une des hypothèses fondamentales de la physique est qu'il existe une vitesse limite pour les interactions et celle-ci est la vitesse de la lumière
On peut tenter de comprendre pourquoi il existerait une vitesse limite pour les interactions et de plus pourquoi c'est justement celle de la lumière ; cela fait jouer un rôle très particulier à cette énergie
je ne sais si le physiciens ont un début d'explication et que celle-ci soit compréhensible par un non spécialiste ?
En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)
En fait c'est une histoire de causalité : la cause doit précéder l'effet. Il n'y a que deux structures causales qui sont consistantes :
-une structure avec un temps absolu, ce qui assure le bon ordre temporel entre cause et effet, mais permet des vitesses arbitrairement grandes. En physique classique, les interactions gravitationnelles sont par exemple considérées comme instantanées.
-une structure avec une vitesse limite invariante, et donc un temps relatif, le bon ordre temporel entre cause et effet étant assuré par le fait que deux évènements ne pouvant être joints à une vitesse inférieure ou égale à la vitesse limite ne peuvent pas être liés causalement: l'ordre des évènements peut changer suivant le point de vue, mais jamais pour autant un effet ne précèdera sa cause.
L'expérience montre que l'on est dans le 2e cas (on n'est pas parvenu à mettre en évidence la moindre interaction qui irait plus vite que c, même avec les expériences d'intrication quantique, bien que cela puisse donner cette impression). Le fait que la vitesse de la lumière soit justement la vitesse limite est contingent.
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
bonjour,
le fait qu'il existe une vitesse limite, semble avoir pour conséquence la relativité du temps , ce qui est déjà troublant , mais a priori mathématiquement logique.
Ce qui est extraordinaire est que cette vitesse limite soit celle de la lumière. A priori la lumière n'avait pas pour obligation de jouer ce rôle ....!
on pourrait imaginer une vitesse liant la cause et l'effet bien supérieure à cette vitesse c Ce qui serait moins troublant pour nos esprits classiques serait un temps absolu et une simultanéité entre cause et effet.
L'expérience semble que ce n'est pas le cas.
Cela pourrait signifier qu'il existe nécessairement une vitesse limite mais y a til une raison fondamentale que cela soit justement celle de la lumière.... C'est troublant ....
En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)
Comme je le disais, c'est contingent. La vitesse limite est c, que ce soit aussi la vitesse de la lumière n'est pas une nécessité a priori. Il se trouve que les perturbations du champ électromagnétique se propagent à la vitesse limite, ce qui fait que la vitesse de la lumière dans le vide est égale à cette vitesse limite.
On entend beaucoup que "c" est la vitesse de la lumière, à tel point qu'on a parfois droit à des questions non pertinente du genre : "pourquoi la vitesse de la lumière intervient dans E=mc²". "c" est avant tout une constante caractérisant la structure de l'espace-temps (dont la valeur n'est due qu'aux choix qu'on a fait dans le passé pour définir le mètre et la seconde), donnant entre autre une vitesse limite à la causalité, et c'est à ce titre de constante de l'espace-temps qu'elle intervient en relativité restreinte, pas au titre de vitesse de la lumière.
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
si je comprends bien le fait que cela soit C , la vitesse de la lumière , c'est un peu un hasard. Aujourd'hui on ne connait pas ce qui a conduit a ce hasard.
Le fait même que la causalité soit lié à cette vitesse on peut se demander si un point de l'espace ne peut être joint par une trajectoire lumineuse, si le principe de causalité reste valable?
Imaginons une droite d'origine A avec un trou noir a une certaine distance de A et un point B sur cette droite a une certaine distance du trou noir.
Un rayon issue de A sera absorbe par le trou noir et n'ateindra jamais B .... Cela suffit il pour mettre en échec le principe de causalité dont on a parlé tout au début ???
J'avoue que l'interaction entre la vitesse de la lumière et ce principe de causalité m'interpelle .
En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)
Il suffirait que le photon ait une masse pour que la vitesse de la lumière ne soit plus la vitesse limite !Envoyé par calculair
Il était question à un moment d'appeler "c", la constante d'Einstein. Ce n'est peut être plus d'actualité.
Dans le modèle actuel, les perturbations élémentaires du champ électromagnétique, ou photons, ne possèdent pas de masse, ce qui implique leur déplacement à la vitesse limite. Il n'est pas totalement exclu (mais ce serait très surprenant) qu'ils possèdent une masse non nulle (on ne peut pas mesurer 0 avec une précision infinie, donc on ne peut vraiment pas vérifier si c'est strictement 0) et si c'était le cas, alors la vitesse de la lumière serait inférieure à la vitesse limite.
La structure causale est localement représentée par un cône de genre nul, qu'on nomme plus souvent "cône de lumière" parce que l'égalité entre vitesse limite et vitesse lumière permet de matérialiser les liens de causalité par des rayons lumineux. Pour qu'une cause ici ait un effet là-bas, il faut qu'un corps voyageant à la vitesse limite (par exemple de la lumière dans le vide) partant du lieu de la cause au moment où elle se produit arrive sur les lieux de l'effet avant ou en même temps que l'effet.
