vitesse de la lumière

[lyonne 0]

Peut-on aller plus vite que la lumière dans une autre matière (autre que dans le vide) ??

[bruno beckert 746]

Bonjour

La seule limite donnée par les théories actuelles
est celle de la vitesse de la lumière dans le vide
soit : 300 000 km/s environ

Dans les autres milieux, en fonction de certains
coefficients liés à ce milieu, la vitesse de la
lumière est moindre : 250 000 km/s par exemple

On peut donc imaginer, et cela est observé, des particules
allant "plus vite que la lumière" dans ce milieu
On oberve alors l'effet "Cerenkov" bien vu dans l'eau
utilisé comme ralentisseur de particule dans l'univers
de l'industrie nucléaire

Cieux clairs

[Ce message a été modifié par bruno beckert (Édité le 23-03-2005).]

[Kangourou 0]

plus vite que la lumiere : mais ca fout en l'air la relativité nan ?

[Toutiet 1 971]

km/h ?! Wahoooo... j'étais pas au courant !

[herisson 0]

quote:

---

La seule limite donnée par les théories actuelles
est celle de la vitesse de la lumière dans le vide
soit : 300 000 km.h environ

---

Hum, c'est plutôt 300000 km/s

[dg2 2 034]

Ce que la relativité prédit, c'est qu'il existe une vitesse limite à laquelle toute interaction puisse se propager. Cette vitesse est de 299792458 mètres par seconde (en fait c'est de cette façon que l'on définit le mètre). Il se trouve que cette vitesse correspond très vraisemblablement à la vitesse de la lumière dans le vide. "Très vraisemblablement", car la vitesse de la lumière dans le vide n'est contante que si le photon est sans masse, ce que l'on vérifie expérimentalement avec une très bonne précision.

Il est possible de montrer que dans un milieu, la lumière se déplace à une vitesse moindre que 299792458 m/s, et en général qui dépend de sa fréquence, ce qui provoque les aberrations chromatiques bien connues en optique...

Mais si on envoie des particules suffisamment énergétiques dans ce milieu, elle peuvent tout-à-fait s'y propager, au moins pendant un certain temps, à une vitesse supérieure à celle de la lumière dans ce milieu, mais inférieure à la limite de 299792458 m/s. C'est l'effet Cerenkov, et ce n'est pas en contradiction avec la relativité.

[reivax 0]

question:
si on arrive à voyager plus vite que la lumière cela sous entend-t-il que l'on peut arriver du futur?
et E=MC2: si on dépasse la vitesse de la lumière cela veut-il dire que nous serions, nous et le vaisseau, transformé en énergie??? Est-il possible 1 de recombiné cette énergie en matière ( donc reformer nous et la vaisseau) 2 d'avoir suffisament d'énergie pour dépasser cette vitesse?

[bruno beckert 746]

Bonjour

Merci pour la correction de l'erreur "de plume" !
Il y a , c'est heureux, des lecteurs attentifs !

Peut etre me suis je mal exprimé :
la "vitesse limite" de la théorie actuelle est
300 000 km/s

Si la vitesse de la lumière dans l'eau est, par
exemple (je n'ai pas le chiffre en tête)
250 000 km/s,
on peut faire circuler des particules dans l'eau
à 270 000 km/s
Ce dernier chiffre est bien supérieur à la vitesse
de la lumière "dans l'eau"
Nous observerons l'effet Cerenkov mais nous ne violerons
pas la théorie actuelle de la "vitesse limite"

Cordialement

[Ce message a été modifié par bruno beckert (Édité le 24-03-2005).]

[dg2 2 034]

Si on suit strictement les lois de la relativité, dépasser la vitesse de la lumière permet éventuellement de voyager dans le temps. Du point de vue de la relativité restreinte, la question est académique car une particule de masse non nulle doit déjà dépenser une quantité infinie d'énergie pour atteindre la vitesse de la lumière... que l'on ne peut par conséquent pas plus atteindre que dépasser.

