La vitesse de la lumière pour les nuls

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Re: La vitesse de la lumière pour les nuls

Message par zizanie le Lun 12 Mar 2012 - 23:31

manuramolo a écrit:

6km/s cela ne suffit pas pour détroner la théorie de la relativité.
1m/s suffirait à condition que la mesure soit exacte, ce qui n'est pas le cas ici.
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Re: La vitesse de la lumière pour les nuls

Message par manuramolo le Mar 13 Mar 2012 - 13:32

Exact
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Re: La vitesse de la lumière pour les nuls

Message par ruban de moebius le Mar 13 Mar 2012 - 14:26

Le postulat de la théorie de la relativité est que la V de la lumière dans le vide est de 299 792 458 m·s-1 la moindre variation l'invalide.
L'erreur d'opera proviendrait d'une mauvaise connexion de fibres optiques et un mauvais étalonnage des horloges atomiques censés mesurer le temps de déplacement du flux de neutrinos.

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Re: La vitesse de la lumière pour les nuls

Message par Golem le Mar 13 Mar 2012 - 16:49

Mais non, pas du tout !!!

Il n'y a aucun postulat à propos de la vitesse de la lumière dans le vide.
Cette vitesse est officiellement le résultat de mesures. Cette vitesse aurait put être mesurée à n'importe quelle valeur, cela n'aurait rien changé à la théorie.

Ce que dit la théorie c'est qu'il existe une vitesse maxi indépassable et NON RELATIVE (ok Spin ?).

Par la mesure de la vitesse de la lumière, on a constaté que cette vitesse est non relative.

Maintenant, aucune particule massique ne peut voyager à cette vitesse.
Ceci parce que la masse de l'objet est multiplié avec limite à l'infini à l'approche de la vitesse NON RELATIVE.
zéro gramme peut être multiplié à l'infini dans notre univers.

Cependant, et là il existe un POSTULAT, la science a pour partit pris que l'univers est NON INFINI, il est donc limité.

Un gramme (ou n'importe quelle masse non strictement nulle) ne peut pas être porté à la vitesse non relative parce que si notre univers n'est pas infini il ne contient pas l'énergie suffisante pour multiplier une masse à l'infinie.

Le poids des photons n'a jamais été détecté, la science postule que la masse du photon est nulle.
Mais les instruments de mesure on une précision non infinie.

J'ai déjà dis ce qui en découle ...



Un extrait wiki pour ceux qui ont oublié que wiki existe:
"La vitesse de la lumière dans le vide, notée c (pour « célérité », la lumière se manifestant macroscopiquement comme un phénomène ondulatoire), est une constante physique, et donc un invariant relativiste. Elle a été fixée à 299 792 458 m/s1 en 1983 par le Bureau international des poids et mesures (cette valeur définissant ainsi le mètre)."
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La vitesse de la lumière est une constante (non relatif).
Sa valeur à été fixée par mesure par le Bureau International des poids et mesures.

D'accord ?

ATTENTION:

Comme je l'ai déjà écris trois ou quatre fois, la théorie de la relativité ne prévoit pas que la vitesse de la lumière est non relative.
Elle prévoit qu'il existe une vitesse non relative et indépassable qui est une constante physique universelle.

On a mesuré des photons dans le vide à une vitesse constante et non relative.
On en a déduis que la vitesse de la lumière EST la vitesse indépassable et non relative de la théorie.



Pour que tout cela soit exact, il faut que le photon ait une masse nulle (je pense que je dialogue tout seul).
J'en doute.

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Re: La vitesse de la lumière pour les nuls

Message par zizanie le Mar 13 Mar 2012 - 17:33

Si C n'est pas la constante mesurée par la vitesse de la lumière dans le vide alors l'expérience de Michelson-Morley n'aurait pas donné le même résultat constant dans toutes les directions.
Dans le cadre de la relativité, il ne peut y avoir deux vitesses absolues, celle de la lumière et une vitesse neutrinonique supérieure.
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Re: La vitesse de la lumière pour les nuls

Message par manuramolo le Mar 13 Mar 2012 - 17:35

la theorie de la relativité prévoit qu'il existe une vitesse indépassable. Si un objet circule à une telle vélocité, on le mesurera toujours à la même vitesse, qui est indépassable, quel que soit le référentiel.

