Vitesse et distance du point de vue de la lumière

[YB17]

Bonsoir,

Si j'ai bien compris, du point de vue d'un photon, son voyage entre le soleil et la Terre (par exemple) est instantanée et la distance parcourue nulle du fait de la contraction des distances à cette vitesse. Est ce que c'est juste ?

Si effectivement, c'est juste, ce photon s'il doit passer à côté de Vénus pour arriver jusqu'à la Terre, même pour lui il doit bien y avoir un "moment" (un temps ???, une durée ???) où il est avant Vénus et un "moment" où il a dépassé Vénus, non ? Ca nous fait donc 2 "moments" différents, du coup c'est problématique pour l'aspect "instantané" du voyage. D'autre part, si la distance est nulle pour lui, où place t on Vénus dans son trajet (de son point de vue)? En effet, même si pour lui la distance est nulle, cela n'empêche que Vénus existe bel et bien et qu'il faut bien la mettre quelque part et là... on n'a pas d'espace pour l'y mettre.

Bref, auriez vous des éclaircissements à me donner s il vous plait ?
-----

[Amanuensis]

Si j'ai bien compris, du point de vue d'un photon, son voyage entre le soleil et la Terre (par exemple) est instantanée et la distance parcourue nulle du fait de la contraction des distances à cette vitesse. Est ce que c'est juste ?

Non, ça ne l'est pas. Il y a eu des dizaines de fils sur ce sujet sur le forum.

ce photon s'il doit passer à côté de Vénus pour arriver jusqu'à la Terre, même pour lui il doit bien y avoir un "moment" (un temps ???, une durée ???) où il est avant Vénus et un "moment" où il a dépassé Vénus, non ? Ca nous fait donc 2 "moments" différents

Cela fait deux événements différents. Qui sont à deux «instants» différents (qui ont deux dates différentes) pour n'importe quel observateur.

on n'a pas d'espace pour l'y mettre.

Oui

Bref, auriez vous des éclaircissements à me donner s il vous plait ?

Simple: le «point de vue d'un photon» n'est pas un concept qui amène à quelque chose de cohérent, comme vous le faites remarquer!

Ce mauvais concept est issu d'un passage à la limite sans précaution, ou une sorte de division par 0. En maths c'est un excellent moyen pour fabriquer des démonstrations fausses que 1=0. En physique c'est tout autant un bon moyen pour se fourvoyer.

[f6bes]

Bonsoir,

Si j'ai bien compris, du point de vue d'un photon, son voyage entre le soleil et la Terre (par exemple) est instantanée et la distance parcourue nulle du fait de la contraction des distances à cette vitesse. Est ce que c'est juste ?

Si effectivement, c'est juste, ce photon s'il doit passer à côté de Vénus pour arriver jusqu'à la Terre, même pour lui il doit bien y avoir un "moment" (un temps ???, une durée ???) où il est avant Vénus et un "moment" où il a dépassé Vénus, non ? Ca nous fait donc 2 "moments" différents, du coup c'est problématique pour l'aspect "instantané" du voyage. D'autre part, si la distance est nulle pour lui, où place t on Vénus dans son trajet (de son point de vue)? En effet, même si pour lui la distance est nulle, cela n'empêche que Vénus existe bel et bien et qu'il faut bien la mettre quelque part et là... on n'a pas d'espace pour l'y mettre.

Bref, auriez vous des éclaircissements à me donner s il vous plait ?

Bjr à toi,
Non le voyage entre ces deux astres dure...8 secondes. (soleil ...terre)
L a vitesse de la lumiére n'est pas ...nulle....300 000 km par secopnde.
Bonne fin de semaine.

[Ignatius84]

Bjr à toi,
Non le voyage entre ces deux astres dure...8 secondes. (soleil ...terre)
L a vitesse de la lumiére n'est pas ...nulle....300 000 km par secopnde.
Bonne fin de semaine.

Du coup c'est plutôt environ 8 minutes, non ?
Il me semble que le primo posteur en a conscience, c'est plutôt le message d'Amanuensis qui répond à la question posée. Et en effet "du point de vue du photon" est en soi problématique pour raisonner, même si, on le sait, Einstein s'est posé une question qui en semble proche...

[A voir en vidéo sur Futura]

[YB17]

Ce mauvais concept est issu d'un passage à la limite sans précaution, ou une sorte de division par 0. En maths c'est un excellent moyen pour fabriquer des démonstrations fausses que 1=0. En physique c'est tout autant un bon moyen pour se fourvoyer.

