La vitesse de la lumière, cette constante.

[inviteca6037b5]

Après avoir laissé mon cerveau divaguer en des idées qui m'amusent sur la relativite et tout un tas de bastringue, j'en arrive a m'embrouiller tout seul !


On qualifie la vitesse de la lumière comme étant une constante ABSOLUE et UNIVERSELLE !
Mais mais mais ... Comment est-ce que ca pourrait être possible dans notre univers ou le temps n'est même pas constant suivant la gravitation???

A moins que la vitesse de la lumière ne soit une constante que par rapport a la vitesse d'écoulement du temps en un endroit... Mais alors il devient impossible de mesurer des distances avec cette pseudo constante...
Ou alors elle est une constante par rapport a nous, mais alors , dès qu'on change de référentiels gravitaionnel et que notre temps s'ecoule différemment , la vitesse changerait , la vitesse de la lumière n'est alors pas une constante non plus ...


Et puis d'abord , d'ou tient-on que c'est une constante ???






PS: désolé de vous embrouiller l'esprit à vous aussi si c'est ce que ca engendre. ^^
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[invite8c514936]

En présence de champs gravitationnels, certes les durées sont perturbées, certes les distances sont perturbées aussi, mais il se trouve que la vitesse de la lumière, elle, est constante !

D'où ça vient ? Bah il semble que la nature soit comme ça... Je ne sais pas trop qui pourrait répondre à ce type de question !

[inviteca6037b5]

Bah justement .. par une bête base élémentaire , v = d / t ...
Donc .. si T est perturbé ... v aussi .... et donc c aussi...


Sinon mon autre question c'est pas "pourquoi" c'est une constante ( ca c'est de la philo ) c'est ploutot : comment on a mesuré qu'on pouvait dire ca avec certitude?


( un réponse : c'est ocmme ca parce que c'est comem ca , c'est mon papa qui dit ca et c'est pas très convainquant )

[invite7ce6aa19]

En présence de champs gravitationnels, certes les durées sont perturbées, certes les distances sont perturbées aussi, mais il se trouve que la vitesse de la lumière, elle, est constante !

D'où ça vient ? Bah il semble que la nature soit comme ça... Je ne sais pas trop qui pourrait répondre à ce type de question !

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je serais te répondre a ce genre de question de cette façon:
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1- je constate à partir des équations de Maxwell et de la loi de Newton revisitée que la géométrie de l'espace est caractérisée par un invariant par transformation de Lorentz:
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ds2 = c2.t2 - dx2
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Où C est la vitesse numérique de la lumière.

2- La relation précédente me dit que la vitesse de la lumière ne dépend pas du repère inertiel. Je vérifie expérimentalement (Michelson) et je trouve que c'est vrai: Théorie et expérience concorde. ouf!
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3- En RG l'espace est courbe, mais localement l'espace est plat. Donc la courbure se répercute sur dt et sur dx mais par sur c.
;
Voilà comment je vois la constante de la vitesse de la lumière.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite8c514936]

Merci mariposa pour cette réponse.

( un réponse : c'est ocmme ca parce que c'est comem ca , c'est mon papa qui dit ca et c'est pas très convainquant )

OK, j'avais mal compris le sens de ta question. On peut dire que c'est l'expérience de Michelson et Morley qui a pour la première fois montré que la vitesse de la lumière était constante, et que c'est Einstein qui a posé le cadre théorique qui permettait de l'expliquer (en fait il l'a posé comme principe...), sans d'ailleurs qu'il se réfère spécialement à cette expérience, son propos était ailleurs.

[invitea46d7942]

Bah justement .. par une bête base élémentaire , v = d / t ...
Donc .. si T est perturbé ... v aussi .... et donc c aussi...


Sinon mon autre question c'est pas "pourquoi" c'est une constante ( ca c'est de la philo ) c'est ploutot : comment on a mesuré qu'on pouvait dire ca avec certitude?


( un réponse : c'est ocmme ca parce que c'est comem ca , c'est mon papa qui dit ca et c'est pas très convainquant )

Bonjour,
t est perturbé, mais ouf, d l'est aussi, et c reste invariant, quelques soit le réferentiel (même si tu cours après la lumiere, tu n'arriveras pas à réduire la vitesse qu'elle a par rapport à toi, car la mesure de ton temps et de tes distances s'ajusteront pour laisser c invariant).
L'expérience la plus célebre qui a montré qu'on pouvait dire ça avec certitude, c'est l'expérience de Michelson et Morley. Fais une petite recherche sur le web, tu devrais très facilement trouver des infos sur cette expérience.

EDIT: croisé avec Deep Turtle

[inviteca6037b5]

J'suis tout a fait d'accord que la vitesse de la lumière est une constante dans tous les référentiels d'inerties différents... pour peu que le temps sécoule à la même vitesse.

