Relativité Restreinte, relativité galiléenne, éther luminifère

[curieux]

Le temps est un scalaire non pas une grandeur vectorielle; comment peut-il se dilater dans une direction et pas dans les autres?

Tu dis n'importe quoi.

C'est clair, n'importe quel ahuri a compris que la coordonnée x est arbitraire pour repérer un objet en mouvement et donc que les deux autres sont fixées à 0 pour éviter des calculs inutiles.
Quel est l’hurluberlu qui n'a pas compris que la vitesse d'un corps se définissait par
v*t = sqrt(x²+y²+z²)
et qu'il y a toujours moyen pour l'observateur de se placer sur un seul axe et d'ignorer les deux autres, ce qui évite d'utiliser des vitesses et/ou des temps apparents.

[curieux]

Il y a deux domaines qui ne s'adressent pas aux imbéciles heureux, la publicité et la physique.

[Souris]

richard,
À ma question suivante

Pour celui qui est à la gare, le trou est-il toujours au milieu du train ? Sinon il est situé plus à l’avant ou plus à l’arrière du train ?

tu as répondu que le milieu se trouvait plus à l'avant du train. curieux pense que le centre reste toujours le centre.

À moins que tu t'exprimais sur sa forme 'visuelle' ?

Si ce n'est pas de la forme 'visuelle', j'aimerais savoir ce qui te fait penser que le milieu est plus en avant.

curieux, quelle expérience te permet d'affirmer que le milieu reste au milieu et pourquoi cette expérience appuie ton point ?

[Raphaël]

Je suis partagée vous savez les horloges c'est pas fiables à 100% ... mais disons qu'elles le sont.

À moins d'indication contraire les horloges théoriques sont supposées fiables .

[richard]

Peut-être tout bêtement parce que perpendiculairement à la direction du mouvement la vitesse est nulle.

malgré tout les points se déplacent bien à la vitesse v les uns par rapport aux autres.

[richard]

richard,
À ma question suivante

Pour celui qui est à la gare, le trou est-il toujours au milieu du train ? Sinon il est situé plus à l’avant ou plus à l’arrière du train ?

tu as répondu que le milieu se trouvait plus à l'avant du train. curieux pense que le centre reste toujours le centre.

curieux a raison. J’ai mal répondu, je pensais à la position du trou par rapport à la gare. Sorry!

[curieux]

curieux, quelle expérience te permet d'affirmer que le milieu reste au milieu et pourquoi cette expérience appuie ton point ?

Il ne s'agit pas d'expérience, on n'a jamais voyagé aux vitesses relativistes et toutes ces histoires de trains ne sont que des expériences de pensée qui servent à titre pédagogique.
C'est uniquement un problème de cohérence, la transformation de Lorentz est de nature linéaire, il n'y a donc aucune raison particulière d'y soupçonner une dissymétrie quelconque.
Si un gamma de 2 induit une contraction des longueurs de 2 et bien le milieu du mobile sera aussi divisé par 2, en toute logique on se demande bien par quel miracle le centre pourrait varier d'un facteur différent.
(si L=0.5 L° cela s'applique automatiquement à n'importe quelle valeur de L°
Posé autrement, deux trains, un de 10 m l'autre de 5 m, tous deux au repos, feront respectivement 5m et 2.5 m à un gamma de 2.
Il est bien évident que le plus petit sera toujours d'une dimension qui sera la moitié de l'autre)

Une autre réponse classe automatiquement le 'théoricien' chez les hurluberlus, même si ça peut sembler amusant de les interroger sur leurs délires ça ne fait que conforter leur sentiment d'être intéressants.

[richard]

Les corps mobiles ne diminuent pas réellement de longueur, il s’agit bien sûr d’une illusion d’optique.

[Souris]

Il ne s'agit pas d'expérience, on n'a jamais voyagé aux vitesses relativistes et toutes ces histoires de trains ne sont que des expériences de pensée qui servent à titre pédagogique.

C'est évident que c'est une expérience de pensée.

Ma question était que justement étant donné que c'est une expérience de pensée alors je me demandais par quelle autre expérience tu pouvais affirmer que le centre restait au centre dans cette situation.

C'est uniquement un problème de cohérence, la transformation de Lorentz est de nature linéaire,

Quelle expérience permet d'affirmer qu'il y a une transformation de Lorentz qui s'applique sur un mobile en mouvement.

il n'y a donc aucune raison particulière d'y soupçonner une dissymétrie quelconque.