Merci pour cette réponse. Donc, si je vous suis bien, pour le photon le voyage est QUASI-instantané et la distance QUASI-nul ? Ma confusion serait dû à un passage à la limite qu'il ne convient pas de faire, passage qui a un sens en mathématique mais pas en physique. Cela me convient.

En pratique, le photon a une vitesse finie, sa vitesse ne tends pas vers celle de la lumière, c'est la vitesse de la lumière. Est ce que l'on peut mettre un chiffre sur cet notion de QUASI ? Un chiffre du style "la distance est réduite de 99,9999 %, 98, 12 %, ... ? ". En gros, si je demandais sa vitesse à un photon, il ne me dirait quoi :
- "Je n'ai pas de vitesse, je voyage instantanément" (ça, vous m'avez bien expliqué que ce n'était pas le cas.)
-"Je parcours une distance d (de mon point de vue de photon) en un temps t (de mon point de vue de photon) donc ma vitesse est précisément de d/t km/h (toujours de mon point de vue de photon)."

Bonne journée

[YB17]

Oui tout à fait Ignatius, c'est l'aspect "point de vue du photon" qui me pose quelques problèmes. C'est certainement le type de questions qu'Einstein et plein d'autres après lui ont dû se poser.

Des questions du type "comment ça se passe pour 2 photons voyageant côte à côte ?" . Comme la vitesse de la lumière est invariante, je me dis que dans le référentiel du photon A le photon B file à la vitesse de la lumière et vis versa dans le référentiel du photon B c'est le photon A qui voyage à la vitesse du photon B. Tandis que dans mon référentiel ils partent et arrivent en même temps. Mais bref, ceci est une autre question que je posterai peut-être plus tard.

Bonne journée à vous !

[papy-alain]

Merci pour cette réponse. Donc, si je vous suis bien, pour le photon le voyage est QUASI-instantané et la distance QUASI-nul ? Ma confusion serait dû à un passage à la limite qu'il ne convient pas de faire, passage qui a un sens en mathématique mais pas en physique. Cela me convient.

En pratique, le photon a une vitesse finie, sa vitesse ne tends pas vers celle de la lumière, c'est la vitesse de la lumière. Est ce que l'on peut mettre un chiffre sur cet notion de QUASI ? Un chiffre du style "la distance est réduite de 99,9999 %, 98, 12 %, ... ? ". En gros, si je demandais sa vitesse à un photon, il ne me dirait quoi :
- "Je n'ai pas de vitesse, je voyage instantanément" (ça, vous m'avez bien expliqué que ce n'était pas le cas.)
-"Je parcours une distance d (de mon point de vue de photon) en un temps t (de mon point de vue de photon) donc ma vitesse est précisément de d/t km/h (toujours de mon point de vue de photon)."

Bonne journée

Je crois que tu as mal interprété la réponse d'Amanuensis. Il n'est pas possible d'adopter le point de vue du photon. Ca n'a aucun sens physique ni même mathématique. C'est un peu comme si je te disais que j'ai 5 pommes à partager entre 0 personnes. Combien chaque personne recevra-t-elle de pommes ?

[Amanuensis]

Mais bref, ceci est une autre question que je posterai peut-être plus tard.

Peut-être une autre question, mais venant de la même idée, et mentionnant une autre conséquence absurde de cette idée.

On ne peut pas utiliser de concept qui serait d'un «référentiel du photon», du moins dans les théories de la relativité, et quand on connaît et accepte la signification rigoureuse de «référentiel» dans ce cadre. L'usage de cette expression, qui est nécessairement sans rigueur, amène à des contradictions, des résultats absurdes, qui s'expliquent simplement par le principe que d'hypothèses fausses on peut tirer des contradictions et des absurdités.

(La règle est simple en RR: la vitesse relative entre deux référentiels inertiels est toujours strictement inférieure à c.)

[YB17]

Très bien papy-alain, je vois ce que vous voulez dire. C'est quelque chose que je peux concevoir, c'est comme demander "qu'est ce qu'il y a au nord du pôle nord ?". Je vais donc essayer de chercher et trouver j espère pourquoi se mettre du point de vue d'un photon n'a pas de sens car cela m'échappe aujourd'hui.
Mais sinon, si on mets à part ce problème de limite vers 0 lorsque l'on voyage exactement à la vitesse de la lumière, est il tout même juste de dire que si une particule (sans masse) voyage à 99,999999...% de la vitesse de la lumière, son voyage a été quasi instantanée sur une distance quasi nulle pour elle ?