Dans ce que j'imagine , c'est :

Prenons une distance d'un seconde lumière.

Chez nous , sur terre avec notre gravité et la vitesse d'écoulement de temps chez nous, cette distance sera parcourue en une seconde par définition.

Prenons cette même distance , mesurée avec un baton (pour que ca ne tienne pas compte de la notre de temps) près d'un trou noir (assez loin quand même); le temps s'y écoulera vraiment beaucoup moins vite que sur terre (à cause du trou noir). Quel sera le temps mis par la lumière pour parcourir cette distance.?


Si on se place a coté du trou noir, la lumière parcourera la distance en une seconde que nous vivrons là-bas.

Si on se place sur terre et qu'on regarde a coté du trou noir, je ne comprends pas pourquoi ce serai aussi une seconde alors que le temsp là bas s'écoule bien plus lentement qu'ici !



Ou alors même .. considérons que de la terre , on voie la lumière parcourir la distance a coté du trou noir en une seconde ... si un pote se trouvait la bas en meme temps , son temps s'écoulerait bien plsu lentement et verrai la lumière parcourir la distance avec une vitesse supérieure a la vitesse de la lumière que nous percevons...


c'est pas le référentiel de déplacement , de vitesse de la source qui émet , .. qui me chagrine , c'est l'écoulement du temps qui influe sur la vitesse de la lumière et de la perception que nous en avons.


C'est pas un peu paradoxal ?

[BioBen]

Voilà comment je vois la constante de la vitesse de la lumière.

[A mon niveau] j'interprete "c" comme un constante intrinsèquement liée à notre esapce-temps.
L'argument que je donnerai en plus de ceux que tu (mariposa) donnes, c'est qu'il au possible de construire la RR sans postuler la constance de la vitesse de la lumière. Après quelques développements on aboutit aux équations de Lorentz où une constante apparait naturellement.

Cette constante apparait avant tout comme une limite de causalité.

On fixe ensuite la valeur de cette constante grace à l'experimentation....

PS : Je prefere le 2eme pdf meme si je mets les deux.

[inviteca6037b5]

[A mon niveau] j'interprete "c" comme un constante intrinsèquement liée à notre esapce-temps.

Cette constante apparait avant tout comme une limite de causalité.

Haaa ça, j'aime bien comme genre de ptit argument !
C'est ce que je vois aussi.

Mais maintenant , l'espace temps n'est pas le meme partout ( univers proche d'un trou noir ou proche de chez nous ).
Mais alors mesurer une distance en termes d'années lumières , ca n'a plus de sens vu que la vitesse qu'on peut apercevori nous n'est plus constante... (même si elle est constante pour elle même en l'endroit ou elle se déplace).

[invite7ce6aa19]

[A mon niveau] j'interprete "c" comme un constante intrinsèquement liée à notre esapce-temps.
L'argument que je donnerai en plus de ceux que tu (mariposa) donnes, c'est qu'il au possible de construire la RR sans postuler la constance de la vitesse de la lumière. Après quelques développements on aboutit aux équations de Lorentz où une constante apparait naturellement.

Cette constante apparait avant tout comme une limite de causalité.

On fixe ensuite la valeur de cette constante grace à l'experimentation....

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Entièrement d'accord.

On peut le présenter comme ceci.

Refaisons l'histoire et suposons que l'on ai unifié le magnétisme et l'électrostatique en ignorance totale de la lumière (les appareils de mesure n'existent pas). On aurait quand même les équations de Maxwell et tout le raisonnement de mon post suivent. dans ce cas la constante c fixe le rapport entre l'unité de longueur et de temps. La géométrie de minkowski est découverte en toute ignorance de la lumière.
.
C'est dans une étape ultérieure que l'on peut découvrir la lumière et sachant que la masse des particules est nulle, alors on démontre que celles-ci se déplacent à la vitesse c dans tous les repères inertiels.

[BioBen]

Mais maintenant , l'espace temps n'est pas le meme partout ( univers proche d'un trou noir ou proche de chez nous ).

3- En RG l'espace est courbe, mais localement l'espace est plat. Donc la courbure se répercute sur dt et sur dx mais par sur c.

voilà pourquoi je dis que je "rajoute" mon argument à ceux de Mariposa

Les 3 dernieres lignes sont incompréhensibles...

[BioBen]

La géométrie de minkowski est découverte en toute ignorance de la lumière.

En fait (à ne pas prendre ici comme une contradiction) je pense qu'il faut surtout voir une chose : dans le développement proposé dans les pdfs, on part d'un espace-temps "le plus général possible" satisfaisant des postulats que je qualifierais de vraiment "honnetes" (d'un point de vue fondamental, on peut pas vraiment faire mieux)

On remarque quand dans tous les cas une constante de structure apparait.
Si celle ci est prise inifnie, alors on aboutit sur la mécanique newtonienne classique.
Si celle ci est prise finie alors on aboutit aux transformations de Lorentz.