Ceci dit, en pratique, que va-t-il arriver à un vaisseau spatial dont la vitesse serait très très très proche de la vitesse de la lumière ? L'univers baigne dans un rayonnement à très basse température, le rayonnement fossile. Mais quand on se déplace très vite par rapport à celui-ci, tout se passe comme s'il devenait très intense et très énergétique dans la direction vers laquelle on se déplace... ce qui à terme va devenir un sérieux problème pour le vaisseau spatial car il va finir par être endommagé à cause de cela. En fait, ce truc là est bien connu en astrophysique des hautes énergies et on montre qu'il est très peu probable que des particules très très énergétiques puissent se propager sur des grandes distances : elles finiront par être freinées par le rayonnement fossile. C'est ce qu'on appelle la coupure GZK, du nom des trois gars qui ont trouvé ça (Greisen, Zatsepin et Kuzmin). Il y a à l'heure actuelle des indications que des particules plus énergétiques que ce qui est autorisé existent et sont indirectement observées dans la haute atmosphère terrestre. Cela pourrait éventuellement (mais ce n'est qu'une possibilité parmi de nombreuses autres) remettre en cause la relativité, mais il n'y a pas encore matière à trop s'exciter avec ça, ces particules pourraient par exemple provenir de sources suffisamment proches (même si on se demande bien lesquelles) pour ne pas subir d'interactions notables avec le rayonnement fossile.

Donc même sans faire de science fiction superluminique, quand on va trop vite on risque d'être sérieusement amoché par le fait que l'univers n'est pas tout-à-fait vide, à l'instar des belles étoiles filantes que l'on voit en observant le ciel.

[Ce message a été modifié par dg2 (Édité le 23-03-2005).]

[spectroman 0]

Bonsoir à toutes et à tous, il s'agit de l'effet Cerenkov, comme en parle Bruno Beckert, et ce sont par exmple des pions, des kaons qui vont plus vite que des photons dans un milieu d'indice>1.
Au HESS en Namibie, ils observent des gerbes ultra-relativistes, d'énergie > Tev, provenant de supernovae, galaxies actives etc...Ce sont des gammas qui se désintègrent dans l'atmosphère en paires e-, e+
L'effet Cerenkov est comparable au bang supersonique.

Bonne soirée

Spectroman

[Kangourou 0]

Donc si j'ai bien compris le seul truc que Cerenkov a foutu en l'air c'est C=nV (c=vitesse lumiere dans le vide , n=indice de refraction du milieu , v=vitesse de propagation dans le milieu)
Et au final personne n'a reussi a envoyé balader Albert et depasser la vitesse lumiere n'est possible que dans star wars (ils n'hesitent pas a aller a 2 parsec/seconde les bougres ...) . Je me trompe ?

[AstroMateur 0]

Euh juste en passant...

e=mc2 veut juste dire qu'il y a une équivalence entre l'énergie "e" et la masse "m", "c2" étant considérée constante...

En gros la masse c'est de l'énergie à une constante près...

Ca sert à faire des bombes atomiques comme dirait Boris Vian, mais pas à remonter le temps histoire de botter le cul de nos ancètres...

Pour ce qui est des vitesses et de la relativité, d'abord c'est pas Albert qui l'a découverte mais, si jedispasdesconneries, c'est Maxwell qualité sans filtre...

Albert à juste recopié et arrangé à sa sauce...

Pour ceux qui ont lu la relativité restreinte, il n'est dit nulle part qu'on peut remonter le temps, seulement que le temps s'écoule différemment entre un mobile et un référentiel jugé fixe, et aussi que les horloges ralentissent et les règles raccourcissent au fur et à mesure qu'on se rapproche de la vitesse de la lumière...

Voilou...

A+

[Franck04 0]

A mon humble avis je pense que tu confonds la théorie sur l'électromagnétisme de Maxwell avec la relativité.
Mais il est vrai qu'Einstein n'est pas le seul decouvreur de cette fabuleuse theorie qui dans sa version générale est partagé par le français (cocorico...) Raymond poincarré.

