Forum Sceptique

L'expérience de Morley-Michelson a montré que la vitesse de la lumière est invariante pour tout observateur qui reçoit un signal lumineux. De cette observation des scientifiques -Poincaré et surtout Einstein- ont élaboré une théorie dite de la relativité où la vitesse de la lumière est une vitesse limite pour toutes les ondes et pour tous les corps.
Le plus drôle -si je puis dire- c'est que la vitesse de la lumière n'est pas invariante pour celui qui émet le signal.
Qu'on trouve des particules allant plus vite que la lumière n'est pas surprenant: tout dépend de quel point de vue on se place, celui de l'émetteur ou du récepteur.

Salut richard,

Tu dis :

la vitesse de la lumière n'est pas invariante pour celui qui émet le signal.

Référence?

Denis

richard a écrit :la vitesse de la lumière n'est pas invariante pour celui qui émet le signal.

Bonsoir

et si justement, c'est bien pour ça que les lois de la physique sont les même partout dans l'univers, quelque soit l'observateur.

un peu de logique: pour le récepteur -celui qui reçoit le signal- la vitesse de la lumière est invariante, c'est à dire que le signal met le même temps pour lui parvenir que la source soit mobile ou fixe, mais pour l'émetteur entre le moment de l'émission et celui de sa réception cet observateur s'est déplacé d'une longueur vt, il se trouve donc à une distance (c + v)t de lui : pour l'émetteur le signal parvient au récepteur à la vitesse (c + v), tandis que pour le récepteur la vitesse est bien invariante, égale à c.
Il y a deux solutions: soit la vitesse de la lumière est invariante pour le récepteur -mais elle ne l'est plus pour l'émetteur- soit elle est invariante pour l'émetteur -mais alors elle ne l'est plus pour le récepteur- car la distance entre les deux n'est pas la même au moment de l'émission du signal qu'au moment de sa réception.
Boire ou conduire, il faut choisir!

curieux a écrit :eh si justement, c'est bien pour ça que les lois de la physique sont les mêmes partout dans l'univers, quelque soit l'observateur.

non ce n'est pas pour cela que les lois sont les mêmes, c'est un principe, dit principe de relativité.

richard a écrit :un peu de logique: pour le récepteur -celui qui reçoit le signal- la vitesse de la lumière est invariante, c'est à dire que le signal met le même temps pour lui parvenir que la source soit mobile ou fixe, mais pour l'émetteur entre le moment de l'émission et celui de sa réception cet observateur s'est déplacé d'une longueur vt, il se trouve donc à une distance (c + v)t de lui : pour l'émetteur le signal parvient au récepteur à la vitesse (c + v), tandis que pour le récepteur la vitesse est bien invariante, égale à c.
Il y a deux solutions: soit la vitesse de la lumière est invariante pour le récepteur -mais elle ne l'est plus pour l'émetteur- soit elle est invariante pour l'émetteur -mais alors elle ne l'est plus pour le récepteur- car la distance entre les deux n'est pas la même au moment de l'émission du signal qu'au moment de sa réception.
Boire ou conduire, il faut choisir!

D'après les articles que j'ai lu, je comprend que l'additivité des vitesses a été abandonné pour la lumière car elle ne concorde pas avec l'expèrience.

http://www.techno-science.net/?onglet=g ... ition=1711

"Minkowski, Lorentz, Poincaré et Einstein introduisirent cette question dans la théorie galiléenne, et s'aperçurent de la nécessité de remplacer un principe implicite et inexact par un autre compatible avec les observations :
- il fallait renoncer à l'additivité des vitesses (admise par Galilée sans démonstration) pour la lumière ;
- introduire un nouveau concept, la constance de c (constaté par l'expérience)."

Ca me semble aller a l'encontre de ce que vous dites, ou alors je n'ai rien compris et je veux bien qu'on m'explique !

eatsalad a écrit :D'après les articles que j'ai lu, je comprend que l'additivité des vitesses a été abandonné pour la lumière car elle ne concorde pas avec l'expèrience.