Ce que je veux dire c'est que souvent on dit qu'en mécanique newtonienne il n'y a pas ce genre de constante comme peut l'etre "c" en RR, et c'est ce qui trouble certains trolls revolutionnaires : pourquoi "c" est une constante partout, mais non c'est pas possible c'est du bla bla tout ca, ca existait pas chez newton c'est idiot...

En réalité, je pense que l'on devrait dire que d'un point de vue de physique fondamentale il existe toujours une constante "c", que ce soit chez galilée ou chez Minkowski, mais que chez l'un c est infini et donc fait perdre le "mélange" espace et temps, chez l'autre "c" est finie et donc il y a "mélange" espace-temps.

Ca permettrait d'éviter de nombreux trolls voulant remettre en cause "c" ou le RR ....

C'est dans une étape ultérieure que l'on peut découvrir la lumière et sachant que la masse des particules est nulle, alors on démontre que celles-ci se déplacent à la vitesse c dans tous les repères inertiels.

Voila un paragraphe que j'aurai voulu rajouter mais j'avais peur de rajouter un peu trop d'entropie...

[invite8c514936]

Je ne suis pas sûr qu'introduire une constante dont la valeur est infinie éclaire grand chose, en ce qui me concerne...

[invite7ce6aa19]

Je ne suis pas sûr qu'introduire une constante dont la valeur est infinie éclaire grand chose, en ce qui me concerne...

.

En réalité, je pense que l'on devrait dire que d'un point de vue de physique fondamentale il existe toujours une constante "c", que ce soit chez galilée ou chez Minkowski, mais que chez l'un c est infini et donc fait perdre le "mélange" espace et temps, chez l'autre "c" est finie et donc il y a "mélange" espace-temps.

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Pour passer de Minkovski à Galilée c'est v/C qui tend vers zéro et non C qui tend vers l'infini.
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Un petit truc marrant
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Choissisons un repère inertiel et étudions dans la distance ds en fonction du temps (lié au repère inertiel).
.
Pour la lumière on a

ds= 0, on a donc un point à l'origine.
.
Pour v = 0 (on est on dans le cas pure galiléen) on a

une droite ds = c.dt (heureusement).
.
Pour v quelconque on a 1 droite situé entre celle de v=0 et la verticale. sauf pour v=C on a une singularité puisque la droite purement vertical est en fait représenté par un point.
.
La morale de l'histoire est que l'approximation de Galilée en representation des évenements Minkovskien est representé par des droites voisines de ds = c.dt et heureusement la vitesse c est finie
.
Pour parfaire la démonstration il faudrait que je démontre que dans cette limite l'espace temps de Minkovski se découple en 1 un espace fibré où le temps est l'espace de base et l'espace euclidien (R3) est la fibre. Ce qui veut dire qu'il y a dans cette limite 2 métriques: 1 pour le temps et l'autre pour l'espace.
.
Dans l'immédiat je ne vois pas comment faire proprement, (je pars bientôt en vacances).
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Nota: Pour la representation de l'espace temps comme un fibré j'ai fait une longue explication sur un fil il y 1 mois mais je ne sais plus où
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[invitea46d7942]

Prenons une distance d'un seconde lumière.

Chez nous , sur terre avec notre gravité et la vitesse d'écoulement de temps chez nous, cette distance sera parcourue en une seconde par définition.

Prenons cette même distance , mesurée avec un baton (pour que ca ne tienne pas compte de la notre de temps) près d'un trou noir (assez loin quand même); le temps s'y écoulera vraiment beaucoup moins vite que sur terre (à cause du trou noir). Quel sera le temps mis par la lumière pour parcourir cette distance.?

Toujours une seconde, puisque la mesure de la longueur du baton est tout aussi relatif que celle du temps...

[BioBen]

Grrr un super longue réponse partie en fumée car le site a planté

Bon je fais un résumé :

Je ne suis pas sûr qu'introduire une constante dont la valeur est infinie éclaire grand chose, en ce qui me concerne...

Je m'y connais pas aussi bien que vous (deep+mariposa) en RR, en physique, j'ai beaucoup moins de connaissances et j'ai pas la meme experience des trolls au quotidien, alors je vous fais confiance

Pour passer de Minkovski à Galilée c'est v/C qui tend vers zéro et non C qui tend vers l'infini.

Oui mais peut on le dire d'un point de vu historique.

Supposes que Galilée/Newton fasse les développement faits dans les pdfs plus haut : il arrive face à un terme en v/C, et voit en confrontant à l'experience quotidienne que ce terme semble s'annuler. Mais dans son optique...aucune raison d'imposer une vitesse limite ! Donc pour que v/C tende vers 0 quel que soit v, c=infini.

