Relativité et si on en parlait simplement

15/04/2006, 17h42

"Un problème sans solution est un problème mal posé" Albert EInstein
Imaginez :
Prenez une source de lumière (1 lampe de poche par exemple) et mesurez la vitesse de la lumière qui en sort: 300 000 km/s. Imaginez maintenant que vous Montiez dans une fusée très rapide qui atteint 10 000 km/s). A bord de la fusée, allumez la lampe de poche dirigée vers l'avant de la fusée et demandez à un observateur extérieur de mesurer la vitesse de la lumière, facile : 300 000 + 10 000 = 310 000 km/s. (vitesse absolue=vitesse relative +vitesse d’entraînement) Malheureusement ce n’est pas le cas Michelson a belle et bien découvert, que la vitesse était toujours de 300 000 km/s.
Alors? La vitesse, c'est une distance parcourue en un temps donné. La distance a bien été parcourue. C'est la base de la réflexion d’Einstein : puisque la vitesse est inférieure à celle prévue et que la distance a été parcourue, cela veut dire que le temps a été inférieur à celui prévu : ce qui veut dire QUE LE TEMPS S'EST ÉCOULE MOINS VITE A BORD DE LA FUSÉE QUE POUR L'OBSERVATEUR EXTÉRIEUR. LE TEMPS EST LIE À LA VITESSE:
Si l'on avait placé une horloge dans la fusée, le temps indiqué par l'horloge (une fois la fusée revenue sur terre serait différent de celui des horloges terrestres !
En 1881, Michelson construit un interféromètre : un instrument d'optique très sensible qui permet de mesurer la vitesse de la lumière. Il a une idée géniale : la terre tourne, si on dispose l'interféromètre dans le sens Ouest-Est, le mouvement de rotation de la terre (environ 1000 km/h) va s'additionner à la lumière pour augmenter légèrement sa vitesse, dans le sens Est-Ouest la vitesse de la lumière va diminuer. Michelson réalise l'expérience mais ça ne marche pas : il obtient le même résultat dans tous les sens. Il suspecte la précision de son expérience. Il refait l'expérience avec plus de précision avec Morley en 1887 : ça ne marche toujours pas :
La vitesse est exactement la même dans toutes les directions: la vitesse de la lumière est constante !
C'est la base des travaux d’Einstein sur la relativité : si la vitesse de la lumière est constante, le temps dépend de la vitesse.
En mécanique classique, quand la vitesse est négligeable par rapport à celle de la lumière, la relativité n'a pas lieu d'être : elle s'applique, mais ces conséquences sont négligeables.
Par contre, dans des cas extrêmes, il se peut qu'elle ait une importance considérable. Quand la vitesse approche celle de la lumière (ce qui est impossible à l'échelle humaine), certains phénomènes ne peuvent s'expliquer que par la théorie d’Einstein
Par exemple, les objets les plus lointains visibles à l’œil nu, les quasars ou les galaxies de Seyfert, ont un décalage vers le rouge très important : ils s'éloignent de nous très rapidement. Leur vitesse par rapport à nous est de 250 000 km/s. La lumière, elle, se déplace à 300 000 km/s. Donc, leur vitesse n'est pas négligeable.
Réfléchissons : la vitesse de la lumière est fixe, stable, elle ne peut s'additionner ou se soustraire. Raisonnons comme si la théorie d’Einstein n'existait pas : par rapport aux galaxies de Seyfert, la lumière qui part vers nous a, par rapport à eux, une vitesse de 300 000 km/s; mais par rapport à nous, elle devrait se déplacer à 300 000 - 250 000 = 50 000 km/s et pourtant, la vitesse de la lumière est fixe : donc elle se déplace aussi à 300 000 km/s.
Mais alors comment expliquer cette contradiction? Et bien Einstein a compris: si la vitesse de la lumière est fixe, alors c'est le temps qui est élastique.
Reprenons notre exemple: la lumière part de la galaxie de Seyfert à 300 000 km/s. Admettons qu'à cet instant, la distance qui nous sépare d'elle soit de 15 000 000 000 d'années-lumière. Pour nous, il va falloir à la lumière 15 000 000 000 d'années pour que la lumière nous parvienne. Mais pour eux, au bout des mêmes 15 000 000 000 d'années, la lumière sera parvenue à l'endroit où se trouvait la terre à l'origine. Mais la Terre se sera éloignée de plusieurs milliards d'années lumière entre-temps. Donc, la lumière a mis moins de temps pour faire le trajet si ce sont les humains qui l'ont mesurée, que si c'était d'éventuels extra-terrestres de cette galaxie.
Donc, en fait, le temps s'est écoulé moins vite chez eux que chez nous : mais attention, par rapport à des mesures faites chez nous. La même démonstration peut se faire à l'envers, et démontrerait que le temps aurait ralenti chez nous.
C'est là l'aspect le plus spectaculaire de la relativité d’Einstein. Mais cet homme de génie n'a pas apporté que cela à la science: il a aussi énoncé la règle E=mc2, qui affirme l'équivalence masse-énergie.
Une règle bien connue de la physique est la formule de l'énergie cinétique: E=1/2 mv2.
Mais il y a un problème : la lumière est un déplacement de photon. Or les photons ont une masse nulle. Et néanmoins, ils ont bien une certaine énergie puisqu'ils bougent.
Reprenons notre formule : E=1/2 mv2
Si l'énergie est finie, et la vitesse aussi puisque la vitesse de la lumière est fixée à 300 000 km/s, il faut bien que le photon ait une masse.
Unique explication : la masse d'un corps augmente avec sa vitesse : ce qui explique que le photon, de masse nulle, soit dévié par la gravitation d'un astre, et permet donc l'existence de Trous noirs.
Si l'on "tombe" dans un trou noir, le temps s'arrête... L'espace-temps est déformé.
Tout ce qui passe à portée du trou noir est absorbé à jamais et ce troue noir devient plus lourd encore.
Ces règles de la relativité d’Einstein ont des conséquences très surprenantes: par exemple, l'axiome d'Euclide, qui dit que le plus court chemin d'un point à un autre est la ligne droite n'est plus respectée dans les champs de gravitation. C'est le début de la physique non-euclidienne. L'espace-temps est courbé, on parle de continuum espace-temps.
La "vitesse du temps" pour un objet animé d'une vitesse v est: racine de 1 - (v2 / c2) (en prenant une "vitesse du temps" de 1 pour un objet au repos) Par conséquent, pour qu'une masse quelconque atteigne la vitesse de la lumière, et que le temps s'arrête, il faudrait une énergie... infinie!