D'après ma maigre compréhension de la physique c'est aussi ce que j'ai retenu. Dès que qq'un se met à dire des choses comme "le truc a donc une vitesse de c+x (avec x>0)" alors je sais (parce que je n'ai aucune raison de ne pas faire confiance à une physique qui a prouvé sa justesse depuis presque un siècle) que ce qq'un se trompe.

Par exemple on me donne souvent ce genre d'exemple:
1. Tu es dans un train qui file à 100Km/h. Si tu marches jusqu'au wagon-bar à l'avant du train ta vitesse alors ta vitesse est d'environ 105Km/h (sous entendu par rapport à la Terre)
2. Tu allumes l'ampoule d'un wagon dans un train qui file à 100Km/h. La lumière qui part de l'ampoule vers l'avant du train a une vitesse de c+100Km/h

Je réponds oui pour le 1, non pour le 2. Quelque soit sa direction et la vitesse relative de déplacement de sa source émettrice par rapport à n'importe quelle référence, la lumière se "déplace" à une vitesse de c.
Aussi peu intuitif que ça puisse paraitre.

Damien

je disais simplement que la distance entre l'émetteur et le récepteur n'était pas la même au moment de l'émission du signal et au moment de sa réception et que la lumière qu parcourt cette distance en un temps t devait donc avoir une vitesse différente suivant que l'on considérait l'une ou l'autre, mais tu as surement raison tout ça c'est des bêtises.

Cette discussion aura le mérite de m'avoir fait relire l'entrée "La Relativité restreinte" d'une publication de "La recherche" intitulé "La Physique en 18 mots-clés".

Je vais écrire Ce que j'en retire, par rapport à vos affirmations, car ne maitrisant que très partiellement le sujet, ca limitera les erreurs que je pourrais dire (enfin je pense)!

richard a écrit :L'expérience de Morley-Michelson a montré que la vitesse de la lumière est invariante pour tout observateur qui reçoit un signal lumineux. De cette observation des scientifiques -Poincaré et surtout Einstein- ont élaboré une théorie dite de la relativité où la vitesse de la lumière est une vitesse limite pour toutes les ondes et pour tous les corps.
Le plus drôle -si je puis dire- c'est que la vitesse de la lumière n'est pas invariante pour celui qui émet le signal.
Qu'on trouve des particules allant plus vite que la lumière n'est pas surprenant: tout dépend de quel point de vue on se place, celui de l'émetteur ou du récepteur.

en 1880, Michelson a voulu mettre en évidence le déplacement de la Terre dans l'éther. (éther dont on ne savait rien à l'époque)
On prévoyait que la vitesse de la lumière ne serait pas identique selon qu'on la mesure dans le même sens que le mouvement de la Terre ou dans le sens inverse.
On pensait trouver des écarts de l'ordre de 30 km/h 30 km/s (Merci à Invité de m'avoir corrigé).
Or les résultats, ont formellement montré qu'il n y avait aucune variation dans la vitesse.
Tout se passe comme ci la Terre était immobile dans l'éther.

25 ans plus tard, Einstein arrive et c'est bientot que je vais commencer a avoir plus de mal !

Afin de démontrer le mouvement de la Terre par rapport à l'ether, il énonce le principe de la relativité restreinte:
Les lois de la physique sont les mêmes dans tous les référentiels inertiels.
On ne peut pas s'apercevoir de l'état de mouvement d'un système inertiel en menant des expériences dans celui-ci, car leurs résultats seront toujours équivalent.

De plus, en suivant le principe de relativité, il suppose que la vitesse de la lumière est la même dans tous les systèmes inertiels, quelque soit le mouvement de la source.
N'importe quel mesure fait dans l'importe quel référentiel inertiel donnera toujours la même valeur.
Il montre que c'est que c'est l'idée que nous nous faisons de l'espace temps qui est la cause de notre incompréhension.
Les notions de longueur, de durée et de simultanéité sont complétement redéfinies.