Maintenant c'est vrai que ca pourrait sous entendre qu'à l'époque de Galilée c=infini (ce qui est un peu idiot ), ce qui pourrait ajouter de la confusion .

Pour parfaire la démonstration il faudrait que je démontre que dans cette limite l'espace temps de Minkovski se découple en 1 un espace fibré où le temps est l'espace de base et l'espace euclidien (R3) est la fibre. Ce qui veut dire qu'il y a dans cette limite 2 métriques: 1 pour le temps et l'autre pour l'espace.

Oulah ca c'est un peu trop techinque pour moi . Po grave, je ferai des recherches de mon coté.
Merci et bonnes vacances Enjoy !

[invite5456133e]

Salut! Juste une question sûrement bête.
Pour un observateur R, une longueur peut être calculée en fonction du temps mis par un rayon lumineux pour la parcourir:
L = c t
Pour un observateur R' en mouvement par rapport à R, s'il y a contraction des longueurs et dilatation du temps:
L' = K L
t' = t/K
la célérité dans R ne devrait-elle pas être pour lui telle que
L' = c' t'
donc égale à
c' = K² c
?

Rik

[invite4793db90]

Salut,

Pour parfaire la démonstration il faudrait que je démontre que dans cette limite l'espace temps de Minkovski se découple en 1 un espace fibré où le temps est l'espace de base et l'espace euclidien (R3) est la fibre. Ce qui veut dire qu'il y a dans cette limite 2 métriques: 1 pour le temps et l'autre pour l'espace.

Je ne vois pas en quoi le fait qu'une variété soit un fibré implique que l'on puisse décomposer la métrique : il y a un théorème là-dessus ?

Merci de m'éclairer.

Cordialement.

[invite5456133e]

Je me doutais bien que ma question était stupide ou pour le moins simpliste. Pourtant quand je lis le "postulat d'isotropie.pdf" je m'arrête à la page 5 où il est écrit v' = - v.
Quelles sont les implications de ce "principe de réciprocité"?
Comme v' = L'/t' et v = L/t, on obtient
L'/t' = L/t
certes, mais après? S'agit-il d'une isomorphie "d'espaces des vitesses"? Peut-on effectuer un fibrage par les vitesses?
Cette question de l'égalité des vitesses ne rejoint-elle pas celle de l'égalité des célérités?

[invitec913303f]

En fait (à ne pas prendre ici comme une contradiction) je pense qu'il faut surtout voir une chose : dans le développement proposé dans les pdfs, on part d'un espace-temps "le plus général possible" satisfaisant des postulats que je qualifierais de vraiment "honnetes" (d'un point de vue fondamental, on peut pas vraiment faire mieux)

On remarque quand dans tous les cas une constante de structure apparait.
Si celle ci est prise inifnie, alors on aboutit sur la mécanique newtonienne classique.
Si celle ci est prise finie alors on aboutit aux transformations de Lorentz.

Ce que je veux dire c'est que souvent on dit qu'en mécanique newtonienne il n'y a pas ce genre de constante comme peut l'etre "c" en RR, et c'est ce qui trouble certains trolls revolutionnaires : pourquoi "c" est une constante partout, mais non c'est pas possible c'est du bla bla tout ca, ca existait pas chez newton c'est idiot...

En réalité, je pense que l'on devrait dire que d'un point de vue de physique fondamentale il existe toujours une constante "c", que ce soit chez galilée ou chez Minkowski, mais que chez l'un c est infini et donc fait perdre le "mélange" espace et temps, chez l'autre "c" est finie et donc il y a "mélange" espace-temps.

Ca permettrait d'éviter de nombreux trolls voulant remettre en cause "c" ou le RR ....


Voila un paragraphe que j'aurai voulu rajouter mais j'avais peur de rajouter un peu trop d'entropie...

En effet, je ne suis pas un expaire en relativitée mais je souhaite le devenir (of course) mais je suis tout à fait d'accord avec la remarque de ben. Il est vrais que cela peut porter à confusion dans le fait de dire que "c" est infinie, cepandant cette remarque à la grande pertinance de montrer la différence entre un espace non causal et un espace possédant une structure causale.
Donc quelque par, je trouve cela beaucoup plus claire.
Flo

[invite4793db90]

Salut,

Pour parfaire la démonstration il faudrait que je démontre que dans cette limite l'espace temps de Minkovski se découple en 1 un espace fibré où le temps est l'espace de base et l'espace euclidien (R3) est la fibre.

En fait, il me semble que les physiciens voient la chose comme un bête produit cartésien . C'est trivialement un fibré, mais je ne vois pas ce que ça apporte.

Cordialement.