Pardonne moi de te contredire mais c'est le contraire.
C'est parceque Einstein, en partant des travaux d'autres scientifiques prouvant que la vitesse de la lumière était invariante, a voulu expliquer pourquoi le paradoxe de l'addition des vitesses. Il a débouché sur la relativité.
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Re: La vitesse de la lumière pour les nuls

Message par Golem le Mar 13 Mar 2012 - 18:08

Ne soit pas désolé de me contredire.
Me contredire n'est pas impoli.

Il se trouve que les premières mesures de la vitesse de la lumière on été faites avant que la théorie de la relativité soit édité et que la théorie de la relativité explique la mesure de la vitesse de la lumière qui ne s'explique pas en mécanique newtonienne, ceci est vrai, parfait.

Cela n’empêche en rien que:

La theorie de la relativité prévoit qu'il existe une vitesse indépassable. Si un objet circule à une telle vélocité, on le mesurera toujours à la même vitesse, qui est indépassable, quel que soit le référentiel.

Einstein est un scientifique, pas un avocat, il n'a pas monté de toute pièce un théorie pour expliquer la lumière. Il a monté un théorie dans laquelle la vitesse de la lumière est expliquée.

C'est parce que la lumière a été MESURÉE comme étant non relative qu'elle est considérée comme étant la vitesse indépassable et non relative de la théorie.
Encore une fois, la théorie de la relativité ne prévoit pas que la vitesse de la lumière est non relative, au contraire elle l'explique.

Elle prévoit qu'il existe une vitesse non relative, et cela explique les résultats de la mesure de la vitesse de la lumière.
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Re: La vitesse de la lumière pour les nuls

Message par Golem le Mar 13 Mar 2012 - 18:09

A propos de la vitesse des neutrinos dans le gruyère, il faut tenir compte des trois solutions déjà cités.

1) Les photons pourraient avoir une masse, indétectable par nos instruments mais détecté par l'univers et limitant la vitesse des photons a une valeur inférieure à la vitesse maxi, MAIS ayant une vitesse suffisamment proche de la vitesse non relative pour paraître non relative devant nos instruments de mesures.

Les neutrinos, dans les mêmes conditions, pourraient avoir une masse inférieure aux photons et avoir une vitesse plus proche de la vitesse maxi de la théorie que les photons.

Il faudra alors changer l'expression "vitesse de la lumière" par autre chose.
En rappelant que la théorie de la relativité ne prédit pas que la vitesse de la lumière est une constante mais prédit qu'il existe une vitesse constante (non relative) et que la lumière à été mesurée comme non relative (aux erreurs de mesure près).


2) Si la masse du photon est véritablement nulle, soit la mesure de la vitesse des neutrinos au LHC est fausse (L'horloge est correcte, le câblage ... ?),

3) soit les neutrinos sont des tachyons !

Il y a trois types de neutrinos distincts et on sait que les neutrinos peuvent changer de nature, il se pourrait que les neutrinos soient temporairement des tachyons au moment de la transition.
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Re: La vitesse de la lumière pour les nuls

Message par Golem le Mar 13 Mar 2012 - 18:32

La théorie de la relativité ne prévoit pas de valeur pour la vitesse indépassable et non relative.

C'est la mesure de la non relativité (apparente) vitesse de la lumière qui fait qu'on associe la valeur de la mesure de la vitesse de la lumière et la valeur théorique non chiffrée de la vitesse indépassable de la théorie de la relativité.
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Re: La vitesse de la lumière pour les nuls

Message par ruban de moebius le Mar 13 Mar 2012 - 19:34

Voici 1 site qui explique ce qui était dit plus haut concernant la V de la lumière et l'expérience de l'expérience de Michelson-Morley, les transformations de Lorentz et tout le reste qui va bien cela devrait mettre tout le monde d'accord . sourire

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Re: La vitesse de la lumière pour les nuls

Message par Golem le Mar 13 Mar 2012 - 20:10

Parfait, tiré du site dont tu donnes l'addresse:

Et si les photons avaient une masse ?

Jusqu'à présent, toutes les expériences indiquent que les photons n'ont pas de masse. Mais on peut imaginer que des mesures encore plus précises aboutissent à une masse non nulle des photons, même si on la sait extrêmement faible... Un tel résultat, aux effets à première vue imperceptibles, bouleverserait fortement les conceptions actuelles de la physique... En effet, dans ce cas, la vitesse de la lumière dans le vide ne serait plus comme aujourd'hui la « vitesse limite » qu'aucune particule, massique ou non, ne peut dépasser...

