Peut on dire que l'effet Sagnac s'applique à un satellite ? (Expérience cruciale)

[Franc84]

Bonjour

Tout est dans le titre. J'aurais tendance à dire que non, car un satellite pour la relativité générale suit une géodésique donc il a une trajectoire inertielle.

Et j'ai une autre question: peut on arriver à synchroniser deux horloges de deux satellites différents animés d'un même mouvement autour de la terre?

Ces deux questions sont importantes car en fonction des réponses on pourra oui ou non faire une expérience cruciale. Il s'agira de mesurer la vitesse d'un rayon lumineux, à l'aller comparé au retour, entre deux satellites animés d'un même mouvement autour de la terre (qui ne soient pas géostationnaires). S'il y a une différence de vitesse on ne pourra pas a priori évoquer l'effet Sagnac. Il faudrait aussi faire l'expérience avec des satellites géostationnaires.

Il faudrait que les deux satellites soient suffisamment distants l'un de l'autre au moins 20 ou 25 kilomètres. Et même si les deux satellites n'ont pas exactement le même mouvement, l'expérience pourra tout de même être concluante il suffit d'en tenir compte.

Merci pour vos réponses

Cordialement

Philippe de Bellescize
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[Amanuensis]

Tout est dans le titre.

La question posée ainsi n'est pas suffisamment claire pour qu'on y réponde mieux.

[Franc84]

L'effet Sagnac s'applique, en ce qui concerne les différents points d'un corps en rotation sur lui même, car on considère que c'est un référentiel non inertiel. Or un corps qui gravite autour de la terre suit une géodésique donc c'est un référentiel inertiel a priori.

Cordialement

[Amanuensis]

Que signifie pour vous "l'effet Sagnac s'applique"?

À quoi cela correspond en pratique? Quelle expérience aurait un résultat différent selon que "l'effet Sagnac s'applique" ou non?

[A voir en vidéo sur Futura]

[yves95210]

Est-ce que le référentiel localement inertiel lié au premier satellite et celui lié au deuxième satellite sont identiques ?

[invitef29758b5]

Salut

L'effet Sagnac s'applique, en ce qui concerne les différents points d'un corps en rotation sur lui même, car on considère que c'est un référentiel non inertiel. Or un corps qui gravite autour de la terre suit une géodésique donc c'est un référentiel inertiel a priori.

Le fait que le satellite tourne autour de la terre est indépendant du taux de rotation .

[Franc84]

Avec l'effet Sagnac on constate une différence de vitesse pour les deux rayons lumineux, on l'explique par le principe de relativité de la simultanéité. Ce que je cherche à mesurer c'est une différence de vitesse des rayons lumineux qui ne puisse pas être expliquée par le principe de relativité de la simultanéité. On aurait pu faire la mesure à partir de deux navettes se trouvant dans l'espace et n'étant pas en mouvement de gravitation, mais c'est plus compliqué, et il doit aussi être difficile de synchroniser les horloges.

yves95210 souligne un problème important, mais si les deux satellites ne sont séparés que de 25 kilomètres, on peut peut-être intégrer dans les calculs ce qui est dû à l'effet de rotation, et malgré cela avoir encore une différence de vitesse pour les deux rayons lumineux.

Cordialement

[Franc84]

Salut

Le fait que le satellite tourne autour de la terre est indépendant du taux de rotation .

Oui mais le taux de rotation joue si on fait des mesures entre les deux satellites. Je ne sais pas si j'ai bien compris ce que vous voulez dire, vous voulez dire qu'il suit une trajectoire inertielle?

Cordialement

[Amanuensis]

La discussion reste dans le "littéraire" et le flou, faudrait plus de détails concrets pour qu'on puisse voir cette discussion comme de la physique.

Sans effort dans la bonne direction, cette discussion est vouée à la poubelle, comme bien d'autres précédemment.

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Je n’ai pas compris grande chose à la relativité. Mais il me semble que vous pouvez synchroniser deux horloges quand ils sont un à coté de l’autre. Mais des que vous les éloignez, vous ne pouvez pas affirmer qu’ils restent synchrones.
Si non, on aurait mesuré depuis longtemps la vitesse de la lumière dans un aller simple.
Au revoir.

[Franc84]

La discussion reste dans le "littéraire" et le flou, faudrait plus de détails concrets pour qu'on puisse voir cette discussion comme de la physique.