Voici une raison particulière - Suppose qu'il y a une fermeture éclaire qui retient ensemble les 2 moitiés du train (partie A et partie B du train). Lorsqu'on la dézippe, j'aimerais savoir si la distance entre le devant de la partie A et le derrière de la partie B va être de 0, de d ou de 2d pour celui qui est dans le train et aussi la même question pour celui qui est à la gare.

Quelle est la raison particulière qui permet de soupçonner une symétrie quelconque? Par ta réponse précédente, je constate que c'est simplement parce qu’on a l'outil mathématique de la transformation Lorentz qui garde la symétrie et que l'on n'a pas développé une transformation de ­­"dysLorentz" qui elle aurait une dissymétrie.

Dans la transformation de Lorentz, qu'est-ce qui diminue, la longueur du quark, …, l'espace entre les atomes, …?

[Souris]

richard,

Je comprends que pour toi, les corps mobiles ne diminuent pas réellement de longueur, et qu'il s’agit d’une illusion d’optique. Je sais que les autres dans ce fil ne sont pas d'accord avec toi sur ce point.

Je vais donc continuer dans la même veine que ma première intervention.

Es-tu d'accord que lorsque l'accélération linéaire du train se termine, et que cette accélération est produite par une composante au milieu du train alors l'avant et l'arrière du train vont arrêter d'accélérer en même temps entre eux pour celui qui est à l'intérieur du train? Même question pour celui qui est à la gare.

[curieux]

Quelle est la raison particulière qui permet de soupçonner une symétrie quelconque? Par ta réponse précédente, je constate que c'est simplement parce qu’on a l'outil mathématique de la transformation Lorentz qui garde la symétrie et que l'on n'a pas développé une transformation de ­­"dysLorentz" qui elle aurait une dissymétrie.

Dans la transformation de Lorentz, qu'est-ce qui diminue, la longueur du quark, …, l'espace entre les atomes, …?

La raison est que les lois de la physique sont les mêmes quand elles sont mesurées depuis n'importe quel référentiel inertiel.
Quand tu te balades en avion, en bateau, en train tu fais toujours le même constat sur la linéarité des lois simples.
Exemple, le boulet que tu lâches tombe toujours à tes pieds, quelque soit la vitesse du véhicule où tu opères, c'est un constat qui est fait depuis Galilée.

Il ne faut pas perdre de vue que la RR ne s'adresse qu'à un univers sans gravitation, et donc qu'à des mobiles en MRU, cela restreint sérieusement les applications et les conclusions.
Il ne faut pas non plus oublier que l'outil mathématique n'est que la transcription des résultats expérimentaux, faut pas confondre maths et physique.

- Qu'est-ce qui diminue ?
La mesure effectuée dans le sens du mouvement, et ce n'est pas une illusion d'optique car si l'abandon du mouvement fait que le mobile redevient comme l'original au repos ce n'est pas le cas du témoin qu'est la montre embarquée.
Là, pas possible d'invoquer une illusion, c'est un phénomène qui se cumule dans le temps, une horloge qui retarde ne va pas se mettre à avancer parce qu'elle revient vers l'observateur, pas plus que le graphique relevé pendant le même temps ne va se mettre à réécrire ce qui a été inscrit par l'observateur.
L'horloge embarquée retarde, ça aussi c'est une mesure physique réelle, le GPS en est une application pratique.

[curieux]

il n'y a donc aucune raison particulière d'y soupçonner une dissymétrie quelconque.

Voici une raison particulière - Suppose qu'il y a une fermeture éclaire qui retient ensemble les 2 moitiés du train (partie A et partie B du train). Lorsqu'on la dézippe, j'aimerais savoir si la distance entre le devant de la partie A et le derrière de la partie B va être de 0, de d ou de 2d pour celui qui est dans le train et aussi la même question pour celui qui est à la gare.

Pour celui qui est dans le wagon, la vitesse est comme rien (Galilée), il ne se passerait rien de plus que si le wagon était au repos.
Pour l'observateur sur le quai, idem, l'inertie de chaque partie du wagon fait qu'il n'y a aucune raison qu'une partie quelconque change de direction ou de vitesse.
Tu as déjà vu à la télé comment se séparent les deux étages d'une fusée, si les attaches n'étaient pas des boulons explosifs alors les deux étages continueraient de voyager collés l'un à l'autre.
C'est de la physique élémentaire cher Watson.

