La vitesse de la lumière

[Jeff Hawke]

ce n'est pas de Galilée qu'il s'agit, mais d'Einstein. Sinon il me semble que les scientifiques de l'époque s'en seraient rendu compte, tout de même...

 

Oh, mais ils s'en rendaient compte, je crois. Mais d'un autre côté, ils avaient difficile à imaginer une onde n'agitant pas de substance...

 

C'est pour ça que l'éther était peu aimé, mais postulé... (un peu comme aujourd'hui, il y a (aurait ?) encore des physiciens qui répugnent à l'indéterminisme quantique malgré les preuves expérimentales, et qui postulent des trucs bizarres pour retomber sur leurs pattes classiques ).

[lejon4]

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Modifié 14 janvier 2011 par lejon4

['Bruno]

J'appellerais cela un « transfert » : c'est juste, mais dans le cadre de la relativité restreinte, pas dans celle de Galilée ; soit on considère chez Galilée une vitesse infinie de la lumière, soit cette vitesse est finie, mais, au stade de la pensée de son époque, l'éther est encore bien présent.

Du temps de Galilée, la lumière se déplaçait instantanément, OK (façon de parler ! ), mais à cette époque on ne parlait pas encore d'éther il me semble, et de toute façon, dès le siècle suivant Römer a découvert que sa vitesse était finie et en a donné une estimation relativement précise. Donc au 19è siècle, lorsque l'éther était invoqué pour transmettre les ondes lumineuses, celles-ci se déplaçaient bien à une vitesse finie et le problème des portes du wagon se posait.

 

(Lejon, ça fait plaisir de te revoir ! )

[Tiger]

Bonsoir,

 

C'est difficile de répondre à des questions d'historien en ne se basant que sur nos connaissances modernes !

Il ne faut pas essayer de comprendre pourquoi nos ancêtres n'ont pas pensé comme nous, mais pourquoi ils ont pensé comme ils ont pensé... Le reste n'est que supposition.

 

Un détail important à été oublié au passage dans les tentatives pour comprendre le point de vue de Galilée : celui-ci est encore largement influencé par la physique d'Aristote ! En particulier, le mouvement naturel est pour lui... circulaire ! Lorsqu'il énonce son principe de relativité du mouvement, il concerne des mouvements circulaires uniformes.... Ce n'est qu'avec Descartes et Newton qu'il sera formulé comme on le connaît (mouvement rectiligne uniforme). On peut alors immédiatement réfuter la possibilité que Galilée ai eu ou "ai pu" généraliser son principe à l'optique.

Une excellente référence pour comparer avec celle d'Einstein la relativité de Galilée est l'ouvrage de Francoise Balibar "Galilée, Newton lus par Einstein".

 

Un autre fait qui n'a pas été mentionné, c'est le point de vue d'Ernst Mach qui voyait déjà, avant Einstein, l'impossibilité d'un référentiel absolu, en particulier dans son ouvrage "La mécanique" il démonte l'argument du seau de Newton (et son ouvrage a grandement influencé Einstein sur ce point).

 

Concernant la constante c, il faut en effet bien distinguer la constante de structure de l'espace-temps, que l'on déduit des hypothèses d'homogénéité et d'isotropie de l'espace, de la contrainte de causalité, et du principe de relativité (j'insiste sur les différents statuts de ces hypothèses), et la constance de la vitesse de tout corps de masse nulle qui vaut alors précisément cette constante de structure.

 

Remarque : la structure de groupe peut être déduite du principe de relativité, une fois celui-ci formalisé un peu avec une relation d'équivalence.

Voir J.P.Lecardonnel, "Un autre point de vue pour présenter la transformation de Lorentz", j'en reprend de façon simplifiée et enrichie la description sur mon blog dans l'article sur le groupe de Lorentz.

 

Voici un bon article de Lévy-Leblond sur la "relique" du second postulat :

http://o.castera.free.fr/pdf/Chronogeometrie.pdf.

Un autre pour les acharnés (plus technique et en anglais) qui parle des théories à variation de la vitesse de la lumière, et qui résume bien les différentes facettes de la constante (je résume pour ceux qui n'iront pas jusque là : constante électromagnétique, constante de structure en RR, en RG et vitesse des ondes gravifiques) qu'il faudrait différencier pour être clair (c'est très rarement fait) :

http://arxiv.org/abs/gr-qc/0305099

 

Enfin une dernière remarque qui me tient à coeur concernant l'aspect géométrique de la théorie (c'était précisément mon sujet de mémoire de M2) :

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 trouve scabreux de dire les choses ainsi.

