Relativité restreinte

[Invité invité545545]

Bonjour à tous !

J'ouvre cette discussion car j'ai une question à propos de la relativité restreinte.

Imaginons que je me tienne à l'arrière du toit d'un véhicule en mouvement, et que j'allume une lampe torche en direction de l'avant du véhicule (j'ai pris cet exemple de cette vidéo :

). Une autre personne se tiendrait au point de départ du véhicule et observerait le rayon ainsi émis.

Si j'ai bien compris, les contractions de l'espace et du temps feraient que nous verrions tous les deux la lumière aller à la même vitesse.

Mais imaginons maintenant que les personnes soient remplacées par des dispositifs (donc plus des observateurs). On ne pourrait donc plus faire intervenir ces contractions propres aux observateurs (enfin, je crois...).

La vitesse de la lumière serait-elle alors différente pour les deux dispositifs ?

Merci d'avance, padoue ! (et désolé si cette question est trop mal formulée !)

[davin]

Bonjour, je suis pas expert en la matière, mais je pense que observateurs ou dispositifs, ça reviens au même, la vitesse de la lumière ne varie pas, que l'on l'observe en déplacement ou statiquement.

['Bruno]

Non, les contractions ne sont pas propres aux observateurs. Quand on imagine des expériences avec des observateurs, c'est pour dire qu'on observe un truc, mais le truc existe sans observateur : la vitesse de la lumière est toujours la même, c'est une propriété de l'espace-temps.

[bang*gib]

Comment être sûr du comportement même du truc au moment ou on ne l'observe pas?

[Invité invité545545]

La contraction n'est donc pas due à un point de vue ? Mais alors à quoi est-elle due ?

['Bruno]

Comment être sûr du comportement même du truc au moment ou on ne l'observe pas?

Nous semblons vivre dans un monde où les choses obéissent à des lois, comme la loi de la gravité. Donc nous supposons que les choses obéissent à des lois même lorsqu'on ne les voit pas. Et ça peut aller très loin : on a découvert Neptune par le calcul avant de l'avoir jamais observé.

 

La contraction n'est donc pas due à un point de vue ? Mais alors à quoi est-elle due ?

Elle est due au fait que sans contraction, la vitesse de la lumière serait variable selon les référentiels galiléens, ce qui contredirait l'expérience (Michelson et Morley par exemple) et le principe de relativité de Galilée.

[bongibong]

Elle est simplement due à la relativité de la simultanéité.

 

Quand un observateur en mouvement observe une règle, et considère que l'extrémité gauche est en A', et l'extrémité droite en B', et bien on peut situer ces événements :

- EA' = extrémité gauche arrivant au point A' à l'instant t'

- EB' = extrémité droite arrivant au point B' à l'instant t'

 

Et bien ces deux événements ne se produisent pas au même instant dans le référentiel où la règle est au repos.

[Lolo]

La contraction n'est donc pas due à un point de vue ? Mais alors à quoi est-elle due ?

 

Si, elle est due au point de vue, mais pas dans le sens de la présence d'un observateur, seulement dans le sens du choix du repère choisi (qu'un observateur soit présent ou pas).

 

Fixons un repère (O,x,y,z). Cela partitionne l'ensemble des événements de l'espace-temps en classes d'équivalences d'événements simultanés dans ce repère : il y a la classe des événements ayant lieu à l'instant t=0, celles de ceux ayant lieu à l'instant t=3, celles de ceux ayant lieu à l'instant t=1000, et pareillement pour tout instant t.

 

Si on choisit maintenant un repère (O,x',y',z') fixe en fonction du temps dans le repère (O,x,y,z), alors la partition des événements de l'espace-temps en classes d'équivalences d'événements simultanées dans ce nouveau repère reste la même que dans l'ancien repère. Jusque-là, tout « nous semble naturel comme dans la physique de Newton ». On peut synchroniser les deux repères et cette synchronisation perdurera. L' « espace présent » à un instant donné est alors le même dans les deux repères, même si les coordonnées des événements sont éventuellement différentes.

 

Mais si on choisit un repère (O,x',y',z') qui se déplace en fonction du temps dans le repère (O,x,y,z) (par exemple, selon un mouvement rectiligne uniforme (de vitesse v non nulle)), alors la partition des événements de l'espace-temps en classes d'équivalences d'événements simultanées dans ce nouveau repère n'est plus la même que dans l'ancien repère. Aucune synchronisation durable n'est possible entre les deux repères. Dans le nouveau repère, l' « espace présent » à un instant donné est différent de chaque « espaces présent » de l'ancien repère.

