Quand on tire sur la corde...

[Thierry Legault 5 808]

Mais si j'ai répondu : la notion de "vitesse du spot" n'existe pas, le spot n'étant qu'une collection de photons qui vont tous à la vitesse de la lumière dans des directions éventuellement différentes

[Lucien 11 292]

La réponse de AlSvartr qui proposait que le spot allait parvenir sur la seconde étoile en quelques secondes, n'est pas possible.
Comme tu l'indiquais, le spot n'est pas un fil rigide.

On pourrait poser la question autrement et sans faire intervenir la notion de vitesse :
au bout de combien de temps (sur Terre), le faisceau réorienté va arriver sur la seconde étoile ?

La réponse est de cinq ans (vitesse de la lumière et pas fil rigide).
Et on verra le spot sur l'étoile au bout de 10 ans; depuis la terre un aller-retour.

J'aurais du choisir des planètes plutôt. C'est dur d'éclairer des étoiles !

----------------------------------------
Dans les expériences de pensée amusantes, il y en a une autre.
Supposons que l'on fasse tourner un spot lumineux de façon circulaire à raison de une rotation par seconde.
La source du spot est au centre d'un planétarium de rayon 300000 Km.
Le spot met donc une seconde avant de frapper la surface du planétarium.
L'observateur se trouve près de la source lumineuse.
Il voit le spot tourner mais à quelle vitesse apparente ?
(Spot = tache lumineuse sur la surface du planétarium)

Bonne nuit,

Lucien

[AlSvartr 2 951]

"La réponse de AlSvartr qui proposait que le spot allait parvenir sur la seconde étoile en quelques secondes, n'est pas possible.

Comme tu l'indiquais, le spot n'est pas un fil rigide.
On pourrait poser la question autrement et sans faire intervenir la notion de vitesse :
au bout de combien de temps (sur Terre), le faisceau réorienté va arriver sur la seconde étoile ?

La réponse est de cinq ans (vitesse de la lumière et pas fil rigide).
Et on verra le spot sur l'étoile au bout de 10 ans; depuis la terre un aller-retour.

J'aurais du choisir des planètes plutôt. C'est dur d'éclairer des étoiles !"

Désolé mais je maintiens ce que je dis ma réponse est non seulement possible, mais est correcte: le spot n'est pas un objet qui violerait la causalité en allant plus vite que la vitesse de la lumière, c'est un peu comme la vitesse de phase dans la propagation d'une onde :-) Ou alors je n'ai pas compris ton problème...

"
Dans les expériences de pensée amusantes, il y en a une autre.
Supposons que l'on fasse tourner un spot lumineux de façon circulaire à raison de une rotation par seconde.
La source du spot est au centre d'un planétarium de rayon 300000 Km.
Le spot met donc une seconde avant de frapper la surface du planétarium.
L'observateur se trouve près de la source lumineuse.
Il voit le spot tourner mais à quelle vitesse apparente ?
(Spot = tache lumineuse sur la surface du planétarium)"

Le spot tournera à une rotation par seconde, et semblera même totalement synchro avec le faisceau (vu depuis l'observateur qui tient la lampe) qui émet car ayant un retard de deux secondes, soit deux rotation complètes (au bout d'une seconde, la lampe émetrice revient à la même place et le faisceau émis à cet angle touche la surface, ensuite au bout d'une seconde supplémentaire, le faisceau revient, et semble synchro avec la position de la lampe (bon c'est un hasard, il n'y avait qu'à prendre une surface un peu plus proche ou éloignée pour avoir une décalage)

Simon

[AlSvartr 2 951]

Denis, ce spot peut se "déplacer" à vitesse supra-luminique sans violer quoi que ce soit: il n'y a aucune contre-indication car ce n'est pas un objet véhiculant une information, il n'y a aucune causalité en jeu concernant ce "spot". Pour le dire autrement, ce déplacement n'est qu'une illusion, le seul déplacement dont il est vraiment question ici est celui des ondes lumineuses/photon depuis la lampe vers la surface de l'étoile/planète et leur retour à l'envoyeur. Et aucun soucis à ce niveau-là.

