Conjecture de Mach et effet Doppler

[soliris]

Bonjour à tous,

Alors aujourd'hui l'idée m'est venue de "jeter l'un contre l'autre" 2 théories de la physique, l'une non vérifiée, que j'appelle "conjecture", celle qu'on appelle ordinairement "principe de Mach", et l'autre, qui fait couler beaucoup d'encre, l'effet Doppler.

Imaginons (et créons) 2 émetteurs de sons branchés chacun par un câble sur le même générateur. Disons que le générateur (d'ultrasons) emet un "la" dans les octaves inaudibles. Les 2 emetteurs (appellons-les sonotrodes) font passer un "la" dans l'atmosphère. Si nous voulons obtenir un "sol" sur l'une des 2 sonotrodes.. Comment faire ? Je l'ai trouvé par hasard sur Google: il faut créer un effet Doppler (ben oui, je suis très bête).

Donc la solution, c'est de faire tourner l'une des 2 sonotrodes pour qu'elle s'éloigne suffisamment "vite" de l'autre, sur son parcours circulaire: pour celui qui mesurera la fréquence à côté de la sonotrode statique, il entendra bien un "sol". Bien sûr, quand l'embout émetteur revient de l'autre côté du cercle, il y a de fortes chances que la personne entendra un "si", par voie de conséquence. Mais peu importe.

Mais du point de vue de quelqu'un qui placerait un écouteur qui tournerait en même temps et à côté de l'émetteur en mouvement, entendrait-il lui aussi un "sol" venu de l'autre côté ? Rien n'est moins sûr. Théoriquement, on parlera de "respect de la relativité du mouvement et de ses effets".

Et là on en arrive au principe de Mach. Si une étoile se retrouve à s'éloigner et à se rapprocher d'une autre, en "faisant tout le boulot énergétique", pendant que l'autre file tranquillement dans l'espace, est-ce que les effets Doppler seront "perçus" les mêmes relativement sur chaque étoile ?
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[mach3]

Concernant le son, l'effet Doppler n'est pas relativiste. Le son se propage dans un milieu matériel, donc ce sont les vitesses des émetteurs et récepteurs par rapport au milieu de propagation qui comptent.

C'est différent pour la lumière dans le vide (si il y a un milieu matériel, c'est encore plus compliqué), car il n'y a pas de milieu de propagation et donc pas de vitesses des émetteurs et récepteurs par rapport à ce milieu. Seule compte la vitesse relative entre les deux, obtenue d'une manière convenable (nécessite un transport parallèle suivant une geodesique de genre nul, trivial en relativité restreinte mais potentiellement compliqué en relativité générale).

Mis à part dans le cas d'une translation rectiligne uniforme de la source et du récepteur en espace-temps plat, la réciprocité n'est pas garantie a priori. En effet, une réciprocité se comprendrait comme "le même effet Doppler mesuré par le récepteur en fonction de son temps propre" si on interverti les rôles, ce qui devient vite très compliqué à obtenir. Sauf contre-exemple qu'il faudrait exhibé, toute situation asymétrique empêche la réciprocité a priori. Un exemple assez extrême (car pas forcément compris comme étant de l'effet Doppler) est l'effet Einstein, carrément inversé plutôt que réciproque.

Pas grand chose à dire sur le principe de Mach, qui suivant comment on l'interprète est soit compatible avec (et même la base de) la RG, soit totalement incompatible.
De toutes façons on n'en a pas besoin pour prédire l'effet Doppler.

m@ch3

[Deedee81]

Salut,

Le principe de Mach (trop flou à mon gout aussi) concerne en effet l'inertie, pas l'effet Doppler. Et ce n'est pas une théorie physique, c'est juste une réflexion philosophique de Mach.

Et j'armerais ajouter pour Soliris que s'il veut un avis sur ce qu'il décrit, il devrait mettre un schéma des trajectoires des sonotrodes et et observateurs car là c'est vraiment pas clair (et selon le cas que j'imagine les réponses varient).
Un schéma complet pour les étoiles serait utile aussi. Et justement essaie d'être clair/précis/complet sur ces schémas, sinon ça ne servira à rien.

[soliris]

Salut,

Le principe de Mach (trop flou à mon gout aussi) concerne en effet l'inertie, pas l'effet Doppler. Et ce n'est pas une théorie physique, c'est juste une réflexion philosophique de Mach.

Et j'armerais ajouter pour Soliris que s'il veut un avis sur ce qu'il décrit, il devrait mettre un schéma des trajectoires des sonotrodes et et observateurs car là c'est vraiment pas clair (et selon le cas que j'imagine les réponses varient).
Un schéma complet pour les étoiles serait utile aussi. Et justement essaie d'être clair/précis/complet sur ces schémas, sinon ça ne servira à rien.

Voici pour ce soir le sort des sonotrodes, qui montre un décalage vers les notes plus aigues et plus basses pour l'observateur. La suite demain pour les étoiles.



Merci pour vos réponses. Le principe de Mach tient compte des accélérations, pour l'occasion.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Salut,

Merci pour le schéma. je confirme le résultat et on aurait quelque chose d'analogue avec les étoiles (mais avec un décalage bleu/rouge évidemment). En fait le conditionnel n'est pas de rigueur, ce phénomène est exploité avec les binaires ce qui donne des mesures utiles pour décortiquer les binaires (surtout celles séparables, dont on peut distinguer les deux étoiles, ce qui permet le calcul de la masse des étoiles).

Le principe de Mach tient compte des accélérations, pour l'occasion.

Pourquoi tu ne lis pas attentivement les réponses ? Je vais l'écrire en plus gros :
ce dont tu parles n'a rien à voir avec le principe de Mach, ni pour tes sonotrodes ni pour les étoiles
(et d'ailleurs ce que tu dis n'a rien à voir avec les accélérations, même si on a une rotation : l'effet Doppler ne dépend que de la vitesse relative)

Arrête de mettre des mots ensembles juste parce que cela te semble plus joli comme ça. Les mots ont un sens et en français on ne fait pas du texte aléatoire.

[soliris]

Pourquoi tu ne lis pas attentivement les réponses ? Je vais l'écrire en plus gros : ce dont tu parles n'a rien à voir avec le principe de Mach, ni pour tes sonotrodes ni pour les étoiles
(et d'ailleurs ce que tu dis n'a rien à voir avec les accélérations, même si on a une rotation : l'effet Doppler ne dépend que de la vitesse relative)

Arrête de mettre des mots ensembles juste parce que cela te semble plus joli comme ça. Les mots ont un sens et en français on ne fait pas du texte aléatoire.

Oui, la poésie, ça ne paye plus.. C'est quoi ces remontrances ?
Mais cependant, cette idée encore peu réalisable m'est venue de remplacer l'accélération linéaire irréaliste de l'univers du principe de Mach par l'accélération rotative de ses composants. Mais oui, c'est encore trop tôt pour que cela soit clair. Cela va danser devant mes yeux pendant des mois ou des dizaines d'années.

Merci pour l'explication des étoiles, j'ignorais.

[Deedee81]

l'accélération linéaire irréaliste de l'univers du principe de Mach

Je ferme car tu es vraiment incapable d'éviter les affirmations abusives. "L'accélération linéaire de l'univers du principe de Mach", ça n'existe pas. Prochaine réflexion comme ça je te met une sanction et tu auras une exclusion temporaire de Futura.