La vitesse de la lumière

[basque en balade]

et sans foutre la merde :

 

quid des ondes gravitiques ? elles semblent avoir des vitesses de l'ordres de 7 millons de fois la vitesse de la lumiére

 

pour celle explication : elles voyagent dans une dimention repliée de la théorie des cordes (ou hypercordes) avec les gravitons

 

la vitesse de la lumiere serait donc juste la limitation "technique" aux dimensions de l'espace qui nous seraient accessibles (actuellement)

 

donc bien dit : à revoir dans 200 ans ...

[Bison]

et sans foutre la merde :

 

quid des ondes gravitiques ? elles semblent avoir des vitesses de l'ordres de 7 millons de fois la vitesse de la lumiére

 

pour celle explication : elles voyagent dans une dimention repliée de la théorie des cordes (ou hypercordes) avec les gravitons

 

la vitesse de la lumiere serait donc juste la limitation "technique" aux dimensions de l'espace qui nous seraient accessibles (actuellement)

 

donc bien dit : à revoir dans 200 ans ...

 

:be::be:Toi t'as trop lu Alexandre...pas Dumas hein..W plutot;) !!!

['Bruno]

Jarnicoton : tu remontes un très vieux message...

 

qu'est-ce qui empêche (classiquement), avant Michelson, les ondes lumineuses de se déplacer dans le wagon en mouvement en allant frapper les deux bouts du wagon à des vitesses différentes ?

Le principe de relativité de Galilée.

 

Les vitesses seraient différentes lorsque le wagon est en mouvement (par rapport à l'éther) mais égales lorsqu'il est fixe (par rapport à l'éther). Or Galilée dit que tous les mouvements uniformes sont équivalents : la lumière doit se comporter de la même façon lorsque le wagon est en mouvement uniforme par rapport à la gare (ou l'éther) et lorsqu'il est immobile. Sinon, on aurait un moyen de détecter qu'on est en mouvement uniforme : il suffirait de mesurer la vitesse de la lumière dans un sens puis un autre, et leur variation nous dirait de quel côté (et à quelle vitesse) la train de se déplace. Incompatible avec Galilée !

 

Dire que c'est contraire au principe de Galilée est supposer le principe de Galilée valable pour les milieux comme l'éther, qui ne sont pas emportés avec le wagon et conservent ainsi leur indépendance par rapport à lui.

Mais non : j'applique le principe de Galilée au wagon, pas à l'éther. Dans tout ce raisonnement j'ai évidemment toujours supposé que l'éther n'était pas emporté avec le wagon.

 

quid des ondes gravitiques ? elles semblent avoir des vitesses de l'ordres de 7 millons de fois la vitesse de la lumiére

J'ai toujours entendu dire que la gravitation se déplaçait à la vitesse de la lumière (ce n'est pas inclus dans la relativité générale ?)

[Jeff Hawke]

Pourquoi ? L'éther luminifère est supposé passer à travers les parois des véhicules qui s'y déplacent.

 

Mais non : j'applique le principe de Galilée au wagon' date=' pas à l'éther. Dans tout ce raisonnement j'ai évidemment toujours supposé que l'éther n'était pas emporté avec le wagon.[/quote']

 

Tiens, mais finalement, c'est marrant ça. On voit bien, du coup, que l'hypothèse de l'éther est, de base, incompatible avec Galilée. Il n'y avait pas besoin de l'expérience de Michelson pour voir que ça ne tenait pas, cet éther.

[Tiger]

Bonjour,

 

Beaucoup de choses intéressantes dans cette discussion. Les remarques de Bruno et Jeff Hawke me semblent tout à fait pertinentes, ceci à un détail (important) près :

 

Attention au vocabulaire ! En relativité restreinte, beaucoup de difficultés viennent de l'utilisation de termes inappropriés qui sèment le doute...

En premier lieu, il est important de distinguer la masse de l'inertie, ce qu'a bien précisé Bruno : la masse ne varie pas avec la vitesse ! seule l'inertie augmente avec celle-ci.

