite3c30dad8]

Dans le référentiel MRU, pas dévié, seulement oblique.

tu te trompes deedee non ? dans le référentiel en mru le trajectoire du photon est droite ( verticale)

Et oui, dans le référentiel MRU la lumière a une composante horizontale.

ne devrais tu pas dire , "dans le référentiel fixe la lumière a une composante horizontale."

[Deedee81]

tu te trompes deedee non ? dans le référentiel en mru le trajectoire du photon est droite ( verticale)

Ca dépend du référentiel. Si dans un référentiel donné elle est verticale, elle ne le sera pas dans un autre référentiel (avec une vitesse horizontale non nulle par rapport au premier).

Idem pour l'autre remarque. Ca dépend le référentiel qu'on considère comme "fixe". C'est arbitraire. Et ça dépend de l'expérience auquel on fait référence (dans l'expérience avec l'horloge lumineuse la trajectoire est en effet verticale dans le "train". Je considérais intuitivement le cas d'un rayon lumineux vertical envoyé depuis le sol).

[Zefram Cochrane]

bjr

ya un truc que je n'ai pas compris ou qui me semble incohérent dans les raisonnements de RR et RG et cela dans leur fondement.

Tu veux parler des trous noirs?

[invite3c30dad8]

ah oui ...

Mais quelle serait la trajectoire du photon si il était émis horizontalement à partir et dans une cage d'ascenseur en chute libre ?

Quid du photon s'il pénétrait horizontalement par un trou dans cette même cage ?

[Zefram Cochrane]

Dans le cas du paradoxe des jumeaux :
La lumière est localement constante et en MRU cela donne sur l'ensemble du tronçon aller ou retour, mais varie globalement quand on l'applique à l'ensemble du voyage, tronçon aller plus retour.

Cordialement,
Zefram

en chute libre, la trajectoire du photon serait rectiligne ( mais pas forcément n'irait pas forcément à c).

[Deedee81]

ah oui ...
Mais quelle serait la trajectoire du photon si il était émis horizontalement à partir et dans une cage d'ascenseur en chute libre ?
Quid du photon s'il pénétrait horizontalement par un trou dans cette même cage ?

Là, il s'agit d'un référentiel accéléré (en relativité restreinte). En l'absence d'effet gravitationnel sur le photon, il aurait une trajectoire parabolique pour un observateur dans l'ascenseur.

Mais vu le principe d'équivalence, et vu que le photon subit aussi la gravité, là on plonge en RG, le photon aurait une trajectoire horizontale car il "chute" en même temps que l'ascenseur. Localement, le référentiel est inertiel et ne peut être distingué d'une cabine qui serait "immobile" loin, très loin, dans l'espace (hors toute influence gravitationnelle, en première approximation).

[Deedee81]

Salut,

Concernant la vitesse du photon, en RG. Tout dépend comment on mesure cette vitesse (super ambigu en RG). Si tu prend la distance et la durée mesurés dans ton référentiel tu peux avoir une vitesse différente de c. Mais si tu mesures la vitesse dans un voisinage infinitésimal de n'importe quel point de la trajectoire du photon, tu obtiens toujours 'c' (par exemple en mesurant sa fréquence et sa longueur d'onde et en multipliant).

La courbure a des effets terriblement contre-intuitifs. Mais pas besoin de RG. Les référentiels accélérés suffisent. On a déjà ce genre de curiosité avec l'effet Sagnac en RR.

EDIT on devrait d'ailleurs peut-être éviter ce genre d'horreur ici. C'est déjà assez compliqué comme ça.

[Zefram Cochrane]

Bonjour,
j'ai fait un petit schéma pour la chute libre.

Les étoiles sont des photons.


Cordialement,
Zefram

[invite3c30dad8]

Là, il s'agit d'un référentiel accéléré (en relativité restreinte). En l'absence d'effet gravitationnel sur le photon, il aurait une trajectoire parabolique pour un observateur dans l'ascenseur.

Mais vu le principe d'équivalence, et vu que le photon subit aussi la gravité, là on plonge en RG, le photon aurait une trajectoire horizontale car il "chute" en même temps que l'ascenseur. Localement, le référentiel est inertiel et ne peut être distingué d'une cabine qui serait "immobile" loin, très loin, dans l'espace (hors toute influence gravitationnelle, en première approximation).

pardonne moi mais je n'ai rien compris...

peux tu stp discriminer chaque situations correspondant à mes 2 questions ?

merci

[Deedee81]

En fait, ce sont les mêmes réponses pour les deux questions !!!!

Par contre, je donnais deux réponses car je voulais :
1) Pour la première réponse, je me place dans le cadre de la RR et avec une gravité qui n'affecte pas le photon. Ce qui serait le cas par exemple si le photon était purement ondulatoire classique.
2) Pour la deuxième réponse, tenant compte de la gravité, je me mettais dans le cadre de la RG.

Il faut préciser le cadre théorique, sinon on mélange tout.

Tu peux raisonner avec une balle de fusil. Qu'elle passe par un trou ou qu'elle soit tirée horizontalement dans l'ascenseur, sa trajectoire serait une droite (inclinée éventuellement dans le premier cas, tout dépend de l'instant où elle est tirée) car la balle est attirée vers le bas de la même manière que l'ascenseur. Elle tombe en même temps que lui. C'est le principe d'équivalence.

Je ne sais pas si je suis clair

[invite3c30dad8]

il faut donc conclure de tout ça que le changement de référentiel affecte la direction de propagation de la lumière mais laisse inchangée la valeur de sa vitesse ...

[Deedee81]

Salut,

il faut donc conclure de tout ça que le changement de référentiel affecte la direction de propagation de la lumière mais laisse inchangée la valeur de sa vitesse ...

Pour la lumière uniquement. La vitesse d'un train est différente selon les référentiels (et ça c'est d'ailleurs vrai aussi en physique non relativiste, c'est le b.a.ba de la physique).

[invite3c30dad8]

Ok j'ai enfin compris qu'il s'agissait du problème " d'aberrations des angles " grâce à L Lehoucq