Voyage luminique

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Zebraika

Voyage luminique

Message par Zebraika » mer. 23 févr. 2011 11:57

Une question que je me pose depuis longtemps, et sur laquelle on ne peut que spéculer. Imaginons que nous voyageons dans un vaisseau spatial pile poil à la vitesse de la lumière et que nous regardions par les hublots (comme on regarde défiler le paysage quand on est dans un train).

:?: Que voit-on ? :?:

Je dirais une image fixe tout le long du voyage : celle véhiculée par les rayons lumineux qui nous entourent et qui voyagent à la même vitesse (comme si on était dans un tunnel fixe en translation, quoi, mais je suis pas sûre d'être très claire... :geek1: ).

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Mlle Rose
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Re: Voyage luminique

Message par Mlle Rose » mer. 23 févr. 2011 12:34

Je penses que je ne verrais rien du tout, car je serais dans les pommes, ayant déjà beaucoup de mal à encaisser les G induits par une descente de pente de la chenille à la fête foraine :geek1:

Non plus sérieusement, je vais réfléchir. Si on voyage à la vitesse de la lumière, cela suppose que l'on ait trouvé la manière de squizzer ces problèmes liés à l'accélération. Hum......
Bon, on verra après le sandwich, vite du glucose :P
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Re: Voyage luminique

Message par Paille à son » mer. 23 févr. 2011 20:40

Rien du tout, tu ne seras plus que de l'énergie, mais plus de matière. Enfin, il me semble, je dis peut-être de la merde.

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Re: Voyage luminique

Message par Zebraika » mer. 23 févr. 2011 22:48

Non, je parts du postulat que précisément je ne suis pas que de l'énergie et que je suis dans un vaisseau spatial...

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Re: Voyage luminique

Message par Saul » mer. 23 févr. 2011 23:33

Je pense que tu ne verrais rien, il faudrait que l'image du décor aille plus vite que la lumière, ce qui est impossible.
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Re: Voyage luminique

Message par Zebraika » jeu. 24 févr. 2011 00:53

Pourquoi faudrait-il que le décor aille plus vite que la lumière ? Prenons une analogie : quand on roule sur l'autoroute à la hauteur qu'un autre véhicule roulant à la même vitesse, on voit ce véhicule comme décor "fixe" tant qu'aucun des deux ne modifie sa vitesse...

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Re: Voyage luminique

Message par Saul » jeu. 24 févr. 2011 02:29

pas le décor mais son image, sa lumière qui ne peut pas rattraper sa propre vitesse.
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Re: Voyage luminique

Message par TourneLune » jeu. 24 févr. 2011 09:27

Il me semble me souvenir qu'en l'état actuel de nos connaissances, il faut une énergie infinie pour faire se déplacer de la matière à la vitesse de la lumière.

Ensuite, si tu considères que c'est possible et si tu restes dans le système galiléen, tu verrais un paysage correspondant au passé (la vitesse de la lumière x la distance qui te sépare de ce paysage) vu que la lumière ne suit pas forcément ta direction à toi.
Sauf que quand on s'approche de la vitesse de la lumière, ces lois classiques (valables pour le son, par ex) ne sont plus valables.

Un petit coup de wikipédia:

Wikipedia reference-linkvitesse limite
La relativité restreinte a démontré que ni un objet ni une information physique ne peuvent se déplacer à une vitesse supérieure à c. De plus, seules les particules de masse nulle peuvent se déplacer à une vitesse égale à c (c'est le cas du photon par exemple), raison pour laquelle la vitesse limite coïncide avec la vitesse de la lumière (au point de générer parfois des confusions quant à leurs rôles respectifs). Par conséquent, selon la relativité restreinte, l'échange instantané d'information est impossible, toute information voyageant à une vitesse finie.

La vitesse limite, qui est celle de la lumière dans le vide, est égale à c = 299 792 458 m/s. Pour des raisons de simplicité l'approximation c ≈ 300 000 km/s est souvent utilisée.

Des objets définis uniquement par la pensée (tels le front d'une onde ou une ombre portée sur un objet distant) peuvent avoir une vitesse supérieure à c, mais cela ne contredit pas la relativité restreinte qui n'interdit les vitesses supraluminiques qu'aux porteurs d'information ou d'énergie.
Paradoxe

Albert Einstein se demandait ce qu'il verrait, s'il rattrapait un rayon de lumière, c'est-à-dire ce qu'il verrait, s'il se déplaçait à 300 000 km/s. Il verrait encore un rayon lumineux se déplacer à la même vitesse par rapport à lui ! Et c'est sa propre théorie, la relativité restreinte, qu'il bâtira quelques années plus tard qui rend l'hypothèse de voir un rayon de lumière au repos impossible.

