L'enfilade scientifique du VdF (Sciences physiques, chimiques, mathématiques)

Que la vitesse de la lumière soit une limite indépassable est une hypothèse de Einstein.
Il part de là pour établir sa théorie. Tout fonctionne très bien avec cette hypothèse ^^
Les expériences pour l'instant corroborent Einstein et ses prévisions se vérifient.

D'ailleurs en ce moment je regarde les cours de M1 en ligne de Richard Taillet sur le sujet:

http://podcast.grenet.fr/podcast/introduction-a-la-relativite-restreinte/

http://podcast.grenet.fr/podcast/cours-dintroduction-a-la-relativite-generale/

https://ploum.net/pourquoi-ne-peut-on-pas-depasser-la-vitesse-de-la-lumiere/

mais c'est velu

chewyy a écrit:

Que la vitesse de la lumière soit une limite indépassable est une hypothèse de Einstein.
Il part de là pour établir sa théorie. Tout fonctionne très bien avec cette hypothèse ^^

pas exactement, d'après le lien que j'ai fourni. Son hypothèse est que la vitesse de la lumière est constante dans toutes les dimensions de l'espace, il fait ses équations et à la fin se rend compte que quoi qu'il arrive on ne peut pas dépasser cette vitesse qui est donc limite. (limite = conséquence des équations et pas condition de départ)

Ta question est donc plutôt sur la valeur de la constante, pourquoi 300Mm/s ? Qu'est-ce qui ralentit pour que ça arrive là ?

Alors là c'est plus complexe (mais toujours pas particulièrement quantique car s'applique à l'univers macro que nous connaissons comme à l'échelle quantique) car la vitesse max n'est pas une vitesse absolue, c'est une vitesse relative dans le sens ou deux objets ne peuvent pas se déplacer plus vite que celle-ci l'un par rapport à l'autre. Cela donne d'ailleurs des poignées de paradoxes régulièrement ressassés depuis Einstein.

La valeur que nous lui donnons n'est donc pas une valeur de vitesse absolue, c'est avant tout une valeur relative à notre système de mesure.... On peut tout à faire mesurer les vitesses courantes en fractions de la vitesse de la lumière. C'est d'ailleurs pour cela que la définition du mètre est fonction de c (indépassable physique) et non plus d'un étalon concret.

Donc la valeur d'environ 300Mm/s n'est qu'une commodité, liée à la définition de la seconde que nous avons choisie et en pratique ne peut pas être mesurée. En d'autres terme cela correspond à une approximation que nous faisons à l'échelle humaine car plus pratique que de gérer des valeurs exactes.

Hildoceras a écrit:

chewyy a écrit:

Que la vitesse de la lumière soit une limite indépassable est une hypothèse de Einstein.
Il part de là pour établir sa théorie. Tout fonctionne très bien avec cette hypothèse ^^

pas exactement, d'après le lien que j'ai fourni. Son hypothèse est que la vitesse de la lumière est constante dans toutes les dimensions de l'espace, il fait ses équations et à la fin se rend compte que quoi qu'il arrive on ne peut pas dépasser cette vitesse qui est donc limite. (limite = conséquence des équations et pas condition de départ)

Oui on est d'accord , il a eu la bonne intuition on va dire

Dans la relativite, il y a 2 notions, la premiere c'est que le temps n'est pas une constante.

Celui ci est modifie a la fois par la masse, mais aussi par la vitesse.
Par exemple, l’écoulement du temps au centre du soleil est plus lent que sur terre.
Quand on parle de vitesse relativiste, l'addition simple des vitesses ne se fait plus car les 2 objets n'ont plus le meme referentiel temporel.
C'est le premier point.

Maintenant, il faut aussi prendre en compte la deuxieme partie de la relativite, le fameux e=mc2, et qui parle de l'energie d'un corps au repos ou en deplacement.
L'eqution exacte est e=mc2/racine(1-v2/c2).
La vitesse de la lumière est donc une limite absolue car cela signifie qu'un objet ayant une masse quelconque a besoin d'une energie infinie pour atteindre cette vitesse.
Et que fournir une energie infinie n'est pas possible.

Avec les 2 notions, on obtient une visualisation claire du probleme:
si 2 vaisseaux spatiaux se foncent l'un vers l'autre a 0.8 c, ils ne se voient pas l'un l'autre se foncer a 1.6 c, mais a une valeur style 0.85 c. (premier point de la relativite).
Par contre s'ils communiquent entre eux par signal radio, celui ci se deplace toujours a c entre les 2 vaisseaux. Les ondes electromagnetiques n'ayant pas de masse, elles ont toujours la meme vitesse quelque soit le referentiel.