 

Si la « tranche » de l'espace-temps qu'est l'« espace présent » à un instant donné dans le repère (O,x',y',z') semble être contractée selon la direction de propagation du repère (O,x',y',z') dans le repère (O,x,y,z) par rapport à ce qu'elle était dans le repère (O,x,y,z), il ne faut pas perdre de vue que cette contraction n'est qu'un effet de perspective dû au fait que ces deux repères ne se déplacent pas de la même façon dans l'espace-temps au cours de leur temps propre respectif et que ce qui est « présent » n'est donc pas vraiment la même chose. En gros, c'est comme si le « présent » du repère (O,x,y,z) était incliné et caché dans la profondeur du temps dans le repère (O,x',y',z') et qu'on en avait une projection dans le présent de ce dernier. Or, comme dans l'espace-temps un objet conserve sa longueur, quand on en considère une projection propre, elle est forcément plus petite.

 

Voilà, j'espère que cet aspect géométrique t'aidera un peu à mieux cerner cette contraction des longueurs.

Modifié 13 décembre 2014 par Lolo

[pascal_meheut]

Nous semblons vivre dans un monde où les choses obéissent à des lois' date=' comme la loi de la gravité. Donc nous supposons que les choses obéissent à des lois même lorsqu'on ne les voit pas. Et ça peut aller très loin : on a découvert Neptune par le calcul avant de l'avoir jamais observé.

[/quote']

Je suis assez d'accord. Tant qu'on ne rentre pas dans la mécanique quantique et les problématiques d'interprétation de Copenhague et autres, on peut dire que les lois de la physiques sont celles-ci, qu'elles s'appliquent universellement (même chose en quantique ceci dit) mais surtout qu'il y un déterminisme absolu.

 

Donc on peut dire que quelque chose se passe même si on ne l'observe pas.

C'est même le principe de toute modélisation : on peut prédire le résultat d'une expérience avant de la faire, déduire l'occurence passée d'un phénomène à partir de ses conséquences...

Bref, l'observation n'est pas nécessaire.

 

 

La contraction n'est donc pas due à un point de vue ? Mais alors à quoi est-elle due ?

 

Elle est simplement due à la relativité de la simultanéité.

 

Elle est due au fait que sans contraction' date=' la vitesse de la lumière serait variable selon les référentiels galiléens, ce qui contredirait l'expérience (Michelson et Morley par exemple) et le principe de relativité de Galilée.[/quote']

 

Je me demande si vos explications ne sont pas 2 façons de voir les choses : on peut prendre la relativité par un bout et arriver à l'autre où le contraire.

 

 

 

Voilà, j'espère que cet aspect géométrique t'aidera un peu à mieux cerner cette contraction des longueurs.

 

Je me demande quelle est la nécessité d'introduire un vocabulaire qui je crois dépasse l'expérience scolaire de Padoue pour ne rien dire de plus voire même moins que les posts précédents.

J'ai aussi un peu de mal à comprendre cela :

 

 

"Ils ne se déplacent pas de la même façon dans l'espace temps" ?

Dans quel repère mesure t'on le dit déplacement des 2 pour les comparer ?

 

Dans un 3ème ? Comment est il choisi ? Pourquoi celui là plutôt qu'un autre ?

Dans l'un des 2 ? Mais la situation est symétrique entre les 2 repères puisqu'ils sont en translation uniforme.

 

Si "au cours de leur temps propre respectif" veut dire "pour chaque repère, mesurer par rapport à lui même", alors il ne se déplace pas par définition.

 

J'ai l'impression que cette phrase suppose l'existence d'un espace-temps absolu, d'un repère privilégié dans lequel on mesurerait le déplacement des autres alors que c'est justement le contraire de ce que dit la Relativité.

[bang*gib]

Nous semblons vivre dans un monde où les choses obéissent à des lois' date=' comme la loi de la gravité. Donc nous supposons que les choses obéissent à des lois même lorsqu'on ne les voit pas. Et ça peut aller très loin : on a découvert Neptune par le calcul avant de l'avoir jamais observé. [/quote']

 

Merci pour ta réponse.

 

Une foi le mouvement perçu, il est des repères incontestables et immuables.

Qu’on tourne la tête ou qu’on ferme les yeux, un objet poursuit sa course une foi qu’on la vu.

Pour ceux qu’on n’avait jamais vus avant de les voir, on les avait quand même vus, par exemple Neptune même si cela a été indirectement.

