Lumière et relativité

[inviteb6e1d57d]

Bonjour à tous,

Je suis étudiant en DUT et il se peut que je puisse dire des choses banales pour ceux maitrisant cette matière mais j'ai besoin de réponses et j'espère que vous me pardonnerez ma non connaissance si tel est le cas.

En regardant les vidéo de e-penser traitant de la relativité, avec mes cours et en discutant je suis arrivé aux réflexion suivante: c'est un modèle qui permet l'interprétation humaine d'une milieu relatif définit permettant de faire des calcules en ce milieu. On isole ce qui nous intéresse dans une bulle, avec ses lois physiques (contrainte de milieu, gravité...), les autres objets présent... Le passage d'une bulle à une autre se fait simplement puisqu'il suffit de changer l'attitude des contraintes exercé par le milieu sur l'objet que l'on étudie qui à ses propres variables. La seule invariance étant la lumière qui nous permet d'avoir une constante entre ces différentes bulles. Mais voila il y a un souci, si l'on prend le faite que la lumière est sensible à la gravité, qu'elle se reflètent dans les miroirs, qu'elle puisse accéléré ou ralentir en fonction de son milieu, elle est au final comme tout objet est ne peut plus être une référence. Et le modèle choisi est imparfait car dépendant de cet constante.

Ce que j'aimerais savoir c'est s'il y a un modèle avec des bulles qui repose sur la gravité avec comme base simple l'attraction et la répulsion? Ce modèle aurait aussi pour particularité de considéré la lumière comme une énergie qui se transmet. Je souhaiterai aussi y rajouté en remplacement des électrons un flux généré par le noyau.

Merci pour vos réponses,
Cordialement,
Ludovyc
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[mach3]

Mais voila il y a un souci, si l'on prend le faite que la lumière est sensible à la gravité, qu'elle se reflètent dans les miroirs, qu'elle puisse accéléré ou ralentir en fonction de son milieu, elle est au final comme tout objet est ne peut plus être une référence. Et le modèle choisi est imparfait car dépendant de cet constante.

Un photon va toujours localement à la vitesse c, qu'importe le milieu et les conditions. La lumière peut aller moins vite dans les milieux dits "réfringents", mais ce ne sont pas les photons qui ralentissent, c'est juste le front de l'onde correspondante qui est plus lent (c'est le résultat d'un jeu subtil d'interférences entre l'onde incidente et les ondes rayonnées par le milieu en réponse). Si au loin la lumière sans aller moins vite (ou plus vite, c'est possible) dans le vide, c'est parce qu'on mesure une vitesse coordonnées, quelqu'un qui serait à coté de cette lumière qui semblait aller moins vite mesurerait bien la vitesse c.

Pas trop compris votre histoires de bulles, encore une invention de la vulgarisation...

m@ch3

[coussin]

Moi non plus, je n'ai pas compris les bulles...

[Deedee81]

Salut,

EDIT croisement avec coussin, j'ai fait aussi l'impasse sur les bulles. Ce qui est bien dommage car la vie est nulle sans bulle.

Concernant l'utilisation comme référence.

Tout d'abord, il faut savoir que la relativité restreinte (ou générale) n'a rien à voir fondamentalement avec la lumière. Aussi étonnant que cette affirmation puisse paraître.

- La relativité est avant tout une conséquence de la géométrie de l'espace-temps qui implique l'existence d'une vitesse limite et invariante.
- Il se fait que la lumière va a cette vitesse dans le vide car elle est sans masse propre (ce qui a été vérifié avec une précision exceptionnelle). Mais même si elle était massive la relativité resterait correcte (elle se démontre même à partir de très peu de postulats difficiles à remettre en cause au moins localement et il suffit d'avoir une vitesse presque invariante !!!! J'ai la démo si ça intéresse. On démontre en fait qu'il n'y a que trois transformations possibles : Galilée, Lorentz et une troisième qui s'avère physique inconsistante, elle viole la causalité, et une quasi invariante suffit à sélectionner Lorentz)
- La lumière a une énorme importance historique puisque ce sont ses propriétés et sa propagation qui ont donné naissance au dix-neuvième siècle à la théorie de Maxwell puis après à la relativité et la mécanique quantique.
- Elle a aussi une énorme importance pratique : elle est très utile (sous sa forme visible ou pas, comme les ondes radios) comme outils pour les instruments (communication, laser, interférométries, etc.)

