La Relativite

[albert einstein]

que veut-on dire par courbure de l espace temps si on voyage a la vitesse de la lumiere est-vraie qu il y a juste les photons qui peuvent arriver a cette vitesse est - vraie qu a 30 g les os se liquifient

 

Modération : Message déplacé dans la catégorie adéquate.

 

Astro-Pépito

[Jeff Hawke]

1 Courbure : tu vois un plan ? C'est un "espace" à 2 dimensions, plat. Mianteant prends la surface d'un ballon : C'est un espace à 2 dimensions, courbé dans le troisième.

Pour l'espace-temps, c'est "pareil" (on raisonne par analogie). Notre espace à 3 dimensions serait courbé dans la 4ème (le temps ?). Si tu files tout droit devant toi dans l'espace pour longtemps, tu reviens à ton point de départ.

 

2 Une particule voyageant à la vitesse de la lumière doit avoir une masse nulle, sinon énergie infinie...Il n'y a pas que les photons, peut-êre aussi les neutrinos...

 

 

3 Oui, sans doute avant même...A quelques dizaines de g on est réduit en bouillie...(j'ai pas essayé).

 

 

Un excellent petit bouquin, pas cher : La relativité, par Albert Einstein (l'un de seuls auteurs qui l'explique bien et clairement...) Petite Bibliothèque Payot.

[Bleu]

Laisse-moi deviner... Hmm... Tu as regardé Event Horizon ?

[Galiléen]

pas mal du tout ce petit film....

 

pour les réponses de Jeff, j'y souscris et je confirme par la même occasion que les neutrinos se déplacent également à la vitesse de la lumière. (neutrinos du muon ou du tau)

 

Galiléen.

[albert einstein]

salut a tous merci jeff pour tes informations, si je savais seulement c,est quoi un neutrinos,est-ce qu,il existe un site ou on peux se renseigner. merci

[logastro]

[albert einstein]

salut à tous Si je part tranquillement de la terre,avec un engin spatial qui file à 2,000km,sec. et que je augmente la vitesse du vaisseau graduellement, pendant un an, à la vitesse de la lumière Quelle-serait l,état du vaisseau ,et des astronautes après deux années de voyage et ou serait-il rendu

['Bruno]

Supposons que ton vaisseau a une accélération constante égale à 1g (0,01 "km/s par seconde"). C'est utile, d'ailleurs, pour créer une pesanteur artificielle. Supposons que sa vitesse intiale soit de 2000 km/s.

 

Sa vitesse au bout d'un temps t (s) est alors de v = 2000 + 0,01 t (en km/s)

 

Au bout d'un jour (86400 s), v = 2864 km/s. Au bout d'un an (31536000 s), v = 317360 km/s. Ah, zut, ça dépasse la vitesse de la lumière...

 

En fait, quand les vitesses sont proches de celle de la lumière, ça ne marche plus comme ça. On a beau "pousser" le vaisseau spatial, sa vitesse n'augmente plus que lentement, de plus en plus lentement, en s'approchant de 300000 km/s sans jamais l'atteindre.

 

Je ne me souviens pas de la formule qu'il faut employer, mais je pense qu'en accélérant de g pendant un an, on doit avoir atteint une vitesse "relativiste" (du style 0,8 c ou quelque chose comme ça). Mais comme l'accélération n'était que de 1g, on a rien ressenti de particulier, même pas le mal de l'espace puisque l'accélération a simulé la gravitation (à cause du principe d'équivalence, base de la Relativité Générale, d'ailleurs).

 

Par contre, pour produire une telle accélération sur un vaisseau spatial pendant 1 an, il faut trouver une source d'énergie, et c'est là que ça se corse.