[Bruno- 3 985]

Il ne faut pas exagérer, Poincaré est un précurseur de la Relativité, mais c'est tout.

[AstroMateur 0]

Ben oui pas faux...

L'électromagnétisme a bien été le précurseur à ce bidule...
Albert a tenté par la suite d'unifier l'ensemble des forces connues, gravité, électro-magnétique, atomiques forte et faible...

A ce que je sais, on n'y est pas encore arrivé, on bricole encore...

C'est peut-être bien Poincaré qui le premier à laché le mot de "relativité" voyant que le référentiel absolu galiléen ne fonctionnait pas toujours, faudrait le réhabiliter...

A+

[AstroMateur 0]

Pour ce qui est de la question en tête :
Peut-on allez plus vite que la lumière dans une autre matière que le vide?

Faudrait connaitre une autre matière moins dense que le vide...Non?

Faudrait trouver un moyen d'envoyer des objets plus vite que la lumière ( à part les scènes de ménage )...Non?

Me semble avoir lu qu'en physique quantique on en cause, du genre de la particule présente à deux endroits en même temps, et un des états disparait dès que tu mattes l'autre, par quels prodiges les deux états communiquent-ils entre eux à des vitesses supérieures à celle de la lumière, mystère et boule de gomme...Non?

A+

[dg2 2 034]

> AstroMateur : Attention à ne pas tout confondre.

Maxwell est considéré comme un "précurseur" de la relativité car sa théorie de l'électromagnétisme s'est avérée en accord avec la relativité, mais au moment où il l'a énoncée, sa théorie posait problème.

Ce que dit la théorie de l'électromagnétisme, c'est que la vitesse de la lumière est la même quel que soit le mouvement de la source lumineuse par rapport à celui qui l'observe. C'est en contradiction flagrante avec la mécanique classique et la simple intuition, qui dit que "évidemment", si l'on considère trois objets, la vitesse de 1 par rapport à 3 (que je note v_{1/3}) se déduit des vitesses de 1 par rapport à 2 et 2 par rapport à 3 par

v_{1/3} = v_{1/2} + v_{2/3}

Pour l'électromagnétisme, on arrive à la situation étrange que si en module v_{1/3} vaut 299792458 m/s, alors v_{2/3} aura la même valeur, quelle que soit v_{1/2}.

A l'époque, l'effroyable efficacité de la mécanique classique laissait les gens penser que c'était l'électromagnétisme fraîchement découvert plutôt que la mécanique classique qui était en erreur. C'était là une attitude tout-à-fait raisonnable. Il a donc été émis l'idée que les loi de l'électromagnétisme n'étaient valables que par rapport à un milieu inconnu, appelé "éther", et que les lois devaient être modifiées en conséquence quand on n'était pas au repos par rapport à l'éther. L'explication avait l'avantage que elle donnait à la lumière un "support" pour se propager (l'éther), au même titre que le son se propage dans l'air. Mais invoquer une forme de matière inconnue, indétectable (elle ne doit pas modifier les mouvements des planètes) pour "expliquer" quoi que ce soit n'est pas non plus parfaitement convainquant.

L'expérience de Michelson et Morley a été la première a tester la prédiction de Maxwell que la vitesse de la lumière devait être la même pour tous les observateurs. Et à la surprise générale, elle a donné raison à Maxwell. Ensuite, ce sont plusieurs personnes, dont Einstein, Poincaré et Lorentz qui ont trouvé comment réconcilier tous les points de vue. Le rôle de Poincaré n'a effectivement pas été négligeable du tout (il a introduit une grande partie du formalisme mathématique adéquat), mais la "mécanique relativiste", version corrigée de la mécanique classique et due à Einstein. Je ne sais pas à quel point les choses auraient été différentes si un des trois larrons n'avait pas été là. Les historiens des sciences ne sont pas certains de ce qui est dû à Einstein seul et à Poincaré, leurs travaux ayant été publiés à peu de temps d'intervalle. A cette époque là, les informations ne circulaient pas aussi vite et surtout pas aussi facilement que maintenant... Ce qui est certain c'est que Einstein ne cite pas Poincaré et Lorentz dans ses travaux (il a dit plus tard qu'à l'époque il ne les connaissait peu voire pas), et qu'il a également admis que la relativité aurait certainement été découverte sans lui, ce sur quoi tout le monde s'accorde.