La valeur numérique de la vitesse limite (et donc de la vitesse de la lumière dans le vide) est simplement une conséquence des unités choisies (les étalons de mesure). D'où la décision de fixer cette vitesse pour servir de base à la définition du mètre. C'est le travail du Bureau des Poids et Mesures d'améliorer la précision de la mesure de la vitesse de la lumière (pour améliorer la précision de l'étalon) et accessoirement de vérifier que cette vitesse reste bien constante et invariante (on n'est jamais à l'abris d'une surprise ).

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteb6e1d57d]

Bonjour,

Une bulle est une scène représentative d'une milieu définit. Je préfère bulle pour l'aspect 3 dimensions. Prenons par exemples une bulle remplit d'éther (à sa définition la plus simple: "des substances subtiles distinctes de la matière et permettant de fournir ou transmettre des effets entre les corps") pour pas avoir de vide. Mettons y une planète en son centre ainsi qu'un canon à sa bordure tirant de façon tangente à notre planète. Si l'on tire un boulet avec notre canon, de vitesse suffisante pour ne pas s'écraser sur la planète mais assez pour subir une accélération gravitationnel nous obtiendrons une trajectoire courbe. De façon classique, nous pouvons déjà dire que sa vitesse est bien moindre que celle de la lumière. Gardons notre canon mais à la place tirons un rayon lumineux. Sa vitesse est tel qu'il ne devrait avoir une trajectoire courbe mais le phénomène existe. Que la planète est ou non une atmosphère qui réfléchisse la lumière n'a pas d'importance puisque nous pouvons constaté lors des éclipses solaire part la lune, sur terre, le même phénomène. La lumière suivant une trajectoire courbe, subissant donc une attraction, nous partirons du principe que le point commun avec le boulet est la gravité. Pour obtenir une trajectoire courbe il faut une certaine vitesse dépendant de la gravité généré par l'objet influençant et de la masse de l'objet influencé. Ainsi la conclusion est que la lumière à une masse extrêmement faible pour gardé une vitesse d'une grandeur aussi élevé. Mais si la lumière à une masse alors elle peut accéléré ou décéléré et ça pause problème dans le modèle choisi.
Interprétons maintenant la lumière plus comme un corps mais une énergie transporté part des corps. Si nous remplissons la trajectoire de boulet tiré et que nous faisons transporté la lumière par ces corps alors elle peut gardé une vitesse excessives tout en subissant une courbe. Sa vitesse serait alors celle d'une propagation au sein d'un corps. Ce corps pouvant être de combinaisons extrêmement varié et pouvant subir des contraintes de milieu tout aussi varié et la lumière étant dépendante de ce corps, sa vitesse le serait aussi. N'oublions pas à cela la transition entre des corps différents. Ainsi réduire la vitesse de la lumière à une constante dans ces deux cas pourra produire des erreurs de calcules certaines pour des phénomènes précis.

[invite6c093f92]

Si, et puis si, et on considérant que si alors on...Heu...t'es étudiant , tu préférerais pas remplacer tes "si" par des questions? parce que là.....

[inviteb6e1d57d]

Non, je suis désolé de ne pas respecté les coutumes qu'impose mon statut à cette époque mais je préfère mettre à plat mes réflexions quittent à ce qu'elles soit violemment réfutés et contredites avec de véritables arguments ou que cela fasse rire certaines personnes par manque de respect à mon égard car j’apprends plus vite et mieux ainsi.

[mach3]

Une bulle est une scène représentative d'une milieu définit. Je préfère bulle pour l'aspect 3 dimensions. Prenons par exemples une bulle remplit d'éther (à sa définition la plus simple: "des substances subtiles distinctes de la matière et permettant de fournir ou transmettre des effets entre les corps") pour pas avoir de vide

je ne sais que dire... aucun intérêt peut-être?