Sans effort dans la bonne direction, cette discussion est vouée à la poubelle, comme bien d'autres précédemment.

Comme détails concrets il faudrait voir si on peut synchroniser deux horloges se trouvant dans deux satellites différents (intervention de LPFR). Puis voir le cas échéant comment jouerait le principe de relativité de la simultanéité du fait que les deux satellites sont en rotation autour de la terre.

Sinon, en ce qui concerne les protocoles de synchronisation des horloges, peut on arriver à synchroniser deux horloges entre deux navettes animées d'un même mouvement dans l'espace? A priori il devrait avoir un moyen par l'échange de message codés. Quand je vous ai envoyé ce message il était telle heure à mon horloge, et quand je vous ai renvoyé ce message il était telle heure à mon horloge. Maintenant comment savoir que les deux navettes ont le même mouvement dans l'espace c'est plus compliqué mais cela doit être possible.

Cordialement

[invitef29758b5]

Il s'agira de mesurer la vitesse d'un rayon lumineux, à l'aller comparé au retour, entre deux satellites animés d'un même mouvement autour de la terre (qui ne soient pas géostationnaires).

Quel rapport avec l' effet Sagnac ?
Le rayon lumineux se déplace dans le vide à la vitesse C , aussi bien à l' allée qu' au retours et quelque soit l' observateur .

[stefjm]

Le rayon lumineux se déplace dans le vide à la vitesse C , aussi bien à l' allée qu' au retours et quelque soit l' observateur .

Il me semblait que la seule vitesse mesurée était que l'aller-retour donnait c.
Mais je suis quiche en relativité, donc je me trompe sans doute.
https://www.google.fr/search?q=vites...CtNYG9Utu5vagI

[Amanuensis]

Comme détails concrets il faudrait voir si on peut synchroniser deux horloges se trouvant dans deux satellites différents

À vous de proposer quelque chose.

Vous parlez d'une expérience cruciale ; ce qu'on peut faire c'est, une fois l'expérience parfaitement définie et clairement réalisable, faire le calcul à votre place pour la prédiction du résultat de l'expérience selon le théories en vigueur (du moins si c'est possible).

En-dehors de cela, je ne vois pas la raison de continuer ce fil.

[Franc84]

On peut faire trois expériences: a) entre deux satellites distants par exemple de 25 kilomètres, ou plus si possible, et n'étant pas en orbite géostationnaire; b) entre deux satellites suffisamment distants et étant en orbite géostationnaire c) entre deux navettes distantes de plusieurs centaines ou milliers de kilomètres ayant un même mouvement dans l'espace.

Dans les trois cas la question est: comment synchroniser les horloges?

Dans le cas des satellites, si on a synchronisé les horloges, il faut se demander s'il y a un décalage de simultanéité entre les deux satellites. En fait de mon point de vue il ne devrait pas y en avoir car les deux satellites suivent la même géodésique. Ce point est très important car cela peut modifier les calculs. Il faut donc déjà clarifier ce point.

Selon le point de vue de la relativité le temps que devrait mettre le rayon lumineux à l'aller et au retour devrait être le même. Par contre, si le principe de relativité de la simultanéité est faux, le temps ne devrait pas être le même dans tous les cas de figure. Mais pour apprécier quels pourraient être les résultats je me trouve devant une difficulté: la rotation de la terre sur elle même qui peut compliquer les choses. On pourrait ne pas tenir compte de ce problème si on avait des satellites ayant un mouvement inverse par rapport à la rotation de la terre.

Cordialement

[yves95210]

ça commence mal : quelle différence faites-vous entre le cas de deux satellites non géostationnaires, et celui de deux satellites géostationnaires ?
Un satellite géostationnaire est simplement un satellite dont la période de rotation est d'1 jour terrestre (et qui tourne dans le plan équatorial, dans le même sens que la Terre). C'est une orbite (une géodésique pour parler savant) comme une autre.
Dans le cadre de votre "expérience cruciale", je ne vois pas ce que ça change.

Pas la peine de se demander comment synchroniser les horloges si on ne sait même pas ce qu'on cherche à prouver: vous attendez-vous à un résultat différent suivant que les satellites sont géostationnaires ou non?