far_solitaire · 16/04/2006, 00h53

Salut

Merci Lila pour le sujet ...

Mais attention, je tiens à dire qu'il faut faire gaffe avec les textes qu'on trouve sur le net, celui que tu as posté contient plusieurs confusions, il est claire que son auteur (http://spt06.chez- alice.fr/einstein.htm) (sans espace entre chez- et alice) est un amateur. Donc vaut mieux se fier à des textes serieux (universités ou encyclopedies comme wikipedia par exemple)

Je propose de continuer ce sujet par des questions réponses sur les bizareries apparentes de la reativité

je comence par celle ci (un peu delicate peut être, je l'avais deja posté mais le topic n'avais eu aucun succes

).

Un Observateur passe a cote de la terre à une vitesse très proche de la lumiere et il observe un asteriode pendant qu'il percute la terre. puisque il vois tout au ralentis, il verra cet asteroide s'aprocher très lentement de la terre et la percute à vitesse tres faible (alors qu'en réalité, par rapport aux terriens il fonce sur eux à grande vitesse), d'autant plus faible que notre observateur est encore plus proche de la vitesse de la lumiere, il pourra meme l'observer toucher la terre tout doucement.

Or une explosion gigantesque aurra lieu entre cet asteroide et la terre et il l'observera.

comment expliquer cela ?