Mettons y une planète en son centre ainsi qu'un canon à sa bordure tirant de façon tangente à notre planète. Si l'on tire un boulet avec notre canon, de vitesse suffisante pour ne pas s'écraser sur la planète mais assez pour subir une accélération gravitationnel nous obtiendrons une trajectoire courbe. De façon classique, nous pouvons déjà dire que sa vitesse est bien moindre que celle de la lumière.

le truc classique de newton, OK

Gardons notre canon mais à la place tirons un rayon lumineux. Sa vitesse est tel qu'il ne devrait avoir une trajectoire courbe mais le phénomène existe. Que la planète est ou non une atmosphère qui réfléchisse la lumière n'a pas d'importance puisque nous pouvons constaté lors des éclipses solaire part la lune, sur terre, le même phénomène.

ça n'était pas très clair à l'époque de Newton, mais on se doutait bien que la lumière devait "tomber", dans F=mg=ma, on voit que g=a peu importe la masse et au prix d'une pirouette (mais aussi, plus proprement, d'un questionnement subtil sur l'ordre dans lequel les choses viennent, a=g est-il un principe premier duquel F=ma découle ou l'inverse?), on voit que même la lumière doit tomber comme le reste (le fait est qu'elle va très vite, donc du coup les déviations sont faibles).
Avec la relativité générale d’Einstein, on a pu constater que la lumière "tombe" bel et bien, mais la déviation est différente de celle de Newton par un facteur 2, simplement parce qu'en fait les objets et la lumière ne tombent pas, ils ne font que suivre des géodésiques de l'espace courbe.
En champ faible statique et pour de faibles vitesses relatives, l'équation des géodésiques redonne les équations de Newton (description de la chute des objets, des orbites, etc), mais c'est différent si les vitesses sont élevées (donc pour la lumière, mais pas que).

La lumière suivant une trajectoire courbe, subissant donc une attraction, nous partirons du principe que le point commun avec le boulet est la gravité. Pour obtenir une trajectoire courbe il faut une certaine vitesse dépendant de la gravité généré par l'objet influençant et de la masse de l'objet influencé. Ainsi la conclusion est que la lumière à une masse extrêmement faible pour gardé une vitesse d'une grandeur aussi élevé. Mais si la lumière à une masse alors elle peut accéléré ou décéléré et ça pause problème dans le modèle choisi.

non, ça ne pose pas de problème, cf la réponse de Deedee. Si il se trouvait que la masse des photons n'était pas nulle, cela ne changerait rien à la théorie de la relativité générale.

Interprétons maintenant la lumière plus comme un corps mais une énergie transporté part des corps. Si nous remplissons la trajectoire de boulet tiré et que nous faisons transporté la lumière par ces corps alors elle peut gardé une vitesse excessives tout en subissant une courbe. Sa vitesse serait alors celle d'une propagation au sein d'un corps. Ce corps pouvant être de combinaisons extrêmement varié et pouvant subir des contraintes de milieu tout aussi varié et la lumière étant dépendante de ce corps, sa vitesse le serait aussi. N'oublions pas à cela la transition entre des corps différents. Ainsi réduire la vitesse de la lumière à une constante dans ces deux cas pourra produire des erreurs de calcules certaines pour des phénomènes précis.

gros nawak incompréhensible...

m@ch3

[invite6c093f92]

Il n'y a aucun manque de respect dans ma réponse.... Je pensais juste que ton statut pouvait t'amener à te questionner autrement qu'en suppositions amenant à des conclusions qui vont très sûrement être incorrectes puisque basées sur des si...( et c'est normal pour tout sujet que l'on ne connaît pas d'arriver à des erreurs), par exemple, tu parles de gravité comme d'une force attractive, et tu en tires conclusion que la lumière a une masse, alors qu' en prenant la déformation de l'espace-temps les choses sont différentes, et l'attraction n' est plus une force. C'était le sens de mon post, poser des questions, mais t'as raison, il faut faire comme on le sent (enfin, dans les limites de la charte quand même,) mais le smiley que j'ai mis n'était pas un manque de respect.
Edit: Croisement.