Je ne pense pas qu'il existe un quelconque « principe géométrique » qui s'appliquerait à ce sujet. Peut-être peut-on avoir l'impression de l'existence d'un tel principe si on se limite à une lecture rapide du principe de relativité (relativiste ou galiléen). Mais c'est oublier que, dans le cas relativiste, il faut le situer dans le cadre de la R.G. et que, dans un cas comme dans l'autre (relativiste et galiléen), on parle bien de référentiels inertiels.

 

Je rejoins Bruno sur ce point, je pense que le principe de relativité restreinte est tout aussi géométrique que sa version généralisée. A ceci près que leurs géométries sont bien différentes, on dit en maths que l'espace-temps de la RR est de "type Klein", et celui de la RG de "type Riemann". Cela veut dire que dans le premier la géométrie est globale (on a une metrique fixée et un groupe de transformations qui agit sur tout l'espace) et dans le second seulement locale (la metrique est variable et aucun groupe n'agit sur tout l'espace, tout au plus le groupe des difféomorphismes (applications continues et différentiables) agit localement dessus).

Historiquement, j'ai de mon côté Félix Klein et Hermann Minkowski, deux des plus grands mathématiciens (excusez du peu), qui pensaient même (certes c'est un peu exagéré mais on leur pardonne) que la mécanique est un simple chapitre des mathématiques !

Je n'irai pas jusque là, mais la simple équivalence entre mouvement inertiel et repos signifie que la surface des points de l'espace-temps accessibles par déplacement (ou par transformation de Lorentz) est coupée par l'axe du temps (où se trouve la ligne d'univers d'un objet au repos). Si ce n'est pas une description géométrique, je ne sais pas ce que c'est :

 

 

Johann

Modifié 18 novembre 2010 par Tiger

[lejon4]

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Modifié 14 janvier 2011 par lejon4

[Tiger]

Je suis sûr que Galilée ne parle pas de mouvement rectiligne. Il n'en parle pas dans ta citation, c'est toi qui utilise ce terme en l'interprétant. Je viens de faire une recherche de mot dans le texte des Dialogues et il n'apparaît qu'une fois, pour dire que ce n'est pas le mouvement naturel, que "pour garder son uniformité le mouvement doit être circulaire, en accord avec Platon". F. Balibar précise ce point dans son ouvrage que j'ai cité (p42 note 1).

 

En ce qui concerne l'aspect géométrique de la théorie, je pense que tu fais fausse route. Le "paradoxe" des jumeaux (qui n'en est pas un), est une propriété purement géométrique de l'espace de Minkowski : dans celui-ci la métrique est telle que le plus court chemin entre deux évènements n'est pas la ligne droite. D'où le résultat contre-intuitif des jumeaux, le jumeau immobile parcourant plus de distance dans l'espace-temps que celui qui se déplace.

 

Pour faire court, la cinématique est purement une question de géométrie (ce sont les contraintes logiques appliquées aux lois dans nos descriptions). La dynamique en revanche ne l'est pas puisque pour estimer la vitesse de la lumière, il nous faut mesurer expérimentalement sa masse pour en déduire sa vitesse d'après la théorie de Maxwell. Clairement la géométrie n'aurait pas pu le montrer, de ce point de vue je suis d'accord avec toi.

 

Johann

[jarnicoton]

Un détail important à été oublié au passage dans les tentatives pour comprendre le point de vue de Galilée : celui-ci est encore largement influencé par la physique d'Aristote ! En particulier, le mouvement naturel est pour lui... circulaire ! Lorsqu'il énonce son principe de relativité du mouvement, il concerne des mouvements circulaires uniformes...

 

 

Je ne comprends pas comment un référentiel sous accélération centripète constante peut être du point de vue des expériences de mécanique regardé par Galilée ou tout autre comme équivalent à un autre soumis à une accélération centripète différente ou nulle. Que la notion d'accélération centripète fût déjà formalisée ou pas n'empêchait pas d'en avoir une vision intuitive (et même si on la confond avec la fiction de la force centrifuge).