[richard]

En relativité lorentzienne les longueurs se contractent réellement, en relativité einsteinienne cette contraction est apparente; les longueurs propres sont invariantes, seules les longueurs impropres (relatives au mouvement) varient avec la vitesse (relative). Personne ne conteste cela.

[curieux]

Comme on ne peut pas proposer de fichier au format mp4, ceux que ça intéresse voici le lien d'une petite vidéo sur l'animation que j'ai fait en VB.
A ce que j'ai vu, on peut la visionner directement dans Firefox, je pense qu'on peut aussi la télécharger pour l'utiliser avec VLC.
Le fichier est léger, 376 K.

Histoire de train

On y voit les trajets des flash vus par le chef de gare et au final aussi ce que voit le contrôleur du train.

Sinon en cas d'échec le programme est disponible sur ma page de téléchargements : au lien RR (.zip) avec les sources, comme d'hab.
Charger

[Etienne Beauman]

On y voit les trajets des flash vus par le chef de gare et au final aussi ce que voit le contrôleur du train.

Canon !

[curieux]

Une analyse différente du problème assez tarabiscoté des wagons relativistes est bien plus simple dans le cas de l'horloge à photons.

Comme d'hab, un schéma est bien plus parlant pour visualiser le bobo soulevé par le fait expérimental incontournable de l'invariance de la mesure de la vitesse de la lumière, quel que soit le référentiel où se fait la mesure.

H_Pho_1.jpg (19.83 Kio) Consulté 780 fois

H_Pho_2.jpg (25.66 Kio) Consulté 780 fois

.
.
Au lieu de considérer un défaut de simultanéité, on analyse un cas plus simple à éplucher :

Propos:
Décrire le temps de trajet d'un rayon lumineux réfléchi entre deux miroirs verticaux.

1- Vu dans le référentiel R' des miroirs (embarqués dans une fusée par exemple).
2- Vu depuis un référentiel R se considérant comme immobile (notre planète par exemple),
qui voit passer devant lui R' animé d'un MRU (Mouvement Rectiligne Uniforme).

Démonstration :

Légende :
dT = Tic-tac aller-retour de l'horloge dans R
dT' = Idem pour l'horloge dans R'
2d = c*dT' le trajet aller-retour(axe z vertical) du photon entre les miroirs d'écartement d.
2D = c*dT le trajet (hypothénuse du triangle) du photon vu depuis la Terre.
l = v*dT somme des côtés des triangles reportés sur l'axe des x, vue depuis la Terre.
v = vitesse du mobile.
c = vitesse de la lumière.

Selon Pythagore :

(2D)² = (2d)² + l²
(c*dT)² = (c*dT')² + (v*dT)²

Développé :

c²*dT² - v²*dT² = c² * dT'²
dT²(c²-v²) = c² * dT'²

dT²(c²-v²)/c² = dT'²
dT²(1-v²/c²) = dT'²

dT² = dT'²/(1-v²/c²)
dT = dT' / sqrt(1-v²/c²)

d'où
deltaT = deltaT' * gamma

(deltaT étant un tic-tac vu depuis la Terre, un aller-retour de la lumière entre les deux miroirs,
l'un au sol, l'autre au plafond du mobile.)

Conclusion :

Le temps s'écoule plus lentement dans un mobile en MRU par rapport à l'observateur au repos.

Vue depuis la Terre, l'horloge en R' bat plus lentement que celle placée en R.
La mesure de la vitesse de la lumière étant la même dans les deux cas.
Et puisque le trajet vu depuis la Terre est plus long(2D>2d) alors la durée dT (=2D/c > 2d/c) sera mesurée comme étant plus grande que dT'.

Autrement dit, pour dix ans mesurées sur Terre(dT), il ne s'en écoulent que cinq dans la fusée(dT'), pour un gamma de deux, par exemple.


La méthode montre donc que même sans déplacement longitudinal (ni éloignement ni rapprochement),
la RR prévoit un ralentissement des horloges inexpliqué par la mécanique classique.
(le déplacement est ici transversal.)

La trajectoire des rayons lumineux dans l'espace vue depuis R n'est pas la même que celle vue depuis R'.

Le problème est un peu similaire à la différence de trajectoire d'un boulet qui tombe au pied du mât dans un bateau.
Le marin voit une ligne droite, le gars sur la plage voit une parabole.