Je ne sais pas si ca clarifie un peu le schmilblick, mais j'espere que ca vulgarise un peu ce concept.

Imrryran a écrit:

Ta question est donc plutôt sur la valeur de la constante, pourquoi 300Mm/s ? Qu'est-ce qui ralentit pour que ça arrive là ?

[...]

Donc la valeur d'environ 300Mm/s n'est qu'une commodité, liée à la définition de la seconde que nous avons choisie et en pratique ne peut pas être mesurée. En d'autres terme cela correspond à une approximation que nous faisons à l'échelle humaine car plus pratique que de gérer des valeurs exactes.

Non (du moins, si j'ai bien compris ce que tu disais).

Ca n'est pas la valeur chiffrée qui m'interpelle, j'ai bien conscience qu'elle n'est que le reflet de la manière dont on la mesure.

Non je m'interroge vraiment sur le sens de cette limite. Pourquoi une limite et pas d'instantanéité finalement ?

Je comprend bien que la lumière ne voyage pas instantanément, que c'est un fait, qu'elle a donc une limite, que ça a été observé et maintenant (grâce à cette discussion), je conçois que cette limite est liée à l'équation liant masse et énergie et aux propriétés de la lumière (épiphanie ooooh).

Je m'interroge surtout en fait, sur le rapport (ou l'absence de... à vrai dire) entre cette limite/cette constante et l'espace-temps ainsi que la gravité.

C'est assez difficile de mettre des mots à ce qui m'interpelle... C'est comme une "intuition", l'impression que j'ai presque compris quelque chose (ou pas , mais peu importe, j'essaye juste d'expliquer mes difficulté à exprimer ce que je veux dire, pas de dire que j'ai eu une intuition géniale   ) et que comme en fait je suis largué, j'ai bien du mal à l'exprimer.

La "vitesse" implique un déplacement (mais c'est sans doute cette notion de "déplacement" que je comprend/visualise mal et qui fait que je suis largué dans ma réflexion/compréhension, dans ce qui est impliqué par ces notions de référentiels...), un déplacement implique l'espace-temps et la gravitation, la vitesse de la lumière est donc mesurable mais avec des concepts/sur un plan (des plans) particuliers.

Cette limite, du coup, pourrait-elle (éventuellement) permettre de comprendre plus finement ce qu'est l'espace-temps, l'énergie, la masse, les rapports entre les particules quantiques etc ?

Le temps n'est pas lié à la masse? Enfin, plutôt à la force générée par la gravité sur une masse donnée?

Je dis ça, parce que ta question sur l'arrêt du temps à la vitesse de la lumière m'intrigue: comment la lumière, qui peut, elle seule atteindre cette vitesse, pourrait-elle arriver à cette situation d'arrêt du temps que tu esquisses avec une masse nulle?

Autre question, mais c'est plutôt celle du plombier que je suis, c'est à dire pire qu'un Béotien: pourquoi emplois-t'on le terme d'espace-temps et non de poids-temps?

Mosquito a écrit:

Le temps n'est pas lié à la masse? Enfin, plutôt à la force générée par la gravité sur une masse donnée?

Je dis ça, parce que ta question sur l'arrêt du temps à la vitesse de la lumière m'intrigue: comment la lumière, qui peut, elle seule atteindre cette vitesse, pourrait-elle arriver à cette situation d'arrêt du temps que tu esquisses avec une masse nulle?

Autre question, mais c'est plutôt celle du plombier que je suis, c'est à dire pire qu'un Béotien: pourquoi emplois-t'on le terme d'espace-temps et non de poids-temps?

Espace temps parce qu'on travaille sur des notions de déplacements, et qu'on ne se déplace pas dans le poids, mais dans les 3 dimensions(newton) et le temps(Einstein).

@Keyser
Je crois que tu as un gros problème : tu veux savoir pourquoi, mais l'objet de la science n'est que de dire comment.

Après, il y a des vitesses "théoriques" qui dépassent celle de la lumière, mais elles ne sont pas des "vraies" vitesses. Et il y a eu des apports de la physique quantique là-dessus. Par exemple, il me semble qu'on peut créer des paires de particules élémentaires, qui partent en direction opposée, et que seul différencie le "spin". Or, ce spin n'est pas fixé à priori, c'est une probabilité. Tant qu'on ne la mesure pas, il n'est pas fixé. Mesurer le spin d'une des particules de la paire a une influence sur le spin de l'autre. Théoriquement, donc, l'information qui change le spin d'une particule en fonction de l'autre se propage de façon "instantanée" et donc plus vite que la lumière. C'est ce qu'on appelle le paradoxe EPR:

https://fr.wikipedia.org/wiki/Paradoxe_EPR

Si un jour on réussit à faire la téléportation ce sera grâce à ce principe:

https://fr.wikipedia.org/wiki/Intrication_quantique

Cat

forezjohn a écrit:

Espace temps parce qu'on travaille sur des notions de déplacements, et qu'on ne se déplace pas dans le poids, mais dans les 3 dimensions(newton) et le temps(EinsteinMinkowski).