 

En outre, dire que Galilée regarde le mouvement circulaire comme le mouvement par essence naturel, ne semble pas en accord avec sa découverte du caractère rectiligne et à vitesse constante d'un corps abandonné à lui-même.

 

Enfin, un esprit indépendant et provocateur comme Galilée pouvait-il être tellement aristotélicien ?

[lejon4]

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Modifié 14 janvier 2011 par lejon4

[jarnicoton]

Historiquement, Einstein a-t-il postulé la constance de c (quitte à "régulariser" de sa propre décision le fait que nul n'avait vu à la lumière une vitesse variable) ou l'a-t-il déduite (quitte à ne pas le dire) des quatre considérations précédemment évoquées ? Ou la découverte de l'équivalence entre les deux approches est-elle postérieure ?

[lejon4]

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Modifié 14 janvier 2011 par lejon4

[Tiger]

En effet lejon4, Einstein ne fait que remarquer "en passant" la structure de groupe des transformations de Lorentz, mais celle-ci n'a aucun intérêt particulier pour lui (cela viendra plus tard en 1908 avec Minkowski). Il postule la constance de la vitesse de la lumière, car cela lui permet d'établir une méthode de synchronisation des horloges dans ses expériences de pensée.

 

La déduction des transformations de Lorentz sans la constance de la vitesse de la lumière à été faite dès 1910 avec les travaux d'Ignatowski, puis vinrent Frank et Rothe (1911) et de nombreux autres suivirent. Ces démonstrations n'étaient pas très satisfaisantes : soit trop compliquées soit peu claires. La première démonstration véritablement convaincante (simple et cohérente) est celle de Lévy-Leblond (1979 !).

 

Pour ce qui est des démonstrations de la constance de la vitesse de la lumière, je n'ai pas étudié la question en détail, mais il me semble que Plank en fourni une en 1911 (à vérifier). En tout cas, J.P.Lecardonnel rappelle une démonstration de ce point dans sa thèse "variations sur le principe de relativité". Je vais chercher d'autres références pour éclaircir ce point.

 

Pour en revenir à Galilée, il est vain d'essayer de comprendre facilement comment celui-ci pensait. Certes il fut indépendant et provocateur, on peut même dire qu'il a révolutionné certains aspects de la physique, en contredisant Aristote sur de nombreux points, mais il ne pouvait pas à lui seul la contredire entièrement !

Quand Galilée définit son principe, il ne parle en fait que de mouvement uniforme, sans préciser sa "rectitude". Il le définit ainsi :

Par le mouvement régulier ou uniforme, j'entends celui où les espaces parcourus par un mobile en des temps égaux quelconques sont égaux entre eux.

Ensuite il dit explicitement qu'il doit être circulaire comme je l'ai déjà cité : "pour garder son uniformité le mouvement doit être circulaire, en accord avec Platon".

Je vous conseille vraiment l'ouvrage de Balibar pour bien cerner Galilée.

 

Pour ce qui est du caractère géométrique, la géométrie selon Klein c'est l'étude d'un groupe de transformations :

- La géométrie projective c'est l'étude des propriétés invariantes sous le groupe des transformations projectives. Elles peuvent toutes s'exprimer en termes de relations d'incidences, d'alignement, ou de birapport (sauf dans le cas complexe) qui sont invariants.

- La géométrie affine c'est l'étude des invariants du groupe affine (parallélisme, barycentre, etc).

- la géométrie semblable c'est l'étude des invariants du groupe des similitudes (angles non orientés, triangles équilatéraux, isocèles, etc).

- la géométrie hyperbolique affine est l'étude des invariants du groupe de Poincaré complet (sous-groupe du groupe affine), qui conserve la forme de Lorentz, les angles hyperboliques, etc.

- et enfin, un cas particulier de la géométrie hyperbolique est celui de la géométrie déterminée par le groupe de Lorentz. Celle-ci conserve les repères affines orientés (repères inertiels), c'est elle qui correspond à l'équivalence relativiste des lois physiques.

- un autre cas encore plus particulier est celui du groupe de Galilée qui est un sous-groupe du groupe de Lorentz... Expliquant donc mathématiquement pourquoi la mécanique classique est une approximation de la mécanique relativiste (ie lorsque l'on fait tendre c vers l'infini on retrouve la mécanique classique).