La différence avec l'horloge à photons tient en ce qu'on arrive aux limites des vitesses possibles pour la matière.
Ainsi qu'au fait qu'une mesure de la vitesse 'c' est la même dans les deux référentiels, ce qui n'existe pas en mécanique classique.

Je pense que ça se passe de commentaire...
Cependant, on peut préciser que ce type d'horloge est parfaitement opérationnel, malgré la vitesse du tic-tac, rien n'empêche (technologiquement parlant) de le faire suivre d'un diviseur (comme dans les montres à quartz) et d'actionner les aiguilles d'une horloge on ne peut plus banale.

[thewild]

Une analyse différente du problème assez tarabiscoté des wagons relativistes est bien plus simple dans le cas de l'horloge à photons.

Merci pour ces exemples détaillés et bien documentés.

richard, y a-t-il une erreur dans ces démonstrations ?

[Souris]

En relativité lorentzienne les longueurs se contractent réellement, en relativité einsteinienne cette contraction est apparente; les longueurs propres sont invariantes, seules les longueurs impropres (relatives au mouvement) varient avec la vitesse (relative).

Je tente toujours de comprendre ta position.

Voici comment je décode ce que tu as écrit en tenant compte de ce que tu as dit sur le sujet.

«Lorsque l'on choisi de modéliser en relativité lorentzienne, ce qui se passe, c'est qu'on a décidé d'avance que les longueurs se contractent réellement. Par contre, lorsqu'on choisi de modéliser en relativité einsteinienne, ce qui se passe, c'est qu'on a décidé d'avance que cette contraction est apparente;»

Penses-tu que c'est 2 bonnes modélisations de ce qui se passe ? Sinon, as-tu une expérience de pensée qui permetterait de valider quelle modélisation est la bonne ?

Si tu pouvais répondre à mes 2 questions précédentes, tu m'aiderais à faire l'avocat du diable pour défendre la position que la contraction est apparente.

Voici mes questions à nouveau :

Es-tu d'accord que lorsque l'accélération linéaire du train se termine, et que cette accélération est produite par une composante au milieu du train alors l'avant et l'arrière du train vont arrêter d'accélérer en même temps entre eux pour celui qui est à l'intérieur du train?

Même question pour celui qui est à la gare.

[Souris]

Merci curieux pour tes réponses supplémentaires. Je vais profiter de ton intérêt à donner des explications sur le sujet, afin de te relancer. Normalement, je ne l'aurais pas fait. Car j'aurais attendu une réponse plus précise de richard et ensuite un commentaire de vous en désaccord avec ce qu'il venait de répondre.

Je vais jouer à l'avocat du diable et je vais tenter de défendre la position comme quoi les contractions ne sont qu'apparentes.

La raison est que les lois de la physique sont les mêmes quand elles sont mesurées depuis n'importe quel référentiel inertiel.

Quand tu te balades en avion, en bateau, en train tu fais toujours le même constat sur la linéarité des lois simples.

C'est ce qui est constaté pour les vitesses beaucoup plus petite que c mais cela ne prouve pas que c'est vrai pour des vitesses approchant celle de la lumière. La nature n'a pas à se plier à ce que l'on désire.

Je répète donc mes questions, qu'elle expérience permet de constater la contraction des longueurs, la contraction réelle des longueurs et que la contraction soit de l'arrière vers l'avant ainsi que de l'avant vers l'arrière, et non pas seulement de l'avant vers l'arrière.

Il ne faut pas perdre de vue que la RR ne s'adresse qu'à un univers sans gravitation, et donc qu'à des mobiles en MRU, cela restreint sérieusement les applications et les conclusions.

Donc les expériences que tu vas me proposer ne doivent pas faire intervenir la gravité.

Il ne faut pas non plus oublier que l'outil mathématique n'est que la transcription des résultats expérimentaux, faut pas confondre maths et physique.

C'est justement pour cela que je demande l'expérience qui est modélisé par l'outil mathématique.

À ma question sur ce qui diminue tu réponds :

La mesure effectuée dans le sens du mouvement

Ça je le sais.

Ma question est plus précise, je veux savoir si c'est l'espace entre les atomes qui diminue, la longueur des atomes, la longueur des quarks, une combinaison de ce que je viens d'énumérer.

Si tu pouvais répondre aux 2 question précédentes que j'ai posé à nouveau à richard, je pourrais avoir plus de chances de comprendre sa position.