[JMBeraud 1 772]

Un peu comme l'ombre d'une éclipse qui, vue depuis un point très éloigné, peut allegrement dépasser la vitesse de la lumière. Rien de choquant car l'ombre n'est pas une particule.

Sinon pour les photons, et pour démentir Thierry Legault, la vitesse de la lumière peut très bien être dépassée par une particule. Simplement il ne faut pas que ce soit dans le vide . Effet Tcherenkov je pense que vous connaissez.

Jean-Marc

[Lucien 11 292]

Bonjour les amis et salut Denis !

C'est sympathique de discuter ainsi; rien à gagner, ni à perdre, pas d'honneur en jeu...
Si on se trompe ou pas, on apprend toujours quelque chose.

Voici comment je vois ces questions récréatives; on peut vivre sans en parler bien sûr.

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Problème du spot lumineux depuis la Terre, dirigé sur la planète 1 et que l'on réoriente brusquement vers la planète 2 :
On va supposer que le spot à l'origine est déjà arrivé sur la planète 1.

Rappel :
Distance(Terre, planète 1) = Distance(Terre, planète 2) = 5 années-lumière
Distance(planète1, planète2) = 1 année-lumière

Que se passe-t-il alors, à la réorientation du spot lumineux qui brusquement vise la planète 2 ?
Seuls les photons partant du spot au moment de la nouvelle visée sont affectés.
Ceux partis avant continueront à aller vers planète 1.
Donc, la planète 2, recevra les photons cinq ans plus tard sa visée.
Aucun problème de vitesse particulier; vitesse de la lumière classique.

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Deuxième cas de figure :

Supposons que l'on fasse tourner un spot lumineux de façon circulaire à raison de une rotation par seconde.
La source du spot est au centre d'un planétarium de rayon 300000 Km.
Le spot met donc une seconde avant de frapper la surface du planétarium.
L'observateur se trouve près de la source lumineuse.
Il voit le spot tourner mais à quelle vitesse apparente ?
(Spot = tache lumineuse sur la surface du planétarium)

AlSvartr,
tu indiquais que le spot tournera bien en une seconde, comme la source mais avec un retard constant de 2 secondes, référence à l'observateur;
une seconde aller et une seconde retour.
Ce qui nous intéresse ici, ce n'est pas si le spot parait ou pas synchronisé à la lampe rotative mais la vitesse du spot sur le planétarium et calculée par l'observateur.
(On peut être synchrone et avec un déphasage constant mais ce n'est pas la question).

L'observateur voit donc le spot tourner en une seconde et pourra calculer sa vitesse connaissant le rayon du planétarium :
V = D / T = 2Pi.R / T = 6.28 x 300000 / 1s = 6.28 fois la vitesse de la lumière.
Il tourne vite ce spot et on ne viole aucune loi, comme tu l'indiques AlSvartr.
Erreur ou pas ?

Lucien

[baroche 8 512]

L'observateur voit le faisceau du spot parcourir 1'884'960km en 1 seconde (circonférence de ton planétarium) , mais les photons ne dépasseront pas pour autant la vitesse de la lumière car ils vont en ligne droite sans déplacement latéral, le tout formant une spirale de photons ...

[Alain MOREAU 7 318]