 

Ensuite, les termes "relatif", "absolu" appartiennent au registre de la philosophie, et il est très dangereux de les utiliser en physique ! De la même manière, il faut être très prudent en utilisant les termes "espace" et "temps" car ceux-ci désignent des idéalités (des idéalisations mathématiques), personne ne peut définir proprement ce que sont "l'espace de notre réalité" ou le "temps réel", et pourtant beaucoup de gens croient que la physique étudie ces "objets"... A bannir absolument !

Les expressions "le temps est relatif" ou "l'espace est relatif" de même que "l'espace se contracte" ou "le temps se dilate" ne veulent rien dire en physique... Nous ne pouvons connaître que des mesures de distances et de durées.

Il faut donc parler de "dilatation des durées" (et non du "temps") et de "contraction des longueurs" (et non de l'espace).

 

Pourquoi cette nuance est importante ? parce que les contractions, dilatations concernent les mesures des observateurs, et non pas la nature même des objets en mouvement : lorsque quelqu'un s'éloigne de vous, son image rapetisse, mais vous savez bien que lui-même ne devient pas plus petit ! Il faut faire cette même distinction avec les effets relativistes.

 

L'immeuble du fond n'est pas plus petit...

 

Le point central de la théorie est la géométrie. Celle-ci est définie mathématiquement par les relations entre les différentes dimensions de l'espace (au sens mathématique du terme "espace" : un ensemble de points munis d'une certaine structure).

 

En mécanique classique, galiléenne, la géométrie est dite "euclidienne" (les matheux doivent ici voir en pensée la forme x²+y²+z²+t², les physiciens la forme "locale" dx²+dy²+dz²+dt²). Cela signifie en simplifiant que "chaque dimension joue le même rôle géométrique". Appelons une dimension le temps (c'est ici seulement un objet mathématique ) et l'union des trois autres l'espace. Alors l'espace et le temps sont liés comme notre intuition nous le dit : il existe des tranches d'espace pour un temps donné (des plans de simultanéité), et le plus court chemin entre deux points est le segment de droite.

Les voyageurs mesurent les mêmes distances que les non-voyageurs et les mesures de durées sont les mêmes pour tous. Les changements de positions peuvent aussi se faire à n'importe quelle vitesse, infinie si l'on veut, et tout le monde peut se déplacer où il veut.

 

En mécanique relativiste, la géométrie est dite "lorentzienne" (les matheux doivent ici voir en pensée la forme x²+y²+z²-t², les physiciens la forme "locale" dx²+dy²+dz²-dt²). Cela signifie en simplifiant qu'"une dimension joue un rôle différent des trois autres". Appelons cette dimension différente le temps (c'est ici aussi seulement un objet mathématique, mais plus le même) et l'union des trois autres l'espace. Alors l'espace et le temps sont liés d'une nouvelle façon, contre-intuitive pour nous : il n'existe pas de tranches d'espace pour un temps donné (pas de plans de simultanéité), et le segment de droite est maintenant le... plus long chemin entre deux points !

Les voyageurs mesurent tous des distances et des durées différentes en fonction de leur vitesses respectives. Aussi les changements de positions sont plus limités, et certains endroits ne sont pas accessibles à tous : la vitesse est limitée.

 

Vous voyez donc que l'espace et le temps (mathématiques) ne sont ni dilatés, ni contractés ! Ce ne sont plus du tout les mêmes objets mathématiques (leur lien, exprimé par la notion de distance, à changé), et dans la nouvelle géométrie, les mesures des distances et des durées sont différentes pour les observateurs.

 

 

En rapport avec la dernière remarque de Jeff Hawke : il faut bien distinguer "les deux relativités". Le principe de relativité du mouvement de la physique galiléenne ne concerne que la mécanique, donc l'hypothétique support de la lumière (éther) n'avait aucune raison d'être concerné, tant qu'on ne lui attribue aucune propriété mécanique... Mais c'est bien là la difficulté qui se posait aux physiciens : qu'est-ce qu'un objet dénué de propriétés mécaniques ?