16/04/2006, 10h32

merci far solitaire ta question est trés intéréssante et mérite reflexion je te répondrai prochainement car comme je te l'ai déja dit ta question est trés pertinente

mais avant il faut te preciser que l'article posté est trés simple à comprendre c'est effectivement un article amateur et je l'ai fait exprés car ce n'est pas tout le monde qui a fait de la physique quantique !!!!!!!!mais y'en a beaucoup qui aimerait bien comprendre ne serait ce qu'un tout petit peu de cette fameuse relativité .....
des article plus poussé y'en a des centaine mais peu d'entre eux sont por le grand public......
je trouve que pour entammer un débat y'avait pas mieu mais je suis toute ouverte à des discussion trés poussé dans le domaine !!!!!!

à trés bientot sur ce poste

Lucile · 16/04/2006, 10h49

lila je voudrai te remercier je me suis tjrs posé des question sur ce fameux domaine qui est celui d'Einstein et la j'essaie de comprendre un peu l'article ke t'a posté

far_solitaire · 16/04/2006, 12h09

Salut
Je suis dacord avec toi biensur sur le fait qu'il faut commencer par des articles simples pour que tout le monde puissent comprendre un peu l'idée.

mais avant il faut te preciser que l'article posté est trés simple à comprendre c'est effectivement un article amateur et je l'ai fait exprés car ce n'est pas tout le monde qui a fait de la physique quantique !!!!!!!!mais y'en a beaucoup qui aimerait bien comprendre ne serait ce qu'un tout petit peu de cette fameuse relativité .....

Ça dépend de ce que tu entand par simplicité car tout est relatif

, en ce qui me concerne, cet article je ne l'ai pas trouvé simple du tout et en plus il contient des confusions qui peuvent induire les lecteurs en erreur.

des article plus poussé y'en a des centaine mais peu d'entre eux sont pour le grand public......

Je ne suis pas daccord. Au contraire, il en existe des centaines aussi pour vulgariser la relativite-restreinte.

http://boomeria.org/physicslectures/.../tompkins.html (mon préféré

)
http://www.dialogus2.org/EIN/votresecret.html
http://www.astrosurf.com/lombry/rela...treinte-ex.htm
http://www.astrosurf.com/lombry/rela...restreinte.htm
http://www.astronomes.com/c3_mort/p332_relrestr.html
http://fr.wikipedia.org/wiki/Relativit%C3%A9_restreinte

excellent dossier : http://www.********************/compr...ssier509-1.php

à bientot

16/04/2006, 13h07

Bonjour FAR_SOLITAIRE,

Citation:

Or une explosion gigantesque aurra lieu entre cet asteroide et la terre et il l'observera.

Le probleme necessite quelques hypotheses supplementaires, je pense aux trajectoires de l'asteroide et celle du cosmonaute ainsi que la position et la direction de ce dernier au moment de l'impact.

Car le probleme tel que pose, implique forcement que le cosmonaute ne verra rien car lui meme va percuter la terre a une telle vitesse qu'il n'aura surement aucune chance de voir quoique ce soit.

far_solitaire · 16/04/2006, 13h14

Salut Mehid

Citation:

Car le probleme tel que pose, implique forcement que le cosmonaute ne verra rien car lui meme va percuter la terre a une telle vitesse qu'il n'aura surement aucune chance de voir quoique ce soit.

Implique forcément ??!!! Personne n'a dit que le cosmonaute va percuter la terre !!! il fait que passer et observer de loin.

a+

16/04/2006, 13h39

@FAR_SOLITAIRE

Citation:

Implique forcément ??!!! Personne n'a dit que le cosmonaute va percuter la terre !!! il fait que passer et observer de loin.

J'ai repondu en pensant a un autre probleme d'une autre "relativite" qui dit : 01 macon peut construire un mur de 1 metre carre par heure, combien de temps faut il pour que soixante macons edifient le meme mur ?

Reponse : jamais ( ils sont trop nombreux)

16/04/2006, 18h14

Citation:

Or une explosion gigantesque aurra lieu entre cet asteroide et la terre et il l'observera comment expliquer cela ?
.