Oui, une spirale de photons (zoli tout plein ) comme un pulsar forme une spirale d'ondes radios dont le front d'onde touche successivement à chaque milliseconde des régions d'espace éloignées de centaines, voire milliers d'a.l...
Aucune erreur Lucien : la projection du spot peut se mouvoir à une vitesse apparente aussi superluminique que l'on veut sans qu'à aucun moment la lumière qui l'a formé n'ait dépassé C
Ce spot n'est pas un objet physique : il ne se transporte pas d'un point à l'autre.
Le spot vu à un instant t, n'est qu'une réflexion instantanée en un lieu donné, d'une lumière émise puis réfléchie depuis une direction donnée.
A l'instant t+1, c'est une autre lumière émise puis réfléchie depuis une autre direction : il n'y a aucune relation de causalité entre le spot formé en t et celui formé en t+1.
Si dans ton exemple on place un observateur à 300000km de la source sur la trajectoire du spot, il ne verra rien arriver d'autre que la brève illumination en provenance de la source, comme un phare.
Si le spot a précédemment illuminé un autre lieu sur sa trajectoire (ainsi la voûte de ton planétarium géant) ceci ne pourra être perçu de l'observateur placé à sa surface qu'après que la lumière réfléchie - ou diffusée - par cet objet (ou écran) lui soit parvenue : ça prendra le temps que ça prendra, mais toujours plus longtemps que sur la géodésique la plus courte entre la source directe et lui.
Dans ce cas l'observateur sera dans la même configuration que ce qui nous fait observer sur certains objets astrophysiques (noyaux actifs de galaxie par exemple) des jets "superluminiques" : une simple illusion d'optique due à l'angle d'observation.
Ainsi lorsqu'un front d'onde se déplaçant à C atteint puis illumine un "écran" presque perpendiculaire à sa source - genre coquille de gaz autour d'une SN par exemple - on peut voir se propager l'onde d'ionisation successivement à des régions trop éloignées les unes des autres sur le front d'onde pour qu'elles puissent être en relation causale, un "spot" similaire, superluminique sans qu'aucun objet n'ait pourtant dépassé C.
Si on regarde de plus près, c'est simplement que la cause s'est propagée, elle, sur un axe quasi perpendiculaire : en fait ce qu'on a observé n'était que l'effet successif d'une cause unique sur des régions d'espace différentes.
De même si au lieu de ton projecteur ridicule tu allumes instantanément un soleil au centre de ton planétarium géant, tu ne seras pas surpris de voir toute ta voûte s'illuminer d'un seul coup en totalité une seconde plus tard - quelle qu'en soit l'extension spatiale - la propagation de la cause étant dans ce cas d'école parfaitement perpendiculaire à l'effet
Pourtant aucune lumière n'a pu se propager instantanément d'un point de la voûte à son antipode, nous sommes bien d'accord ?
Ce n'était nullement nécessaire pour qu'elle soit éclairée aussi.

[LAURATT 1]

le problème de départ ressemble un peu a celui d'un séisme: des forces produisent une rupture dans les roches du sous-sol, cette rupture génère un déplacement brutal des roches qui lui-même provoque des vibrations qui peuvent comprimer ou étirer la matière selon différents axes. La vitesse de propagation de cette vibration est environ entre 5et10km/s dans les roches terrestres, cette vitesse est plus rapide que dans un matériau plus fluide comme l'eau (1.5km/s) et bien plus rapide que dans l'air: un matériau encore plus fluide(0.3km/s)...on est loin de la vitesse de la lumière. J'ai du mal a imaginer que dans une corde traditionnelle,que cette vitesse dépasse quelques km/s. Mais la physique des matériaux doit avoir une réponse plus précise.

mais bon si on fume avec la théorie des cordes...

[Lucien 11 292]

Superbes explications Alain et super-lumineuses !

J'avais imaginé ce scénario de planétarium qui peut-être, a déjà été utilisé ?
Au moment où l'on trouve presque tout sur Internet, c'est pas mal dans un premier temps du moins, de faire abstraction de toutes ces informations.

C'est parfois assez frustrant, lorsqu’on demande une information à quelqu'un, que celui-ci vous envoie un lien vers une possible réponse.

Lucien

[barnabé 444]