 

En fait, dès l'époque de Galilée, n'importe quel savant aurait très bien pu construire une mécanique basée sur la géométrie Lorentzienne, mais puisqu'en mécanique aucun corps ne se déplace suffisamment vite pour que les effets relativistes soient observés, cela aurait évité une complication inutile ! la géométrie euclidienne est une très bonne approximation pour les vitesses faibles de la mécanique.

C'est la découverte du lien entre la lumière (qui ne relevait pas de la mécanique) et le magnétisme (qui est lié à la mécanique, lorsque l'on fait bouger des aimants) qui à montré l'insuffisance de la mécanique classique décrite en géométrie euclidienne... L'électromagnétisme obéit à un principe de relativité plus général, donc la mécanique devait être modifiée pour "l'inclure". Et c'est là que l'éther n'a plus sa place...

 

Johann.

Modifié 14 novembre 2010 par Tiger

['Bruno]

Merci Johann pour toutes ces précisions ! À une époque je m'étais rendu compte qu'on ferait mieux de parler de durées plutôt que de temps, mais je crois que j'ai tendance à ne pas assez y penser. Allez, ce sera ma résolution pour 2011 : faire attention au vocabulaire !

[jarnicoton]

Si l'on fait mieux de parler de durée plutôt que de temps... que deviennent les philosophes qui définissent le temps comme étant la durée, l'espace comme l'étendue, la matière comme la substance ?

Je sors...

[jarnicoton]

Bruno, je ne saisis pas ta réponse 33 à ma question 30. Il me semble qu'on est devant une pétition de principe.

La lumière parvient simultanément aux deux bouts du wagon en mouvement, parce que, rappelles-tu, s'il en allait autrement le principe de Galilée ne serait pas respecté.

Fort bien, mais avant la RR, je ne comprends toujours pas ce qui m'empêche de considérer l'éther immobile malgré les parois du wagon (on les refait en grillage), et donc l'éclairement des deux bouts du wagon en mouvement comme non simultané.

 

C'est parce que ce serait contraire au P de G.

Fort bien, mais ce principe vérifié par Galilée pour la mécanique n'est (classiquement) pour la lumière qu'une hypothèse que l'esprit juge raisonnable et serait satisfait de voir vérifier ; pas davantage.

Dans ce cadre, qu'est-ce qui oblige à se satisfaire de l'affirmation : les deux bouts du wagon sont éclairés simultanément puisque le contraire serait incompatible avec le P de G, dont ici on n'a que faire pour la lumière ?

 

Dans ce cadre aussi l'éther immobile est une sorte de référentiel absolu. Je dis une sorte puisqu'on n'y détermine pas de point origine autre qu'arbitraire.

Modifié 14 novembre 2010 par jarnicoton

['Bruno]

je ne comprends toujours pas ce qui m'empêche de considérer l'éther immobile malgré les parois du wagon (on les refait en grillage), et donc l'éclairement des deux bouts du wagon en mouvement comme non simultané.

Encore une fois : l'éther est considéré comme immobile malgré les parois du wagon.

 

les deux bouts du wagon sont éclairés simultanément puisque le contraire serait incompatible avec le P de G, dont ici on n'a que faire pour la lumière ?

On n'en a pas que faire, car alors on aurait un moyen de déterminer le mouvement absolu d'un objet mécanique, le wagon : il suffirait de mesurer la vitesse de la lumière. Non ?

[Jeff Hawke]

Dans ce cadre aussi l'éther immobile est une sorte de référentiel absolu.

 

 

C''est précisément à cause de cela... Galilée n'a effectivement que faire de la lumière, mais il a par contre beaucoup à faire avec le rejet de tout référentiel absolu...

[jarnicoton]

Encore une fois : l'éther est considéré comme immobile malgré les parois du wagon.

 

 

On n'en a pas que faire' date=' car alors on aurait un moyen de déterminer le mouvement absolu d'un objet mécanique, le wagon : il suffirait de mesurer la vitesse de la lumière. Non ?[/quote']

 

Je ne suis pas certain de ce que Jeff veut dire.