Les deux premières conséquences sont que :
1) si on imagine qu'on est dans un vaisseau produisant une lumiere à l'avant, on la voit s'eloigner a la vitesse c. Si un autre vaisseau nous voit passer il verra la lumière passer aussi à la vitesse c, il conclue que la vitesse du vaisseau quelle qu'elle soit est nécessairement inférieur à c.

2) la simultaneité est relative. si vous allumez une ampoule au centre du cokpit, vous verrez la lumiere atteindra en même temps les parois du cockpit. Un observateur extérieur verra du fait que le vaisseau avance, la lumière atteindre la paroi arriere en premier. Un évenemet simultané dans le premier reférentiel ne l'est pas dans le second.
Les mesures de temps et d'espace sont faussés par le mouvement.

On dit que le temps se dilate, car lorsqu'on observe le temps d'un système en mouvement, il semble s'ecouler plus lentement que le temps du système dans lequel on se trouve.
Pareil pour les longueurs des objets, qui paraissent plus courte dans la direction du mouvement du système observé.

C'est à mon avis pour ca que votre raisonnement ci-dessous est erroné, car la variable temps t n'est pas partagé par l'émetteur et le récepteur, ni la distance parcourue. Par contre, ils partagent la vitesse c de la lumière et aussi une notion d'intervalle espace-temps qui découle des transformations de Lorentz (Ces transformations permettent de faire la relation d'un événement entre deux réferentiels et qui implique que le temps et l'espace sont entremêlés)

richard a écrit :un peu de logique: pour le récepteur -celui qui reçoit le signal- la vitesse de la lumière est invariante, c'est à dire que le signal met le même temps pour lui parvenir que la source soit mobile ou fixe, mais pour l'émetteur entre le moment de l'émission et celui de sa réception cet observateur s'est déplacé d'une longueur vt, il se trouve donc à une distance (c + v)t de lui : pour l'émetteur le signal parvient au récepteur à la vitesse (c + v), tandis que pour le récepteur la vitesse est bien invariante, égale à c.
Il y a deux solutions: soit la vitesse de la lumière est invariante pour le récepteur -mais elle ne l'est plus pour l'émetteur- soit elle est invariante pour l'émetteur -mais alors elle ne l'est plus pour le récepteur- car la distance entre les deux n'est pas la même au moment de l'émission du signal qu'au moment de sa réception.
Boire ou conduire, il faut choisir!

richard a écrit :je disais simplement que la distance entre l'émetteur et le récepteur n'était pas la même au moment de l'émission du signal et au moment de sa réception et que la lumière qu parcourt cette distance en un temps t devait donc avoir une vitesse différente suivant que l'on considérait l'une ou l'autre, mais tu as surement raison tout ça c'est des bêtises.

Voila, maintenant grace a cette lecture j'ai l'impression d'avoir mieux compris la relativité restreinte, j'espere que ce n'est pas qu'une impression

@eatsalad

Petite erreur, c'est 30 km/s.

I.

richard a écrit :je disais simplement que la distance entre l'émetteur et le récepteur n'était pas la même au moment de l'émission du signal et au moment de sa réception et que la lumière qu parcourt cette distance en un temps t devait donc avoir une vitesse différente suivant que l'on considérait l'une ou l'autre, mais tu as surement raison tout ça c'est des bêtises.

on ne peut pas appeler ça des bêtises, c'est tout simplement que les lois de l'univers n’obéissent pas forcément à la logique habituelle.
La notion de distance est aussi relative à l'observateur, le problème est qu'on a tendance à mélanger allégrement les références. En fait, si la vitesse est invariable c'est aussi par le biais de la contraction des distances qui n'est pas la même selon l'observateur impliqué.