[coussin]

Comme souvent, difficile de savoir précisemment la question puisque posée en termes bien trop vagues...
Il est bien connu qu'on ne peut pas synchroniser des horloges dans un référentiel tournant. À cause de ça, le système GPS doit appliquer une "correction Sagnac" à ses signaux pour compenser ce défaut de synchronisation. Une simple recherche "Sagnac GPS" fournira de nombreux documents expliquant ça.
Est-ce de ça dont veut parler le primo-posteur, ça m'étonnerait ce serait trop simple

[Zefram Cochrane]

La correction Signac du GPS est du a la rotation de la Terre et des stations terrestres qui sont a sa surface et non a la rotation des satellites.

[Zefram Cochrane]

https://fr.wikipedia.org/wiki/Critiq...elativit%C3%A9

Un article qui devrait interesser l'auteur du fil.

[Franc84]

Bonjour,

En effectuant une recherche sur internet je viens de tomber sur cet article qui a l'air intéressant:

http://www.imeko.org/publications/tc...4-2014-361.pdf

Cordialement

[Franc84]

ça commence mal : quelle différence faites-vous entre le cas de deux satellites non géostationnaires, et celui de deux satellites géostationnaires ?
Un satellite géostationnaire est simplement un satellite dont la période de rotation est d'1 jour terrestre (et qui tourne dans le plan équatorial, dans le même sens que la Terre). C'est une orbite (une géodésique pour parler savant) comme une autre.
Dans le cadre de votre "expérience cruciale", je ne vois pas ce que ça change.

Pas la peine de se demander comment synchroniser les horloges si on ne sait même pas ce qu'on cherche à prouver: vous attendez-vous à un résultat différent suivant que les satellites sont géostationnaires ou non?

Si le principe de relativité de la simultanéité est faux, et si la vitesse de la lumière est localement constante vis à vis de la terre, elle ne peut pas être constante dans les mêmes conditions par rapport à un objet en mouvement par rapport à la terre. C'est pour cela que, pour étudier cet aspect, il faut prendre des objets n'ayant pas le même mouvement que la terre. Je reconnais que, dans ma perspective, la rotation de la terre sur elle même peut poser problème, en effet il est difficile de dire si la vitesse de la lumière est la même dans les deux sens par rapport à l'angle de rotation. C'est pour cela que, si on fait des mesures à partir de satellites, ayant un mouvement inverse à la rotation de la terre, on devrait avoir des conditions optimales. Mais, même avec des satellites géostationnaires, il est possible que l'on ait une différence. Mais elle sera seulement moins importante.

Il est sans doute impossible de synchroniser l'horloge du satellite avec une horloge se trouvant sur la terre, mais il est peut être possible de synchroniser entre elles les deux horloges des deux satellites. Et une fois cela effectué, il ne devrait pas avoir de décalage de simultanéité entre les deux satellites, dans la perspective de la relativité, car ils sont sur la même géodésique.

Cordialement

Philippe de Bellescize

[mach3]

https://fr.wikipedia.org/wiki/Critiq...elativit%C3%A9

Un article qui devrait interesser l'auteur du fil.

c'est assez génial, un passage de l'article illustre parfaitement ce qu'il se passe très souvent ici :

Cependant, la plupart de ces discussions échouent dès le début. Des physiciens comme Gehrcke, certains philosophes et les « chercheurs libres » sont si obsédés par leurs idées et préjugés, qu'ils sont incapables de saisir les bases de la relativité et par conséquent ces débats ne sont le plus souvent que des dialogues de sourds. En fait, la théorie qu'ils critiquent est une caricature de la relativité.

m@ch3

[coussin]

Et spécialement pour franc84 :

Des philosophes s'opposent aussi au principe, car ils ne maîtrisent pas les mathématiques abstraites nécessaires à sa compréhension. En effet, certains résultats ne peuvent pas être visualisés et elle donne naissance à des paradoxes qui ne peuvent s'expliquer par le « sens commun ».

[Zefram Cochrane]

J'aime beaucoup le passage sur les philosophes :
" Même si les hypothèses de base de la mécanique newtonienne sont plus simples, elle ne peut être mise en accord avec les expériences modernes qu'en inventant des hypothèses auxiliaires. La relativité n'a pas besoin de telles hypothèses, ainsi d'un point de vue philosophique (tel que l'utilisation du rasoir d'Ockham), la relativité est plus simple que la mécanique newtonienneA 31,B 42,B 43,C 20."