 

J'avais fait il y a des années un calcul. Prenons la source d'énergie la plus efficace qui soit, l'antimatière, en supposant que chaque kg d'antimatière est transformé en énergie (par E=mc²). Quelle quantité d'antimatière faudra-t-il enporter ? Je ne me souviens plus de mon calcul, mais en gros il fallait une masse d'antimatière plus importante que celle du vaisseau, et donc ça me paraissait impossible. La difficulté, c'était que la masse à emporter, dont dépendait l'énergie disponible, dépendait aussi de la masse du vaisseau, dont une partie était composée d'antimatière, du coup une donnée était l'inconnue, et ça menait (si je me souviens bien) à une espèce d'équation intégrale. Que je n'ai plus envie de rechercher...

[RayonZ]

Donc d'après toi il serait possible en "théorie" d'atteindre la vitesse de la lumière sans etre pulvérisé ?! Il ne reste plus qu'a trouvé l'énergie et puis voilà Je pense pouvoir le faire plus tard

[dami]

T'es optimiste !! Il faudrait déjà trouver un matériau très solide (encore possible) mais l'énergie ?? Ca risque d'être très difficile a y arriver voir même impossible !! Mais soyons optimiste !!

['Bruno]

RayonX : pas de l'atteindre, mais de s'en approcher aussi près qu'on veut. Oui, il suffit de prendre son temps. À force d'accélérer, on s'approche, mais il faut tenir compte d'une correction relativiste qui fait qu'on s'approche de plus en plus lentement, à effort égal.

 

Cela dit, si comme je le soupçonne l'antimatière ne permet pas d'y arriver (si la masse d'antimatière nécessaire pour faire avancer (pendant 1 an et à 1g) un vaisseau de masse m est elle même supérieure à m...), alors il est impossible de trouver de l'énergie en l'embarquant (kérozène, uranium, charbon de bois...), vu que rien n'a de meilleur rendement que l'antimatière.

 

Ou alors en captant l'énergie "solaire" des étoiles, avec de gros panneaux solaires ? Il faudrait calculer, mais ça me paraît douteux, car vu la faiblesse des étoiles, il faudrait des panneaux énormes, et là encore j'imagine que la masse des panneaux solaires permettant de faire avancer (pendant 1 an et à 1g) le vaisseau de masse m sera supérieure à m...

 

Il faudrait refaire les calculs, je m'étais peut-être trompé ?

 

Dami : pas la peine d'un matériau très solide si on se contente d'accélérer à 1g.

 

Sinon, il faut savoir que les partiucles des accélérateurs de particule sont accélérées (à largement plus que 1g !!) jusqu'à atteindre des vitesses relativistes, très proches de c parfois. Mais l'énergie est extérieure : c'est le champ magnétique créé dans l'anneau. Lors d'un voyage spatial, on n'aura pas construit préalablement un anneau dans lequel le vaisseau glisse. À moins que ? Serait-ce possible ?

 

Tiens, par exemple, si on veut construire un chemin de fer (deux rails) entre nous et Proxima. Pour donner une idée, pour voir si ça ne demande pas trop de matière. Disons que la section d'un rail est un carré d'environ 10 cm de côté (je n'en sais rien en fait, mais ça doit être de cet ordre là). Deux rails de 4,3 années-lumière de long auront donc un volume de 0,0001x0,0001x4,09E+13 = 408000 km^3. Soit le volume d'un cube de 74 km de côté. (Chaque années-lumière réclame un cube de 45,6 km de côté.)

 

Mais c'est parfaitement réalisable ! Heu... Pas en métal. En roches ? Mouais... En glace ? On prélève l'eau des océans et... zut, hors atmosphère ça va se sublimer. Non, le mieux est de prélever de la matière dans le noyau solide de Jupiter, ou quelque chose dans le genre. Ensuite, on tisse un réseau de rails interstellaires et il ne reste plus qu'à trouver la source d'énergie pour faire avancer les vaisseaux. Si les rails étaient métalliques, on détournerait le champ magnétique du Soleil, mais ce serait insuffisant et on ne trouvera pas un tel volume de métal.

 

Je vous laisse trouver une solution. Mais on a avancé sur un point : il est possible de relier les étoiles par des rails.