 

La géométrie seule ne te permet pas de décider quel jumeau est immobile, lequel est en mouvement.

Le jumeau immobile est caractérisé par une ligne d'univers sur l'axe du temps, le jumeau en mouvement par une ligne d'univers qui s'en éloigne et y revient. Et on ne peut pas inverser les deux rôles puisque même si la géométrie hyperbolique peut paraître bizarre, elle différencie tout de même une ligne droite d'une ligne courbe. En d'autres termes le jumeau immobile à une rapidité nulle (rotation hyperbolique d'angle nul), alors que celui en mouvement à une rapidité non-nulle (c'est l'angle de la rotation hyperbolique (transformation de Lorentz pure) qui la relie au jumeau immobile).

 

Edit : la géométrie à aussi permis de mettre en évidence la précession de Thomas... (Borel 1910) elle est donc plus qu'utile, elle explique beaucoup de choses !

Modifié 18 novembre 2010 par Tiger

[lejon4]

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Modifié 14 janvier 2011 par lejon4

[Tiger]

La définition "classique" de l'immobilité étant de vitesse nulle, on peut bien définir l'immobilité en RR comme correspondant à une rapidité nulle...

 

C'est une question de point de vue, je pense

C'est surtout une question d'époque !

Le concept de groupe est récent à l'époque (Galois, Cayley, Jordan pour les groupes de permutation : moitié du XIXe siècle; Lie, Klein pour les groupes de transformations continues : fin du XIXe; Weber pour une définition abstraite autour de 1900)... Et pas encore utilisé par les physiciens (mis à part les groupes cristallographiques, cf P.Curie, Jordan, Fedorov, etc).

Leur usage intensif en physique commence justement avec les mathématiciens Poincaré, Minkowski, Klein, Weyl, etc entre 1904 et 1910...

 

Donc clairement, rien de plus normal que cela n'était pas important pour Einstein, contrairement à nos jours où la mécanique quantique aussi s'est vue envahie par les groupes. Ils ne sont importants que depuis à nos yeux.

 

Johann

Modifié 18 novembre 2010 par Tiger

[lejon4]

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Modifié 14 janvier 2011 par lejon4

[OrionRider]

 

[Humour ON]

Chouette pugilat ce soir entre Lejon4, à droite et Tiger, à gauche, tous deux nouveaux venus sur le ring de Webastro!

Nous avons beaucoup de chance car le combat entre ces deux étoiles est d'un niveau rarement atteint. On peut d'ailleurs affirmer qu'ils ont complètement éclipsé les autres protagonistes, qui assistent désormais bouche-bée à l'amicale joute, se contentant d'un arbitrage symbolique!

Lejon4 a attaqué très fort, avec une redoutable référence à Coriolis (1835) , suivie d'une véritable rafale de citations irrévoquables... Mais c'était sans compter sur la sortie de Tiger, armé d'un imparable Galilée et d'un groupe de Lorenz de toute beauté!

A l'heure qu'il est on ne peut dire qui de ces deux géants émergera de la mêlée, mais une chose est certaine: le spectacle est grandiose!

 

[Humour OFF]

['Bruno]

ils ont complètement éclipsé les autres protagonistes, qui assistent désormais bouche-bée à l'amicale joute

C'est tout à fait ça ! Et c'est une des raisons pour lesquelles j'aime bien les forums : avec des participants de haut niveau, y'a plus qu'à écouter et à prendre des notes...

[Tiger]

Bien joué OrionRider ! Le débat est si intéressant et si serieux que des interventions avec mode [Humour ON] sont la bienvenue

 

C'est une manière de dire que les notions usuelles de temps et d'espace émergent exclusivement de l'interaction électromagnétique et que la manière dont notre esprit appréhende le monde dépend fondamentalement de celle-ci.

C'est une façon intéressante de voir les choses, et ma fois je suis plutôt d'accord avec toi. Cela fait toujours du bien de se rappeler qu'autour de nous et entre les objets que l'on observe au quotidien, il n'y a pas que de l'air, mais surtout un bain de rayonnements électromagnétiques de diverses natures, dont une (petite) partie nous est visible...

Je sens que tu es très sensible au côté expérimental, qui doit être ton domaine. Tu aura deviné que le mien est plus théorique. C'est ce qui rend la communication plus difficile et notre discussion intéressante même si cela créé des malentendus

 

Pour ce qui est des postulats, je suis d'accord que dans la Nature, rien ne précède quoi que ce soit.

