Aller plus vite que la vitesse de la lumière ?

[Skixio]

Depuis peu je m'intéresse beaucoup à la physique et l'espace et on comprend vite que la vitesse de la lumière est la vitesse limite (pour les particules et l'énergie, pas pour l'espace lui-même qui ne se prive pas de la dépasser). Je sais que l'expérience ne marchera pas, mais j'aimerais savoir pourquoi.

L'expérience la voici: si dans le vide de l'espace, je place un fil très long ,incassable ,tendu et qui ne peut pas s'étirer(en somme qui ne peut pas subir de déformations) , à ses deux extrémités je place deux personnes, si la première des deux personnes tire vers lui très fort le fil, que se passera-t-il ? Je serais tenté de dire logiquement que la deuxième personne sentirait que le fil lui échappe et ainsi que l'information se déplacerait plus vite que la lumière, mais sachant que la vitesse de la lumière est la vitesse limite, que se passerait-il vraiment ?
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[Deedee81]

Salut,

En fait, les solides strictement indéformables sont incompatibles avec la relativité restreinte.
Les contraintes de traction se propagent de proche en proche dans le solide et donc ne sauraient se déplacer plus vite que 'c' (la vitesse de la lumière dans le vide, dans le matériau s'il est transparent la lumière peut très bien aller moins vite et des particules peuvent dépasser cette vitesse. Avec des particules charges cela provoque l'effet Cerenkov, voir wikipedia).

Plus en détail, les atomes sont liés entre-eux par des liaisons chimiques (liaisons covalentes, ioniques, métalliques). La distance entre atome est fixée par l'énergie de la liaison pour laquelle il y a une position d'équilibre et des forces de rappel si on s'en écarte. Ca se comporte comme un ressort. Et la propagation des contraintes se fait "mécaniquement" comme une assemblée de ressort attachés bout à bout. Typiquement c'est la vitesse du son. La propagation de la contrainte mécanique est donc beaucoup plus faible que 'c' (le plus rapide c'est dans le diamant : 17500 mètres par seconde, la lumière c'est 300 millions !!!!)

Ce qui se passe alors c'est que lorsqu'on tire sur le fil, celui-ci s'étire et se déforme. La contrainte/déformation se propage (sauf déformation plastique) à la vitesse du son jusqu'à atteindre l'extrémité et à ce moment le fil a retrouvé sa taille (sauf si on continue à tirer comme un dingue :- ) ).

Ce que tu présentes est un des (faux) paradoxes classiques de la RR. Sauf que d'habitude on le présente avec une barre "rigide" qu'on pousse ou qu'on fait tourner.

[Dynamix]

Salut

incassable ,tendu et qui ne peut pas s'étirer(en somme qui ne peut pas subir de déformations)

C' est incompatible .
Si le fil est parfaitement rigide , les contraintes sont infinies .

[Deedee81]

Si le fil est parfaitement rigide , les contraintes sont infinies .

Dans le cadre de mon explication sur les liaisons moléculaires, ça correspond à des forces de rappels infinies lorsque la taille de la liaison est altérée. Donc en effet des contraintes infinies (en plus de se propager à vitesse infinie, notons d'ailleurs que la vitesse du son est reliée à 1/E ou E est le module d'élasticité de Young.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Skixio]

Merci beaucoup de votre réactivités et de vos réponses !

[Deedee81]

Salut,

Merci beaucoup de votre réactivités et de vos réponses !

C'est parce que, nous, on va plus vite que la lumière