Le calcul permet aussi de prévoir aussi des anomalies de comportement,par exemple Mercure.

Il y’a encore des choses à découvrir directement ou pas.

On, est bien conscient de tout cela.

Mais le fait d’être acteur observateur est une influence…

[Lolo]

Je me demande quelle est la nécessité d'introduire un vocabulaire qui je crois dépasse l'expérience scolaire de Padoue pour ne rien dire de plus voire même moins que les posts précédents.

Le vocabulaire employé n'a rien de spécialement compliqué et est surtout là pour tenter d'être précis. Je pense que Padoue va comprendre et, si jamais je me trompe, il peut évidemment demander une explication supplémentaire. On n'a pas besoin de vos croyances sur son niveau pour cela. De plus, cela apporte une vision géométrique naturelle sans laquelle la contraction des longueurs semblent non naturelle bien qu'elle soit déduite à partir d'un raisonnement basé sur l'invariance de la vitesse de la lumière : la même que celle de l'espace-temps de Minkowski (qui met en évidence certaines propriétés physiques de la relativité restreinte d'une façon géométrique).

 

Pour vous avoir déjà parlé sur d'autres sujets et vous avoir vu parler encore sur bien d'autres avec bien d'autres personnes, je sais par expérience qu'il ne sert à rien de discuter avec vous : vous êtes un monsieur-je-sais-tout, d'une mauvaise foi déconcertante, imbu de lui-même et à la recherche du conflit pour se mettre en valeur en essayant de rabaisser les autres. D'ailleurs, pas plus tard qu'avant hier, vous avez encore fait preuve d'un comportement pathétique et été directement responsable du fait qu'un sujet dérape et soit fermé... Je ne répondrai donc pas à la suite de vos questions, sauf pour vous rappelez que le fait que deux mouvements soient identiques ou différents ne dépend pas du repère choisi.

Modifié 13 décembre 2014 par Lolo

[teddelyon]

Salut, j'invite ceux qui se posent des questions (légitimes) sur la relativité restreinte à aller voir ces deux épisodes d'e-penser :

 

 

 

Les choses y sont présentées "simplement" et de façon ludique, on peut donc comprendre ces principes physiques compliqués sans avoir un bagage universitaire long comme le bras, dit autrement le bonhomme arrive à se mettre au niveau de son public, bref c'est génial

[Invité invité545545]

Merci de ton exemple, Lolo ! Je l'ai bien compris.

Merci à tous de vos réponses !

[camus1440]

Lolo, j'adore la relativité, qu'elle soit restreinte ou générale et je serais déçu que ce sujet ferme de la même manière que celui du 11 décembre. Effectivement certains membres aiment la précision des mots - c'est important, surtout en physique ! - au point de dénoncer et pointer du doigt sans faire preuve de diplomatie. Seulement s'attaquer de la même manière en dénonçant ce membre risque d'enflammer les sujets à chaque fois.

 

J'imagine donc qu'il est nécessaire de répondre et se défendre sans s'emballer et avec le plus de diplomatie possible. En espérant seulement que les autres sauront faire la différence entre ceux qui cherchent les problèmes de ceux qui tentent humblement de répondre avec leur propre savoir.

 

Désolé de cette intervention, car je ne pense rien à avoir à ajouter concernant la question de Padoue, sinon que je confirme (de mes propres maigres connaissances) que la vitesse de la lumière est absolue, donc invariable, ce quelque soit l'observateur. Même robotisé. L'effet de contraction/dilatation de l'espace/temps n'est pas un phénomène généré par notre cerveau, mais bien une loi physique prédite par Einstein et vérifiée par diverses expériences depuis (comme celle de l'horloge atomique embarquée dans un avion et celle restée sur Terre : http://www.newton-einstein.com/annexe.htm).

 

Que ceux qui maîtrisent mieux que moi me corrigent si nécessaire, mais il me semble que ce qui produit cette contraction est tout simplement la vitesse. Les lois de notre univers font que tout paraît se contracter avec la vitesse. L'ampleur de ces contractions spatiales et de ces dilatations temporelles augmentent selon une courbe exponentielle en s'approchant de la vitesse de la lumière.

Modifié 13 décembre 2014 par camus1440
Orthographe

[pascal_meheut]

Effectivement certains membres aiment la précision des mots - c'est important, surtout en physique ! - au point de dénoncer et pointer du doigt sans faire preuve de diplomatie.

 

Disons surtout que les réponses fausses aux questions de débutants qui prennent ça pour argent comptant me semblent à éviter.