Cela bouleverserait peut être les "conceptions actuelles de la physique" mais cela ne changerait pas la physique elle même, ni la théorie de la relativité.
La vitesse de la lumière dans le vide ne serait plus comme aujourd'hui la « vitesse limite » qu'aucune particule, massique ou non, ne peut dépasser, mais la théorie contiendrait toujours une « vitesse limite » ( qu'aucune particule, massique ou non, ne peut dépasser (sauf les tachyons, à merde, on avait oublié ceux là !)).




Maintenant, s'il vous plait, j'insiste sur le vocabulaire et son emploi logique.
La phrase suitante est fausse:
Jusqu'à présent, toutes les expériences indiquent que les photons n'ont pas de masse.
La vérité c'est que toutes les expériences n'ont rien indiqué du tout.

"Ne pas indiquer une masse" ce n'est pas comme "indiquer qu'il n'y a pas de masse". L'absence de preuve n'est pas une preuve d’absence.

Pour l'instant on n'a pu mesurer aucune masse pour le photon, ce n'est pas comme si on avait pu mesurer qu'ils n'ont pas de masse.
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Re: La vitesse de la lumière pour les nuls

Message par Golem le Mar 13 Mar 2012 - 20:32



Tiens, à propos de vitesse de la lumière indépassable et d'idées reçues, est ce que vous savez qu'on peut voyager plus vite que la lumière ?

La fusée met 4 ans à parcourir 4 années lumières.
Bien bien, combien de temps faut-il à l'astronaute pour parcourir la même distance ?
Disons 10 minutes (la fusée ayant une masse non négligeable, elle ne peut pas aller tout a fait a la vitesse de la lumière sinon cela fait sauter les plombs de l'univers).

Donc le voyageur à parcouru, dans son référentiel temporel et dimensionnel, 4 années lumières en dix minutes, soit deux cent mille fois plus vite que la vitesse de la lumière.


wistle



Pour que la théorie soit respectée et que les voyageurs ne dépassent pas la vitesse indépassable, la théorie conçoit que les distances parcourues par les voyageurs raccourcissent.
Autrement dit, le voyageur voyage en hyper espace, au travers d'un espace plus compact que l'espace standard.

Si l'hyper espace permet de parcourir 4 années lumières en dix minutes, il ne permet pas de revenir sur ses pas en restant dans le même référentiel temporel.
Au moment du retour, le temps s'est écoulé.


Un peu comme quand on passe une journée dans une île magique d'un conte japonais et quand on revient dans son village il s'est passé 10 ans.
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Re: La vitesse de la lumière pour les nuls

Message par zizanie le Mer 14 Mar 2012 - 0:54

Conclusion, les voyageurs vieillissent moins vite que les sédentaires. lol!
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Re: La vitesse de la lumière pour les nuls

Message par zizanie le Mer 14 Mar 2012 - 1:05

En fait, pour un photon, les distances n'existent pas (en supposant sa masse nulle) il est à la fois ici et là même si du point de vue de l'observateur extérieur il se déplace à la vitesse C, c'est aussi pourquoi un photon ne peut pas être au repos (en fait, sans notion de distance, le repos ne veut plus rien dire)

Rem: D'après les mesures expérimentales, le photon a une masse inférieure à 6×10-17 eV/c²
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Re: La vitesse de la lumière pour les nuls

Message par Golem le Mer 14 Mar 2012 - 6:24

Merci pour la masse du photon.

En supposant que la masse du photon est nulle et que la vitesse du photon dans le vide est une constante, alors l'intervalle de temps personnel du photon est nul entre son point d'émission et son point d'arrivée.
Sachant que le photon n'existe pas avant d'être émis et qu'il n'existe plus après être arrivé, a quel moment le photon a-t-il le temps d'exister ?

Cela n’empêche pas que le photon soit considéré comme une particule stable et qu'il en existe qui voyagent depuis plus de 14 milliard d'années.
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Re: La vitesse de la lumière pour les nuls

Message par zizanie le Mer 14 Mar 2012 - 10:43

C'est une question de référentiel. Le référentiel lié au photon est inatteignable et étrange(*) mais pour tout autre référentiel, le photon se déplace à la vitesse C et existe avec une durée, un passé et une trajectoire prévisible.