oui! tout ce que je dis n'a pas grande valeur; il s'agit plus d'une réflexion personnelle que d'une plongée dans la théorie de la relativité.
Et ce que je dis c'est que la distance entre l"émetteur et le récepteur au moment de l'émission du signal n'est pas la même qu'au moment de sa réception et ce quelque soit la manière de mesurer cette distance, car pendant la transmission du signal ils se sont déplacés l'un par rapport à l'autre.

curieux a écrit :En fait, si la vitesse est invariable c'est aussi par le biais de la contraction des distances qui n'est pas la même selon l'observateur impliqué.

c'est l'expérience de Morley-Michelson qui a montré que la vitesse de la lumière ne variait pas avec la vitesse de la source; la contraction des longueurs n'est qu'une "explication" de ce phénomène.
Cette invariance se traduit par le fait que la lumière parcourt la distance entre la source et le récepteur au moment de l'émission, Lo , en un temps t qui reste le même quelque soit la vitesse de la source; en langage mathématique cela s'écrit: Lo = c t
c étant la vitesse -invariante- du signal.

richard a écrit :oui! tout ce que je dis n'a pas grande valeur; il s'agit plus d'une réflexion personnelle que d'une plongée dans la théorie de la relativité.
Et ce que je dis c'est que la distance entre l"émetteur et le récepteur au moment de l'émission du signal n'est pas la même qu'au moment de sa réception et ce quelque soit la manière de mesurer cette distance, car pendant la transmission du signal ils se sont déplacés l'un par rapport à l'autre.

Oui, mais pour une onde est ce que ca change quelque chose que l’émetteur se soit déplacé ? Car en fin de compte une fois émise l’onde se meut d’une façon autonome, elle n’est pas poussée par son émetteur. (si ?non ?)

eatsalad a écrit :Oui, mais pour une onde est ce que ça change quelque chose que l’émetteur se soit déplacé ?

l'onde met un temps t pour parvenir à l'observateur; entre le moment de l'émission du signal et sa réception la distance entre l'émetteur et le récepteur a varié; suivant que l'on considère la distance initiale Lo ou la distance finale Lt on trouvera des vitesses de propagation différentes c et w:
c = Lo/t
w = Lt/t
et il serait intéressant de savoir quelle est la bonne, amha.

richard a écrit :

eatsalad a écrit :Oui, mais pour une onde est ce que ça change quelque chose que l’émetteur se soit déplacé ?

l'onde met un temps t pour parvenir à l'observateur; entre le moment de l'émission du signal et sa réception la distance entre l'émetteur et le récepteur a varié; suivant que l'on considère la distance initiale Lo ou la distance finale Lt on trouvera des vitesses de propagation différentes c et w:
c = Lo/t
w = Lt/t
et il serait intéressant de savoir quelle est la bonne, amha.

J'ai le sentiment de tourner en rond et vraiment pas à la vitesse de la lumière !

De ce que j'ai compris non il n'y a pas deux vitesses de propagations de la lumiere (dans le même milieu) mais au contraire on constate qu'elle va à la même vitesse partout et quelque soit l'observateur.

En plus quelque chose me chiffone dans votre énoncé et vos formules:

cas initial : Emetteur --------------------------> Recepteur
lum parcours dist Lo en t
cas final : Emetteur --------------------> Recepteur
lum parcours dist Lt en t ?????

si le premier photon sorti de l'emetteur, dans le cas initial, met t secondes à arriver au recepteur, cela ne change rien pour lui que l'emetteur se soit rapproché du recepteur, puisque ce photon n'est pas "attaché" a l'emetteur.
Si on observe le premier photo qui sort du cas que vous avez nommé final, L'émetteur sera plus proche du récepteur la distance sera donc plus courte, il mettra moins longtemps à arriver car il aura la meme vitesse que le photon précedement observé.
le t du cas final sera inférieur au t du cas initial. non ?

eatsalad a écrit :le t du cas final sera inférieur au t du cas initial. non ?