 

Nous ne semblons pas parler de la même chose. L'impossibilité de mesurer une vitesse absolue par quelque moyen que ce soit est une conception de la RR. Que Galilée ait pensé la même chose parce qu'en son temps il n'intégrait pas la lumière à ses raisonnements est possible ; mais alors il aura eu raison par accident. Puis, la science progressant, d'autres ont pensé autrement ; sans quoi Michelson n'aurait pas expérimenté. Sans doute le résultat négatif de son expérience a-t-il été plutôt bien reçu, si j'en crois en particulier Poincaré, parce qu'un instinct relativiste prévalait chez les physiciens ; mais cela n'était pas une preuve qu'il fallût plier la lumière au P de G.

Cette preuve existait-elle avant Michelson ? Les expériences menées tout au long du XIXème dans la même direction avant lui étaient entachées d'imperfection (l'affaire des termes de premier et second degré).

 

Donc, jusqu'à plus ample compris, je ne comprends toujours pas en quoi l'invocation classique, pré-relativiste du P de G peut impliquer l'arrivée simultanée de la lumière aux deux bouts du wagon. Il me manque un élément.

[Jeff Hawke]

Donc, jusqu'à plus ample compris, je ne comprends toujours pas en quoi l'invocation classique, pré-relativiste du P de G peut impliquer l'arrivée simultanée de la lumière aux deux bouts du wagon. Il me manque un élément.

 

Ce n'est pas la lumière (*), le problème, mais son support de transmission, supposé indépendant du repère en mouvement...

 

 

 

 

(*) N'importe quelle substance émise iso-vitesse depuis le centre du wagon va atteindre les deux extrémités au même moment. Maintenant, si par la pensée tu imagines que l'air n'est pas emmené par le wagon, et que tu réfléchis à la façon dont le son, émis depuis un point solidaire du wagon, va se déplacer dans cet air au repos par rapport au wagon en mouvement, les ennuis commencent.

 

 

Donc je maintiens mon point du post précédent : C'est l'éther le problème avec Galilée.

['Bruno]

Jarnicoton : tu as l'air de considérer que, du moins avant Einstein, on n'admettait pas de réferentiel absolu pour les mouvements des objets matériels, mais on l'admettait pour la lumière. Mais cette histoire de référentiel absolu n'est pas une propriété des objets (matière ou lumière), c'est une propriété de la géométrie, et elle affecte tout le monde. Je ne crois pas qu'avant Einstein on faisait la distinction, en tout cas pas explicitement (c'est vrai qu'imaginer un éther propageant les ondes lumineuses impose un référentiel absolu, et je suppose que certains l'avaient remarqué puisque l'éther a toujours été « énigmatique », disons : si on garde l'éther, on a un référentiel absolu, mais si on l'enlève on ne sait plus dans quoi se propagent les ondes lumineuses).

[jarnicoton]

Mais cette histoire de référentiel absolu n'est pas une propriété des objets (matière ou lumière)' date=' c'est une propriété de la géométrie, et elle affecte tout le monde/QUOTE']

 

Voudrais-tu préciser et développer ?

['Bruno]

D'après le principe de Galilée, il n'existe pas de référentiel absolu : les vitesses n'ont de sens que par rapport à un référentiel. Il me semble que c'est une propriété d'ordre géométrique, en quelque sorte, non ? Nous vivons dans un monde où le mouvement uniforme et le repos sont deux choses équivalentes. Nous aurions pu vivre dans un monde où le repos absolu a un sens, par exemple avec la présence d'un éther, mais ce n'est pas le cas. Comme la lumière fait partie de notre monde, j'ai l'impression que c'est vrai aussi pour elle. Tu penses que ce n'est pas l'approche correcte ?

[jarnicoton]

Je pense comme Albert, parce que je ne suis pas plus fort... Il est établi grâce à lui que tout respecte le P de G, lumière incluse. Encore une fois, je ne conteste que le fait, dans la physique pré-relativiste, en 1800 par exemple, d'affirmer que la vitesse de la lumière est la même dans toutes les directions au motif que le contraire serait incompatible avec le P de G. Ou alors, je ne demande qu'à apprendre comment Galilée (la foi mise à part) pouvait déduire de son principe vérifié en mécanique qu'il se vérifierait aussi en optique. Il me semble que s'il avait pu déduire cela, Michelson n'aurait rien eu à faire.