(*) Et même physiquement impossible car il suppose une masse non nulle pour exister.
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Re: La vitesse de la lumière pour les nuls

Message par manuramolo le Mer 14 Mar 2012 - 13:07

Golem a écrit:
Tiens, à propos de vitesse de la lumière indépassable et d'idées reçues, est ce que vous savez qu'on peut voyager plus vite que la lumière ?

La fusée met 4 ans à parcourir 4 années lumières.
Bien bien, combien de temps faut-il à l'astronaute pour parcourir la même distance ?

4 ans


Donc le voyageur à parcouru, dans son référentiel temporel et dimensionnel, 4 années lumières en dix minutes, soit deux cent mille fois plus vite que la vitesse de la lumière.

Non dans son référenciel temporel il s'est passé 4 ans. C'est par rapport au référentile terre qu'il s'est passé des millions d'années


Pour que la théorie soit respectée et que les voyageurs ne dépassent pas la vitesse indépassable, la théorie conçoit que les distances parcourues par les voyageurs raccourcissent.

Non..C'est la distance en terme d'étalon qui raccourcit d'un référenciel à l'autre.


Un peu comme quand on passe une journée dans une île magique d'un conte japonais et quand on revient dans son village il s'est passé 10 ans.

Là d'accord on revient au voyage de langevin.
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Re: La vitesse de la lumière pour les nuls

Message par Cochonfucius le Mer 14 Mar 2012 - 14:25

* * *

[Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien] de Langevin, par votre éloignement,
Le temps d'un seul des deux s'altère et se dilate,
A son retour il eut, la chose nous épate,
Par rapport à son frère, un âge différent.

L'écart est expliqué, bien sûr, par les savants,
Posant les équations, calculant, ils débattent;
Donc, deux individus nés à la même date
N'ont pas, dans ce cas-là, vécu le même temps.

Ainsi en sera-t-il de deux auteurs qui glanent
Dans les mêmes trésors, et aux mêmes cieux planent,
Ils n'en tireront pas même moralité.

Quand Newton de son prisme une lumière brise,
On voit plusieurs couleurs au rayon qui s'irise ;
Mais le soleil, aux cieux, garde son unité.
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Re: La vitesse de la lumière pour les nuls

Message par ruban de moebius le Mer 14 Mar 2012 - 14:38

Voici 1 texte explicatif qui vaut mieux qu'un long discours ( sources: luxorion/relativite-restreinte)
La théorie de la Relativité
La relativité restreinte : des exemples concrets
Le rayonnement synchrotron


La relativité restreinte prédit que les ondes électromagnétiques animées d'une vitesse relativiste ne se propagent plus dans les trois dimensions mais se concentrent dans un étroit faisceau dirigé dans le sens de son mouvement. C’est l’étude du rayonnement des quasars qui permit de découvrir ce phénomène qui est aujourd’hui étudié dans les accélérateurs de particules.
Au XIXeme siècle, Rowland a démontré qu'une particule chargée en mouvement émettait un champ magnétique. Maxwell démontra qu'il s'agissait d'une onde sphérique. Dès lors, un électron se comporte comme une onde électromagnétique. Lorsqu'un électron se déplace rapidement autour d'une étoile (un pulsar par exemple), son énergie devient très élevée et la mécanique classique stipule que sa fréquence devrait augmenter en fonction inverse de la longueur d'onde qu'il émet. Or les effets relativistes viennent modifier ces valeurs.

