Expérience de flash simultanés dans un train relativiste

[sunyata]

Bonjour,c'est quoi "un observateur" ?

Ici pour moi, il est question d'un observateur-dans-le-trainEt d'un-observateur-sur-le-quai.Cela signifie qu'ils n'ont pas le même référentiel Inertiel.
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[Lansberg]

Ici il me semble important de préciser que la fermeture simultanée des 2 portes est possible du point de vue de l'observateur situé sur le quai, mais ne l'est pas pour l'observateur situé dans le train.

Tout dépend où est situé "l'observateur" dans le train !

[sunyata]

Tout dépend où est situé "l'observateur" dans le train !

C'est vrai !Dans le premier shéma il était supposéQue le passager du train se trouve en son mileu.Et que celui du quai, se trouve face à luiLorsque le train est au repos.

[Amanuensis]

La confusion est, comme très souvent, entre "observateur" au sens de qui perçoit (et la perception dépend de la position et du mouvement), et "observateur" au sens de "physicien ayant choisi un référentiel ou un système de coordonnées relativement auquel il décrit et mathématise les phénomènes" (et cela ne dépend ni de la position ni du mouvement).

En plus clair, on se fiche totalement de la position de l'observateur quand on parle de simultanéité d'événements distants. On ne s'y intéresse que dans le cas où on parle de simultanéité de perception, de "photons en provenance des deux flashs arrivant dans l'oeil d'un observateur".

[Lansberg]

On ne s'y intéresse que dans le cas où on parle de simultanéité de perception, de "photons en provenance des deux flashs arrivant dans l'oeil d'un observateur".

Et c'est bien de ça dont parle sunyata. D'où les remarques de mach3 dans ses messages #17 et #22.

[Amanuensis]

Et c'est bien de ça dont parle sunyata.

Des fois, et des fois pas.

Par exemple (entre nombreux autres) on ne peut pas analyser "Ici pour moi, il est question d'un observateur-dans-le-trainEt d'un-observateur-sur-le-quai.Cela signifie qu'ils n'ont pas le même référentiel Inertiel." en pensant qu'il n'est question que de perception.

[sunyata]

Des fois, et des fois pas.

Par exemple (entre nombreux autres) on ne peut pas analyser "Ici pour moi, il est question d'un observateur-dans-le-trainEt d'un-observateur-sur-le-quai.Cela signifie qu'ils n'ont pas le même référentiel Inertiel." en pensant qu'il n'est question que de perception.

Ma phrase était peut-être ambiguë, mais il est évident qu'ils n'ont pas le même référentiel inertiel, ni les mêmes perceptions.

[Amanuensis]

il est évident qu'ils n'ont pas le même référentiel inertiel, ni les mêmes perceptions.

Mon point est qu'il s'agit de deux aspects totalement indépendants (si, si), et donc qu'il n'est pas très bon d'amalgamer les deux, et donc qu'il est préférable d'être clair à chaque fois de quel aspect il est question.

(Et, une fois de plus, un observateur "n'a pas de référentiel" (inertiel ou pas) ; utiliser le verbe "avoir" avec le mot "référentiel" est impropre du point de physique (du moins de la physique "non vulgarisée"). Ce qui est évident ici est que les deux observateurs ne sont pas immobiles l'un par rapport à l'autre, simplement parce que cela fait partie des hypothèses.)

[sunyata]

Ouais si tu veux, mais bon, chacun a une horloge qui peut servir de référentiel inertiel...
L'expression te convient ?

[invite6c093f92]

Ouais si tu veux, mais bon, chacun a une horloge qui peut servir de référentiel inertiel...
L'expression te convient ?

Amanuensis répondra plus précisément (ou me contredira), mais pour ma part je ne suis pas d'accord, si tu prends plusieurs horloges immobiles en rapport à un référentiel, si elles sont à une altitude différente, elles ont chacune un temps propre qui est une fonction affine du temps coordonnée, et qui ne coïncide pas (à constante additive près). Difficile dans ce cas de dire qu'une horloge peut servir de référentiel (inertiel ou non)...et si je te pose la question en se plaçant au niveau de la RG...je pense que tu va avoir de difficultés pour faire la jointure avec ta définition...).

Plus généralement, le temps d'un référentiel doit être pris pour ce qu'il est, un temps-coordonnée.
Dès fois, le langage permet d'évacuer un problème de concept, et pour une fois que l'on peut approcher le truc sans passer par les maths (du moins pour une 1ère approximation) c'est déjà ça...la bonne expression est "en rapport à un référentiel", cela peut paraître anodin, voir futile, mais le "en rapport à" fait toute la différence...

Ps: Peut-être que je ne saisis pas ce que tu veux dire par l'expression utilisée...

[Amanuensis]

À la base, un référentiel parle de lieux, pas d'horloges.

Que ce soit en mécanique classique ou en relativité générale, référentiels (les lieux) et les horloges (le temps) sont essentiellement séparés. (En MC parce que le temps est absolu, en RG comme expliqué par Didier.)

Il n'y a en pratique qu'un seul cas où sont systématiquement "associés" référentiel et temps (= datation par des horloges), ce sont les référentiels inertiels en "RR" (espace-temps de Minkowski).

Curieux (et intéressant) que ce cas particulier ait tant d'influence sur la vulgarisation du sujet.

[invite52eae448]

Supposons que je veuille réaliser une expérience de perception de 2 flash lumineux simultanés, à bord d'un train lancé à la vitesse de 20% de la vitesse de la lumière, autant dire, une vitesse relativiste.