[Gilgamesh]

Comme dit précédemment, il est bon d'évacuer complètement la lumière de l'explication de la relativité restreinte et générale.

C'est basé au départ sur un raisonnement tout à fait fondamental : comment est il possible de repérer de façon univoque un événement dans l'espace et dans le temps ?

Commençons à essayer de le localiser dans l'espace. On commence en deux dimension. Soit un point A du plan. Ses coordonnées dans cet espace sont (x,y). Ici x=5 et y=3

Axe y
4
3---------A (5,3)
2         |
1         |
O 1 2 3 4 5 Axe x
(0,0)

De façon évidente, les deux valeur 5 et 3 ne sont valable que pour le choix d'un référentiel donné, qui est complètement arbitraire. On souhaite donc se donner une procédure permettant de passer des coordonnées du point à une grandeur physiquement pertinente. Ce qui a un sens physique, c'est par exemple la distance séparant A de l'origine. Je veux donc une "marchine" (une fonction) qui prenne en argument les coordonnée et qui me sorte en résultat une longueur invariable. Cette machine doit donner le même résultat quel que soit le choix de départ de l'observateur. C'est ce qu'on appelle une métrique.

Quelle est la distance s qui relie A(5,3) à l'origine du repère, le point O(0,0) ? Tu reconnais un triangle rectangle, avec x le coté adjacent, y le coté opposé et s l’hypoténuse. Donc trouver la distance consiste à calculer l’hypoténuse ce qui se fait grâce à la relation de Pythagore.



Tu vois, c'est pas bien compliqué, les bases de la métrique, c'est ce bon vieux Pythagore . Cette relation de Pythagore se généralise immédiatement en 3 dimensions. Si j'ai A(x, y, z), la métrique s'écrit :



Bon, mais là je ne veux pas calculer la distance de A à l'origine O(0,0) mais à A'(x',y',z'). Ça ne complique pas beaucoup :



Simplement, dans toutes la suite des événement on considère toujours la distance à l'origine pour ne pas alourdir, sans que ça particularise le problème, puisque c'est un simple changement de référentiel à opérer (A' = O).

Et maintenant, je rajoute le temps... Le problème c'est que jusque là j'avais des grandeurs homogène à savoir des longueur, qui se mesurent en mètre et là, je rajoute une dimension qui se mesure en seconde. Qu'à cela ne tienne, on va mesurer le temps en mètre également. Pour cela on va multiplier le temps t par une variable disons k pour obtenir des mètres

t[seconde] * k = L [mètre]

Ll suffit que k soit une grandeur divisant par des secondes et multipliant par des mètres : k [mètre/seconde]

Des m/s autrement dit : une vitesse. Un vitesse qui relie fondamentalement l'espace au temps de sorte qu'ils forment ensemble un bloc inséparable. La Traductrice, en quelque sorte. On la note c, on devrait l'appeler constante d'Einstein, ou constante d'espace temps qqchose comme ça, mais usuellement on la désigne comme la vitesse de la lumière. Ce n'est certes pas faux, mais c est plus fondamental que ça, elle n'est pas lié en particulier à la lumière, c'est juste que tous les corps sans inertie, dont la lumière, se déplacent dans l'espace à cette vitesse.

Donc ma coordonnées temporelle s'écrira toujours ct (en mètre).

Une autre particularité tout à fait fondamentale de cette coordonnées temporelle est le changement de signe.



sachant que les deux formes de la métriques -+++ et +--- sont correctes (usuellement on utilise la seconde et l'élément de distance est donc négatif ou nul, ce qui peut paraître curieux pour un carré mais c'est comme ça).

On peut aussi utiliser les coordonnées polaires et si on simplifie ça donne cette expression, encore plus simple



où r désigne une distance spatiale. On voit ainsi bien clairement que la distance s parcourue dans l'espace temps est la composée d'un déplacement dans le temps, t et d'un déplacement dans l'espace, r.