Animé d'une vitesse proche de celle de la lumière, l'électron émet un rayonnement non plus isotrope mais concentré dans un étroit faisceau qui est dirigé dans le sens de son déplacement. Si l'axe de rotation du faisceau d'électrons est proche de l'axe de rotation de l'étoile, l'observateur devra se situer juste dans le plan de l'orbite de l'étoile pour le détecter. L'observateur ne percevra ce phare tournoyant qu'à l'instant où le faisceau croisera sa direction. Le faisceau passant devant les détecteurs en une fraction de seconde, sa fréquence sera très élevée. Sa longueur d'onde sera une fonction directe de la circonférence de son orbite. Cette fréquence est d'autant plus élevée qu'elle est augmentée de deux facteurs relativistes :
- Le facteur de dilatation g ordinaire, qui correspond à l'augmentation de la vitesse d'un corps animé d'une vitesse proche de c. Dans l'exemple du rayonnement synchrotron des pulsars, g peut dépasser 1000 si la vitesse des particules frôle celle de la lumière (v > 299778 km/s).
- Un facteur voisin de g², car à cette vitesse il y a également une contraction du temps. Le rayonnement semble nous atteindre plus rapidement que le temps normal de propagation.
L'intense champ magnétique qui règne autour des pulsars provoque une augmentation de la fréquence du rayonnement qu'ils émettent, fréquence qui sera donc augmentée du cube de son énergie par effet synchrotron. Les électrons sont accélérés jusqu'à des vitesses relativistes et émettent un rayonnement d'abord radioélectrique, puis infrarouge, lumineux, ultraviolet et finalement des rayons X durs.

La constante de Hubble
Nous avons vu dans le dossier consacré à l'astrophysique que la constante de Hubble qui permet de déterminer la distance des galaxies varie entre 50 et 80 km/s par Mpc, en fonction de la densité de l'espace et des propriétés de celui-ci. Mais lorsque le décalage vers le rouge Z est supérieur ou égal à l'unité, la vitesse de cette galaxie serait égale à "c", valeur inaccessible car selon la loi d'Einstein elle devrait convertir toute sa masse en énergie. La constante de Hubble n'est donc pas linéaire et une correction relativiste de l'effet Doppler s'impose pour rétablir cette concordance :



Il est donc tout à fait normal de relever des grandeurs de Z > 1 pour les objets extragalactiques les plus éloignés.
Malgré cela la constante de Hubble varie jusqu'à 40%. Elle apporte une grande incertitude dans le calcul de la distance des galaxies et la détermination de l'âge de l'univers.

5°. L'influence de la vitesse sur le temps
Si Einstein utilisa les mêmes équations que Lorentz, son interprétation des variables de vitesse et de temps introduisit des concepts totalement originaux. Deux exemples concrets permettent de saisir la relation qui les relie : L'expérience du voyageur de Langevin (le paradoxe des jumeaux) et le battement des horloges relativistes.

L'expérience des muons
Il existe dans le rayonnement cosmique une particule intermédiaire du point de vue de la masse entre le proton et l'électron, le muon (un lepton anciennement appelé méson-m). Si l'électron est pris comme unité, le proton "pèse" 1840 me et le muon 207 me.
La durée de vie du muon est très courte, c'est une particule instable. Elle vit 1.56 microsecondes environ, après quoi elle se désintègre. Cette particule se déplace à une vitesse voisine de celle de la lumière (0.989c) mais on peut la ralentir jusqu'à quelques mètres par seconde lorsqu'elle est associée à un atome d'hydrogène muonique (cela intéresse les physiciens dans le cadre de la fusion à basse température). Dans ces conditions, par rapport à la vitesse de la lumière on dit que le muon est au repos, mais c'est un abus de langage.
Si même cette particule se déplaçait à la vitesse de la lumière, selon Newton elle ne parcourrait que 450 mètres durant sa courte vie. En effet, 300000 x 1.5x10-6 = 0.45 km. Or ce n'est pas ce que nous observons en réalité.
Bruno Rossi et David B.Hall de l'Université de Chicago ont réalisé la première expérience en 1941 (Physical Review, 59, p223-228). Ils ont mesuré le flux des muons (alors appelés mésotrons) au sommet du Mont Washington dans le New Hampshire aux Etats-Unis, à environ 2000 m d'altitude ainsi qu'à la base de la montagne. En considérant une demi-vie de 1.56 microsecondes, ils ont observé qu'il y avait 1.4 fois plus de muons au sommet du Mont Washington que dans la vallée alors que les lois classiques prédisent qu'il devrait y en avoir 22.3 fois plus en altitude.
En d'autres circonstances, on constate que malgré les nombreuses décroissances, au bout de 10 km on en détecte des milliers de fois plus que la théorie classique le prévoit (49000 contre 0.3 par million) et ils parcourent une distance 10 à 100 fois plus longue que la théorie le prévoit avant de se désintégrer. Pire, ils semblent se déplacer à 2 millions de km/s ! C'est absurde me direz-vous, car aucun objet ne peut se déplacer plus rapidement que la lumière dans le vide ! Exact. Si nos données sont justes, notre façon de calculer est alors fausse.
Cette modification apparente de l'écoulement du temps ne pouvait s'expliquer que si les muons voyageaient à la vitesse de 0.994c. Par la suite l'équipe de Bailey réalisa une expérience similaire au CERN en propulsant des muons à 0.9994c. Ils découvrirent que leur durée de vie était 29.3 fois supérieure à leur durée de vie normale dans un laboratoire. Comment peut-on réconcilier la théorie avec l'expérience ? En faisant appel à la théorie d'Einstein. Explications.