En revanche, dans nos théories il est normal que l'on en veuille le moins possible à leur base ! Pourquoi, deux raisons : 1) cohérence 2) simplicité.

Une théorie, qu'elle soit mathématique ou physique, à plus de chances d'être cohérente (ne pas contenir de contradictions internes) si on contrôle le nombre et le rôle de ses hypothèses de bases. C'est pour cela que c'est important de déterminer quelles sont les ensembles d'hypothèses les plus cohérents, en particulier en évitant des hypothèses redondantes.

Du coup je vais essayer d'éclaircir mon point de vue, quitte à m'éloigner encore du sujet original du fil... et de ta façon de voir les choses lejon4.

 

 

L'approche principe de relativité + postulat de constance de la vitesse de la lumière semble à priori la plus naturelle, mais c'est à mon sens une illusion. L'homogénéité, l'isotropie et la causalité sont sous-entendues, ce qui est dangereux (toute hypothèse utilisée et non exprimée clairement comporte un risque de n'être qu'une intuition un peu trop rapide et menant à contradiction, et si l'intuition est indispensable dans la création, elle obscurci tout raisonnement logique, n'importe quel logicien le confirmera).

Donc il veut mieux exprimer clairement ses hypothèses : homogénéité, isotropie, causalité (cette hypothèse à un statut particulier qui vient de l'expérimentation, mais oublions cela un instant), principe de relativité, on est au moins d'accord sur ces quatre là si je ne m'abuse (c'est déjà pas mal ).

 

Historiquement est venu la structure de groupe, mais il a été montré (et je le rappelle sur mon blog) qu'elle est équivalente au principe de relativité. C'est juste une façon plus formelle et abstraite de l'exprimer. Donc cette hypothèse est redondante. Pas besoin de la stipuler.

 

Venons-en maintenant au noeud du problème : la constance de la vitesse de la lumière. Certes celle-ci est fondamentale, mais le fait est qu'avec les quatre hypothèses précédentes, on peut arriver aux transformations de Lorentz qui relient deux référentiels inertiels, et à la loi d'additivité des vitesses qui montre que la vitesse est limitée (à ce stade on n'a toutefois aucune information sur la valeur de cette vitesse limite, on sait seulement qu'elle est finie). Basée sur ces hypothèses, la RR est une cinématique. C'est une cinématique parce que à ce stade on fait abstraction des forces, et de toutes possibles causes au mouvement. C'est une théorie du mouvement en lui-même, ou plutôt du cadre théorique dans lequel le mouvement est décrit (c'est l'espace-temps et les règles géométriques que doivent vérifier tout ensemble de points qu'il contient). Dans cette cinématique, le postulat de constance de la vitesse de la lumière est "inutile" (ce qui ne veut pas dire qu'il n'apporterait rien, mais que l'on sortirait de la cinématique en quelque sorte. la cinématique est complète sans lui).

 

Maintenant ajoutons un cinquième corps d'hypothèses, celles de la théorie de Maxwell. Ses équations sont compatibles avec la RR (on dit qu'elles sont covariantes de Lorentz). Nous avons maintenant affaire à une dynamique. Nous pouvons étudier les causes "électrodynamiques" des corps mouvements (cela ne rappelle pas le titre d'un certain nombre d'articles précédant et suivant le plus célèbre de 1905 ? ). Le magnétisme, l'électricité et tout ce qu'il y a entre les deux (optique, rayons X,Y,Z,A,B, et ce qu'on veut ) possèdent des propriétés et des relations qui sont contraintes, ou qui doivent rentrer dans le cadre de la cinématique précédemment décrite. En particulier, respecter la limitation de vitesse (attention aux radars).

 

Dans ce nouveau cadre, muni des hypothèses de la mécanique quantique (nous sommes alors dans l'électrodynamique quantique ou mécanique quantique relativiste), on montre que toute particule de masse nulle se déplace précisément à cette vitesse limite.

D'après les mesures expérimentales, le photon à une masse nulle (ou presque), donc se déplace à la vitesse limite (ou presque), et est donc constante. Nous n'avons toujours pas eu besoin du postulat...