ben non! il n'y a qu'un seul cas: le temps t c'est le temps mis par l'onde pour parcourir la distance qui sépare la source de l'observateur...
après suivant que l'on prenne la distance au moment de l'émission ou celle au moment de la réception du signal, on obtient bien deux vitesses de propagation que j'ai appelé c et w
c'est la façon de voir le phénomène qui change.

richard a écrit :

eatsalad a écrit :le t du cas final sera inférieur au t du cas initial. non ?

ben non! il n'y a qu'un seul cas: le temps t c'est le temps mis par l'onde pour parcourir la distance qui sépare la source de l'observateur...
après suivant que l'on prenne la distance au moment de l'émission ou celle au moment de la réception du signal, on obtient bien deux vitesses de propagation que j'ai appelé c et w
c'est la façon de voir le phénomène qui change.

Je ne comprend pas comment l'onde metterait autant de temps a parcourir une distance plus petite ?

eatsalad a écrit :L'émetteur sera plus proche du récepteur la distance sera donc plus courte, il mettra moins longtemps à arriver car il aura la même vitesse que le photon précédemment observé.
le t du cas final sera inférieur au t du cas initial. non ?

comme je le disais dans mon message précédant il n'y a qu'un seul cas et deux positions différentes:

position initiale : Emetteur --------------------------> Récepteur
le signal parcourt Lo en un temps t
position finale : Emetteur --------------------> Récepteur
le signal parcourt Lt en un temps t

Il ne s'agit pas de deux photons différents mais du même photon, positionné au moment to où il est émis et au moment t+to où il arrive à l'observateur. Par exemple le soleil émet un rayon lumineux à un instant donné mais quand on le perçoit il est certain que le soleil s'est déplacé pendant le temps de la transmission de ce signal (8mn je crois)... mais le soleil est un très mauvais exemple dans le cas qui nous préoccupe car il reste pratiquement à égale distance de la Terre (Lo = Lt), il vaudrait mieux prendre l'exemple d'un avion, mais là le temps de transmission est infime... enfin débrouille-toi, il s'agit d'un exercice de pensée.

richard a écrit :

eatsalad a écrit :L'émetteur sera plus proche du récepteur la distance sera donc plus courte, il mettra moins longtemps à arriver car il aura la même vitesse que le photon précédemment observé.
le t du cas final sera inférieur au t du cas initial. non ?

comme je le disais dans mon message précédant il n'y a qu'un seul cas et deux positions différentes:

position initiale : Emetteur --------------------------> Récepteur
le signal parcourt Lo en un temps t
position finale : Emetteur --------------------> Récepteur
le signal parcourt Lt en un temps t

Il ne s'agit pas de deux photons différents mais du même photon, positionné au moment to où il est émis et au moment t+to où il arrive à l'observateur. Par exemple le soleil émet un rayon lumineux à un instant donné mais quand on le perçoit il est certain que le soleil s'est déplacé pendant le temps de la transmission de ce signal (8mn je crois)... mais le soleil est un très mauvais exemple dans le cas qui nous préoccupe car il reste pratiquement à égale distance de la Terre (Lo = Lt), il vaudrait mieux prendre l'exemple d'un avion, mais là le temps de transmission est infime... enfin débrouille-toi, il s'agit d'un exercice de pensée.

Si il s'agit du meme photon on est d'accord qu'il ne parcourt qu'une fois la distance Emetteur-Récepteur soit une distance Lo dans ton exemple?

je vais prendre l'exemple d'un avion qui est à 30 km de toi et qui s'éloigne à 1080 km/h; le temps mis par la lumière pour te parvenir est t = 30km/300 OOO km/s = 0,0001 s = 10 - 4 s
pendant ce temps t l'avion aura parcouru 1080 km/h x 10 - 4s/3600s/h = 3x10 - 2 m = 3 cm
sauf erreur
Dans ce cas on a donc Lo = 30 000 m et Lt = 30 000, 03 m
c'est pas beaucoup, d'accord! mais c'est juste pour préciser.