En fait on ne peut pas expliquer cette anomalie en appliquant les lois de la mécanique classique. Les formules relativistes énoncées par Einstein nous permettent de résoudre ce paradoxe. En appelant t' la vie moyenne d'un muon (sa période ou demi-vie) à la vitesse considérée, t sa vie moyenne en laboratoire, c'est-à-dire 1.5x10-6 sec, connaissant sa vitesse propre voisine de 299778 km/s, légèrement inférieure à c, on obtient :

t' = g t = 100 t

Nous observons donc que le muon vit en réalité 100 fois plus longtemps à la vitesse de 299778 km/s. Autrement dit, dans le même "temps" relatif il aura parcouru une distance 100 fois plus grande que celle prédite par la mécanique classique, soit environ 45 km ! Son rythme de vie ne s'est pas modifié, c'est en quelque sorte le temps qui s'est ralenti dans son référentiel, lui permettant de parcourir une plus grande distance. Autrement dit, à cette vitesse les distances se sont considérablement raccourcies. C'est ce phénomène relativiste qui explique pourquoi les muons accélérés au CERN vivent au moins 30 fois plus longtemps que les "muons de laboratoire" témoins.



Le voyageur de Langevin
Une question séduisante vient alors tout naturellement à notre esprit : que se passerait-il au niveau humain, notre corps étant composé d'atomes et d'électrons en mouvements, qu'adviendrait-il de notre "durée de vie" ainsi lancé dans l'espace à une telle vitesse proche de celle de la lumière ?
C'est à cette question que Paul Langevin professeur au Collège de France répondit en imaginant un voyageur qui quitterait la Terre à une vitesse constante de 299778 km/s, emportant une horloge avec lui et voyageant un an de son temps propre avant de revenir sur Terre. L'horloge embarquée à bord et celle restée sur Terre ont été étalonnées et synchronisées avant le départ. A bord l'horloge indiquerait deux ans, le temps de l'aller-retour, le facteur g vaut 100. Cela signifie qu'à son atterrissage, il trouverait la Terre vieillie de deux siècles : les particules qui constituent son corps se seraient comportées comme les muons !
Mais Langevin nota une contradiction dans ce raisonnement. Pour un observateur voyageant avec notre jumeau, le point de vue serait différent. Il considère n'avoir jamais quitté sa place, c'est plutôt la Terre qui s'est éloignée de lui à une vitesse relativiste. A ses yeux, sa durée de vie n'a donc pas changé, c'est l'horloge attachée à la Terre qui a décompté le temps plus lentement, comme le précise Einstein ! Et du coup on constaterait que le frère jumeau resté à Terre a vieillit moins vite que son frère astronaute. Les deux points de vue ne pouvant pas être équivalents, il y a donc un problème de logique dans cette analyse. Ce comportement paradoxal des horloges en mouvements est connu sous le nom du "paradoxe du voyageur de Langevin" ou "paradoxe des jumeaux".