Pour preuve, celui-ci peut même être faux si le photon venait à montrer une masse non nulle ! Cela ne gênerait pourtant en rien la solidité de la RR, exprimant juste le fait que la lumière, très légère, se déplace à une vitesse follement grande, presque la limite, et donc ne variant presque pas (ie de façon indétectable jusqu'à maintenant). Voilà une autre raison pour laquelle je pense, comme Leblond, que ce postulat est une hypothèse dangereuse...

 

Pour ce qui est du rôle de la géométrie, mon point de vue est éclairci par la présentation précédente : la cinématique est entièrement une question de géométrie, la dynamique en revanche met en jeu d'autres concepts puisque l'on ne parle plus seulement du cadre, mais bien des causes des événements ou lois, ce que l'on ne sait pas encore exprimer rigoureusement mathématiquement (du moins pas à ma connaissance). En gros la physique utilise des hypothèses supplémentaires, du genre : les corps se comportent comme les points de telle géométrie, ou les observables se comportent comme tels opérateurs. Là on ne fait plus des maths, on fait de la physique, c-à-d on raisonne sur les corps.

 

Personnellement je pense que ce serait théoriquement possible de considérer que physique et mathématique ne sont qu'un même domaine (non subordonnés mais égaux en quelque sorte), mais que cela n'arrivera jamais car l'on aura jamais une connaissance parfaite des mesures du monde extérieur. Tout ceci n'est plus de la physique, mais de la philo...

 

Enfin pour finir, sur le paradoxe des jumeaux, nous ne pourrons manifestement pas nous entendre, car je ne pense pas que

si on s'en tient aux seules équations de la R.R., rien ne permet de faire la distinction : il y a bien une symétrie parfaite

Pour moi, le jumeau voyageur passera par deux référentiels inertiels différents (aller et retour), séparés par des phases de décellération et d'accélération, et donc la situation n'est absolument pas symétrique ! C'est bien pour cela que ce "paradoxe" n'en est pas un !

 

Quoi qu'il en soit, malgré nos intérêts différents et nos désaccords, cette discussion est passionnante, et ce que j'en retiens (corrige-moi si j'interpréte mal notre échange), c'est que le physicien cherche plus à lier les théories à "quelque chose en dehors de notre conscience" (pour ne pas utiliser le terme de "réalité" trop philosophiquement chargé), alors que le mathématicien ne considère la théorie qu'en elle-même, sans (vouloir ?) la lier à autre chose...

 

 

Johann

[lejon4]

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Modifié 14 janvier 2011 par lejon4

[Jeff Hawke]

(Post 59) Cela fera bientôt 50 ans que je suis disciple de Boileau (« vingt fois sur le métier remettez votre ouvrage »). Et je ne pense pas que cela changera demain...

 

Oui, "polissez-le sans cesse et le repolissez"...Une bien belle lecture dont on ne se lasse pas, l'art poétique... Cela dit, une fois publié (c'est à dire, donné au public), il y aurait eu inélégance à corriger les exemplaires diffusés. La bonne pratique consistait à sortir des éditions ultérieures "revues et corrigées", voire "augmentées"...

 

Je te rejoins tout à fait, avec le commentaire, comme je le faisais remarquer à Jeff Hawke, que le postulat d'invariance de la vitesse de la lumière n'est rien de plus qu'une traduction simplifiée de ces hypothèses théoriques, avec l'avantage qu'y apparaît tout de suite clairement la valeur de c qui sort de la structure de groupe combinée à la causalité. Autrement dit, de mon point de vue, l'invariance de c est un condensé partiel pratique de ces différentes hypothèses, qui permet aux "profanes" de faire l'économie d'un raisonnement théorique pas forcément immédiat.

 

Il y a une nuance entre établir la théorie, et en trouver une formulation plus accessible aux "profanes".

 

De plus, je persiste à penser que poser c comme limite induit en erreur. Cela peut être perçu comme une limite technique, qui pourrait être dépassée un jour...(voir les nombreux sujets sur "comment dépasser la vitesse de la lumière ?").

 

Alors que les axiomes d'isotropie, d'homogénéité, de causalité et de structure de groupe sont clairement en dehors du champ d'action des fusées.