Pour revenir à la question initiale, le fait qu'on ne puisse pas remonter dans le temps dans le cadre de la relativité est une conséquence de l'invariance de la vitesse de la lumière.

Donc, cher AstroMateur, attention à ne pas sombrer (involotairement) dans le révisionisme scientifique à deux balles en balançant un "Albert à juste recopié et arrangé à sa sauce..." qui, aux nuances stylistiques près est digne des frères bogdanov...

> Franck04

Poincaré est associé (à juste titre, donc) à la relativité restreinte et non à la relativité générale, pour la bonne raison qu'il est mort avant que cette dernière ne soit énoncée en 1915. C'est le nom de Hilbert qui est étroitement lié (et un peu oublié) à la relativité générale. En fait, les équations de la relativité générale ont été énoncées quasi simultanément par Einstein et Hilbert, et Hilbert a même devancé Einstein de trois jours, mais ceci après qu'il ait été convaincu que les derniers travaux d'Einstein (datant d'octobre 1914) allaient dans la bonne direction modulo quelques erreurs. Il semble que en 1915 Einstein et Hilbert aient beaucoup correspondu et se soient conjointement aidés à trouver la formulation exacte de la relativité générale, mais la pierre angulaire qui sous tend tout ceci (le principe d'équivalence) est dû à Einstein (en 1907 je crois), et les premières conséquences de la relativité générale (la précession du périhélie de Mercure) lui sont également dues. Pour résumer, il y a une jolie phrase d'Einstein, qui dit en substance (et en plus modeste) "La relativité restreinte aurait certainement été décourverte sans moi, pour la relativité générale, je suis moins sûr".

J'espère que cela peut aider à clarifer tout cela.

[herisson 0]

quote:

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si on arrive à voyager plus vite que la lumière cela sous entend-t-il que l'on peut arriver du futur?

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Tout le monde voyage dans le futur à chaque seconde qui passe
Et sans rien faire, en plus.

quote:

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Ce que la relativité prédit, c'est qu'il existe une vitesse limite(...)

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A moins d'avoir complètement oublié mes cours, la vitesse limite est un postulat (tiré de l'expérience de Michelson-Morley) à partir duquel on établit la relativité restreinte.
Je sais, je coupe les cheveux en quatre

[dg2 2 034]

> herisson

On peut effectivement postuler l'invariance de la vitesse de la lumière, auquel cas on arrive à la relativité. Mais on peut aussi (et c'est à mon sens plus élégant) rechercher toutes les lois possibles de composition de vitesse, dont on tire qu'il existe nécessairement une vitesse limite (sauf dans le cas de la mécanique classique où cette vitesse limite est en fait infinie). Et donc on n'a même pas à postuler l'existence d'une vitesse limite car c'est une conséquence du modèle étudié, ce qui d'une certaine façon est plus satisfaisant : la relativité restreinte apparaît comme la seule possibilité offerte à la nature (sous les hypothèses que l'on considère). Historiquement, je crois que c'est effectivement la première approche qui a été suivie, car dictée par l'expérience. Mais la seconde est tout aussi valable.

[reivax 0]

hérisson
ma question était de savoir si en partant d'un point A plus vite que la vitesse de la lumière ( ex une étoile) et en arrivant au point B avant l'information lumineuse était une façon de venir du futur?
Le referentiel est une notion non négligeable dans la question, je sais. mais c'était là tout le sens de la question.

[Ce message a été modifié par reivax (Édité le 24-03-2005).]