En fait, Einstein démontra en 1905 que le phénomène n'est pas réversible. On ne peut pas inverser la situation car la particule ou le frère jumeau embarqué a subi des accélérations que n'a pas subi la Terre (accélération du départ, changement de cap, décélération). En fait, tout se déroule normalement tant que le voyageur ne fait pas demi-tour.
Théoriquement, pour tout phénomène se déroulant dans un référentiel uniforme et non accéléré (galiléen), Einstein nous dit que le battement des horloges est minimum dans ce référentiel et plus long (le temps se dilate) dans tous les autres qui voient donc leur durée s'allonger. Concrètement, tant que la fusée avance par inertie, le frère jumeau embarqué verra tous les événements se déroulant sur Terre se dérouler plus lentement (dilatation du temps) qu'à bord de sa fusée. Le paradoxe n'apparaît en fait que lorsque le pilote fait demi-tour (décélération et accélération qui ne se produisent plus dans un référentiel d'inertie, y compris le freinage à destination) et rentre sur Terre, où il constatera que c'est l'inverse qui s'est produit : son frère jumeau et tous ses amis ont vieilli... Le temps pour eux s'est écoulé beaucoup plus rapidement qu'à bord de la fusée.
La théorie de la relativité restreinte ne s'applique qu'à des mouvements uniformes non accélérés. J'insiste bien : le calcul de gamma et autre contraction ne fonctionnent pas avec une fusée en accélération car le référentiel n'est plus inertiel et Einstein nous demande de tenir compte de la topologie de l'espace-temps où masse et énergie interviennent également. Dans ce cas on doit appliquer les lois de la relativité générale. Les référentiels de la fusée et celui de la Terre ne sont donc pas équivalents; les mesures ne seront donc pas identiques. Point de vue temporel, notre voyageur ne pourrait remonter le temps à l'instar de celui de H.G.Wells.



Alpha du Centaure en 5 mois
Prenons un autre exemple. Quand on dit qu'Alpha du Centaure se situe à 4.3 années-lumière par exemple, c'est une valeur de durée ou de distance mesurée sur Terre. Elle n'a de sens que dans l'absolu, pour évaluer la distance intrinsèque des astres. Or un voyageur partant pour cette étoile utilisera un vaisseau animé d'une vitesse relativiste. Il ne verra donc plus la distance à parcourir de la même manière.
Dans le référentiel de la fusée animée d'un mouvement uniforme (et qui ne sera donc pas en accélération sinon il devra utiliser les lois de la relativité générale), la distance qu'il doit parcourir se contracte d'un facteur g = 1/Ö¯(1- v²/c²). Ce facteur devient significatif lorsque la vitesse est proche celle de la lumière.
Ainsi, si nous prenons un vaisseau ayant une vitesse propre de l'ordre de 0.9949c par exemple, soit 298290 km/s, notre voyageur constatera que le facteur relativiste vaut Ö¯(1- v²/c²) soi 0.10. Cela signifie que les 4.3 a.l. se contractent en 0.43 a.l. qu'il parcourera en 159 jours ! L'aller-retour durera donc environ 11 mois alors que sur terre l'humanité aura vieillit de... 8.6 ans !
L'expérience des muons ou des horloges embarquées confirme trois prédictions relativistes à la fois :
- La dilatation du temps (ralentissement)
- La contraction des longueurs (distance raccourcie)
- Le même comportement relativiste pour toutes les horloges.
Nous pouvons ajouter que cette loi est universelle car elle s'applique également aux muons, où l'on observe un phénomène qui n'est ni mécanique ni électromagnétique. Elle unifie les lois de la mécanique de Galilée, de l'optique de Newton et de l'électromagnétisme de Maxwell.
Ce qui est remarquable dans la théorie de Langevin c'est qu'elle fut confirmée expérimentalement par l'aventure des muons que bien des années plus tard. Cela dit, jusqu'au milieu des années 1970 certains philosophes et quelques physiciens n'acceptaient pas cette dissymétrie temporelle. Le physicien Jean Charon par exemple, auteur de nombreux livres de vulgarisation croyait mordicus le contraire : "Il faut, à mon avis dit-il, ne rien avoir compris au sens profond de la relativité pour soutenir une idée aussi absurde". Pourtant tout homme de bon sens et bien informé aurait pu lui prouver le contraire : dans son évolution la Terre n'a jamais changé de référentiel au contraire de la fusée en effectuant son demi-tour. Nous pouvons également citer le célèbre philosophe H.Bergson qui croyait à une "illusion" qui cesserait au retour du voyageur ou le physicien M.Sachs qui considérait en 1971 que ces retards étaient "apparents" et s'annuleraient une fois l'horloge au repos.
D'autres phénomènes, appliquant toujours les mêmes lois physiques, apportent la preuve que le ralentissement temporel est réciproque. Dans le cas de deux observateurs circulant à une vitesse proche de celle de la lumière, l'un par rapport à l'autre, malgré un étalonnage précis des horloges et leur synchronisation avant le départ, chaque observateur noterait que l'horloge de l'autre a ralenti, alors que la sienne continue à marquer le temps normalement. Vous concluez chacun que l'autre observateur est en retard, le facteur de ralentissement est proche de l'infini. Ce phénomène soi-disant absurde mais réciproque est donc une propriété du temps. Elle entraîne une dilatation apparente de la durée. Si votre collègue semble avoir ralenti, c'est parce que la distance s'est considérablement réduite. A la limite, il semble qu'il n'a même pas démarré et pourtant il a déjà traversé l'univers !

