Relativité

[Bernouy83]

Bonjour,

Je ne comprends pas physiquement ce qu'il y a derrière le fait qu'on ne peut pas dépasser la vitesse de la lumière et la correction de Lorentz à appliquer par exemple lors d'un changement de référentiel.

En effet, considérons l'expérience de pensée suivante : soit n référentiels en translation uniforme les uns par rapports aux autres. Le référentiel 2 va à v2 par rapport au réf 1,..le référentiel n va à vn par rapport au réf n-1 (relation de récurrence).
On peut facilement supposer qu'il existe un référentiel n à partir du moment où la vitesse serait supérieure à la vitesse de la lumière par rapport au référentiel 1. Pour autant ce référentiel n n'aura pas nécessairement un effet relativiste par rapport au référentiel n-1, sa vitesse relative pouvant être faible en soi. j'en déduis que la correction de Lorentz dépend du référentiel. Mais ce que je ne comprends pas c'est le fait que les effets relativistes ne dépendraient que d'une dépendance particulière d'un référentiel par rapport à un autre d'un point de vue énergétique.. Or on ne peut pas savoir combien il existe de référentiel dans l'univers dans l'absolu.
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[coussin]

On peut facilement supposer qu'il existe un référentiel n à partir du moment où la vitesse serait supérieure à la vitesse de la lumière par rapport au référentiel 1.

Non. Dans la formule de composition des vitesses relativiste, la vitesse de la lumière est une borne supérieure. Que l'on compose n'importe quelles vitesses, même plein de fois à la suite, la vitesse résultante sera inférieure à la vitesse de la lumière.

[jacknicklaus]

Pour compléter la réponse de coussin, la réponse est dans la formule d'addition des vitesses, certes non intuitive (votre : "On peut facilement supposer qu'il existe un référentiel n à partir du moment où la vitesse serait supérieure à la vitesse de la lumière" est erroné), mais validée par l'expérience :




amusez vous avec cette formule. Vous verrez que 0.5c "+" 0.5c = 0.8c.

[coussin]

Cette formule donne carrément c "+" c = c

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Salut,

Je ne commente que la fin, pour les vitesses c'est fait.

Mais ce que je ne comprends pas c'est le fait que les effets relativistes ne dépendraient que d'une dépendance particulière d'un référentiel par rapport à un autre d'un point de vue énergétique.

L'énergie est une grandeur relative. Tout comme la vitesse ou la position. C'est déjà vrai en physique classique, même pas besoin de la relativité. Ainsi, en physique classique l'énergie (cinétique) d'une balle de masse M et se déplaçant à la vitesse V (dans un référentiel donné, disons le sol), est E=mV²/2. Mais dans le référentiel de la balle sa vitesse est nulle (elle est immobile par rapport à elle-même) et donc aussi son énergie cinétique.

Ce qu'a montré la relativité restreinte est que cette relativité s'applique aussi temps (ainsi qu'aux longueurs, et avec des corrections pour les autres grandeurs, comme les vitesses comme tu viens de le voir).

Mais pour l'énergie en tout cas, le fait qu'elle dépende du référentiel n'a rien d'extraordinaire.

Attention, il vaut mieux maîtriser sur le bout des doigts la physique classique (cinématique et dynamique) avant de comprendre la relativité, sinon ça complique singulièrement les choses. Même la physique classique n'est pas toujours parfaitement intuitive (suffit de voir la trajectoire du boulet de canon sur la tapisserie de Bayeux ). Et il y a pas mal de notions qui sont rigoureusement définies et pas toujours identiques aux notions de la vie courante (déjà suffit de voir les confusions entre poids et masse dans la vie courante).

Or on ne peut pas savoir combien il existe de référentiel dans l'univers dans l'absolu.

Ben oui, les référentiels sont avant tout une définition humaine. C'est nous qui choisissons de mesurer les grandeurs (comme la position) par rapport à une référence donnée (comme lorsque je dis "je suis à 10 km de chiez moi" ou "je suis à 35 km de mon lieu de travail"'). Et il y a une infinité de le faire. Je ne vois pas trop le problème.