Pour ce faire, je place un observateur dans le train en son milieu, et pour être sûr que les 2 flash lumineux soient bien émis en même temps, je place à chaque extrémité du train un interrupteur mécanique, qui interagit avec 2 bornes de déclenchement situées sur le quai, ayant exactement la longueur du train. Ainsi quand le train franchit les 2 bornes, cela déclenche les 2 interrupteurs simultanément...clic. Cela provoque également 2 flash à partir du quai, lors du déclenchement de mes 2 interrupteurs.
Il y a également un observateur sur le quai situé au milieu des 2 bornes, qui vérifie que les 2 flashs de lumière ont bien été déclenchés en même temps.

Selon vous que va-t-il se passer ? Le dispositif expérimental va-t-il fonctionner comme prévu ? Que va percevoir l'observateur situé dans le train, et qu'en est-il de celui qui est situé sur le quai ?

Cordialement,

ton dispositif est "vriament virtuel" sunyata... parceque si les deux flash doivent flasher selon un signal et que les deux flashs ne sont pas strictement à la même place, il y auras toujours un décalage entre flash A et B du fait que l'information passant par un moyen quelconque ne pourras jamais arriver en même temps a fA et fB...

deja que là... ça ne fonctionne pas, du fait d'une vitesse maximale de l'information (relative a 'c' et au moyn de son transport)

ensuite, la lumière se propage comme le son, mais sans support(morley michelson) et l'on retrouve les même type de décalage entre emission du signal et reception du signal (la fameuse simultaneïté)

delà que ton observateur sur le quai perçoit non la variation de taille du train... mais la déformation du signal par effet doppler du signal lumineux (et de fait, le train semble être soit plus long soit plus court selon qu'il s'éloigne ou se rapproche) l'effet Doppler sonore est plus facile toutefois a carractériser...

[mach3]

Et c'est bien de ça dont parle sunyata. D'où les remarques de mach3 dans ses messages #17 et #22.

ouf, pendant un moment j'ai cru que j'étais dans le désert!

m@ch3

[Lansberg]

Bonjour,

Bonsoir,

[/B]

Je ne vois pas trop la différence entre ces 2 aspects.

Mais dans le dispositif que j'ai proposé personne ne sera témoin d'une expérience de simultanéité.

---> Pour l'observateur du train, dans son référentiel, c'est le quai qui est en mouvement, donc la longueur séparant les plots du quai va être réduite (contraction des longueur), le quai paraitra donc plus petit que la longueur du train, donc il percevra le flash provenant de l'avant, avant celui de l'arrière.

---> Pour l'observateur du quai, dans son référentiel, c'est le train qui est en mouvement, et donc la longueur séparant les plots du train va être réduite par rapport à celle du quai, le train paraitra plus petit que le quai, donc il percevra le flash provenant de l'arrière, avant celui de l'avant.

Donc sauf erreur ni l'observateur du quai, ni l'observateur du train n'auront une perception simultanée des flash lumineux.

ouf, pendant un moment j'ai cru que j'étais dans le désert!

m@ch3

Sunyata focalise bien dans son commentaire sur la "perception simultanée des flashs lumineux". Il y aussi, sous-jacent, la simultanéité des événements liée à l'émission des flashs dans les référentiels quai ou train.
Il est tout à fait possible qu'il y ait simultanéité de la réception des flashs lumineux, au milieu du quai, si Longueur du train= gamma x Longueur du quai. Les émissions des flashs sont simultanées pour le quai.
De même il y aura simultanéité de la réception des flashs lumineux au milieu du train si Longueur du quai = gamma x Longueur du train. Les émissions des flashs sont simultanées pour le train.

On peut facilement vérifier tout ça avec un diagramme de Loedel (ou autre).

[Amanuensis]

Si on ne parle que de perception, alors la règle est simple: si un observateur perçoit les deux flashs simultanément, alors tout observateur en coïncidence spatio-temporelle avec lui percevra les deux flashs simultanément. Autrement dit (en négligeant la petite distance spatiale) que l'observateur soit dans le train ou sur le quai n'a strictement aucun effet sur la simultanéité de perception à partir du moment où ils sont "face-à-face".

Si on parle de deux observateurs distants sur le train, c'est tout aussi simple: si l'un perçoit les flashs simultanément alors pas l'autre, simple conséquence de la vitesse finie de la lumière. Et cela n'a là encore aucune importance si on parle de deux observateurs distants tous deux sur le train, ou de deux observateurs distants tous deux sur le quai.

Alors, quel problème pourrait bien soulever Sunyata???

Autrement dit, si problème il y a, il ne peut pas se limiter à la simultanéité ou non de la perception des flashs.

[Amanuensis]

Ou encore, les "théories de la relativité" sont tout ce qu'il y a de plus "normales" quand il est question de la simultanéité de deux événements "au même endroit" (ce qui est le cas pour la perception des flashes par un humain donné).

En termes techniques, si deux événements sont "au même endroit" dans un référentiel quelconque, alors leur séparation est temporelle, et donc la nullité ou non de leur séparation temporelle ne dépend pas du système de coordonnée choisi. (Et il existe une durée propre entre les deux événements, durée qui est absolue, au sens ne dépendant pas du choix d'un référentiel ou d'un système de coordonnées.)

A contrario, cela ne s'applique pas à des événements en séparation spatiale, et toute la problèmatique des flashs, trains et autre est celle d'essayer de parler de "simultanéité" entre événements en séparation spatiale. Les maths disent que cela ne peut qu'être arbitraire, ce qui normalement devrait clore la question!

[Nicophil]

Bonjour,

c'est quoi "un observateur" ?

Bonjour (!)
C'est quoi un "observateur cosmologique" ?

[sunyata]

Bonjour (!)
C'est quoi un "observateur cosmologique" ?

Un démon de Maxwell qui aspire au rang de démon de Laplace.