[spectroman 0]

Bonjour à tous,
Il me semblerait que le temps soit une fractale , un nombre réel compris entre 3 et 4, qui fluctuerait entre 3 et 4 qui sont des dimensions.
Nous sommes limités à 3 dimensions et Paul Couteau a écrit un livre sur le concept d'univers supérieur à 3 dimensions, mais je ne me souviens plus du titre.
Ainsi des habitants d'un univers à 4 dimensions nous verraient de la même façon que nous à 3 dimensions nous voyons une surface plane à 2 dimensions.
Par contre étant à 3 dimensions, nous ne pourrions pas "voire" des habitants d'un univers à 4 dimensions.
En mathématiques les espaces vectoriels de dimension 4 et infinie se manipulent très bien, et j'ai côtoyé des étudiants en thèse de mathématiques à l'université de Nice qui travaillaient sur les n-catégories. Je faisais un lien entre ce qu'ils m'expliquaient et les relations qui pouvaient exister entre toutes les étoiles d'un amas ouvert et aussi les étoiles de notre galaxie. Par exemple , la gravité, les inter-actions etc...
Jean-Pierre Luminet a écrit aussi un ouvrage sur l'univers chiffonné. Je ne l'ai pas encore lu. Mais l'idée, est qu'en passant par des trous de ver (des sortes de trous noirs qui créent des passages dans l'espace-temps), on pourrait se retrouver
à l'autre bout de l'univers.
Si on voyageait à la vitesse de la lumière, d'après la relativité, celui qui est en mouvement ne viellirait pas.
C'est le paradoxe des Jumaux :
L'un reste sur terre, l'autre fait un aller-retour sur proxima du Centaure à la vitesse de la lumière.
Le premier resté sur terre a vielli d'environ 8 ans, l'autre qui a fait le voyage revient avec quasiment le même âge.
Il ya aussi des débats d'astrophysiciens : peut-on considérer l'univers comme un objet quantique ?
Mais ce sont des modèles, des théories qui ont besoin d'être vérifiées
expérimentalement et réciproquement , on peut obtenir des résultats aux quels on ne s'attend pas,qu'on ne comprend pas ou alors qui au contraire valident un modèle .

Bonne journée

Spectroman

[AstroMateur 0]

Mais non Dg2, je mélange pas tout, pas plus que je fais du révisionisme de comptoir...

Je connais très bien la composition des vitesses de la mécanique classique ou de la cinématique, j'ai d'ailleurs eu du mal à gober la relativité restreinte croyant dur comme fer à la véracité de la mécanique classique et à sa sacrosainte composition des vitesses, m'enfin je l'ai admise depuis comprenant qu'elle se situait à l'échelle des très grandes vitesses, encore qu'il soit difficile d'admettre que la taille des objets ou l'écoulement du temps varient en fonction de la vitesse et du référentiel...

Mais oui je l'aime bien Albert, même nobélisé pour autre chose que la relativité...
Mais j'ai quand même été assez surpris d'apprendre qu'il avait repris une idée qui était dans l'air du temps, à son époque, et a su la mettre en forme, je pensais que l'idée initiale était de lui, ça n'enlève rien à son génie et ça n'est pas du révisionisme, terme un peu fort, que de resituer un peu le contexte...

Moi ce qui m'épate, c'est pas de connaitre la nationalité du découvreur, n'étant pas adepte des musiques cadencées, mais se dire que ces découvreurs l'on fait avec très peu de moyens techniques juste la tronche...

A+

[SBrunier 13]

Intéressantes, vos remarques...

Tiens, en passant, deux réflexions, une pour astromateur, l'autre pour dg2...

C'est vrai qu'on a pas besoin de canoniser, déifier le Grand Albert pour reconnaitre son génie, mais c'est vrai qu'il a eu aussi des comportements très très très humains... par exemple en bloquant, l'air de rien, pendant je crois un an, le travail de Kaluza-Klein pendant qu'il leur "empruntait" leur travail. je cherche mes sources sur cette anecdote tristounette sur deux grands oubliés de la physique...