Cette expression est un invariant, c'est là son grand intérêt : quel que soit le référentiel, si je mesure la distance entre deux événements je trouverais la même valeur s. A mon sens, c'est la seule chose à admettre dans la relativité restreinte. Le fait d'être un invariant lui donne un aspect fondamental et fondateur : tout le reste en découle.

Ainsi par exemple... Si je mesure dans mon propre référentiel mon déplacement spatio-temporel ds, j'ai par définition dr=0 (je ne me déplace pas dans l'espace par rapport à moi même). D'où : ds = cdt. Sans rien faire, nous nous déplaçons dans l'espace-temps selon la dimension temporelle (nous sommes constamment en déplacement vers le futur) à la vitesse c. Or on a vu que le ds est un invariant.

Donc TOUT déplacement dans l'espace temps sera mesuré à c. Cette constante de vitesse c n'est donc pas une vitesse limite, mais une vitesse unique. Tout est à c, le quadri-vecteur vitesse est de norme constante. Pour simplifier un peu : c'est comme si on était dans un voiture sans pédale d’accélération ni de frein, et avec un volant calé en buté ne permettant pas de faire demi tour, se déplaçant à vitesse constante sur un parking de dimension infinie qui offre deux axes pour se diriger : si on tire strictement tout droit, on se déplace uniquement selon le temps. Si on tire à droite ou a gauche, on se déplace aussi dans l'espace. Comme la vitesse totale est constante si on se déplace dans l'espace, alors on va forcément moins vite sur l'axe du temps.

Et donc, quand je mesure cette fois ci le ds d'un corps en mouvement par rapport à moi, dr n'est pas nul. Or le c²dt² - dr² doit rester constant. Donc dt diminue par rapport à mon temps propre. La tic-tac que je mesure sur une horloge en mouvement est plus lent que celui que je mesure sur la montre à mon poignet.

Pour quantifier ce ralentissement, on utilise le facteur gamma



v étant la vitesse selon la composante spatiale (v = dr/dt), avec v<c (v strictement inférieure à c pour un corps dont la masse n'est pas nulle)

v/c=0,1....y=1,005
v/c=0,5....y=1,155
v/c=0,9....y=2,294
v/c=0,99...y=7,089
v/c=0,999..y=22,36

Le facteur gamma (y) donne le facteur de ralentissement temporel. Si tu mesure un corps s'éloignant à 99,9% de c, le ratio entre une durée mesuré par le voyageur et celle que je mesure depuis la Terre est de 22. Si tu le mesures en train de se rapprocher, c'est l'inverse.

[invite6c093f92]

T'ain, dommage ces phrases :

L'horloge d'un corps en mouvement ralentie par rapport à mon temps propre[...].

Pour quantifier ce ralentissement, on utilise le facteur gamma ;
[...]Pour quantifier ce ralentissement[...]...son temps s'écoule 22,36 fois plus lentement.

Expressions piégeuses même si cadrées par un bel effort de présentation .

[inviteb6e1d57d]

@didier941751:
Pas de soucis. Je sais que les chances d'erreurs sont plus grandes mais je trouve que ça permet de planter le décor et de savoir plus vite où elles se trouvent. Je pose alors des questions en apprenant de mes erreurs et je continue ^^.

@Gilgamesh:
Donc plus un corps se déplace loin et vite de moi plus je le vois se déplacé lentement?

Si un objet génère de la gravité, les autres objets voient son espace-temps courbe?

