Vitesse absolue

[Benzki]

Bonjour à tous.
Nous connaissons la vitesse de la Terre tournant autour du soleil, et je lis que le Soleil orbite à 850.000 km/h par rapport au centre de la Voie Lactée qui elle-même voyage à plus de 2 millions de km/h.
Il y a donc moyen de connaître grosso modo la vitesse (presque) absolue de la Terre ( ? ) et celle d'objets éloignés, à condition d'avoir suffisamment de points de repères fiables pour effectuer des mesures.
J'imagine cependant qu'il existe d'autres moyens pour obtenir de bons résultats. Par exemple, en laboratoire, le choc entre deux particules dont la masse est connue, est susceptible de libérer une énergie en rapport avec leur vitesse, au maximum théorique (inatteignable en pratique) de 2 x c. Certaines particules errant dans l'espace entrent en collision avec notre atmosphère, en surface, ou à l'intérieur de la Terre. Existe t-il des collisions "standard" qui permettraient aux scientifiques de déterminer ainsi une vitesse quasi-absolue de la Terre ? Merci.
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[mizambal]

Puisque l'univers est lui mm en expansion accéléré, c pas gagné , puisque tout bouge, une vitesse par rapport à quoi ?

[phys4]

Bonjour,

Pour les vitesses de rotation orbitale de Terre et Soleil, il n'y a pas de difficulté puisque ce sont des rotations.
La vitesse de la Voie Lactée indiquée est une vitesse par rapport au bruit de fond cosmologique.
Il n'existe pas de vitesse déduite des chocs des particules, car la dispersion de vitesse est énorme, elle recouvre pratiquement toutes les vitesses possibles.

[mach3]

La vitesse est une relation entre deux lignes d'univers. Quand on parle de la vitesse d'un objet, c'est toujours "par rapport à" autre chose. Le concept de vitesse absolue n'a pas de pertinence pratique en physique.
Pour aller plus loin, suivant l'interprétation moderne de relativité, le concept de vitesse absolue n'existe pas. Suivant l'interprétation de Lorentz (obsolète et sans intérêt autre qu'historique aujourd'hui), le concept existe toujours, mais la vitesse absolue (la vitesse par rapport à l'éther qui figure l'espace absolu, et par rapport auquel la vitesse de la lumière est c) est alors intrinsèquement non mesurable : les horloges et les règles en mouvement par rapport à l'éther respectivement ralentissent ou rapetissent justement du même facteur et il est impossible de détecter le mouvement par rapport à l’éther (ce que Michelson et Morley ont essayé de faire avec leur interféromètre, sans succès...). Aucune expérience (même avec des collisions de particules), ne peut par principe permettre de mesurer la vitesse d'un objet par rapport à l'éther.

Au mieux, on peut s'intéresser à la vitesse par rapport à un référentiel idéalisé, celui des comobiles de l'univers en expansion (mais ce ne sera toujours pas une vitesse absolue, seulement une vitesse par rapport à un référentiel ayant des caractéristiques particulières, à savoir homogénéité et isotropie des hypersurfaces de genre espace localement orthogonales aux lignes d'univers comobiles qui le définissent), et dans ce cas il suffit d'observer le rayonnement de fond cosmologique. Pour un observateur comobile, le rayonnement de fond cosmologique ne présente pas d'anisotropie dipolaire. Un observateur en mouvement par rapport au comobile verra une anisotropie dipolaire, à cause de l'effet Doppler. Les mesures montrent une vitesse de la Terre par rapport au comobile d'environ 370km/s.

m@ch3

[A voir en vidéo sur Futura]

[Benzki]

Bien reçu, merci.
Est-ce que je me trompe en disant que c est une valeur considérée comme invariante, donc absolue ? Des observateurs divers, quels que soient leurs distances et positions par rapport à un objet donné, pourront comparer la vitesse de cet objet en la comparant à celle d'un rayon lumineux traversant l'espace à côté de l'objet. Les secondes des différents observateurs sont désynchronisées, mais tous trouveront la même fraction entre la vitesse de l'objet et celle de la lumière.
Par exemple, un observateur placé adéquatement dans l'espace autour de la Terre pourrait, grâce à la vitesse observée d'un rayon lumineux passant à proximité, déterminer le diamètre de la planète et sa vitesse autour de l'orbite solaire.
Donc, lorsque l'on dit que l'objet A s'éloigne de 1000 km/sec par rapport à l'objet B immobile, mais que l'on rétorque que l'objet B peut très bien lui se considérer comme l'objet s'éloignant à 1000 km/sec par rapport à l'objet A immobile (on dit qu'il n'y a pas de référentiel privilégié), TOUS les observateurs extérieurs pourront, grâce à une comparaison avec des rayons lumineux passant à proximité des dits objets, déterminer les vitesses relatives des objets par rapport aux rayons lumineux, et donc jouer l'arbitre impartial. Est-ce juste ou n'ai-je rien compris ? Merci

