Dany a écrit :Richard, croit que la vitesse du son est invariante parce qu'il entend un avion qui passe au dessus de lui à mach 2 et qui s'éloigne.
Dans le fond, il faudrait peut être arrêter de l'ennuyer...
Il confond le comportement d'une onde sonore avec celui d'une onde lumineuse. En fait, il y a bien un point commun. La vitesse du son, comme celle de la lumière, comme la vitesse de toute onde, sont indépendantes de la vitesse de leur émetteur.
Par contre, la vitesse du son par rapport à un référentiel dépend de la vitesse de son milieu de propagation par rapport à ce référentiel. La vitesse du son dans l'avion s'ajoute à celle de l'avion si on veut connaître la vitesse du son dans l'avion
par rapport au sol. Il n'y a rien de tel avec la vitesse de la lumière. En particulier, contrairement au son, il n'y a pas de milieu de propagation des ondes lumineuses dont la vitesse serait observable et s'ajouterait à celle de la lumière.
A l'époque où a été imaginée l'expérience de Morley Michelson, on pensait que la lumière se propageait dans un milieu, mais que, en dehors de la lumière, les objets se propageaient en conformité avec la Relativité galiléenne, c'est à dire en respectant :
- l'invariance de la longueur des objets par changement de référentiel inertiel,
- l'invariance de la durée séparant deux évènements lors d'un changement de référentiel inertiel,
- l'invariance de la simultanéité lors d'un changement de référentiel inertiel.
Il s'avère qu'avec ces hypothèses, c'est à dire en Relativité galiléenne (une Relativité incompatible avec les équations de Maxwell), il est possible de mesurer la vitesse d'un observateur par rapport au milieu de propagation des ondes lumineuses.
En effet, dans le cadre de la Relativité galiléenne, le temps d'aller retour de la lumière le long du bras de longueur L d'un interféromètre de Morley-Michelon se déplaçant à vitesse v par rapport au milieu supposé de propagation des ondes vaut :
- dans le sens longitudinal T// = T1+ T2 où T1 = L/(c-v) et T2 = L/(c+v) d'où T// = (2L/c)/(1-v²/c²)
- dans le sens transversal cT | = 2(L²+(vT/2)²)1/2 (cf Pythagore)
On a donc :
- T// = (2L/c)/(1-v²/c²)
- T | = (2L/c)/(1-v²/c²)1/2 = T// x (1-v²/c²)1/2 < T//
L'expérience de Morley-Michelson a confirmé, au contraire, que ces deux temps d'aller-retour étaient en fait égaux.
Il est à noter que l'idée selon laquelle les ondes de lumière et de matière se propageraient dans un milieu n'est ni physiquement, ni mathématiquement incompatible avec la Relativité Restreinte. Il suffit simplement de prendre en compte la contraction de Lorentz. Dans ce cas, en considérant qu'il y a contraction de Lorentz en (1-v²/c²)
1/2 du bras de l'interféromètre dans le sens longitudinal et pas de contraction dans le sens transversal, les deux durées d'aller retour de la lumières deviennent égales, car on a alors (calcul élémentaire) :
T// = (2L(1-v²/c²)
1/2)/c)/(1-v²/c²) = T
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Le conflit entre Relativité Restreinte et hypothèse d'un milieu de propagation des ondes, ou même simplement d'un référentiel inertiel privilégié, se situe uniquement à un niveau métaphysique. En effet, les lois de la physiques étant invariantes (en fait localement, mais je passe sur ce point) par changement de référentiel inertiel, il n'est pas possible de mesurer la vitesse de l'observateur vis à vis de ce milieu supposé de propagation des ondes.
Donc, conformément au rasoir d'Occam, on laisse tomber l'hypothèse d'un référentiel inertiel privilégié. Il s'agit du référentiel inertiel privilégié que Richard appelle de ses vœux sans le savoir. Ignorant cette possibilité, il introduit des incohérences dans la Relativité Restreinte pour la rendre plus conforme à ses attentes alors que c'est inutile. Pour réintroduire un temps absolu sans laisser tomber l'invariance relativiste (vérifiée, revérifiée et rerevérifiée) il suffit de faire l'hypothèse que le "vrai temps", les "vraies durées, les vraies simultanéités, sont celles relatives à un référentiel inertiel privilégié.
J'attends encore un peu que Richard finisse par comprendre (je fais peut-être preuve d'un optimisme excessif, mais sait-on jamais ?), mais si ça ne vient pas, j'expliquerai comment on peut comprendre le ralentissement du temps avec une light clock en mouvement à vitesse v par rapport à un référentiel inertiel, sans attendre que ça finisse par faire tilt chez Richard (ça ne viendra peut-être pas).
A
