Salut à tous,
je ne comprend pas pourquoi le photon a une vitesse finie ! C'est vrai, la relativité restreinte explique la limitation de la vitesse pour des particules possédant une masse, mais comment se fait-il qu'une particule sans masse comme le photon soit limité dans sa vitesse ? Qu'est-ce qui empêche le photon d'avoir une vitesse infinie ?
Merci d'avance
Phys2
principe de "potentialité" : une masse nulle implique une vitesse égale à c. Apres, pour dépasser c, il faudrait une masse "imaginaire", les fameux tachyons...
Ben non, la relativité ne dit pas grand-chose sur les vitesses, et la masse ne limite pas la vitesse possible : n'importe quelle particule peut aller à n'importe quelle vitesse v inférieure à c.Envoyé par Phys2
2 points à considérer :
*A cause de la structure meme de l'univers de minkowski (univers de la relativité restreinte), il existe une "limite de causalité" qui définit une vitesse maximale au delà de laquelle la causalité peut etre violée ; cette vitesse, c'est "c". Cette vitesse ne peut etre atteinte que par des particules ayant une masse exactement nulle. Les particules massives ne pouvant atteindre cette limite qu'asymptotiquement.
Donc rien que part des considérations sur la structure de l'esapce-temps, on voit que le photon (à moins d'avoir une masse imaginaire mais bon les masses imaginaires c'est pas top cool niveau causalité) ne peut pas avoir une vitesse infinie. Il a soit une masse et donc une vitesse strictement inferieure à "c", soit pas de masse et donc une vitesse exactement égale à "c".
*D'autre part, on remarque après de nombreuses experiences faites dans tous les sens que le photon semble avoir une masse nulle. Il est maintenant rentré dans les "moeurs" d'appeler "c" la vitesse de la lumière, puisque comme le photon semble avoir une masse nulle, c'est beaucoup plus cool d'appeler ça vitesse de la lumière que limite de causalitéEnfin ca c'est nos anciens (du siecle dernier) qui l'ont décidé... et pis si on comprenait mieux le graviton que le photon on aurait appelé "c" vitesse de la gravité et ca aurait rien changé.
Pourquoi le photon n'a pas une masse infinie ? Parce que dans l'espace temps de la RR si l'on a une masse nulle, alors on va à "c", y'a pas le choix
Qu'est-ce qui empêche le photon d'avoir une vitesse infinie ? La structure de l'esapce-temps
Masse <=> v<c (strictement)
Masse nulle <=> v=c (strictement)
Masse imaginaire <=> v>c (strictement)
Qu'est-ce que c'est exactement ce principe ?principe de "potentialité" : une masse nulle implique une vitesse égale à c.
Oui, donc les particules massives sont limitées à une vitesse v<cBen non, la relativité ne dit pas grand-chose sur les vitesses, et la masse ne limite pas la vitesse possible : n'importe quelle particule peut aller à n'importe quelle vitesse v inférieure à c.
Serait-il possible de développer d'avantage ce point ? Je ne connaissais pas cela et ça m'a l'air très intéressantA cause de la structure meme de l'univers de minkowski (univers de la relativité restreinte), il existe une "limite de causalité" qui définit une vitesse maximale au delà de laquelle la causalité peut etre violée ; cette vitesse, c'est "c".
Qu'est-ce que tu entends par asymptotiquement ? Je vois les asymptotes en mathématiques mais je ne vois pas clairement ce que cela veut direLes particules massives ne pouvant atteindre cette limite qu'asymptotiquement.
Et puis en quoi le fait de violer la causalité empêcherait le photon ou toutes autres particules de masse nulle de dépasser la vitesse c ?
Bonsoir a tous
Je comprend bien que la relativite restreinte considere le photon comme ayant une masse nulle , et comme le precise "BIOBEN" ssa vitesse est donc maximale a c , mais l'on peut associer au photon une masse par l'equivalence E=mc²=hNu.
La question est donc de savoir si l'on peut trouver des element plus legers que cette "masse equivalente" , capables de voyager aussi vite si ce n'est plus ??
Ca veut dire "tendre vers"... genre si tu traces la fonction 1/x tu vois que ca tend asymptotiquement vers l'infini quand x=0 (mais tu ne fais jamais x=0). Bah là c'est pareil : si tu mets une masse, ta courbe de vitesse va tendre vers "c" sans jamais la toucher.Qu'est-ce que tu entends par asymptotiquement ?