Pour le reste, mon cours de relativité restreinte est trop ancien pour que je m'en souvienne correctement. Mais ce n'est vraiment pas très compliqué comme physique, tout le contraire de la relativité générale qui est vraiment ardue.

EDIT : J'ai le support du cours avec moi ! :D
Je le relis et je dis ce qui peut t'intéresser.

Mes cours confirment ce qui a été dit ici :
1. Les principes qui ont guidés Einstein sont :
* Les transformations cinétiques (pour un même mouvement, changer d'un référentiel à un autre) doivent restées cohérentes, c'est à dire qu'en les cumulant on obtient l'équivalent d'une troisième transformation qui serait plus directe.
* Les lois de la physique respectent le principe de causalité
* L'espace-temps a les mêmes propriétés à chaque endroit et dans toutes les directions.

Le premier point, si l'on considère un espace-temps à 4 dimensions, correspond mathématiquement à la définition d'un groupe et en appliquant les propriétés qui y sont associées, on trouve un paramètre K, sans dimension. La manière dont il a été trouvé nécessite qu'il soit de la forme 1/c², où c est une vitesse. Quand K = 0, on est dans le cas de la physique galiléenne (ou les vitesses peuvent être additionnées sans problème). Sinon, c est la vitesse maximale possible (c'est déduit des propriétés de la théorie des groupes et des 2 autres points).

Après, que c soit égal à la vitesse de propagation des ondes électro-magnétiques dans le vide, c'est autre chose.

J'ai du mal avec le temps.

Si je comprend bien (non, ne riez pas ! ), le temps s'écoule toujours de la même manière pour n'importe quel observateur, mais pour d'autres observateurs, extérieurs, en fonction de la vitesse ou de la présence d'une entité très massive, cet écoulement apparaît décalé. Désynchronisé. (Et il l'est en fait...   )

J'ai bon ?

Ensuite, le temps va toujours dans une seule "direction", la flèche du temps tout ça.

Bon.

Là ou je commence à être largué :

Le temps est-il en fait une mesure du mouvement en fonction de l'énergie déployé par rapport à la masse ?

(IE plus qu'un tic tac cosmique, ce qui explique qu'il puisse être déformé)

Je vous lis : c'est fort intéressant, ce sont des questions que je me pose aussi (plus pour le plaisir intellectuel).

Quand vous faites entrer l'énergie et la matière noire dans le débat, prévenez-moi, parce que là, ça me semble être une théorie "ad hoc" pour résoudre des problèmes sur la théorie de la relativité. Je ne dis pas que c'est faux, j'ai des doutes...

Il y a une autre chose qui me perturbe avec cette notion de temps et cette limite de la vitesse de la lumière.

Cette limite est en fait la limite à laquelle une information est transmise dans notre univers en 4 dimensions.

Mais des choses peuvent se produire simultanément aux 4 coins de l'univers en 3-4 dimensions que nous connaissons.

Simplement, l'information concernant cette chose, ne parviendra à un observateur extérieur que dans un, laps de temps, qui est lié à la vitesse de la lumière car elle représente la vitesse maximale à laquelle une information peut circuler.

(Arrêtez moi si je dis des conneries, je ne le répéterais jamais assez, mais ça fait un sacré moment que je ne suis plus dans ma zone de confort intellectuel là... )

Cela signifie que l'univers à un horizon. Un point où l'information provient de tellement loin, qu'elle ne nous parviendra jamais.

Je fais une pause. J'ai un rendez-vous et ça m'emmerde de laisser le message en plan, je reprendrais ma réflexion plus tard.

Tout à fait. On ne voit que ce qui se passe à au maximum 14 milliards d'années-lumière (13,6 pour être très précis) de nous. L'univers est sans doute plus étendu, mais on n'en voit que cette part. Et d'ailleurs, ce qu'on voit de plus lointain est le rayonnement fossile, la première lumière qui s'est formée après le Big Bang.

Corollaire : si en ce moment même, une civilisation analogue à la nôtre, arrivée au même point de développement que nous, mais distante de 5 milliards d'années lumière, essaie de communiquer avec nous, elle ne nous verra pas.