En effet, la vitesse de la lumière est une constante absolue quel que soit le référentiel d'étude. Dans le vide, elle n'est jamais ni plus grande ni plus petite que c. Ainsi un rayon lumineux émis par une lampe à l'intérieur d'une voiture roulant à 90 km/h, se déplace encore à la vitesse c dans cette voiture. Et si Einstein rattrape le rayon lumineux, il le verrait encore se déplacer à la vitesse c.

La raison de ce paradoxe est que la loi de composition des vitesses galiléenne n'est plus applicable dès que les vitesses en jeu sont de l'ordre de grandeur de celle de la lumière. Dans le cas relativiste, les vitesses ne s'additionnent plus.
ou encore:
Interprétation vulgarisée

Une façon imagée d'expliquer cette vitesse limite est de revisiter le concept de masse inerte. C'est la masse d'un corps qui s'oppose à sa mise en mouvement, et plus le corps est massif plus sa mise en mouvement et son accélération sont difficiles. En relativité, il est possible d'envisager le fait que cette masse (qui n'a plus alors totalement le même sens qu'en mécanique classique) augmente avec la vitesse du corps. Ainsi, plus le corps va vite, moins il est facile de l'accélérer, jusqu'à ce qu'il atteigne la vitesse limite c et une “masse” infinie.
Il y a surement encore plus à dire sur la relativité et ses difficultés à la comprendre pour nos petits cerveaux limités. La vulgarisation de ces théories est vraiment un exercice difficile tant nous avons du mal à percevoir et à nous représenter.
Pour les mp qui ne sont pas à caractère personnel, merci d'envoyer vos messages au groupe " modérateurs globaux", ce sera plus efficace ;)

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Re: Voyage luminique

Message par Zebraika » jeu. 24 févr. 2011 11:53

TourneLune a écrit : Un petit coup de wikipédia:

Albert Einstein se demandait ce qu'il verrait, s'il rattrapait un rayon de lumière, c'est-à-dire ce qu'il verrait, s'il se déplaçait à 300 000 km/s. Il verrait encore un rayon lumineux se déplacer à la même vitesse par rapport à lui ! (...) Et si Einstein rattrape le rayon lumineux, il le verrait encore se déplacer à la vitesse c.
:shock: J'ignorais qu'Einstein s'était posé la même question ! Voilà qui a au moins le mérite de "crédibiliser" un peu ma question, qui n'est pas si saugrenue finalement... :D1

J'aurais donc dû commencer par jeter un oeil sur Wikipedia... Mais en même temps, c'est vos réponses et l'interaction autour (re-questionnements possibles) qui m'intéressaient ! :angel4:

Bon, si je fais la synthèse (parce que c'est quand même pas super limpide pour mon cerveau embrumé) : on voit défiler des raies de lumière, ou bien on voit un paysage (passé) ? Et dans l'hypothèse du paysage, est-il fixe ou pas ? Merci d'argumenter un peu pour ceux qui ont une idée !

:geek1: :saoul:

Il est encore bien tôt de mon côté de l'Atlantique, et j'avoue que j'ai du mal à démarrer... |-)

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Re: Voyage luminique

Message par Saul » jeu. 24 févr. 2011 12:30

Ce qu'il faut comprendre dans la théorie de la relativité c'est que la vitesse de la lumière est une constante autant pour celui qui va à cette vitesse que pour celui qui l'observe. C'est donc l'espace (la distance) et le temps qui sont relatifs. Avec la vitesse, le temps se dilate et les longueurs se contractent. Aucune interaction n'est instantanée.
La lumière provenant de l'extérieur du vaisseau et celle de l'intérieur n'aurait pas le même espace temps à parcourir.
C'est pourquoi je pense que l'on ne pourrait rien voir parce que celle du dehors ne peut pas aller plus vite que celle du dedans et rattraper le vaisseau.
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Re: Voyage luminique

Message par Zebraika » jeu. 24 févr. 2011 12:53

Bon, c'est intéressant ce que tu dis (merci d'avoir répondu si vite). :D1 Il va falloir que je me procure un bouquin accessible (sans les équations mathématiques, parce que ça fait longtemps que je ne pratique plus) sur le sujet... Je me souviens d'avoir vu une fois un livre qui traitait (de manière très intéressante à mon goût) du temps (pas celui d'Hawking) qui me semblait très bien (j'aurais du l'acheter !)...