[mach3]

Donc plus un corps se déplace loin et vite de moi plus je le vois se déplacé lentement?

alors, attention au verbe "voir". Il y a ce que l'on voit directement (avec nos yeux, avec un instruments), ce que l'on en conclut déduction faite du temps de parcours de la lumière d'objet que l'on regarde à nous. On utilise malheureusement beaucoup trop le verbe "voir" pour désigner le second cas, ce qui est souvent problématique (mais ne pose pas de problème quand on est "entre bandits").
On voit (dans le premier sens, avec nos yeux, sans calculs) un objet qui s'éloigne comme ralenti et un objet qui s'approche comme accéléré, c'est l'effet Doppler, tout simplement, que l'on connait déjà en physique classique, mais dont les formules sont quelque peu modifiées en relativité. De plus, quand un objet se déplace perpendiculairement à notre ligne visée, on le voit comme ralenti, c'est l'effet Doppler transversal, un effet nouveau de la relativité (il n'y a pas de Doppler transversal en physique classique).
Si on déduit le temps de parcours (l'objet est vu à telle distance d, la lumière à donc mis t=d/c pour arriver, donc ce qu'on voit c'est la position de l'objet il y a t=d/c, puis il est vu à une distance d', donc c'est sa position il y a t'=d'/c, etc...), alors tous les objets en déplacement sont comme ralentis (exactement de la même manière que le Doppler transversal), et ceux d'autant plus que leur vitesse relativement à nous est élevée (la même déduction en prenant les formules classique du Doppler donne comme résultat que les objets ne sont ni ralenti, ni accélérés).

Pour ce qui est de "loin", ça ne change rien pour un observateur en mouvement rectiligne uniforme dans le cadre de la relativité restreinte. Si en revanche on considère un observateur en mouvement accéléré, voire dans un champ de gravitation (relativité générale) ou dans un univers en expansion (toujours RG), alors la perception du rythme des horloges distantes est modifié (dans un sens ou dans l'autre, suivant les cas pour résumer, on pourra en reparler).

Si un objet génère de la gravité, les autres objets voient son espace-temps courbe?

Tous les objets (en fait, donc tout ce qui est énergie et quantité de mouvement, cela inclut donc la masse) courbent l'espace-temps et en retour, la courbure de l'espace-temps dicte la trajectoire des objets. Les objets suivent simplement les géodésiques, l'analogue de la ligne droite (plus court chemin d'un point à un autre dans l'espace plat) pour l'espace courbe. Quand il n'y a pas d'objets très massif, l'espace-temps est très peu courbé et les géodésiques sont quasi-droites, les objets avancent continuellement, et tout droit. Quand il y a un objet massif (astéroide, planète, étoile, ou plus grand encore, pour des objets plus petit, l'effet est très peu visible), les géodésiques sont courbées et les objets avancent continuellement le long de ces courbes (qui, dans le cas de distances raisonnables et de vitesses raisonnables, sont simplement les orbites elliptiques ou hyperboliques bien connues en mécanique classique).

m@ch3

[inviteb6e1d57d]

Tous les objets (en fait, donc tout ce qui est énergie et quantité de mouvement, cela inclut donc la masse) courbent l'espace-temps et en retour, la courbure de l'espace-temps dicte la trajectoire des objets

Pourquoi n'a ton pas directement "tout ce qui est énergie et quantité de mouvement, cela inclut donc la masse" "dicte la trajectoire des objets" ?

[mach3]

Pourquoi n'a ton pas directement "tout ce qui est énergie et quantité de mouvement, cela inclut donc la masse" "dicte la trajectoire des objets" ?

On peut dire ça, mais alors on manque l'essentiel...

m@ch3

[stefjm]

Bonjour,
J'aurais deux questions simples pour avancer.

Une autre particularité tout à fait fondamentale de cette coordonnées temporelle est le changement de signe.



sachant que les deux formes de la métriques -+++ et +--- sont correctes (usuellement on utilise la seconde et l'élément de distance est donc négatif ou nul, ce qui peut paraître curieux pour un carré mais c'est comme ça).

D'où vient mathématiquement et physiquement ce changement de signe?

Cette expression est un invariant, c'est là son grand intérêt : quel que soit le référentiel, si je mesure la distance entre deux événements je trouverais la même valeur s. A mon sens, c'est la seule chose à admettre dans la relativité restreinte. Le fait d'être un invariant lui donne un aspect fondamental et fondateur : tout le reste en découle.

Comment vérifie t-on expérimentalement cette invarience?

Cordialement.

[Zefram Cochrane]

Salut,

Bonjour,
J'aurais deux questions simples pour avancer.