Je reprend ma réflexion (qui interrompue part dans tous les sens), mais c'est quelque chose que j'ai à l'esprit depuis plusieurs jours maintenant et qui a du mal à accoucher.

Dans les 3 dimensions habituelles, on peut déplacer un objet sur ces 3 axes. On peut aussi le faire revenir à sa position de départ.
Mais dans les faits, il ne sera jamais revenu en arrière dans le temps, donc il ne sera jamais revenu à sa position antérieure dans les 4 dimensions, il sera juste au même endroit dans l'espace en 3 dimension.

Mais la quatrième dimension, le temps, ne va que dans une direction.

Cette particularité me heurte.

Finalement, un déplacement ne peut jamais qu'aller de l'avant. Soit il n'y a pas de déplacement, soit il va de l'avant (peu importe la direction en 3d, il va de l'avant dans la 4ème).

Le temps c'est la force (ou plutôt l'expression de la force) qui fait se mouvoir l'univers ?

Keyan Farlander a écrit:

L'univers est sans doute plus étendu, mais on n'en voit que cette part.

si l'univers a 14 milliards d'année (arrondi à la louche) et qu'il est en expansion, son étendue est proche d'une sphère de rayon 14 milliards années lumière.

Pas forcément...

problème de l'horizon

Dans ce cas, la limite de 14 miyards d'années (à la louche, on s'en fout en fait) c'est la limite de l'univers observable (la distance parcourue par la lumière depuis la création de l'univers), mais l'expansion de l'univers implique (si les théories en question sont justes) qu'une partie de celui-ci est en dehors de cette zone.

Que l'expansion de l'univers a été plus rapide que la vitesse de la lumière.

Univers observable

Keyser Pacha a écrit:

Je reprend ma réflexion (qui interrompue part dans tous les sens), mais c'est quelque chose que j'ai à l'esprit depuis plusieurs jours maintenant et qui a du mal à accoucher.

Dans les 3 dimensions habituelles, on peut déplacer un objet sur ces 3 axes. On peut aussi le faire revenir à sa position de départ.
Mais dans les faits, il ne sera jamais revenu en arrière dans le temps, donc il ne sera jamais revenu à sa position antérieure dans les 4 dimensions, il sera juste au même endroit dans l'espace en 3 dimension.

Mais la quatrième dimension, le temps, ne va que dans une direction.

Cette particularité me heurte.

Finalement, un déplacement ne peut jamais qu'aller de l'avant. Soit il n'y a pas de déplacement, soit il va de l'avant (peu importe la direction en 3d, il va de l'avant dans la 4ème).

Le temps c'est la force (ou plutôt l'expression de la force) qui fait se mouvoir l'univers ?

Pas exactement : c'est plutôt une expression de l'entropie de l'Univers...

Je te recommande de regarder ce docu, passé il y a quelques temps sur Arte, que j'ai trouvé fascinant.

Keyser Pacha a écrit:

Mais la quatrième dimension, le temps, ne va que dans une direction.

Cette particularité me heurte.

Finalement, un déplacement ne peut jamais qu'aller de l'avant. Soit il n'y a pas de déplacement, soit il va de l'avant (peu importe la direction en 3d, il va de l'avant dans la 4ème).

Le temps c'est la force (ou plutôt l'expression de la force) qui fait se mouvoir l'univers ?

Dans la 4ème dimension, oui. Après, si on arrive à "figer" les atomes et les particules élémentaires (i.e. à tomber à 0 d'entropie), dans le froid absolu (le 0 Kelvin, dont on se rapproche mais que, comme la lumière, on ne pourra sans doute jamais atteindre), sans doute que dans ces cas-là, on aura "figer" le temps pour ces particules là.

Mais de retour en arrière point, parce que pas encore de Delorean. Tu n'es pas le seul à être heurter par cette obstination du temps à aller de l'avant.

Cat

Et sinon, vous avez des prédictions pour 2016 ?

Oui : l'entropie vaincra !
Goire à l'entropie

Arrêtez-moi si je dis une connerie...

Mais si l'Univers n'était pas en expansion, le temps s'arrêterait (cas d'un univers stable) ou même irait à reculons (cas d'un univers qui va en "crunch"). Enfin quand je dis en arrière, c'est pas à l'échelle locale, mais plutôt au niveau de l'univers dans sa globalité.

Non ?

PS Non Hildo, on ne parle pas du crunch de rugby !

A priori oui, mais ça ne veut pas dire que les choses reviendraient en arrière exactement telles qu'elles ont été, ça ne s'apparenterait pas à ce qu'on imagine habituellement quand on parle de remonter le temps.
En outre je crois que le big crunch n'a plus trop la côte.