Donc, quand on atteind c ou une vitesse avoisinante, le temps se dilate et les distances se contractent. Sait-on pourquoi ? Comment explique-t-on que les interactions ne soient plus instantanées, que le lien entre d et t soit distandu et variable alors que la vitesse est constante ? :grattelatete:

Que veux tu dire par "La lumière provenant de l'extérieur du vaisseau et celle de l'intérieur n'aurait pas le même espace temps à parcourir" ? J'avoue que j'ai un peu de mal à visualiser la chose (café, café !!! :saoul: ).

Edit : j'ai été voir sur Wikipédia ; ai trouvé un lien sympa sur le voyage inter-stellaire :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Voyage_interstellaire

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Re: Voyage luminique

Message par TourneLune » jeu. 24 févr. 2011 13:29

mhhh, les équations mathématiques, il faut une sacrée pratique pour les comprendre :D
Sinon Einstein lui-même a écrit un ouvrage pour essayer d'expliquer la théorie de la relativité:

Image

En tous cas, je trouve ça effectivement plus sympa de poser la question ici que de juste regarder wikipedia, sachant que ce n'est pas non plus THE référence même si ça peut être utile.

Saul: la lumière émise au même instant ne peut pas nous rattraper, mais celle qui est partie avant pourrait nous parvenir (on verrait le passé), non?
Sauf que ce faisant, on se place encore dans le système habituel où les vitesses s'additionnent ou se soustraient.

Je sais pas à quel point c'est sérieux ou de la connerie, je ne connaissais pas ce site, mais j'ai trouvé ça (même si ce n'est pas le même problème):
http://www.dialogus2.org/EIN/sijevoyage.html
[web 100%,600]http://www.dialogus2.org/EIN/sijevoyage.html[/web]
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Re: Voyage luminique

Message par Zebraika » jeu. 24 févr. 2011 13:53

Une (association d') idée au sujet de cette distorsion (le temps se dilate et la distance de réduit) : est-ce que ça a un quelconque rapport avec l'effet Doppler (une onde émise par un objet en mouvement tire sur le bleu ou l'aidu - ondes contractées dans le sens de fréquence plus haute - en s'approchant et sur le rouge ou le grave - onde dilatée dans le sens fréquence plus basse - en s'éloignant ??? Parce que moi, à l'instinct et en toute spontanéité - donc sans aucune vérif (et je raconte peut-être des conneries énormes) - je visualise ça comme une onde qui "s'écrase" et se déforme sur l'avant du vaisseau, et s'étire dans son sillage (un peu comme la mer sur l'étrave d'un bateau)...

:geek1: :saoul: :geek1: :saoul: :geek1: :saoul: :geek1:
► Afficher le texte
Edit : intéressant ce texte, avec le train (je ressents le besoin de visualiser, de me projeter en pensée dans les concepts... De ce point de vue, j'aimais beaucoup Pierre-Gilles de Gennes, avec sa physique du quotidien).
En tout cas, et pour en revenir au texte proposé, ça m'a l'air assez sérieux dans le raisonnement...

Dommage qu'on ne puisse vraiment poser la question à Albert !

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Re: Voyage luminique

Message par TourneLune » jeu. 24 févr. 2011 14:01

non, Doppler, ce serait plutôt le fait d'ajouter les vitesses sans modifier la cadence.

La relativité, c'est vraiment tout qui change et qui est lié.

J'ai trouvé d'autres infos.
En fait, quand on tend vers la vitesse de la lumière, le temps se dilate, la distance se réduit, donc à C, nous sommes réduits à un point et l'environnement aussi.
Grosso modo, tu verrais un point très lumineux rassemblant toute la lumière de l'univers.
(ouai, ouai, pas trop logique :D )

J'ai trouvé ça sur un forum ( bon, à vérifier, mais c'est ce que j'ai retrouvé ci et là:
Bonne question, je ne retrouve plus le reportage sérieux qui en parle. Surtout qu'il y a énormément de mépris à ce propos à cause des séries de science-fiction. Les dernières analyses donnent ceci :

Je vais essayer d'expliquer. Il faut le voir un peu comme la pluie lorsqu'on roule en voiture. Si on dépasse la vitesse de la pluie, on a l'impression qu'elle vient de face et horizontalement alors que les vitres sur les cotés sont épargnées par les trombes d'eau.