C'est peut-être le fait que certaines grandeurs dépendent du choix qui est fait ? Mais c'est comme la position. Ca n'a rien de si fantastique. C'est juste que c'est vrai pour beaucoup de grandeurs y compris l'énergie.

Notons que les physiciens aiment bien les grandeurs invariantes (mais n'aiment pas le mot "absolu" sauf rares exceptions comme la "température absolue"). C'est-à-dire qui ne changent pas avec le choix du référentiel. Elles reflètent mieux l'état physique. Là c'est plus compliqué souvent en relativité qu'en physique classique. Tu as la masse. L'intervalle relativiste. Et pour le reste ce sont plutôt les objets géométriques comme les quadrivecteurs ou les tenseurs (attention, les composantes, elles, dépendent du référentiel) : quadrivecteur position, quadrivecteur vitesse, quadrivecteur énergie-impulsion, quadrivecteur courant (qui contient en composantes courant et charges électriques). Très puissant mais qui nécessite un peu de maîtrise mathématique (pas tant que ça, c'est pas la RG ou la MQ )

Les physiciens aiment aussi les grandeurs conservées dont la valeur totale ne changent pas au cours du temps (dans un référentiel donné). Bon, là on fait avec, elles sont ce qu'elles sont. Mais il y a la masse, l'énergie, la quantité de mouvement, le moment angulaire. C'est souvent très pratique pour simplifier les calculs.

[f6bes]

Bonjour,

Je ne comprends pas physiquement ce qu'il y a derrière le fait qu'on ne peut pas dépasser la vitesse de la lumière et la correction de Lorentz à appliquer par exemple lors d'un changement de référentiel.

En effet, considérons l'expérience de pensée suivante : soit n référentiels en translation uniforme les uns par rapports aux autres. Le référentiel 2 va à v2 par rapport au réf 1,..le référentiel n va à vn par rapport au réf n-1 (relation de récurrence).
On peut facilement supposer qu'il existe un référentiel n à partir du moment où la vitesse serait supérieure à la vitesse de la lumière par rapport au référentiel 1. Pour autant ce référentiel n n'aura pas nécessairement un effet relativiste par rapport au référentiel n-1, sa vitesse relative pouvant être faible en soi. j'en déduis que la correction de Lorentz dépend du référentiel. Mais ce que je ne comprends pas c'est le fait que les effets relativistes ne dépendraient que d'une dépendance particulière d'un référentiel par rapport à un autre d'un point de vue énergétique.. Or on ne peut pas savoir combien il existe de référentiel dans l'univers dans l'absolu.

Bjr à toi, C'est vrai que c'est perturbant !!
Soit 2 fusées s'éloignant l'une de l'autre à 250 000 kms/s .
Le résultat n'est pas v: vitesse d'éloignement....500 000 kms/s
Bonne journée

[Deedee81]

Le résultat n'est pas v: vitesse d'éloignement....500 000 kms/s

Attention, ça c'est la "closed speed" parfois appelée "vitesse d'approche" en français (même si là elles s'éloignent ). A ne pas confondre avec la vitesse "ordinaire".

La vitesse d'une fusée mesurée dans les référentiel de l'autre fusée, ça ne fait pas 500000.

[Lansberg]

Bonjour,

On peut facilement supposer qu'il existe un référentiel n à partir du moment où la vitesse serait supérieure à la vitesse de la lumière par rapport au référentiel 1.

Tout à fait possible. L'univers est peuplé de galaxies qui se fuient et se sont toujours fui avec des vitesses supérieures à la vitesse de la lumière !
C'est bien sûr un effet direct de l'expansion de l'univers. On commet une erreur si on veut calculer la vitesse de récession des galaxies lointaines, à partir de leur décalage spectral, z, en utilisant la relation de la relativité restreinte :
v = c . [(z + 1)² - 1] / [(z + 1)² + 1]