 

On pourrait avoir l'impression que les considérations théoriques décrites par les hypothèses que tu mentionnes ont un sens plus fondamental, comme semble le suggérer Jeff Hawke, mais ce serait perdre de vue que ces mêmes considérations résultent de nos conceptions de temps et de l'espace telles qu'elles émergent de l'expérience, ainsi que je l'indiquais au post 58 sous « Edition 2 ». Il me semble donc difficile de dire ce qui résulte de quoi.

C'est tout à fait discutable en ce qui concerne l'homogénéité, l'isotropie et la structure de groupe. (Comment une structure de groupe pourrait-elle émerger de note expérience ?).

 

Seule la causalité semble plus liée à notre entendement, il me semble.

 

Donc, pour répondre (à nouveau) à Jeff Hawke :

je pense qu'il y a une certaine candeur dans le fait de considérer que les 4 postulats « mathématico-intelligents » en question auraient quelque chose de plus fondamental que la vitesse de la lumière, c'est-à-dire la vitesse du vecteur d'interaction électromagnétique (avec, d'ailleurs, la remarque que je trouve plus rationnel de se référer à un seul postulat plutôt que 4 ;l'un de ces derniers -la structure de groupe- étant lui-même une combinaison de plusieurs conditions).

La structure de groupe réfère clairement à une réalité mathématique, et non à une combinaison de postulats ou conditions.

 

Pour moi, il y a une différence de taille entre des axiomes logiques (fusent-ils 4), et un postulat physique (une vitesse, pour un phénomène physique).

 

En outre, le fait de trouver cette limite à partir d'axiomes fondateurs, nous en apprend plus sur la nature fondamentale de cette lumière et sa vitesse, que de partir de cette limite posée arbitrairement (même si c'est validé par l'expérience).

 

Peut-être ces postulats ont-ils une apparence plus fondamentale par rapport au mode de fonctionnement de notre entendement, mais il me semble difficile de dire ce qui précède quoi dans la Nature.

Notre entendement est partie intégrante de ce que tu nommes la "Nature"... On ne peut donc pas trop émettre de jugement pertinent sur quoi que ce soit devant précéder quoi que ce soit entre entendement et Nature.

 

Pour ce qui est de l'éther, j'ai toujours lu qu'il était considéré comme une hypothèse gênante, encombrante, par les physiciens de l'époque (fin XIXème début XXème).

 

Einstein semblait satisfait d'avoir pu s'en passer, en 1905.

Modifié 20 novembre 2010 par Jeff Hawke

[jarnicoton]

Je sens qu'OrionRider a agacé.

[lejon4]

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Modifié 14 janvier 2011 par lejon4

[jarnicoton]

Non. Il a visé juste. L'humour n'exclut pas la pertinence :

 

Ce n'est pas du tout ce que j'ai voulu dire, mais je resterai sybillin !

Cependant, si j'avais lu en effet un jour que le postulat de constance de c ne s'avérait pas indispensable à l'élaboration de la RR, c'était sans explication. Jeff Hawke les a énoncées, mais je ne refuserais pas de comprendre avec plus de sûreté que je ne fais tout seul, le comment exact de cette équivalence.

Modifié 20 novembre 2010 par jarnicoton

[lejon4]

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Modifié 14 janvier 2011 par lejon4

[OrionRider]

[OFF TOPIC]

 

l'inconvénient avec les débats de "haut niveau", c'est qu'ils finissent souvent par ne plus intéresser que les protagonistes eux-mêmes...

 

Ce n'est pas tout à fait vrai... Pour le moment, je lis "L'évolution des idées en physique", une perle écrite par Einstein et Infeld. Difficile de trouver plus haut niveau... Et pourtant, j'apprécie, même s'il ne me viendrait pas à l'esprit d'interrompre leur exposé, vu que je n'y connais rien.

 

De même pour vos quelques messages qui pour moi sont 'de haut niveau'. Comme beaucoup d'autres, je lis, j'essaie de comprendre et j’apprécie l'échange... en silence et depuis les tribunes.

 

Tu serais étonné du nombre de membres (et de non-membres) qui suivent tel ou tel fil sans y participer. Tout comme on peut apprécier un bel évènement sportif, sans être soi-même sportif.

 

Un peu de qualité ne fait pas de tort, c'est même le seul moyen d'apprendre. Merci à vous, Lejon, Tiger, Jeff, Bruno et les autres...