En gros l'esapce temps de Minkowski se base sur un espace-temps plat qui a une "metrique" (sa caractéristique principale qui te dit comment tu calcules une distance dans cet esapce-temps) du type ds²=dx²+dy²+dz²-c²dt². Cette équation, en la traficotant un peu, t'amene à montrer que "c" a la dimension d'une vitesse (vitesse*temps = longeur) est une caracteristique de la structure de l'espace-temps qui fonctionne comme une limite de causalité (si tu la dépasses tu violes la causalité).Serait-il possible de développer d'avantage ce point ?
http://www.futura-sciences.com/compr...ssier509-7.php
http://www.astrosurf.com/lombry/rela...estreinte3.htm
Le seul moyen d'avoir v>c c'est que m soit imaginaire.Et puis en quoi le fait de violer la causalité empêcherait le photon ou toutes autres particules de masse nulle de dépasser la vitesse c ?
Pourquoi ?
Parce que l'équation est du type :
1/racine{1 - v²/c²}
Tu dois sans doute savoir qu'un nombre négatif dans une racine...c'est pas bien ! Eh bien c'est ce qui arrive si v>c !
En fait, cette égalité, introduite historiquement par Einstein (puis rejeté par la même personne) permettait, avant l'invention de la relativité générale, d'expliquer la courbure des trajectoires lumineuses. Mais en fait, en relativité générale, l'espace-temps est courbe et les particules libres (ou sans masse) suivent des géodésiques (analogue de la droite, mais dans un espace courbe). Il en va de même pour la lumière, plus besoin d'invoquer une masse pour expliquer la courbure des rayons lumineux.
D'ailleurs, la vraie équation de la relativité restreinte est, donc avec m=0 on retrouve
Bonjour,
En fait il n'y a pas vraiment de lois ou de formules qui disent qu'aucuns corps même les photons ne peuvent dépasser 299 792,458 km.s-1 et aucuns corps possédant une masse ne pourrait aller à cette vitesse. Mais comme e=mc² , e serait infinit pour n'importe quelle masse si c était infini. Aussi il n'y aurait pas de modification de l'espace temps ni de dilatation du temps.
Il y aurait donc un espace et un temps absolus.
En fait beaucoups de propriétés utilisées et démontrées seraient fausses et donc changées.
Bien cordialement.
Be or not to be that is the question.
C'est le contraire : dépasser la vitesse de la lumière violerait la causalité. En effet, en relativité l'écart temporel entre les événements dépend du référentiel depuis lequel on les mesure, et dans le cas d'une vitesse plus grande que c on pourrait trouver des référentiels dans lesquels les effets se produiraient avant la cause !
Ben si, il y a de telles lois...
Suffit de lire ce que j'ai passé du temps à écrire plus haut, de passer du temps sur le forum... ou d'ouvrir un bouquin de physiqueBen si, il y a de telles lois...
e=mc² tu fais beaucoup d'affirmations en les faisant passerpour "sûres" alors qu'elles sont ou bien pas claires du tout ou bien fausses... essaie le "?" défois
Tiens, tu vois, E=mc², je ne suis pas le seul à faire ce type de remarquee=mc² tu fais beaucoup d'affirmations en les faisant passerpour "sûres" alors qu'elles sont ou bien pas claires du tout ou bien fausses... essaie le "?" défois
Cordialement,
C'est comme-ci on demandait pourquoi l'univers existe, car si la vitesse de la lumière était infinie, alors l'information présente dans l'univers ne serait pas accessible, nous ne pourrions dans un tel univers rien percevoir de ce monde, rien voir...En allumant une lampe, les photons seraient à peine émis, qu'ils disparaitraient aux confins de l'univers...
On peut donc dire, que dans un tel univers la vie ne serait pas possible...Il n'y aurait aucune perception possible, et donc c'est parceque dans cet univers, la vitesse de la lumière est limitée, que la vie est possible,et que nous pouvons nous poser cette question...
Suposons qu'il existe un univers quelque part ou la vitesse de la lumière est infinie, et bien dans cet univers, la vie est impossible, et personne ne peut donc se poser la question...
Tout l'univers macroscopique est structuré de tel sorte que tout observateur, quelqu'il soit perçoit la lumière avec la même vitesse invariante C...
C'est la grande découverte d'Einstein qui préfigure la relativité générale, et la découverte de l'espace-temps...
je ne comprends pas bien. On pourrait imaginer que certains de ces photons seraient détectés par l'oeil (instantanément) et que du coup nous verrions le monde exactement pareil, non ?si la vitesse de la lumière était infinie, alors l'information présente dans l'univers ne serait pas accessible, nous ne pourrions dans un tel univers rien percevoir de ce monde, rien voir...En allumant une lampe, les photons seraient à peine émis, qu'ils disparaitraient aux confins de l'univers...