D'où vient mathématiquement et physiquement ce changement de signe?

Des TLs, c'est parce qu'exprimer ainsi s correspond à une longueur d'espace-temps exprimé en mètre. Tu divises s par c et tu obtiens des distances exprimées en s.l et homogènes à un temps. Je préfère la forme +--- pour exprimer s .

Comment vérifie t-on expérimentalement cette invarience?

Cordialement.

tous les jours et tout le temps grâce à sa petite soeur (E²)² - (c.P)² = (mc²)²

[Nicophil]

Bonjour,

Comment vérifie t-on expérimentalement cette invariance ?

On ne peut pas car toutes nos mesures sont construites sur ce postulat.
Or ce qui sert à mesurer ne peut pas être mesuré !

[inviteb6e1d57d]

On peut dire ça, mais alors on manque l'essentiel...

C'est quoi l'essentiel?


Pour le moment j'ai l'impression que l'espace-temps est un outil qui permet d'avoir tout type de corps au sein d'un milieu homogène. Par exemple je prend 2 corps de types différents, je fait les calcules d'espaces temps, je me retrouves avec le même type de données pour les deux corps, je fait mes calcules dans l'espaces temps, et ensuite je retransforme pour avoir à nouveau mes deux corps distincts et savoir comment ils évoluent. Le problème avec ce type d'outil c'est qu'il y a des transformations avant est après et donc des risques d'erreurs et de pertes de données. C'est bien ça?

[mach3]

Pour le moment j'ai l'impression que l'espace-temps est un outil qui permet d'avoir tout type de corps au sein d'un milieu homogène. Par exemple je prend 2 corps de types différents, je fait les calcules d'espaces temps, je me retrouves avec le même type de données pour les deux corps, je fait mes calcules dans l'espaces temps, et ensuite je retransforme pour avoir à nouveau mes deux corps distincts et savoir comment ils évoluent. Le problème avec ce type d'outil c'est qu'il y a des transformations avant est après et donc des risques d'erreurs et de pertes de données. C'est bien ça?

incompréhensible...

C'est quoi l'essentiel?

que l'espace-temps est courbe. Sans cette ingrédient, on en reste à Newton : la masse d'un objet dit autres objets comment ils doivent bouger, via une force fantomatique à distance (qui gênait Newton lui-meme). En RG, le champ de gravitation devient l'espace-temps lui-même, il n'y a plus de force fantomatique. Sans compter que la gravitation n'est pas la seule conséquence d'un espace-temps courbe : effet Lense-Thirring, effet Einstein, ondes gravitationnelles, effet shapiro, etc.

m@ch3

[mach3]

Comment vérifie t-on expérimentalement cette invarience?

Par exemple en mesurant la durée de vie de particules instables en fonction de leur vitesse. Par exemple le muon ne vit pas assez longtemps pour traverser l'atmosphère terrestre (même si il allait à la vitesse de la lumière), pourtant les muons créés dans la haute atmosphère atteignent le sol. L'intervalle d'espace-temps (moyen, parce qu'il s'agit de désintégration, donc c'est statistique) entre la création d'un muon et sa désintégration peut s'écrire :

(je prend la distance en seconde-lumière et le temps en seconde, pour avoir c=1seconde-lumière/seconde et ne pas encombrer la formule)

avec xc et tc les position et date de création et xd et td les position et date de désintégration. Si le muon est immobile, l'intervalle est égale à la durée entre création et désintégration. Si le muon se déplace, la durée devient plus grande que l'intervalle.

On peut vérifier cela dans les accélérateurs de particules tous les jours, les temps désintégrations des particules instables créées sont directement dépendant de leur vitesse (et dans les accélérateurs cela va sacrément vite, ce qui fait que ces temps sont très rallongés). On peut aisément mesurer les dates et les positions de création et désintégration des particules (que l'on reconnait par ailleurs par la trace qu'ils laissent, on peut en déduire la masse, la charge, etc), en déduire l'intervalle moyen et constater qu'il est constant.