 

Je peux bien sur avoir tort mais dans ce cas, il devrait être facile de me l'expliquer. Ou à défaut de convaincre certains des intervenants ici dont le niveau en physique est largement supérieur au mien.

 

A ce jour, cela n'a jamais été le cas et dans le cas présent, l'absence même de réponse augure mal de la justesse du propos.

 

P.S : j'essaie de faire l'effort de rester poli et factuel quand je pose des questions et donc de mettre derrière moi les fils précédents. Je regrette que cette base de l'échange scientifique qu'est la contradiction soit oubliée au profit de l'invective.

[camus1440]

Je suis bien d'accord avec les points que tu as cité, mais je ne l'étais pas dans le fil qui a fermé précédemment, (d'autant que c'était surtout à cause d'injures dont tu n'étais pas l'auteur) cependant il est vrai que tout se passe à peu près bien ici pour l'instant et que j'ai apprécié te lire dans pas mal d'autres posts jusqu'à maintenant.

 

Sinon, est-ce que les points que j'ai avancé te paraissent correct ?

[pascal_meheut]

J

Sinon, est-ce que les points que j'ai avancé te paraissent correct ?

 

Oui, on dit d'ailleurs la même chose en gros.

[camus1440]

Ah ! C'est vrai qu'au niveau de l'utilisation des termes scientifiques et du Français bien maîtrisé, j'ai souvent du mal à suivre la plupart des membres spécialisé dans le domaine. J'ai mes mots à moi

[pascal_meheut]

Ah ! C'est vrai qu'au niveau de l'utilisation des termes scientifiques et du Français bien maîtrisé, j'ai souvent du mal à suivre la plupart des membres spécialisé dans le domaine. J'ai mes mots à moi

 

Cela me semblait très clair. Je préfère largement une explication compréhensible avec un langage simple quand c'est possible.

[Lolo]

Merci de ton exemple, Lolo ! Je l'ai bien compris.

Je suis content que tu aies compris cette vision géométrique.

[bang*gib]

Même robotisé. L'effet de contraction/dilatation de l'espace/temps n'est pas un phénomène généré par notre cerveau, mais bien une loi physique prédite par Einstein et vérifiée par diverses expériences depuis (comme celle de l'horloge atomique embarquée dans un avion et celle restée sur Terre : http://www.newton-einstein.com/annexe.htm).

Même robotisé.

J'avoue ne pas saisir.

L'effet de contraction/dilatation de l'espace/temps n'est pas un phénomène généré par notre cerveau.

Oui tout à fait, mais faut se garder de ce que le cerveau peut interpréter dans certains domaines.

mais bien une loi physique prédite par Einstein

Oui, laquelle loi est née pour l’essentiel de son contenu, dans un cerveau à tous les sens du terme.

et vérifiée par diverses expériences depuis (comme celle de l'horloge atomique embarquée dans un avion et celle restée sur Terre

Jamais détrôné, jamais déboulonné pour l’instant notre Albert.

Ma réflexion du poste #10 n’a pas eu d’écho.

Mais le fait d’être acteur, observateur, est une influence…

Ici on parle bien de physique classique.

Ma question dans le post #4 ,

Comment être sûr du comportement même du truc au moment où on ne l'observe pas?

n’était pas de forcément dévier vers la MQ, bien que ma question fut inconsciemment influencée par ce domaine sans doute.

Au poste #9 pascal_meheut a donné une réponse bien inspirée.

Je suis assez d'accord. Tant qu'on ne rentre pas dans la mécanique quantique et les problématiques d'interprétation de Copenhague et autres, on peut dire que les lois de la physiques sont celles-ci, qu'elles s'appliquent universellement (même chose en quantique ceci dit) mais surtout qu'il y un déterminisme absolu.

 

['Bruno]

Ta réflexion du message n°10, c'est-à-dire « le fait d’être acteur, observateur, est une influence… », n'était pas argumentée, c'était juste une phrase isolée, par exemple je ne pouvais pas deviner que tu faisais allusion à la physique quantique (hors sujet ici). Donc comment pouvait-on réagir ?

[bang*gib]

Ta réflexion du message n°10' date=' c'est-à-dire « le fait d’être acteur, observateur, est une influence… », n'était pas argumentée, c'était juste une phrase isolée, par exemple je ne pouvais pas deviner que tu faisais allusion à la physique quantique (hors sujet ici). Donc comment pouvait-on réagir ?[/quote']

 

Bruno ne te sens pas visé. Tout le monde peut répondre

 

Peut-être certains me dirons par exemple qu'on ne peut pas transposer...