Pour un terrien l’Astéroïde à percuté la terre avec une vitesse V et a mis un temps t la on est d’accord....
maintenant cet observateur qui a une vitesse proche de celle de la lumière soit V1 …
ce qui se passe réellement entre l’Astéroïde et la terre arrivera en fait à l’œil de cet observateur qu’avec une vitesse V2 environ égal à la Vitesse de la lumière –vitesse de l’observateur soit 300 000 km/h –V1 sans négligé bien sur la vitesse de l’astroïde ce qui explique le fait que pour ce dernier tout ce passe très lentement et c ce qui explique que le fait d’approcher la vitesse de la lumière fait que cela paraisse encore plus lent. L’explosion gigantesque il la verra mais avec un peu de retard !!!!!

je ne sais pas si je suis ou pas à coté de la plaque mais t'as raison Far solitaire c pas evident tout de méme

j'espère lire des reponses à ce probléme

far_solitaire · 17/04/2006, 18h13

Salut Lila

En fait, je crois que tu as mal compris la question, il verra l'explosion au ralentis c'est vrai, mais comment il se l'explique ? car pour lui l'asteroide a toucher la terre très doucement comme un oiseau qui se pose. pourquoi donc cette gigantesque explosion !!??

Les autres qu'en dites vous

?

15/04/2006, 17h42	#1
absent Messages: n/a	Relativité et si on en parlait simplement "Un problème sans solution est un problème mal posé" Albert EInstein Imaginez : Prenez une source de lumière (1 lampe de poche par exemple) et mesurez la vitesse de la lumière qui en sort: 300 000 km/s. Imaginez maintenant que vous Montiez dans une fusée très rapide qui atteint 10 000 km/s). A bord de la fusée, allumez la lampe de poche dirigée vers l'avant de la fusée et demandez à un observateur extérieur de mesurer la vitesse de la lumière, facile : 300 000 + 10 000 = 310 000 km/s. (vitesse absolue=vitesse relative +vitesse d’entraînement) Malheureusement ce n’est pas le cas Michelson a belle et bien découvert, que la vitesse était toujours de 300 000 km/s. Alors? La vitesse, c'est une distance parcourue en un temps donné. La distance a bien été parcourue. C'est la base de la réflexion d’Einstein : puisque la vitesse est inférieure à celle prévue et que la distance a été parcourue, cela veut dire que le temps a été inférieur à celui prévu : ce qui veut dire QUE LE TEMPS S'EST ÉCOULE MOINS VITE A BORD DE LA FUSÉE QUE POUR L'OBSERVATEUR EXTÉRIEUR. LE TEMPS EST LIE À LA VITESSE: Si l'on avait placé une horloge dans la fusée, le temps indiqué par l'horloge (une fois la fusée revenue sur terre serait différent de celui des horloges terrestres ! En 1881, Michelson construit un interféromètre : un instrument d'optique très sensible qui permet de mesurer la vitesse de la lumière. Il a une idée géniale : la terre tourne, si on dispose l'interféromètre dans le sens Ouest-Est, le mouvement de rotation de la terre (environ 1000 km/h) va s'additionner à la lumière pour augmenter légèrement sa vitesse, dans le sens Est-Ouest la vitesse de la lumière va diminuer. Michelson réalise l'expérience mais ça ne marche pas : il obtient le même résultat dans tous les sens. Il suspecte la précision de son expérience. Il refait l'expérience avec plus de précision avec Morley en 1887 : ça ne marche toujours pas : La vitesse est exactement la même dans toutes les directions: la vitesse de la lumière est constante ! C'est la base des travaux d’Einstein sur la relativité : si la vitesse de la lumière est constante, le temps dépend de la vitesse. En mécanique classique, quand la vitesse est négligeable par rapport à celle de la lumière, la relativité n'a pas lieu d'être : elle s'applique, mais ces conséquences sont négligeables. Par contre, dans des cas extrêmes, il se peut qu'elle ait une importance