Par ailleurs, je me suis dit en vous lisant "Tiens, mais qu'est ce qui serait arrivé si Einstein avait choisi plomberie ou boxe Française plutôt que génie de la physique ? Combien de temps aurait on attendu E = MC2, combien de temps aurait ton attendu la relativité générale ? A mon humble avis, pas plus de 10 ans, mais qu'en pensez vous ? "

S

[dg2 2 034]

> SBrunier

Plus connue est la réaction d'Einstein aux premiers modèles d'univers non statiques. "Vos mathématiques sont belles, mais votre sens physique déplorable", aurait-il lancé à Lemaître (ou Friedmann ?). Mais il ne s'agissait pas de maneouvres pour empêcher une sorte de plagiat, mais plutôt un préjugé philosophique qui l'a induit en erreur (qu'il a reconnue après coup). Il est clair en tout cas qu'à l'époque le gars qui prétendait faire de la relativité générale sans la bénédiction d'Einstein ne devait pas être aidé pour publier...

Pour les découvertes de la relativité restreinte et générale, Einstein a clairement dit que "En 1905 la communauté scientifique était mûre pour la relativité restreinte" (je cite de mémoire), et que les choses se seraient inéluctablement et rapidement faites sans lui. Pour la relativité générale, c'est beaucoup plus difficile à dire. Une anecdote d'aujourd'hui parle de cela, en rapport avec la théorie des cordes. A ceux qui disent (non sans quelque raison) que la théorie des cordes ne fait pas de prédictions, les théoriciens des cordes aiment à citer Witten qui avait dit en substance : "la théorie des cordes prédit la relativité générale". "Mais la relativité générale a été découverte par Einstein il y a 90 ans !", leur répond-on "Oui, mais c'est un accident de l'histoire" répondent paraît-il les théoriciens des cordes, au motif que la théorie des cordes s'inspire de la mécanique quantique et de la relativité restreinte mais pas directement de la relativité générale. Tout cela ne me convainc pas car il est probable que si la relativité générale n'avait pas été découverte par Einstein, il y a des tas d'effets de relativité générale qui ont été découverts dans le système solaire et ailleurs qui auraient sans doute stimulé les recherches. On peut bien sûr imaginer un monde où personne n'aurait eu accès à de tels résultats, ce qui paraît assez irréaliste, mais pourquoi pas ? Il est déjà diffcile de cerner dans quelles circonstances exactes telle ou telle découverte a été faite quand on connaît le contexte, alors imaginer comment les choses se seraient passées si les choses avaient été différentes semble encore plus difficile.

En tant que chercheur, il ne faut pas avoir la prétention de dire que ce que l'on fait n'aurait jamais pu être fait par d'autres. Sauf à imaginer que l'humanité courre à sa perte à brève échéance, il semble plus raisonnable de dire que ce qui n'a pas encore été fait ou trouvé par nous ou nos glorieux aînés le sera tôt ou tard. Mais en même temps, il incombe à tout chercheur de faire de son mieux pour faire avancer les choses le plus vite possible, et les plus grands se caractérisent par le fait qu'il font beaucoup plus progresser les choses que nombre de leurs congénères réunis. Je connaissais l'anecdote de je ne sais plus quel résultat énenoncé vers 1910 par Poincaré peu avant sa mort au sujet duquel il mentionnait dans un article un truc du genre "Comme la démonstration de ce résultat est particulièrement difficile, je prends la peine de la donner". Je ne connais pas les détails de l'anecdote (je ne sais même pas de quel résultat il s'agit), mais je vois plus de lucidité que de prétention dans cette phrase. Il faut de toute façon être pragmatique : il y a clairement des aventures scientifiques auxquelles on aurait aimé participer, mais qui ont eu lieu "trop tôt". Il y a en même temps des résultats "simples" (entre guillemets) qui ont beaucoup tardé à être découverts. Un exemple qui me vient en tête est celui de la relaxation violente, qui aurait pu être découvert par Newton (c'est un problème de gravitation universelle), mais qui l'a été près de trois siècles plus tard par Lynden-Bell.

[herisson 0]

>reivax
C'était un petit essai poètico-philosophique (dont j'aime assez la teneur), mais je dois avoir loupé mon coup