On ne peut pas car toutes nos mesures sont construites sur ce postulat.
Or ce qui sert à mesurer ne peut pas être mesuré !

Je te trouve bien péremptoire... On a tout un faisceau de preuves cohérentes, dont un paquet est incompatible avec la bonne vieille physique Newtonnienne.

m@ch3

[Gilgamesh]

T'ain, dommage ces phrases :


Expressions piégeuses même si cadrées par un bel effort de présentation .

Tu as raison, j'ai corrigé

[Gilgamesh]

Bonjour,
J'aurais deux questions simples pour avancer.

D'où vient mathématiquement et physiquement ce changement de signe?

Comment vérifie t-on expérimentalement cette invariance?

Je dirais que ça ne se démontre pas. On part d'un espace de Minkowski et on regarde dans cet espace comment se calculent les distances. Pourquoi est ce que l'espace de Minkowski s'applique bien à la Nature (sans la gravité), c'est comme ça...

Et donc ça se vérifie expérimentalement chaque fois qu'on utilise la théorie pour calculer des valeur de position, de durée, d'impulsion, d'énergie quand v/c approche 1 comme dans le rayonnement cosmique et les accélérateur de particules.

[inviteb6e1d57d]

@mach3
incompréhensible...

Un exemple avec de la programmation sera peut être plus parlant. J'ai d'un coté un nombre de type flottant et de l'autre un nombre de type entier, pour les comparé je tronque le nombre flottant pour qu'il devienne entier et ainsi j'ai deux nombre du même type.

En physique, tu as deux corps de type différents disposé à deux endroits, appelons le "milieu 1". Si tu veux analysé ou calculé leur interactions ils te faut les mettre dans un milieu homogène. On choisi donc l'espace-temps, appelons le "milieu 2". Pour cela il te faut à partir des données de chaque corps l'extraire, première transformation. Une fois celle-ci faite nos deux corps sont dans le "milieu 2" et de même type. On peut les comparés, les analysé, voir leurs interactions, faire des calcules. Une fois cela fait ils faut extraire ces données en fonction du type de chaque corps pour retourné dans le "milieu 1", deuxième transformation.

[coussin]

Toujours incompréhensible, désolé...
C'est quoi ces "milieux", données extraites de chaque corps", etc...

[mach3]

Un exemple avec de la programmation sera peut être plus parlant. J'ai d'un coté un nombre de type flottant et de l'autre un nombre de type entier, pour les comparé je tronque le nombre flottant pour qu'il devienne entier et ainsi j'ai deux nombre du même type.

En physique, tu as deux corps de type différents disposé à deux endroits, appelons le "milieu 1". Si tu veux analysé ou calculé leur interactions ils te faut les mettre dans un milieu homogène. On choisi donc l'espace-temps, appelons le "milieu 2". Pour cela il te faut à partir des données de chaque corps l'extraire, première transformation. Une fois celle-ci faite nos deux corps sont dans le "milieu 2" et de même type. On peut les comparés, les analysé, voir leurs interactions, faire des calcules. Une fois cela fait ils faut extraire ces données en fonction du type de chaque corps pour retourné dans le "milieu 1", deuxième transformation.

je sais pas si j'ai compris ou pas, mais c'est pas du tout comme ça que ça se passe. On regarde la répartition de l'énergie et de la quantité de mouvement (en fait leurs densités) en chaque point de l'espace, ça génère une courbure et donc des géodésiques. Tout objet test (=de taille et de masse négligeable, et la nature de l'objet importe peu, seule sa position et sa vitesse dans le repère choisi compte) en mouvement inertiel suit une géodésique. Pour un objet plus lourd c'est plus compliqué, car en plus de la courbure due à tout le reste, il y a la courbure que l'objet cause lui-même, ce qui modifie la géodésique qu'il est censé parcourir (sans parler du fait que pour un objet étendu, chaque partie veut suivre sa propre géodésique, ce qu'elle ne peut pas faire à cause des liaisons entre ces parties, ce qui cause des contraintes internes, comme la pression ou les forces de marée).

m@ch3