Le cône de lumière est l'ensemble des lignes d'univers de genre nul qui passent par un évènement donné, "genre nul" signifiant que ces lignes ne concerne que des corps de masse nulle (on dit aussi genre lumière car ce sont les lignes d'univers de la lumière dans le vide). Il divise l'espace-temps en trois sous-ensemble par rapport à un évènement donné : les évènements qui peuvent être sa cause (le passé), les évènements dont il peut être la cause (le futur) et les évènements qui ne sont pas liés causalement avec lui (l'ailleurs).
Comme un trou noir courbe fortement l'espace-temps, on pourra voir A depuis B même si le trou noir est sur la droite entre les deux. Certains rayons en provenance de A seront redirigé vers B en rasant le trou noir près, éventuellement après en avoir fait plusieurs fois le tour... Les évènements se produisant en A pourront parfaitement être la cause d'évènements ayant lieu en B, pourvu que ces évènements soient séparément temporellement par une durée suffisante pour que la lumière aille de l'un à l'autre.
Par contre un rayon qui entre dans l'horizon du trou noir n'en ressort effectivement jamais. Les évènements situés après l'horizon ne peuvent pas être la cause d'évènements extérieurs au trou noir.
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
Bonjour,
A noter d'ailleurs que dans un milieu transparent non-vide (comme l'air, l'eau ou le verre), la vitesse de la lumière est inférieure à c. Dans ce genre de milieu, on peut avoir des particules massives plus rapides que la lumière, mais de vitesses toujours inférieures à c (voir effet effet Tcherenkov).
Enfin, la vitesse limite c dans le vide n'est pas que l'apanage du photon. C'est vrai pour toute particule de masse nulle (comme les gluons) et les ondes gravitationnelles.
Non, cela signifie simplement que B n'est causalement pas relié à A.Un rayon issue de A sera absorbe par le trou noir et n'ateindra jamais B .... Cela suffit il pour mettre en échec le principe de causalité dont on a parlé tout au début ???
Il n'y a à priori pas de lien entre vitesse de la lumière et causalité. Il se trouve simplement que le photon a une masse nulle (ou ridiculement petite) et que tout particule de masse nulle se déplace dans le vide à c. On peut donc construire un lien à postériori (moyennant une masse nulle du photon; ce qui n'est pas encore 100% acquis bien que largement accepté). Sinon, on pourrait très bien imaginer une expérience pour tester le principe de causalité sans photon, comme en utilisant les ondes gravitationnelles.J'avoue que l'interaction entre la vitesse de la lumière et ce principe de causalité m'interpelle .
Si le lien entre lumière et causalité vous intrigue, alors celui entre ondes gravitationnelle et causalité le devrait aussi...
Edit, grillé.
Bonjour à tous,
Je lis ceci, qu'une particule peut se déplacer plus vite que c la lumière dans un milieu diélectrique, mais l'eau (cœur d'un réacteur dans l'eau, émission de lumière bleue) n'est pas un milieu diélectrique, ou est l'erreur ?
Effet Vavilov-Tcherenkov :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Effet_Tcherenkov
Dernière modification par trebor ; 08/08/2023 à 17h53.
Faire tout pour la paix afin que demain soit meilleur pour tous
L'eau pure est bien considérée comme un dielectrique. Mais on sort du sujet de la discussion.
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
merci pour vos réponses
si je comprends bien , c'et une espèce de hasard que la lumière se déplace à la vitesse limite
dans le principe de causalité quelle est le vecteur qui transporte l'information ?
En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)
A priori je dirais celui avec lequel vous choisissez de transporter l'information (je sais, c'est presque tautologique). Ce peut être par pigeons voyageurs, par le son, un courant électrique, une onde électromagnétique, etc.
Bref, cela dépend de la situation considérée.
Par exemple, on considérer des ondes sonores dans un milieu aqueux et même reconstruire des analogues de trous noirs avec: http://physique.unice.fr/sem6/2007-2.../analogie.html
re bonjour,
Si on reprend l'equation de propagation des ondes
Je ne sais plus comment sont effectivement mesurés les constantes epsilon ° et mu ° et ce qui est extraordinaire est que epsilon° mu° C2 = 1
Pourquoi la vitesse limite des interactions vient s'installer . Alors que rien ne destinait que la vitesse de la lumière soit cette vitesse.
Autre question ? dans un trou noir la relation epsilon° mu° C2 = 1 reste elle vraie ? a t'on une réponse ?
En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)
Je ne suis pas sûr de comprendre: cette relation vient des équations de Maxwell. En quoi est-ce extraordinaire ?
Cela à déjà été expliqué il me semble. C'est une conséquence de la masse à priori nulle du photon, particule médiatrice de l'électromagnétisme.
A priori, les lois de la physique connue s'appliquent en deçà de l'horizon d'un trou noir. C'est au voisinage de la singularité que cela se corse.