En fait quand tu aperçois l'avion il s'est déjà déplacé de 3 cm du lieu où tu le vois.
On ne voit donc jamais un corps en mouvement là où il est réellement, marrant, non?

richard a écrit :En fait quand tu aperçois l'avion il s'est déjà déplacé de 3 cm du lieu où tu le vois.
On ne voit donc jamais un corps en mouvement là où il est réellement, marrant, non?

oui tout à fait !
Quand tu as vois l'avion, à to, il a déja eu le temps de se déplacer de l'endroit d'où les photons sont partis.

Au départ j'ai réagis par rapport à ce commentaire :

richard a écrit :je disais simplement que la distance entre l'émetteur et le récepteur n'était pas la même au moment de l'émission du signal et au moment de sa réception et que la lumière qu parcourt cette distance en un temps t devait donc avoir une vitesse différente suivant que l'on considérait l'une ou l'autre, mais tu as surement raison tout ça c'est des bêtises

Si la vitesse des photons variaient, il se pourrait que tu vois l'avion a deux endroits différents en même temps car un photon emis plus loin mais plus rapide pourrait arriver en même temps qu'un photon émis moins loin mais à une vitesse moins rapide.

Et de mon expérience personnelle les seules fois ou j'ai vu double c'etait quand j'avais bu trop de rhum

eatsalad a écrit :Si la vitesse des photons variaient

oui! mais elle ne varie pas en fonction de la position de l'émetteur; elle est indépendante du temps. Pour le récepteur elle est même indépendante de la vitesse de la source, égale à c, car pour lui l'onde part de la source au moment to et parcourt la longueur Lo en un temps t (Lo = c t). Je préfère parler d'onde plutôt que de photons qui font penser à des autos sur la route qui pourraient avoir différentes vitesses.
Je remercie les administrateurs du forum de m'avoir laisser exprimer mes idées sur cette question d'invariance de la vitesse de la lumière. idées toutes personnelles donc peu orthodoxes -mais qui semblent logiques-; aussi pouvez-vous ne pas les accepter et (continuer à) les critiquer, vous comprendrez aussi que je ne peux pas donner de références à ce sujet.

Salut,

Cela me faisais tellement mal aux yeux de voir les monceaux d'ineptie que certain débitent avec ardeur ... que pour l'occasion j'ai décidé de m'inscrire pour répondre .

Alors tout d'abord rappelons un point de physique qui a maintenant 1 siècle, mais que certain on du mal a assimiler.
La vitesse d'une particule sans masse (ie le photons) ce déplace a la vitesse limite nommer "c" souvent assimiler a la vitesse du photon.
L'existence d'une vitesse limite émerge de deux postulats fondamentaux :
-Les lois de la physique sont les même dans tout les référentiels
-L'univers est homogène et isotrope.

Ainsi cette vitesse est la plus grande que l'on puisse mesurer qu'elle que soit le référentiel.

Rappelons tout d'abord ce qu'est une vitesse :
-Une vitesse est le taux d'accroissement de la position d'un objet en fonction du temps. La position et le temps (nommer le quadri-vecteur position) bien sur chacune de ces coordonner doivent être prise dans le même référentiel.

Comment des lors ce "composent" des vitesses ?
Contrairement a ce que notre sens "commun" nous laisse croire pour additionner des vitesse, il ne suffit pas de faire de simple addition vectoriel. Ceci est un des premier résultats contre intuitif de la relativité restreinte et qui vérifier d'un point de vue expérimentale.
En fait il faut proprement utiliser les transformer de Lorentz pour calculer les nouvelle coordonner dans un nouveau référentiel.

Le concept de vitesse est plus complexe qu'il n'y parait car un temps t et une distance d dans un référentiel, dont différent dans un autre référentiel en mouvement par rapport au premier.

Aussi quand on utilise les règle de composition des vitesses qui découlent des deux postulat mentionner plus haut, on constate que la vitesse maximal d'un objet dans un référentiel donner est "c"

Si certain veulent de plus ample précision ... n'hésitez pas a demander

@+,
G.