Modifié 14 décembre 2014 par bang*gib

[camus1440]

Oui, en me relisant bang*gib, je m'aperçois en effet que je ne suis pas du tout clair

Je voulais en fait dire que ce n'est pas une hallucination de certains et bien un phénomène que tout scientifique pourrait observer et verifier. Et contrairement à ce que l'on peut croire en lisant mon premier post, c'est bien notre cerveau et nos interprétations qui contribuent à ce phénomène très contre-intuitif. Un objet approchant la vitesse de la lumière nous paraît (dans le référentiel fixe de la gare, pour reprendre l'exemple de la vidéo) contracté, pourtant la matière composant l'objet n'a pas changé, ne s'est pas physiquement contractée. Il s'agit bien de la perception de l'observateur resté sur le quai.

[bang*gib]

Oui, en me relisant bang*gib, je m'aperçois en effet que je ne suis pas du tout clair

Je voulais en fait dire que ce n'est pas une hallucination de certains et bien un phénomène que tout scientifique pourrait observer et verifier. Et contrairement à ce que l'on peut croire en lisant mon premier post, c'est bien notre cerveau et nos interprétations qui contribuent à ce phénomène très contre-intuitif.

Un objet approchant la vitesse de la lumière nous paraît (dans le référentiel fixe de la gare, pour reprendre l'exemple de la vidéo) contracté, pourtant la matière composant l'objet n'a pas changé, ne s'est pas physiquement contractée. Il s'agit bien de la perception de l'observateur resté sur le quai.

 

A cette vitesse là ,je me demande si on a le temps de voir quelque chose.

 

Merci pour les précisions

[camus1440]

Encore plus clair : bien que je m'intéressais depuis plusieurs années aux théories relativistes, j'ai été en admiration devant les vidéos de ce professeur, Richard Taillet (j'imagine que certains ici connaissent déjà) :

 

 

Je vous recommande de suivre ses vidéos, notamment sur la relativité générale. Il est clair et très pédagogique.

['Bruno]

Bruno ne te sens pas visé. Tout le monde peut répondre

Visé de quoi ? Tu semblais déçu de ne pas avoir de réponses, donc je me suis dévoué, c'est tout.

[bang*gib]

Visé de quoi ? Tu semblais déçu de ne pas avoir de réponses' date=' donc je me suis dévoué, c'est tout.[/quote']

 

Merci pour ton enrichissante dévotion.

[Lolo]

Encore plus clair : bien que je m'intéressais depuis plusieurs années aux théories relativistes, j'ai été en admiration devant les vidéos de ce professeur, Richard Taillet (j'imagine que certains ici connaissent déjà) :

 

 

Je confirme que c'est à la fois très abordable et tout à fait intéressant. C'est poussé à la maturité mathématique mais sans être imbuvable. De plus, la vidéo apporte même encore plus que si on était dans la salle car il y affiche des formules et y corrige les éventuelles erreurs (de distraction) au tableau avec des retouches d'image.

 

Un objet approchant la vitesse de la lumière nous paraît (dans le référentiel fixe de la gare, pour reprendre l'exemple de la vidéo) contracté, pourtant la matière composant l'objet n'a pas changé, ne s'est pas physiquement contractée.

 

Oui, la matière n'a pas changé, par contre « son âge » a changé et de façon non uniforme.

 

On peut d'ailleurs faire une petite expérience de pensée amusante. Imaginons un vaisseau spatial dont la face droite est décorée par une centaine de petits carrés alignés de l'avant vers l'arrière, et que, à un instant donné dans le référentiel de ce vaisseau, ces carrés disparaissent tous à la fois. Si ce vaisseau passe devant nous à une vitesse relativiste, on pourrait non seulement voir que les carrés sont déformés en parallélogrammes (rectangles, losanges ou quelconques selon leur orientation), mais également les voir disparaître un par un. De plus, si nous avions avec nous une voyante pouvant voir l'avenir, elle pourrait, en observant des futurs différents des différentes parties du vaisseau voir tous les carrés disparaître en même temps et voir le vaisseau sous sa taille normale. En fait, de notre point de vue, tout se passe comme si la taille réelle du vaisseau était enfuie dans la profondeur du temps.

[camus1440]

Et avec la petite touche poétique en plus J'aime bien... Mais comme toute expérience de pensée relativiste, il faut que j'y réfléchisse à tête reposée pour ma part. C'est tellement spécial à concevoir.