Le ralentissement des horloges
Aux vitesses galiléennes, le ralentissement des horloges est insignifiant mais peut être mesuré. Il faut atteindre au moins 15% de la vitesse de la lumière (45000 km/s) pour que les déformations spatio-temporelles atteignent 1% de la valeur normale. Aussi, la plupart des phénomènes relativistes concernent-ils l'électromagnétisme. Nous connaissons très peu d'objets, mis à part quelques radiosources qui sont animés de telles vitesses. Notre futur voyageur de Langevin restera pour longtemps encore sur une liste d'attente.
De nombreuses expériences ont cependant confirmé ce décalage du temps. A partir de 1971 des avions à réactions embarquèrent des horloges atomiques tandis que des horloges similaires synchronisées restaient en bordure de mer. Lorsque les avions suivaient le mouvement de la Terre, à leur retour les horloges embarquées avaient retardé de quelques milliardièmes de seconde sur les horloges restées au sol, un écart en parfait accord avec la théorie de la relativité. Le décalage s'inverse si l'avion parcourt la Terre dans le sens opposé à sa rotation, la mécanique classique impliquant l'addition ou la soustraction des vitesses. Mais la théorie de la relativité générale nuance cette observation du fait de l'influence des champs gravitationnels.

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Re: La vitesse de la lumière pour les nuls

Message par zizanie le Mer 14 Mar 2012 - 14:49

@Cochonfucius
C'est la même chose mais tu es parti du référentiel fusée de 4ans alors que golem est parti du référentiel terre pour les 4 ans.
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Re: La vitesse de la lumière pour les nuls

Message par manuramolo le Mer 14 Mar 2012 - 14:52

Ton copier-coler c'est bien : mais moi ce que je discute c'est l'explication qu'à donné golem.
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Re: La vitesse de la lumière pour les nuls

Message par manuramolo le Mer 14 Mar 2012 - 14:54

zizanie a écrit:@Cochonfucius
C'est la même chose mais tu es parti du référentiel fusée de 4ans alors que golem est parti du référentiel terre pour les 4 ans.

oui mais ces assertions sont fausses
il ne s'est pas passé 10 minutes pour le cosmonautes!!
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Re: La vitesse de la lumière pour les nuls

Message par ruban de moebius le Mer 14 Mar 2012 - 15:15

manuramolo a écrit:Ton copier-coler c'est bien : mais moi ce que je discute c'est l'explication qu'à donné golem.
J'ai bien compris mais l'objet du copier coller est de relater des faits bien précis qui font référence en la matière .
Ce post s'adressait a tous les acteurs de la discussion .
Dans l'exemple de Alpha du Centaure vous avez l'exemple des effets relativistes d'un voyage sans spéculations .

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Re: La vitesse de la lumière pour les nuls

Message par zizanie le Mer 14 Mar 2012 - 15:45

Que se passerait-il si nous pouvions voyager à la vitesse de la lumière?
En approchant de la vitesse de la lumière (C) les distances se raccourcissent, le temps se ralenti. En conséquence, au moment d'atteindre c, le temps se figerait et les distances s'annuleraient! L'univers disparaitrait tout bonnement! Mais toute l'énergie de l'univers serait concentré en un seul point. N'est-ce pas formidable? sourire
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Re: La vitesse de la lumière pour les nuls

Message par zizanie le Mer 14 Mar 2012 - 15:53

manuramolo a écrit:
il ne s'est pas passé 10 minutes pour le cosmonautes!!
Et pourquoi pas? S'il s'agissait d'un photon faisant l'allée-retour, il ne se passerait aucun temps de son point de vue et le cosmonaute-photon n'aurait pas vieillit d'une seconde (un photon ne vieillit pas). Mais c'est un cas limite.
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