[Jeff Hawke]

Message écrit par RayonX@Jun 18 2005, 01:57 PM

Donc d'après toi il serait possible en "théorie" d'atteindre la vitesse de la lumière sans etre pulvérisé ?!

](texte cité)

 

Oui, pas de souci...(mais pour s'en seulement approcher, comme le précise bien "Bruno).

 

Ce n'est pas la vitesse qui pose problème (comme pourrait le faire croire un slogan trop simpliste de la Prévention Routière... ), mais l'accélération ou la décélération (comme par exemple en voiture le fait de passer de 120 km/h à quelques m/h au cours d'un intervalle réduit de quelques secondes, sans compter les chocs divers et variés...). Si tu y réfléchis bien, notre galaxie (donc nous) avons une vitesse "relativiste" vu des habitants d'un quasar lointain (pour 3C273 - qui n'est pas spécialement loin - , ça doit être de l'ordre de 50 000km/sec).

 

Donc si on prend son temps pour accélérer, ça baigne.

 

Pour l'énergie, je me souviens avoir lu quelque part qu'on pouvait trouver encore plus énergétique que l'anihilation matière-antimatière, c'est la gravité. Il faudrait habilement utiliser l'énergie d'un trou noir (amenez-moi un trou noir !...) en navigant adroitement pas trop près pour ne pas se faire happer, ni disloquer par la marée, on peut se faire accélérer grave (peut-être par des révolutions successives, genre comme une fronde...bon il y a quelques détails techniques à régler ). Va falloir être créatif !

[albert einstein]

Merci bruno ,très,très complet et instructif,avec une telle technique un voyage vers pluton pourrait se faire assez rapidement D,après-moi, si on accélère à 50,000km.sec.on pourrait aller partout dans le systeme solaire assez rapidement :be:Mais comment réussir un tel exploit scientifique probablement avec la propulsion nuclèaire Ce ne sera pas pour demain, mais quand

[did]

Par rapport à la fusée qui essaie d'atteindre la vitesse de la lumière, une façon marrante de voir les choses est la suivante :

Cette fusée possède un moteur d'une certaine puissance.

Plus la fusée va vite par rapport à nous, plus la durée des évènements qui se déroulent dans la fusée se dilate par rapport à nous (relativité restreintre). Si bien que la puissance (qui est un travail par unité de temps) mesurée par nous diminue progressivement et donc l'accélération diminue avec.

[albert einstein]

merçi did, donc si j ai compris, plus on s,approche de la vitesse de la lumière plus on ralenti, ;;;relativitée restrainte;;; donc pour aller à la vitesse de la lumière , il faut aller plus vite que la vitesse de la lumière si je me trompe svp, dite-moi

[lebebe]

Bonjour a tous,

Message écrit par 'Bruno@Jun 18 2005, 01:08 PM

Je ne me souviens pas de la formule qu'il faut employer, ...

](texte cité)

 

J'ai fait un petit développement de cela ici, si les formules vous amuse. Ce n'est pas le développement classique des livres, mais cela marche.

 

A+

[did]

Message écrit par albert einstein@Jun 27 2005, 08:37 PM

merçi did, donc si j ai compris, plus on s,approche de la vitesse de la lumière plus on ralenti, ;;;relativitée restrainte;;; donc pour aller à la vitesse de la lumière , il faut aller plus vite que la vitesse de la lumière si je me trompe svp, dite-moi

](texte cité)

 

Pas tout à fait. Plus on s'approche de la vitesse de la lumière plus il nous faudrait un gros moteur pour continuer à accélérer. La vitesse a un comportement asymptotique d'asymptote v=c.

Idealement on pourrait s'approcher de plus en plus de c (donc continuer à accélérer) sans jamais l'atteindre.

De façon plus réaliste c'est ce qui se passe dans les cyclotrons : à chaque demi-tour on accélère des particules sans jamais pourtant dépasser c.