PierreJL a initié ce fil pour proposer un déplacement instantané et envoyer un signal plus rapidement que la vitesse de la lumière à l’aide d’une corde tendue…… mon intention et de reprendre la même idée avec une autre « ficelle »
Jusqu’à la fin du 19ième siècle les savants pensaient qu’il y avait une similitude entre l’air qui transporte le son et la lumière qui devait être transportée par un fluide : l’éther…je continue à adhérer à cette idée mais en plus je pousse plus loin la similitude :
Lorsqu’un objet se déplace dans l’air à une vitesse inférieure à celle du son, l’air, est averti de la présence de l’objet et anticipe cette arrivée en s’écartant sur la trajectoire. Si la vitesse devient supérieure à la vitesse du son, l’air n’est plus informé de l’arrivée de l’objet et il se produit un choc violent et un « bang » supersonique l’air se comporte en fluide incompressible, c'est-à-dire que ce « bang » se transmet instantanément dans tout l’environnement et sur une distance très supérieure à celle qui est affectée par le son subsonique ;
Si je reprends la phrase ci-dessus et que je remplace le son par la lumière et air par éther j’obtiens la phase suivante :
Lorsqu’un objet se déplace dans l’éther à une vitesse inférieure à celle de la lumière, l’éther est averti de la présence de l’obstacle et anticipe son arrivée en s’écartant sur la trajectoire.Si la vitesse devient supérieure à la vitesse de la lumière, l’éther n’est plus informé de l’arrivée de l’objet et il se produit un choc violent et un « ? » superluminique l’éther se comporte en fluide incompressible c'est-à-dire que ce » ? » se transmet instantanément à tout l’environnement et sur une distance bien supérieure à celle qui est affectée par la lumière de l’objet.
Sachant qu’il n’est pas raisonnable d’envisager le déplacement d’un objet à une vitesse supérieure à celle de la lumière, je pense obtenir le même résultat si mon objet, qui est une masse, apparaît brutalement….. Donc je pense « ma ficelle » peut fonctionner au moment du big-bang….. Il y a déjà quantité de choses que l’on ne comprend pas à ce moment là, donc une de plus ou une de moins…. !

[ChiCyg 0]

barnabé :

quote:

---

c'est-à-dire que ce « bang » se transmet instantanément dans tout l’environnement et sur une distance très supérieure à celle qui est affectée par le son subsonique

---

Non, le bang se propage à la vitesse du son et son intensité décroit avec le carré de la distance.

[PierreJL 191]

Merci à tous pour vos réponses !

Je pense maintenant qu'il faudrait effectivement déterminer la vitesse du son dans la "corde" pour connaître les effets.
Selon la matière, la vitesse varie considérablement. Dans les céramiques, cela peut dépasser les 10km/s.

[astrovicking 893]

Oui, bon je n'ai pas tout suivi, mais il ne faut pas confondre la vitesse de propagation de l' énergie qui est limitée par la valeur de C (C étant une constante égale à la vitesse de la lumière dans le "vide") et le fait que, par exemple, le balayage d'un spot à distance donnée, puisse être à vitesse largement supraluminique, cela ne viole en rien les lois de la physique:

si je me trouve à mettons, 1000 années-lumière d'un pulsar qui tourne à mettons un tour par seconde, je vais bien recevoir le spot toutes les secondes, si je considère la circonférence de tous les points se trouvant comme moi à 1000 années-lumière de ce pulsar et balayé par le spot, il est bien évident que la vitesse du spot de mon pulsar parcourant cette circonférence de 6283 années-lumière sera hyper-luminique puisse qu'il aura parcouru 6283 années-lumière en une seconde, seulement cela ne viole aucune loi physique puisqu'aucun corpuscule ou onde ou quoi que ce soit provenant du pulsar n'aura à aucun moment dépassé C, mais en fait cette vitesse du spot sur cette circonférence est illusoire puisque le spot n'est qu'un effet de la propagation des photons émis par le pulsar mais ne transporte en lui même aucune énergie.

Dans le genre amusant, je me suis laissé dire qu'avec une paire de ciseaux géante (de l'ordre de quelques km) la vitesse du déplacement du point de croisement des deux lames pouvait assez aisément être supraluminique, bon, les grands ciseaux ne sont pas évidents à fabriquer, mais je pense qu'on peut sans trop de mal remplacer avantageusement les fils des deux lames par deux lasers que l'on croise, ou même deux fils tendus(même s'ils sont obligatoirement courbés il se croiseront assez rapidement, enfin je crois) , ça devrait le faire: mais là encore aucune énergie n'est transportée par le point de croisement en lui même, rien n'est violé...

Bon, d'un autre coté, je vous dis ça mais mes études de physique se sont terminées en TC il y a déjà un bon bout de temps, après ce ne sont pas mes études musicales qui m'ont en fait faire beaucoup....

[Ce message a été modifié par astrovicking (Édité le 22-05-2014).]