LOe problème, c'est que si l'on imagine un univers (parallèle s'entend) où les lois de la physique sont différentes, et que la vitesses des photons est infinie, alors, nous aurions dû les détecter, se trouvant forcément à une disatnce finie. Donc la théorie des multivers suppose, AMHA, la constance de c dans chacun de ses univers...
Bonjour,
La notion de vitesse infinie de la lumière ne se pose pas. Si le photon se propageait à vitesse infinie, la lumière ne se propagerait à vitesse infinie que dans le vide absolument parfait. Une seule particule avec des charges électriques suffirait pour faire descendre la vitesse de la lumière en-dessous de l'infini, donc à une vitesse finie.
Cordialement,
Re : Pourquoi le photon n'a-t-il pas une vitesse infinie ?
Si la lumière possédait une vitesse infinie, cela signifierait, qu’elle ne puisse plus être considérée comme une onde, elle ne pourrait donc plus avoir les mêmes propriétés, un photon de ce type serait présent, partout à la fois, cela mettrait fin, à la possibilité de collecter une quelconque information, car il est impossible de concevoir dans ces conditions l’idée de mouvement, l’idée de temps, et l’idée de relation d’ordre ...
La propriété de non spatialité serait vérifiée, un photon serait donc à la fois ici et ailleurs, dans une position indéterministe, cela impliquerait en outre qu’il ait une énergie infinie…
Bref on serait dans un univers ressemblant peut-être au monde quantique…Nous vivrions dans un grand nuage d’indétermination….
à mon avis, Si le photon se propageait à une vitesse infinie, la lumière ne serait plus de nature ondulatoire, et ayant une énergie non-finie, rien ne pourrait ralentir un photon...Si le photon se propageait à vitesse infinie, la lumière ne se propagerait à vitesse infinie que dans le vide absolument parfait. Une seule particule avec des charges électriques suffirait pour faire descendre la vitesse de la lumière en-dessous de l'infini, donc à une vitesse finie.
Je ne comprends toujours pas : en gravité newtonienne l'interaction gravitationnelle est instantanée, et ça ne pose aucun problème particulier (en mécanique non relativiste).
Le champ électro-magnétique, est bien, lui, à la fois ici et ailleurs. Il n'a pas de "position". Et il est de densité spatiale d'énergie finie, donc peut-être d'énergie infinie si l'univers est lui-même infini; et alors?
Un photon est, si on regarde en détail, un quantum d'occupation d'un degré de liberté du champ électromagnétique. A chaque degré de liberté du champ correspond un nombre n d'occupation. L'absorption d'un photon, c'est une réduction de 1 du degré de liberté correspondant, l'émission une augmentation de 1. Le propagateur que l'on appelle photon n'est qu'une relation causale de perturbation du champ.
Si la propagation de la perturbation du champ était à vitesse infinie, cela ne changerait pas le champ, qui serait toujours à la fois ici et ailleurs, sans position et avec une densité spatiale d'énergie finie dans un univers peut-être infini...
Cordialement,
EDIT: Croisement
Bonjour,
J'allais faire la même remarque, mais on peut même rester dans le cadre de l'électromagnétisme où, lorsque qu'on étudie les propriétés électromagnétiques de dispositifs dont les dimensions sont très petites devant la longueur d'onde, il suffit de se placer dans l'approximation "quasi-statique", autrement dit négliger totalement la propagation (interaction instantanée), ce qui donne des résultats tout à fait cohérents avec la réalité.
Cordialement
Michel
Oui ce qui revient à dire, que si la perturbation du champ est à vitesse infinie, cela équivaud à un champ non perturbé...Si la propagation de la perturbation du champ était à vitesse infinie, cela ne changerait pas le champ, qui serait toujours à la fois ici et ailleurs, sans position et avec une densité spatiale d'énergie finie dans un univers peut-être infini...
Comme dit deep, c'est kif-kif champ gravitationnel en newtonnien...Oui ce qui revient à dire, que si la perturbation du champ est à vitesse infinie, cela équivaud à un champ non perturbé...
Re : Pourquoi le photon n'a-t-il pas une vitesse infinie ?
Si la gravité nous apparait comme une géométrie, de l'espace temps à 4 dimensions, avec des interactions gravitationnelles instantanées d'où l'on tire le concept de champ....Alors on peut imaginer qu'il soit quasi impossible de détecter une onde gravitationnelle....
Des vitesses de propagation quasi infinies impliquent des longueurs d'onde quasi infinies, et à mon avis difficilement détectables à notre échelle...