[did]

Message écrit par Jeff Hawke@Mar 31 2005, 06:03 AM

1 Courbure : tu vois un plan ? C'est un "espace" à 2 dimensions, plat. Mianteant prends la surface d'un ballon : C'est un espace à 2 dimensions, courbé dans le troisième.

Pour l'espace-temps, c'est "pareil" (on raisonne par analogie). Notre espace à 3 dimensions serait courbé dans la 4ème (le temps ?). Si tu files tout droit devant toi dans l'espace pour longtemps, tu reviens à ton point de départ.

 

2 Une particule voyageant à la vitesse de la lumière doit avoir une masse nulle, sinon énergie infinie...Il n'y a pas que les photons, peut-êre aussi les neutrinos...

3 Oui, sans doute avant même...A quelques dizaines de g on est réduit en bouillie...(j'ai pas essayé).

Un excellent petit bouquin, pas cher : La relativité, par Albert Einstein (l'un de seuls auteurs qui l'explique bien et clairement...) Petite Bibliothèque Payot.

](texte cité)

 

 

Pour le point 1) ce n'est pas tout à fait exact. En réalite c'est l'espace-temps lui même (de dim 4) qui est courbé au voisinage de masse-energie.

La partie spatiale est-elle même courbée mais pas "dans une direction".

Maintenant "si on file tout droit on revient sur ses pas" est une possibilité (par exemple si l'espace est sphérique, ou si la topologie est compliquée ou les deux) mais ce n'est pas le seul modèle.

[albert einstein]

MERçi beaucoup did et lebebe mais ,je ne comprend pas les mots suivants;;;;;asymptotique d,asymptote;;; je ne suis pas français, est-ce que tu pourrais vulgarisée ,je ne suis meme pas capable des prononcer correctement on dit que, la rotation et l,orbitre terrestre dérange, ou courbe l, espace temps peut-on m,éclaircir sur le sujet

[Gaétan]

Asymptotique, c'est quand on s'approche de quelque chose sans jamais l'atteindre.

 

Pour faire comprendre ce qu'est la courbure d'un espace, je vais prendre le cas de la sphère et celui du cylindre comme illustration.

 

On peut dire d'une sphère qu'elle est un espace courbe s'il n'est pas nécessaire de considérer une dimension supplémentaire, en utilisant des moyens simples par exemple. Plaçons-nous sur une sphère, la Terre par exemple, et déplaçons-nous de 1000km dans une direction. On tourne à droite perpendiculairement et on fait 1000km à nouveau. Effectuons cette manoeuvre encore deux fois de manière à former un carré. On se rend compte qu'on est pas retourner à notre point de départ comme celà devrait être le cas dans un espace plat. Nous avons pu montrer qu'une sphère est courbe sans recourir à une troisième dimension. Une sphère est un espace courbe à deux dimensions.

 

Recommençons la même expérience à la surface d'un cylindre. Dans ce cas, le carré se referme et les points de départ et d'arrivée correspondent. On peut dire que le cylinde est un espace intrinsèquement plat vu qu'on ne peut mesurer de courbure que si on se réfère à une troisième dimension, ce qui n'est pas nécessaire pour la sphère.

 

On dit que la sphère a une courbure intrinsèque, propre à elle-même, et que le cylindre a une courbure extrinsèque, vu qu'il est nécessaire de recourir à des éléments extérieurs à lui pour établir sa courbure.

 

Tout comme la sphère, l'espace-temps est un espace à courbure intrinsèque, à la différence qu'il dispose de 4 dimensions comme précisé plus haut. Ce qui rend les choses considérablement plus compliquées.

[albert einstein]

merçi beaucoup geatan, c, est plus clair maintenant, mais avons nous présentement le savoir et l ,équipement adéquat pour courbée l, espace temps existe-il une formule ou une équation pour simuler une expérience

[Gaétan]

Oui, c'est la théorie de la relativité générale. Einstein a donné une équation de champ de la gravitation. Cette formule permet de calculer la forme de l'espace-temps en connaissant la répartition de la matière et de l'énergie, et en fixant un système de coordonnées.