[astrovicking 893]

Euh, en ces heures d'insomnies, je dirais même plus.... Avec mes deux lasers là, en les croisant (où les décroisants) la vitesse de translation du point de croisement des faisceaux tend rapidement vers l'infini, non?
Et ceci tout-à-fait indépendamment de la vitesse de mes petits photons...

[Ce message a été modifié par astrovicking (Édité le 22-05-2014).]

[ChiCyg 0]

astrovicking, dans le cas des ciseaux, la matière des extrémités devrait se déplacer à vitesse supraluminique, ce qui est impossible : il faudrait leur fournir une énergie plus qu'infinie .

[astrovicking 893]

Quelque chose m'échappe, si mes ciseaux imaginaires font 3km de long (restons raisonnables ), il faut donc refermer les lames en un cent millième de seconde pour que le point de fermeture des lames se déplace à un peu plus que C:
si les lames sont écartées au bout des ciseaux de 1mm, or c'est là que la vitesse de déplacement des particules composant les lames est la plus importante, leur vitesse ne sera au maximum, en supposant qu'une des deux lames reste fixe, que d'un mm en un cent millième de secondes soit 360 km/h,
je ne vois pas ou est la vitesse supraluminique, je suis troublé.

[Ce message a été modifié par astrovicking (Édité le 22-05-2014).]

[ChiCyg 0]

J'avais pas capté que tu t'intéressais au point de croisement des ciseaux, mais alors il faudra que les lames de ton ciseau soient super bien dressées et restent super bien droites même accélérées jusqu'à 360 km/h, sinon le point de croisement va avancer à vitesse irrégulière et même reculer ... D'ailleurs quelles formes doivent avoir les lames pour que le point de croisement avance à vitesse constante lorsque les extrémités se rapprochent à vitesse constante ?

[astrovicking 893]

"J'avais pas capté que tu t'intéressais au point de croisement des ciseaux,"

Ben... à quoi d'autre en matière de ciseaux aurais-je bien pu m'intéresser?

"sinon le point de croisement va avancer à vitesse irrégulière et même reculer"

Oui ce qui ne change pas grand chose, puisque s'il recule quelque instants il n'en avancera que plus vite ensuite...

Oui, bon, je ne vais pas construire demain une paire de ciseaux de 3km non plus...
C'est bien la raison pour laquelle que je suis très vite passé au point de croisement de deux faisceaux lasers.

Sinon je ne suis pas un génie de la physique, et pour info, cette histoire de ciseaux géants, je ne la sort pas de mon chapeau, comme je l'ai écris "je me suis laissé dire...": j'ai entendu ça lors d'une conférence d'un physicien, il me semble me souvenir qu'il s'agissait d'Etienne Klein (mais peut être J.P. Luminet, mais il me semble bien que le coup des ciseaux c'était Klein), cela faisait partie d'une réponse à une question d'un auditeur sur la vitesse de la lumière par rapport à l'expansion de l'univers, mais comme je ne suis plus tout à fait sûr des circonstance et de l'auteur, c'est pour ça que je ne l'avais pas précisé, il me semble bien que justement Klein avait évoqué cette anecdotique paire de ciseaux fictive pour exprimer que certains ""phénomènes"" pouvaient aller plus vite que C dans l'Univers sans pour autant contrevenir en quoi que ce soit à la Relativité.

[Ce message a été modifié par astrovicking (Édité le 22-05-2014).]

[ChiCyg 0]

Il me semble que les exemples réellement observés de jets qui paraissent superluminiques sont plus intéressants et donc plus pédagogiques que des exemples fictifs.

[astrovicking 893]

Peut-être, mais c'est un tout autre débat que celui sur la pédagogie de Klein ou Luminet...

Ici au départ, on tirait sur une corde...

[Ce message a été modifié par astrovicking (Édité le 22-05-2014).]

[ChiCyg 0]

... et maintenant on joue du ciseau

[astrovicking 893]

Et oui, les ciseaux coupent la corde, c'est cohérent!

Le malheureux jet pseudo-supraluminique il est bien loin de tout ça, d'ailleurs il n'a pas inventé le butyrotome...