 

Mais je vais réouvrir mon Electrodynamique des corps en mouvement que je n'ai pas relu depuis dix ou douze ans.

['Bruno]

En fait, je ne comprends pas trop quand tu dis « comment Galilée (la foi mise à part) pouvait déduire de son principe vérifié en mécanique qu'il se vérifierait aussi en optique ». J'ai l'impression que son principe est indépendant de mécanique ou d'optique. Quand on parle de mouvement, de position, de référentiel, quand on dit que la vitesse est la dérivée du mouvement, etc. ça ne dépend pas de la nature de ce qui est en mouvement. Le principe d'inertie s'applique aux objets matériels, là OK, mais le principe de relativité est plus général, non ? J'ai l'impression que si je vivais au 17è siècle et que j'avais lu les livres de Galilée, je me dirais « ah OK, le mouvement n'a de sens que par rapport à un référentiel, il n'existe pas de mouvement absolu », et non pas « ah OK, le mouvement des objets matériels n'a de sens que par rapport à un référentiel, il n'existe pas de mouvement absolu, mais qu'en est-il de la lumière ? » En fait, je ne vois pas pourquoi on aurait pu croire que la lumière doit être traitée différemment à partir du moment où on a établi qu'elle avait une vitesse (ce qui a été fait très tôt) et je pensais que c'était la base du raisonnement d'Einstein (lorsqu'il a essayé d'imaginer ce qui se passait si l'on se déplace à la vitesse de la lumière).

 

Il me semble que s'il avait pu déduire cela, Michelson n'aurait rien eu à faire.

Ce n'est pas si simple, car les deux alternatives posaient une difficulté :

- si l'éther existe, ça remet en cause le fait qu'un mouvement ne peut-être que relatif ;

- si le mouvement de la lumière est lui aussi relatif, c'est que l'éther n'existe pas et on ne sait plus expliquer le déplacement des ondes électro-magnétiques.

 

Je me disais que c'est pour ça qu'à l'époque on se posait la question.

Modifié 15 novembre 2010 par 'Bruno

[jarnicoton]

La manière dont tu rédiges ("J'ai l'impression... Je ne vois pas pourquoi... Je me disais...") ne me permet pas de comprendre si tu disposes de la compétence pour affirmer avec sûreté, et uses de formules adoucies pour ne pas être brusques ; ou si à niveau moins élevé tu émets simplement toi-même des hypothèses que tu juges très vraisemblables.

Modifié 16 novembre 2010 par jarnicoton

[lejon4]

.

Modifié 4 juin 2011 par lejon4

[LuciferDeus]

Bon, j'essaie de suivre cette conversation mais je dois dire que je suis un peu paumé, voir complètement.

Déjà, si on pouvait me dire ce qu'est : R.R et R.G ?

Je ne suis pas sur que cela m'aiderais beaucoup mais au moins je pourrais aller voir sur internet à quoi cela fait référence.

 

Merci d'avance

[lejon4]

.

Modifié 4 juin 2011 par lejon4

[LuciferDeus]

Bonjour LuciferDeus

 

R.R. : relativité restreinte

R.G. : relativité générale

 

Edition

Pour essayer d'éclairer un peu ta lanterne (c'est sans doute le cas de le dire...), il serait mieux de te référer à un texte cohérent.

J'ai exposé sommairement ici le sujet dont question, mentionnant à la fois le principe de relativité (galiléen) et celui d'invariance de la vitesse de la lumière.

 

Merci, j'avais pas fait l'association faute de ne pas avoir l'habitude de les voir écris sous cette forme.

Merci pour le lien, je vais aller voir ça

Et j'ai vu un autre truc c'est le P de G ?

Point de Galilée ?

En tout cas si c'est ça je ne sais pas ce que c'est mais peut-être trouverais-je des infos en suivant ton lien.