considérable. Quand la vitesse approche celle de la lumière (ce qui est impossible à l'échelle humaine), certains phénomènes ne peuvent s'expliquer que par la théorie d’Einstein Par exemple, les objets les plus lointains visibles à l’œil nu, les quasars ou les galaxies de Seyfert, ont un décalage vers le rouge très important : ils s'éloignent de nous très rapidement. Leur vitesse par rapport à nous est de 250 000 km/s. La lumière, elle, se déplace à 300 000 km/s. Donc, leur vitesse n'est pas négligeable. Réfléchissons : la vitesse de la lumière est fixe, stable, elle ne peut s'additionner ou se soustraire. Raisonnons comme si la théorie d’Einstein n'existait pas : par rapport aux galaxies de Seyfert, la lumière qui part vers nous a, par rapport à eux, une vitesse de 300 000 km/s; mais par rapport à nous, elle devrait se déplacer à 300 000 - 250 000 = 50 000 km/s et pourtant, la vitesse de la lumière est fixe : donc elle se déplace aussi à 300 000 km/s. Mais alors comment expliquer cette contradiction? Et bien Einstein a compris: si la vitesse de la lumière est fixe, alors c'est le temps qui est élastique. Reprenons notre exemple: la lumière part de la galaxie de Seyfert à 300 000 km/s. Admettons qu'à cet instant, la distance qui nous sépare d'elle soit de 15 000 000 000 d'années-lumière. Pour nous, il va falloir à la lumière 15 000 000 000 d'années pour que la lumière nous parvienne. Mais pour eux, au bout des mêmes 15 000 000 000 d'années, la lumière sera parvenue à l'endroit où se trouvait la terre à l'origine. Mais la Terre se sera éloignée de plusieurs milliards d'années lumière entre-temps. Donc, la lumière a mis moins de temps pour faire le trajet si ce sont les humains qui l'ont mesurée, que si c'était d'éventuels extra-terrestres de cette galaxie. Donc, en fait, le temps s'est écoulé moins vite chez eux que chez nous : mais attention, par rapport à des mesures faites chez nous. La même démonstration peut se faire à l'envers, et démontrerait que le temps aurait ralenti chez nous. C'est là l'aspect le plus spectaculaire de la relativité d’Einstein. Mais cet homme de génie n'a pas apporté que cela à la science: il a aussi énoncé la règle E=mc2, qui affirme l'équivalence masse-énergie. Une règle bien connue de la physique est la formule de l'énergie cinétique: E=1/2 mv2. Mais il y a un problème : la lumière est un déplacement de photon. Or les photons ont une masse nulle. Et néanmoins, ils ont bien une certaine énergie puisqu'ils bougent. Reprenons notre formule : E=1/2 mv2 Si l'énergie est finie, et la vitesse aussi puisque la vitesse de la lumière est fixée à 300 000 km/s, il faut bien que le photon ait une masse. Unique explication : la masse d'un corps augmente avec sa vitesse : ce qui explique que le photon, de masse nulle, soit dévié par la gravitation d'un astre, et permet donc l'existence de Trous noirs. Si l'on "tombe" dans un trou noir, le temps s'arrête... L'espace-temps est déformé. Tout ce qui passe à portée du trou noir est absorbé à jamais et ce troue noir devient plus lourd encore. Ces règles de la relativité d’Einstein ont des conséquences très surprenantes: par exemple, l'axiome d'Euclide, qui dit que le plus court chemin d'un point à un autre est la ligne droite n'est plus respectée dans les champs de gravitation. C'est le début de la physique non-euclidienne. L'espace-temps est courbé, on parle de continuum espace-temps. La "vitesse du temps" pour un objet animé d'une vitesse v est: racine de 1 - (v2 / c2) (en prenant une "vitesse du temps" de 1 pour un objet au repos) Par conséquent, pour qu'une masse quelconque atteigne la vitesse de la lumière, et que le temps s'arrête, il faudrait une énergie... infinie!