[thewild]

La raison est que les lois de la physique sont les mêmes quand elles sont mesurées depuis n'importe quel référentiel inertiel.

C'est ce qui est constaté pour les vitesses beaucoup plus petite que c mais cela ne prouve pas que c'est vrai pour des vitesses approchant celle de la lumière. La nature n'a pas à se plier à ce que l'on désire.

C'est un postulat. On l'admet, et tant qu'on ne l'a pas infirmé il est jugé valable. En général les postulats sont faciles à infirmer
Il n'y a besoin que de deux postulats pour construire la RR : les lois de la physique sont invariantes par changement de référentiel, et la vitesse de la lumière est invariante par changement de référentiel (ou indépendante de la vitesse de la source comme aime le dire richard, c'est strictement équivalent).
Donc si on veut montrer que la RR est fausse, il faut montrer qu'un de ces postulats est faux, parce qu'à partir d'eux on démontre la RR.

Il ne faut pas perdre de vue que la RR ne s'adresse qu'à un univers sans gravitation, et donc qu'à des mobiles en MRU, cela restreint sérieusement les applications et les conclusions.

Donc les expériences que tu vas me proposer ne doivent pas faire intervenir la gravité.

Elles ne doivent faire intervenir aucune accélération. En RR, la gravité n'est qu'une accélération parmi d'autres.

[richard]

Salut souris! Il faudrait une force énorme pour comprimer un train et puis les gens comprimés dans le sens du mouvement... c’est pas très bon pour la santé. D’autant que « le mouvement est comme rien ». Comment un rien pourrait-il comprimer des véhicules? La contraction des longueurs ne peut être réelle, elle est apparente.
Désolé de ne pas pouvoir répondre à tes questions, je n’y comprends rien.

[thewild]

Désolé de ne pas pouvoir répondre à tes questions, je n’y comprends rien.

Et mes objections à tes démonstrations, tu les as comprises ? Parce que tu n'y as toujours pas répondu.

[Etienne Beauman]

Il y a quelque chose que je ne comprends pas :

On est bien d'accord que dans le schéma animé de Curieux, le flash se dirigeant vers l'arrière du wagon touche le miroir arrière avant que le flash émis vers l'avant du wagon ne touche le miroir avant ?

On est bien d'accord, que du point de vue du contrôleur assis dans le wagon, son siège, lui, les miroirs avant et arrière font parti du même référentiel ?

Parce que si on ne considère que la première partie de l’expérience (avant les réflexions), pour le contrôleur : la distance parcoure par le flash arrière est la même que la distance parcourue par le flash avant.

Or si la distance est identique et les temps de parcours sont différent, les vitesses sont nécessairement différentes

????

[thewild]

On est bien d'accord que dans le schéma animé de Curieux, le flash se dirigeant vers l'arrière du wagon touche le miroir arrière avant que le flash émis vers l'avant du wagon ne touche le miroir avant ?

Dans le référentiel de la gare ? Oui.

On est bien d'accord, que du point de vue du contrôleur assis dans le wagon, son siège, lui, les miroirs avant et arrière font parti du même référentiel ?

"Font partie du même référentiel", ça ne veut pas dire grand chose.
Sont immobiles dans le référentiels du train, OK.
Sont mobiles dans le référentiel de la gare, OK.

Parce que si on ne considère que la première partie de l’expérience (avant les réflexions), pour le contrôleur : la distance parcoure par le flash arrière est la même que la distance parcourue par le flash avant.
Or si la distance est identique et les temps de parcours sont différent, les vitesses sont nécessairement différentes

Pour le contrôleur (= dans le référentiel du train), les temps de parcours sont identiques, tout simplement.

[Etienne Beauman]

Dans le référentiel de la gare ? Oui.

Mais dans le référentiel du train ?

On y voit les trajets des flash vus par le chef de gare et au final aussi ce que voit le contrôleur du train.

??

"Font partie du même référentiel", ça ne veut pas dire grand chose.
Sont immobiles dans le référentiels du train, OK.

Soit. Les miroirs, le contrôleur, l'émetteur des flashs sont immobiles dans le référentiel train.

Pour le contrôleur (= dans le référentiel du train), les temps de parcours sont identiques, tout simplement.

Identique parce qu'on considère l'aller retour, ou identique même si on ne considère que l'aller (avant réflexion), i.e. pour le contrôleur les deux flashs touchent les deux miroirs au même instant ?