Dans un vaisseau qui dépasserait la vitesse de la lumière, il se passerait la même chose. A l'avant la lumière va se contracter, se rétrécir en un point central plus la vitesse augmente. Lorsqu'on atteind "c" (vitesse de la lumière) Il ne reste à l'avant qu'un point central extrêmement lumineux qui rassemble toute la lumière de l'univers visible. Autour de ce point exclusif à l'avant, c'est le noir : pas de lumière, le noir profond.
A l'arrière on ne voit rien non plus, mais théoriquement, on doit appercevoir (mais il est trop petit) le point lumineux qui se situe exactement derrière nous. Ce qui fait que ce point est si petit qu'il est invisible.

Le voyage à "c", c'est ça : un point lumineux à l'avant concentrant toute la lumière de l'univers. Et lorsqu'on freine, le point se dilate et la lumière reprend sa forme normale, et l'univers "revient" à notre vue.

Si je retrouve cette vidéo je la poste.
http://www.jeuxvideo.com/forums/1-65-49 ... umiere.htm

Pour les videos, je suis connectée avec mon iphone, je peux pas trop chercher, mais tu peux peut-être fouiller ce lien:
http://lappweb.in2p3.fr/SF2004/RELATIVITE/RR.html
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Re: Voyage luminique

Message par Zebraika » jeu. 24 févr. 2011 14:28

Super intéressant ! J'aimerais bien voir le "reportage sérieux qui en parle"... Je vais voir si je trouve quelque chose en suivant tes liens : la perspective d'avoir (enfin) une réponse me motive !!!

Et sinon, peux tu stp expliciter un peu concernant l'effet Doppler : "Doppler, ce serait plutôt le fait d'ajouter les vitesses sans modifier la cadence" ? Qu'entends tu par "modifier la cadence" (pour moi, une onde, c'est fréquence, période et amplitude) et "ajouter les vitesses" ? Parce que, d'après mes souvenirs (et sans vérif, pcq j'ai une peu la flemme de regarder en détails), pour un observateur fixe, c'est ce qui se passe quand une voiture approche (son aigu, couleur vers le bleu), puis s'éloigne après nous avoir dépassé (trainée rouge, son plus grave). Idem pour un objet astronomique : s'il s'éloigne, spectre tend vers le rouge, s'il se rapproche de nous, spectre tend vers le bleu...

AAARGH ! Va falloir que je me remettes à la physique !!!

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Re: Voyage luminique

Message par Saul » jeu. 24 févr. 2011 14:41

Saul: la lumière émise au même instant ne peut pas nous rattraper, mais celle qui est partie avant pourrait nous parvenir (on verrait le passé), non?
Sauf que ce faisant, on se place encore dans le système habituel où les vitesses s'additionnent ou se soustraient.
Oui, le problème de la vitesse de la lumière c'est que c'est une singularité, comme si on était happé par un trou noir, pour l'observateur, il y aurait une image flottante de soi au niveau de l'horizon du trou noir, pour nous, on serait distendu déformé déchiqueter sans parler de la chaleur...

Super tes liens! L'expérience du miroir est très interessante et je pense que pour savoir ce qu'on pourrait voir, la citation est très explicite, cela montre bien la singularité d'avancer à une vitesse maximum avec une concentration de point lumineux à l'avant et l'arrière dont l'un serait invisible.
Donc, quand on atteind c ou une vitesse avoisinante, le temps se dilate et les distances se contractent. Sait-on pourquoi ? Comment explique-t-on que les interactions ne soient plus instantanées, que le lien entre d et t soit distandu et variable alors que la vitesse est constante ?
Parce que le plus court chemin dans l'univers n'est pas la ligne droite, l'espace temps est courbe selon les lois de la gravitation universelle. Pour reprendre l'exemple du trou noir, la matière ne "tomberait" pas dedans, il se formerait un disque d'acrétion autour:
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Re: Voyage luminique

Message par Zebraika » jeu. 24 févr. 2011 14:54

Mais une courbe, ça se modélise, non ?

De plus, j'ai lu (je ne sais plus où), que le caractère courbe de l'espace serait remis en cause (question d'échelle)...