Imagine que la source du champ oscille avec une période T. De façon instantanée, le champ dans tout l'Univers oscille avec la même période. On peut donc détecter en tout point de l'espace une variation du champ. Certes ce ne serait pas une onde au sens où on l'entend habituellement, et il n'y aurait pas en effet de longueur d'onde, mais je ne crois pas que ça changerait beaucoup notre perception quotidienne des phénomènes électromagnétiques. On verrait le Soleil avec huit minutes d'avance par rapport au cas réel, la lune une demi-seconde... Perso je ne verrais pas la différence !
J'imagine que ceux qui s'intéressent à la discussion s'intéresseront à l'article suivant:
Adel F. Antippa, Limiting Velocity at the Interface Between Causality and Virtuality, American Institute of Physics Conference Proceedings, AIP CP 573, pp. 61-76.
Abstract: We take a new look at the postulates of special relativity, at inertial reference frames, and at photons as carriers of the invariant signal velocity. We explore the interrelation between limiting velocity, causality and virtuality, and try to answer the question of whether signals can be transmitted faster than light. That is do tachyons exist. We study the implications on the existence of tachyons, of spacetime dimensionality, causality, rotational symmetry, Lorentz invariance, the principle of relativity, and the non-conservation of parity. We describe the expected characteristics and natural habitat of tachyons, and briefly discuss their possible applications in high speed computers, and in mediating the weak interactions. The preceding analysis leads us to briefly discuss fuzzy reference frames, the quantization of special relativity, the fifth state of matter and virtual mechanics. ©2001 American Institute of Physics.
Vous trouverez l'article sur aip.org et sur EBSCO.
Bonne lecture,
Simon
bonjour,
que pouvez vouz-vous m'apprendre sur les ondes supraluminiques?
Je sais que la RR n'est pas violée dans leur cas et qu'elles se verifient dans un milieux à "dispersion anormales" et qu'elles ont été prédites par brillouin et sommerfeld, mais j'aimerais en savoir plus. Source : dossiers de la recherche fevrier-avril 2005
les gens qui ont des montres n'ont pas le temps. Sagesse africaine
Imagine que la source du champ oscille avec une période T. De façon instantanée, le champ dans tout l'Univers oscille avec la même période. On peut donc détecter en tout point de l'espace une variation du champ. Certes ce ne serait pas une onde au sens où on l'entend habituellement, et il n'y aurait pas en effet de longueur d'onde, mais je ne crois pas que ça changerait beaucoup notre perception quotidienne des phénomènes électromagnétiques. On verrait le Soleil avec huit minutes d'avance par rapport au cas réel, la lune une demi-seconde... Perso je ne verrais pas la différence !A mon avis la détection poserait un sacré problème étant donné que pour la détecté, il faudrait être extérieur au phénomène, ce qui est impossible...On peut donc détecter en tout point de l'espace une variation du champ
Imagine que nous soyons au pay de Flatland dans un univers bi-dimentionnel...un peu comme une feuille de papier...suppose du tu envoies une ondulation dans cette feuille, et bien tes être bi-dimentionnels, à l'échelle locale n'y verrons que tu feu...
De plus les longueurs d'ondes gravitationnelles étant quasi-infinie par rapport à notre échelle...On peut en déduire, que si ces ondes existaient elle perturberaient l'espace temps, à des vitesses supérieures à celle de la lumière....
Si bien qu'il nous serait impossible de relier expérimentalement une observation, et sa cause...La perturbation gravitationnelle passerit bien avant le phénomène qui en est la cause...
Bonjour
l'imposition de la vitesse limite c n'est dûe qu'aux caractéristiques de notre univers, on peut donc fort bien imaginer qu'un univers qui aurait la loi relativiste suivante comme modèle : E2 = Eo2 (1 - V2 / c2) verrait ses "masses" se comporter comme ayant la vitesse basse c comme impossible à atteindre pour la même raison que chez nous, mais il verrait aussi la vitesse infinie comme condition de "repos".
Dans ce monde, on aurait un forum où les intervenants poseraient la question : pourquoi diable les masses ne peuvent voyager moins vite que c.
Mais nous ne vivons pas dans cet univers là, autrement ça se saurait.
L'electronique, c'est fantastique.
Re : Pourquoi le photon n'a-t-il pas une vitesse infinie ?
l'imposition de la vitesse limite c n'est dûe qu'aux caractéristiques de notre univers.
Oui,mais ça n'a rien à voir avec la RR.
le vide n'est pas absolu, il est sous un potentiel de champs meme en absence de masses.
Donc la lumière ne peut avoir qu'une vitesse finie dans le vide.