['Bruno]

Pour ce qui est de l'éther, j'ai toujours lu qu'il était considéré comme une hypothèse gênante, encombrante, par les physiciens de l'époque (fin XIXème début XXème). Einstein semblait satisfait d'avoir pu s'en passer, en 1905.

Pareil pour moi, d'ailleurs d'après mes lectures, l'éther a été abandonné aussitôt après 1905.

 

Concernant le postulat d'invariance de la lumière, je n'arrive pas à le considérer comme un postulat puisque mon livre de vulgarisation sur la relativité restreinte (Einstein pour débutants), qui cite une partie du texte d'Einstein, explique que c'était nécessaire pour préserver le principe de relativité. Du coup, ça m'a convaincu que c'est le principe de relativité qui doit être un postulat (ayant pour conséquence la loi d'addition des vitesses, qui elle même a pour conséquence l'existence d'une vitesse limite).

 

Quoiqu'il en soit, quelle discussion passionnante ! (Là je découvre le site de Tiger, ça vaut le coup !)

[lejon4]

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Modifié 14 janvier 2011 par lejon4

[jarnicoton]

Einstein parle expressément ailleurs (Quatre conférences..., rééditées par Jacques Gabay, et où je n'entends goutte) de "l'éther de la relativité générale". Que faut-il en penser ?

[lejon4]

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Modifié 14 janvier 2011 par lejon4

[Jeff Hawke]

Cependant, si j'avais lu en effet un jour que le postulat de constance de c ne s'avérait pas indispensable à l'élaboration de la RR, c'était sans explication. Jeff Hawke les a énoncées, mais je ne refuserais pas de comprendre avec plus de sûreté que je ne fais tout seul, le comment exact de cette équivalence.

 

Tu as une démonstration (celle de Levy-Leblond) aux pages 5 à 10 de ce document...

 

Avec cette intéressante remarque en introduction :

 

Historiquement, ces postulats ne sont pas les seuls qu'Einstein utilisa (parfois de manière implicite), puisqu'il ajouta en tant que postulat issu de l'expérimentation le postulat de l'invariance de la vitesse de la lumière dans le vide. En fait, l'existence d'une vitesse limite est déductible des autres postulats, vitesse limite que l'on peut à posteriori assimiler à la vitesse de la lumière. Ainsi que l'a énoncé Jean-Marc Levy-Leblond et que le rappellent Jean Hladik et Michel Chrysos dans Introduction à la relativité restreinte, la forme de postulat que donne Einstein à l'invariance de la vitesse de la lumière serait même déstabilisateur, dans la mesure où rien ne semble nous pousser à croire que les propriétés de l'espace et du temps soient tributaires de celles de la lumière :

 

« Pourtant, la démarche heuristique d'Einstein, toute couronnée de succès et justifiée historiquement qu'elle ait pu être, n'est guère satisfaisante sur le plan épistémologique. La principale critique que l'on peut lui adresser est d'établir ce que nous avons appelé une « superloi», appelée à régir tous les phénomènes physiques en définissant leur cadre spatio-temporel commun à partir des propriétés d'un agent physique particulier : comment comprendre, dans une telle perspective, que la relativité einsteinienne, fondée sur l'analyse de la seule propagation de la lumière, ait vocation à s'appliquer aux interactions nucléaires, de nature pourtant essentiellement différente – et y soit effectivement valide ? »

 

(J. M. Lévy-Leblond, Aux contraires)

[Tiger]

l'éther a été abandonné aussitôt après 1905.

D'accord avec Lejon4, beaucoup de physiciens n'ont pas pu se séparer de l'éther, même après 1905... Poincaré ne l'a jamais abandonné jusqu'à sa mort en 1912 et pourtant il était un - sinon le plus grand - précurseur de la théorie de la relativité restreinte telle qu'on la connait maintenant. On le voit bien dans son dernier article sur la dynamique de l'électron (1908), et il y en eu d'autres.

Je parles ici d'éther luminifère, ie comme support de la lumière.

L'éther dont parle Einstein en 1920 n'est pas un éther luminifère, c'est encore autre chose. D'ailleurs il précise bien que garder le concept d'éther oblige à ne pas lui appliquer le concept de mouvement (c'est ce que rappelle Lejon4) et à lui retirer la seule propriété qu'il lui restait : l'immobilité. Il n'a donc plus aucune propriété physique, ce n'est plus qu'un objet mathématique en relativité générale...

 

Johann