16/04/2006, 00h53	#2
far_solitaire FA. legend Date d'inscription: janvier 2006 Localisation: درب التبانة Messages: 6 730	Salut Merci Lila pour le sujet ... Mais attention, je tiens à dire qu'il faut faire gaffe avec les textes qu'on trouve sur le net, celui que tu as posté contient plusieurs confusions, il est claire que son auteur (http://spt06.chez- alice.fr/einstein.htm) (sans espace entre chez- et alice) est un amateur. Donc vaut mieux se fier à des textes serieux (universités ou encyclopedies comme wikipedia par exemple) Je propose de continuer ce sujet par des questions réponses sur les bizareries apparentes de la reativité je comence par celle ci (un peu delicate peut être, je l'avais deja posté mais le topic n'avais eu aucun succes ). Un Observateur passe a cote de la terre à une vitesse très proche de la lumiere et il observe un asteriode pendant qu'il percute la terre. puisque il vois tout au ralentis, il verra cet asteroide s'aprocher très lentement de la terre et la percute à vitesse tres faible (alors qu'en réalité, par rapport aux terriens il fonce sur eux à grande vitesse), d'autant plus faible que notre observateur est encore plus proche de la vitesse de la lumiere, il pourra meme l'observer toucher la terre tout doucement. Or une explosion gigantesque aurra lieu entre cet asteroide et la terre et il l'observera. comment expliquer cela ? __________________ *La physique est une magie contrôlée par la géométrie -* René Thom Dernière modification par far_solitaire 16/04/2006 à 11h27.

16/04/2006, 10h32	#3
absent Messages: n/a	à far solitaire merci far solitaire ta question est trés intéréssante et mérite reflexion je te répondrai prochainement car comme je te l'ai déja dit ta question est trés pertinente mais avant il faut te preciser que l'article posté est trés simple à comprendre c'est effectivement un article amateur et je l'ai fait exprés car ce n'est pas tout le monde qui a fait de la physique quantique !!!!!!!!mais y'en a beaucoup qui aimerait bien comprendre ne serait ce qu'un tout petit peu de cette fameuse relativité ..... des article plus poussé y'en a des centaine mais peu d'entre eux sont por le grand public...... je trouve que pour entammer un débat y'avait pas mieu mais je suis toute ouverte à des discussion trés poussé dans le domaine !!!!!! à trés bientot sur ce poste

16/04/2006, 10h49	#4
Lucile FA. friend Date d'inscription: avril 2006 Localisation: le retour ! Messages: 277	à lila lila je voudrai te remercier je me suis tjrs posé des question sur ce fameux domaine qui est celui d'Einstein et la j'essaie de comprendre un peu l'article ke t'a posté __________________ la vie est dure !

16/04/2006, 12h09	#5
far_solitaire FA. legend Date d'inscription: janvier 2006 Localisation: درب التبانة Messages: 6 730	@Lila Salut Je suis dacord avec toi biensur sur le fait qu'il faut commencer par des articles simples pour que tout le monde puissent comprendre un peu l'idée. mais avant il faut te preciser que l'article posté est trés simple à comprendre c'est effectivement un article amateur et je l'ai fait exprés car ce n'est pas tout le monde qui a fait de la physique quantique !!!!!!!!mais y'en a beaucoup qui aimerait bien comprendre ne serait ce qu'un tout petit peu de cette fameuse relativité ..... Ça dépend de ce que tu entand par simplicité car tout est relatif , en ce qui me concerne, cet article je ne l'ai pas trouvé simple du tout et en plus il contient des confusions qui peuvent induire les lecteurs en erreur. des article plus poussé y'en a des centaine mais peu d'entre eux sont pour le grand public...... Je ne suis pas daccord. Au contraire, il en existe des centaines aussi pour vulgariser la relativite-restreinte. http://boomeria.org/physicslectures/.../tompkins.html (mon préféré ) http://www.dialogus2.org/EIN/votresecret.html http://www.astrosurf.com/lombry/rela...treinte-ex.htm http://www.astrosurf.com/lombry/rela...restreinte.htm http://www.astronomes.com/c3_mort/p332_relrestr.html http://fr.wikipedia.org/wiki/Relativit%C3%A9_restreinte excellent dossier : http://www.******************/compr...ssier509-1.php à bientot __________________ La physique est une magie contrôlée par la géométrie - René Thom**

17/04/2006, 18h13	#10
far_solitaire FA. legend Date d'inscription: janvier 2006 Localisation: درب التبانة Messages: 6 730	Salut Lila En fait, je crois que tu as mal compris la question, il verra l'explosion au ralentis c'est vrai, mais comment il se l'explique ? car pour lui l'asteroide a toucher la terre très doucement comme un oiseau qui se pose. pourquoi donc cette gigantesque explosion !!?? Les autres qu'en dites vous ? __________________ *La physique est une magie contrôlée par la géométrie -* René Thom

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