[YB17]

Merci Amanuensis pour ces précisions. Comme Papy-alain me l a dit aussi et si j'ai bien compris mon postulat de départ n'a pas de sens d un point de vue physique et donc à partir de là ça fini par coincer quelque part dans la réflexion ! Comme je l'ai dit à Papy alain aussi, il faut que je cherche pourquoi mon postulat n a pas de sens. Parce que pour moi, j'ai semble t il encore du mal à franchir certaines barrières mentales qu'apporte la relativité. Par exemple concilier la propriété que vous énoncez :"la vitesse relative entre deux référentiels inertiels est toujours strictement inférieure à c." et "la vitesse de la lumière est exactement c." Je sens bien que c'est le noeud du problème en ce qui me concerne et que je dois clarifier ça.

Encore merci à tous pour votre temps!

[Amanuensis]

est il tout même juste de dire que si une particule (sans masse) voyage à 99,999999...% de la vitesse de la lumière, son voyage a été quasi
instantanée sur une distance quasi nulle pour elle ?

Non, ce n'est pas juste.

L'erreur vient de l'idée que "voyager à telle vitesse" aurait un sens absolu. Or la vitesse est toujours relative à une référence (à un référentiel). Du coup, tout à toutes les vitesses (inférieures à c). Assis sur ma chaise, je voyage «à 99,999999...% de la vitesse de la lumière» par rapport à un certain référentiel. Et tout aussi bien à la vitesse nulle dans un autre référentiel.

Si on veut parler de notions indépendantes de tout référentiel, on ne peut pas parler de distance parcourue, et la durée du voyage «pour la particule» est donnée par ce qu'on appelle la durée propre. Et si on veut parler de «distance parcourue pour la particule», elle est nécessairement nulle.

«Vue d'une particule» (ou d'un observateur), sa vitesse propre est toujours nulle, étant la division de la distance parcourue «pour elle» (soit 0) par la durée propre, cette dernière n'étant jamais nulle si on parle d'un «voyage» pour une particule matérielle (de masse non nulle). On a bien dans ce cas 0 = 0/Δt ; ce qui est correct, mais pas vraiment informatif. Si on passait à la limite pour un «photon», on aurait une division de 0 par 0, ce qui rend l'usage des maths difficile.

----

Pour l'aspect non absolu de la distance, nul besoin de la physique moderne. Suffit de se poser la question de la distance parcourue par soi-même dans la dernière seconde. Est-ce 0 km? Ou 30 cm parce qu'on marchait? Ou 700 km de par la rotation de la Terre? Ou 30 km de par la révolution autour du Soleil? Ou 650 km ? Ou 100000 km «vu d'une particule» ? Toutes ces réponses sont justes, et par conséquence la «distance parcourue dans la dernière seconde», sans précision, n'a pas de sens.

[JPL]

Cette discussion a plus sa place en Physique qu’en Astro. Je l’ai donc déplacée.

[f6bes]

Du coup c'est plutôt environ 8 minutes, non ?
I

Bjr à toi,
Ah , c'est encore un coup de mon clepsydre qui n'est pas synchrone !!
Ah , c'est vieilleries !
Bonne journée

[YB17]

Oui Amanuensis je saisi le concept de "par rapport à un certain référentiel" c'est justement aussi pour ça que je trouve la cas de la lumière intriguant puisque si j'ai bien compris la vitesse d'un photon donné est la même quelque soit le référentiel. Mais si j'ai bien suivi ce que tu m'as dit et ce que je viens de lire ailleurs, le photon ne peut pas être utilisé comme référentiel (faut encore que j apprenne des choses sur ça).

En te répondant je pense réaliser à l instant mon erreur et à quel point ma question était sans sens et c'est tout bête en fait (j'espère avoir effectivement compris, sinon je vais avoir l'air encore plus bête !). En fait, J'étudiais un objet tout en me servant de lui comme référentiel ! Du coup, effectivement, il ne se passe rien pour lui puisque que je le compare à lui même ! C'est pour ça donc que "la vitesse relative entre deux référentiels inertiels est toujours strictement inférieure à c" ! Et du point de vue du photon, dans son référentiel, il s'est déplacé de 0m en 0s et du coup diviser par 0 non seulement c'est impossible mais effectivement ça n' a pas de sens non plus !

Je donne l'impression de paraphraser ce que tu as dis mais c'est parce que je réalisais au fur et à mesure ce que tu me disais. Je crois que tu as réussi à me faire comprendre un truc important.
Une fois ça compris,je réalise à quel point mon postulat de départ n'avait pas de sens. !

Un grand merci pour votre patience !

[Amanuensis]

Corrigendum de détail:

Ou 700 km de par la rotation de la Terre?

Fallait lire 700 mètres.

[Amanuensis]

Un grand merci pour votre patience !

De rien. Le forum est là pour ça!