Edit : peut-on voyager à la vitesse de la lumière dans un espace courbe ?
(trouvé sur un blog astronautique/astrophysique - validité de l'auteur ?)
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Re: Voyage luminique

Message par TourneLune » jeu. 24 févr. 2011 14:57

zebraika: désolée, les cours de physiques sont loin, et avec ma méga mémoire qui est la seule qui aime bien le ménage, j'ai les concepts en tête mais plus les mots. Tu as bien raison il s'agit de fréquence, amplitude, période.
Disons que si la distance entre toi et l'objet est en diminution, tu imagines la courbe de l'onde qui se resserre, la fréquence augmente donc. C'est un peu l'image que j'avais en tête, fort mal décrite, c'est vrai.
Pour la démonstration de l'effet Doppler, [WIKI]effet doppler[/WIKI]
Ils parlent même de l'effet Doppler relativiste etc.... Intéressant et rigolo de se replonger là-dedans :D

Saul: oui , de toutes façons, on raisonne à vide étant donné qu'il n'est pas possible pour la matière d'atteindre la vitesse de la lumière. Il devient impossible de s'imaginer vraiment ce qu'il se passe aux limites. C'est comme le fait de s'imaginer "voir" un point alors que si j'ai bien compris, tout l'espace serait un point, nous y compris ( et encore, pas nous en tant que matière :angel4: )
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Re: Voyage luminique

Message par Saul » jeu. 24 févr. 2011 15:33

Oui la forme de l'univers détermine la courbure de l'univers mais la question, dans la communauté scientifique, n'est toujours pas tranchée, trois modèles sont communément admis (plate, sphérique, selle de cheval). Mais l'espace temps se courbe sous l'effet de la gravitation, plus l'objet est lourd et plus la courbure de l'espace temps est forte.

TourneLune: Oui pour une fois que je serai brillant.
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Re: Voyage luminique

Message par Zebraika » jeu. 24 févr. 2011 15:41

Petit hors-sujet, tout en restant dans le domaine du voyage spatial,

pour dire que c'est aujourd'hui le dernier vol de la navette Discovery, qui décollera à 16h30 heure locale. :'(

Nom de code de cette ultime mission : STS 133...

Zebraika

Re: Voyage luminique

Message par Zebraika » jeu. 24 févr. 2011 15:46

Saul a écrit :Mais l'espace temps se courbe sous l'effet de la gravitation, plus l'objet est lourd et plus la courbure de l'espace temps est forte.
Donc, notre vaisseau (dont la masse est supposée infinie quand on atteint c, me semble-t-il ?) déforme (beaucoup ?) l'espace-temps autour de lui. Cela a t-il un rapport avec la dilatation du temps et la compression des distances ?

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Re: Voyage luminique

Message par TourneLune » jeu. 24 févr. 2011 15:57

Zebraika: Y a un successeur ou c'est juste fini? :'(

Saul: nous brillerions tous d'une même flamme :D
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Re: Voyage luminique

Message par Saul » jeu. 24 févr. 2011 16:03

Donc, notre vaisseau (dont la masse est supposée infinie quand on atteint c, me semble-t-il ?) déforme (beaucoup ?) l'espace-temps autour de lui. Cela a t-il un rapport avec la dilatation du temps et la compression des distances ?
A priori oui tout comme les objets stationnaires puisque la matière courbe l'espace temps.
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Re: Voyage luminique

Message par Zebraika » jeu. 24 févr. 2011 16:22

TourneLune a écrit :Zebraika: Y a un successeur ou c'est juste fini? :'(
Dernier vol pour Endeavour le 19 avril (STS134). Der des der. :cry:

Sauf avarie ou incident sur l'une ou de l'autre (Discovery ou Endeavour) entrainant la nécessité d'une mission de sauvetage (Atlantis, au plus tard en juin 2011) avant la ré-entrée dans l'atmosphère (pour éviter un accident tragique, comme celui de Columbia en 2003), c'est la fin définitive du programme pour les navettes spatiales.

Je ne suis pas très loin, j'aimerais bien voir décoller la dernière...
TourneLune a écrit :nous brillerions tous d'une même flamme :D
flemme, en ce qui me concerne ! :lol:

Zebraika

Re: Voyage luminique

Message par Zebraika » jeu. 24 févr. 2011 17:56

Saul a écrit :
Donc, notre vaisseau (dont la masse est supposée infinie quand on atteint c, me semble-t-il ?) déforme (beaucoup ?) l'espace-temps autour de lui. Cela a t-il un rapport avec la dilatation du temps et la compression des distances ?
A priori oui tout comme les objets stationnaires puisque la matière courbe l'espace temps.
Et donc ? :idea:

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