[phys4]

Vous pouvez considérer un objet comme immobile par rapport à l'univers si sa vitesse par rapport au fond cosmologique est nulle.
La mesure de cette vitesse se fait uniquement par effet Doppler, c'est à dire que l'objet est immobile si la température du fond est identique dans toutes les directions.

En aucun cas la mesure ne se fait en comparant à la vitesse d'un rayon lumineux, puisque tous les rayons lumineux ont une vitesse identique.
Vous pourrez dire que objet B a une vitesse par rapport à A si le rayonnement de B présente un effet Doppler pour A, ou que sa direction apparente varie.

[mach3]

Des observateurs divers, quels que soient leurs distances et positions par rapport à un objet donné, pourront comparer la vitesse de cet objet en la comparant à celle d'un rayon lumineux traversant l'espace à côté de l'objet. Les secondes des différents observateurs sont désynchronisées, mais tous trouveront la même fraction entre la vitesse de l'objet et celle de la lumière.

Non cela est faux. Contre-exemple flagrant : un objet se déplaçant par exemple à 3c/5 (donc ratio 3/5 entre la vitesse de l'objet et la lumière) pour un observateur, sera vu comme immobile (donc ratio 0) pour un observateur se déplaçant à 3c/5 par rapport au premier (et dans la même direction que l'objet).

Par ailleurs, on peut dire que la vitesse de la lumière est absolue, mais ce n'est pas très "propre". En fait "c" est un invariant de l'espace-temps, un constante dimensionnante pour passer des durées aux longueurs et vice-versa. Il se trouve que la vitesse de la lumière dans le vide (et de toute particule de masse nulle) relativement à un référentiel (donc une vitesse relative!) est toujours égale à cet invariant.

m@ch3

[Benzki]

Merci à tous les deux. Pour terminer ma demande, et avant de laisser décanter vos réponses dans mon esprit encore confus, je voudrais vous présenter le schéma joint. Voici -non à l'échelle, le Soleil et la Terre, avec un rayon parti d'un astre vers l'autre, et un observateur placé (et restant) perpendiculaire au plan de l'écliptique, à mi chemin. Cet observateur dispose de 8 minutes pour prendre note des changements de position des astres par rapport aux moments de départ et d'arrivée des rayons.
Les 8 minutes étant passées, la Terre, ainsi que le Soleil se sont déplacés par rapport au rayon initial observé. Dans ce cas, cette vitesse de ce rayon (c) ne permet toujours pas à notre observateur de juger avec une certaine objectivité du déplacement des 2 astres ?
Merci

[phys4]

Il faut oublier la vitesse des rayons, la mesure de vitesse d'un rayon donnera toujours c pour l'observateur, en n'importe quelle position.
La mesure de vitesse n'apporte donc aucune information.
Il faut s'appuyer sur l'analyse de le lumière, par exemple vous mesurez la longueur d'onde de Ha au spectromètre, et vous comparez les résultats pour chaque astre.
C'est ainsi que procèdent les astronomes pour obtenir les vitesses radiales.

[Benzki]

Merci Phys4 pour votre réponse. Je suis bien conscient que mon schéma ne correspond qu'à une expérience de pensée. Je fais comme si on pouvait voir ce rayon se déplacer latéralement (à la distance Soleil-Terre) cela semble très lent sur un tel schéma...) et dès lors pouvoir tranquillement voir les astres se déplacer durant le trajet d'un photon, et en tirer des calculs pertinents (pour autant que l'on pourrait bien entendu confronter les résultats à partir de 3 observateurs orthogonaux par rapport au trajet du photon...
Cela reste une expérience de pensée.
Comme dit dans ma réponse précédente, je vais laisser murir dans mon esprit vos interventions ainsi que celle de Mach3. Je vous en remercie encore.