 

La solution la plus connue de cette équation est celle donnée par Schwarzschild en 1916. Il donne la métrique, un genre de carte de la courbure, dans le vide autour d'une masse concentré en un point. Il apparait dans cette solution un rayon caractéristique appellé rayon de Schwarzschild. En deça de ce rayon, plus rien ne peu s'échapper, même la lumière. C'est de cette solution qu'est née le concept de trou noir.

 

Il ne faut pas d'équipement spéciale pour courber l'espace-temps, il suffit d'exister. ;-) Il n'existe pas d'autre moyen d'influer sur elle, mais toutes les mesures effectuées sont en accord avec l'équation d'Einstein.

[albert einstein]

merçi geatan :be:mais les trou noirs sonts des trucs théoriques personne en a vue ou meme aperçu , ils crois qu ils en existe pas trop loin ,j,ai lu ça à quelques endroits différents mais y sont pas sur d,eux Existe t-il un moyen techniquement réalisable de ralentir les photons et les neutrinos ou théoriquement seulement

[syncopatte]

Salut Alberto,

 

les trous noirs sont "visibles" indirectement.

 

La matière qui se trouve à proximité est tellement accélérée par l'aspirateur cosmique qu'elle émet un AU SECOURS sous forme de rayonnement radio, détectable celui-là!

 

Ralentir les photons? Sais pas, peut-être mettre un panneau de limitation de vitesse 130.000km/s?

 

[Gaétan]

Les trous noirs sont de "profonds" puits gravitationnels. Quand de la matière tombe sur un trou noir, elle est accéléré jusqu'à des vitesse proche de celle de la lumière. Ionisée, cette matière accélérée émet de grande quantité d'énergie sous forme de rayonnement électromagnétique. Ainsi, on peut supputer la présence d'un trou noir quand la masse calculée, pour une certaine émission d'énergie, dépasse une limite théorique, masse en deça de laquelle tout objet compact est un trou noir.

 

D'un autre coté, via le rayonnement Hawking, on peut dire que c'est directement le trou noir qui émet un rayonnement. Et donc, en observant ce rayonnement, on observerait directement le trou noir.

 

D'autre part, la vitesse de la lumière dans le vide est une constante universelle quelque soit le système de coordonnées. Aussi bien en théorie qu'en pratique, il est impossible de la ralentir. Celà dit, ceci n'est valable que dans le vide. Dans le verre et dans l'eau, par exemple, la lumière est plus lente. C'est également le cas dans les disques d'accrétion où un électron peut être accéléré à une vitesse supérieur à celle de la lumière et ainsi émettre un rayonnement caractéristique à ce type de phénomène (l'électron étant alors plus rapide que le rayonnement qu'il émet).

[albert einstein]

merci beacoup géatan j, apprécie beacoup ton aide pour me faire mieux comprendre la relativité général donc si la lumière ralentit dans l,eau, quel est le phénomène qui produit se ralentissement la friction, je ne sais pas qu,est qu un disque accrétion je ne suis pas français, mais je le parle courrament, mais il y a des mots qui m,échappe encore merçi pour votre patience p.s. je parle anglais ma langue maternelle je peux traduire n,importe quoi en anglais , alors pas de gene les gars

[Gaétan]

La vitesse de phase d'une onde électromagnétique dépend des propriétés électrique et magnétique du milieu dans lequel elle se propage. C'est pour ça qu'elle va moins vite dans l'eau que dans l'air.

 

Le disque d'accrétion, c'est de la matière qui se met en orbite autour d'un objet compact. Le champ gravitationnel de ces objets étant très élévé et l'accélération étant très grande aussi, les vitesses des particules et la densité de la matière sont très élevées dans ces disques. Ils dégagent beaucoup d'énergie et permettent de déceler la présence d'un trou noir, d'une étoile à neutron, ou dans une moindre mesure une naine blanche.

[albert einstein]

merçi beacoup geatan ,t,est super cool