 

Merci

[jarnicoton]

Répondu une seconde trop tard à Lucifer.

et P de G : principe de Galilée

Modifié 16 novembre 2010 par jarnicoton

['Bruno]

La manière dont tu rédiges ("J'ai l'impression... Je ne vois pas pourquoi... Je me disais...") ne me permet pas de comprendre si tu disposes de la compétence pour affirmer avec sûreté, et uses de formules adoucies pour ne pas être brusques

C'est parce que je ne suis pas professionnel de la physique, et tout ce que je dis, c'est ce que j'ai lu (ou ce que j'en ai cru comprendre). C'est pour ça aussi que j'ai été interrogatif dans certaines de mes phrases (« Tu penses que ce n'est pas l'approche correcte ? »).

 

Si j'aime participer à ces débats, c'est entre autres pour le cas où je me planterais : au moins je le saurais !

[Jeff Hawke]

Je pense comme Albert, parce que je ne suis pas plus fort... Il est établi grâce à lui que tout respecte le P de G, lumière incluse.

 

C'est une formulation bizarre... Il a au contraire postulé un statut particulier pour la lumière, à savoir que sa vitesse mesurée ne dépendait pas des repères (contrairement aux 2 CV, aux fusées, au son, aux trains,...)

 

Ou alors, je ne demande qu'à apprendre comment Galilée (la foi mise à part) pouvait déduire de son principe vérifié en mécanique qu'il se vérifierait aussi en optique. Il me semble que s'il avait pu déduire cela, Michelson n'aurait rien eu à faire.

Je ne peux pas, bien sûr , me mettre dans la tête de Galilée, mais à mon sens il n'avait aucune raison de se soucier particulièrement de la lumière, qui était un "fluide", une substance (puis des grains) qui se déplaçaient, comme le reste, donc soumise au P de G (vitesses qui s'additionnent, et tout le toutim).

 

Ce n'est que plus tard, en raison des interférences funestes de Young, qu'il a fallu postulé une onde, et donc un support pour l'onde, qui du coup posait un problème à la relativité galiléenne.

 

Michelson et Machin ne cherchaient pas tant la vitesse de la lumière invariante que détecter le vent d'éther (ils ont d'ailleurs été très déçus. Michelson et Morley est un échec, pour eux !).

 

Puis Albert vint, et postula l'invariance de c...Mais ce postulat était en fait inutile. Comme dit plus haut, 4 postulats intelligents, mathématico-logiques suffisent à se débarrasser de ce postulat physique ennuyeux sur la vitesse de la lumière.

[lejon4]

Suppression de méli-mélo incompréhensible

Modifié 14 janvier 2011 par lejon4

[Jeff Hawke]

On ne s'en débarrasse pas ; c'est simplement une formulation équivalente. Je pense que l'avantage de celui de l'invariance de c est qu'il a un sens plus abordable

 

Par "s'en débarasser", je voulais dire pouvoir se passer d'un postulat pouvant apparaitre un peu arbitraire, alors que poser que le monde (classique ! ) est homogène, isotrope, causal, et obéit à une structure de groupe, me parait plus naturel... Et je trouve beaucoup d'élégance au fait de trouver l'invariance de c à partir de ces axiomes...

[lejon4]

Suppression de méli-mélo incompréhensible

Modifié 14 janvier 2011 par lejon4

[Jeff Hawke]

L'intérêt de la démonstration « élégante » n'apparaît sans doute qu'aux puristes, car les profanes ne peuvent y trouver qu'un allongement substantiel de son développement.

 

Non, je ne pense pas (je ne vois pas ce que vient faire le purisme là-dedans...). C 'est plus élégant de ne pas avoir à faire de postulat arbitraire... Et plus fécond.

 

Mais son intérêt fondamental, à mon sens, est de montrer que, si la lumière est bien « prisonnière » de c, il y a une cause plus fondamentale à la valeur de c, et qui est liée aux propriétés de l'espace-temps.

 

Eh oui. Voilà !

 

Je devrais sans doute réécrire mes posts précédents en les réduisant à cette seule idée essentielle.

 

Non, il faut en faire de nouveaux...

[lejon4]

Suppression de méli-mélo incompréhensible

Modifié 14 janvier 2011 par lejon4