[Zefram Cochrane]

commentant Cent auteurs contre Einstein, aurait dit : « Si je m'étais trompé, alors un seul aurait suffi !

J'aime beaucoup cette phrase :

[Franc84]

Ce qu'il faudrait savoir c'est si vous êtes d'accord pour dire qu'il n'y a pas de relativité de la simultanéité pour deux satellites peu espacés suivant la même géodésique. C'est un point en effet qui peut poser difficulté.

Et ensuite se pose la question de savoir si on peut synchroniser les deux horloges des deux satellites.


Cordialement

[coussin]

Bah comme on a toujours pas compris ce que vous appelez "relativité de la simultanéité", on ne peut pas répondre...
J'ai l'impression que ça a plutôt à voir, pour vous, avec une histoire de synchronisation. Votre questions est-elle alors "peut-on synchroniser des horloges entre deux satellites peu espacés ?"

[Franc84]

Bah comme on a toujours pas compris ce que vous appelez "relativité de la simultanéité", on ne peut pas répondre...
J'ai l'impression que ça a plutôt à voir, pour vous, avec une histoire de synchronisation. Votre questions est-elle alors "peut-on synchroniser des horloges entre deux satellites peu espacés ?"

Bonjour,

Pour pouvoir réaliser l'expérience il faut déjà se demander si on peut synchroniser les horloges de deux satellites se trouvant sur la même géodésique et par exemple à 25 kilomètres l'un de l'autre.

Maintenant, même si on arrive a synchroniser les deux horloges, la différence de temps de parcours que l'on pourrait constater pour les deux rayons lumineux serait très faible:

Il paraît qu'a 200 km d'altitude la vitesse des satellite doit être d'environ 7,8 km par seconde. Le rayon lumineux va parcourir 25 kilomètre en environ 1/12000 de seconde. Le satellite pendant ce temps aura avancé d'environ 7,8 km * 1/12000 = 0,00065 km. La différence de temps de parcours entre les deux rayons lumineux devrait être de l'ordre de 1 seconde / (300 000/ (0,00065*2)) = 1,0833 e -9 seconde environ, si je ne me suis pas trompé.

Si une différence de cet ordre en ce qui concerne le temps de parcours entre les deux rayons lumineux peut être mesurée, il faudra encore se demander si on ne va pas l'attribuer à l'effet Sagnac.

Cordialement

[mach3]

Pour pouvoir réaliser l'expérience il faut déjà se demander si on peut synchroniser les horloges de deux satellites se trouvant sur la même géodésique et par exemple à 25 kilomètres l'un de l'autre.

Déjà petit problème avec ceci. Une géodésique est une courbe paramétrée de l'espace-temps . Un point qui suit une courbe paramétrée à ses coordonnées qui à tout moment satisfont à l'expression de la courbe paramétrée. Il en découle que si je prend deux positions spatiales différentes sur la courbe paramétrée ((x1,y1,z1) et (x2,y2,z2)), je suis a priori à deux positions temporelles différentes (t1 et t2), sauf dans le cas particulier où cette courbe paramétrée boucle sur elle-même, permettant d'accéder à deux positions différentes au même temps t. Une géodésique n'étant pas de ce genre là (t(\tau) est strictement monotone, c'est à dire qu'elle ne change pas de sens de variation, et contrainte supplémentaire, elle est de genre temps), il n'est pas possible d'avoir deux objets différents qui suivent une même géodésique.

Il faut reformuler et non pas dire que vos deux satellites sont sur la même géodésique, mais sur deux géodésiques de la "même famille" disons, l'une se déduisant de l'autre par une transformation géométrique à déterminer.

m@ch3

[inviteefd8627f]

Je pense que Franc84 est toujours dans la même dynamique que ces posts précédents sur l'effet Sagnac, fermés par la modération d'ailleurs, dans lesquels il espérait prendre la RR en défaut. Il y établissait un parallèle avec l'expérience de pensée du train où le voyageur perçoit la simultanéité des signaux lumineux, chose qui ne se produit pas dans l'effet Sagnac. Il oubliait juste que dans le train, deux conditions doivent être remplies: 1) le mouvement doit être linéaire. 2)la vitesse doit être constante. Je soupçonne une démarche similaire avec cette histoire de satellites. Mais peut-être va-t-il réussir à clarifier son propos.