Physique pour non spécialistes (2024, séance 7)
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- Опубліковано 4 бер 2024
- Cours de Physique pour non spécialistes du Master LOPHISS (Histoire et Philosophie des Sciences). Université Paris Cité, Année 2023-2024, par Étienne Parizot
Séance 7, 5 mars 2024
Relativité restreinte
- Espace et temps relatifs à un corps de référence (« référentiel »), à partir des distances et durées.
- Problème de la synchronisation des horloges
- Invariance de la vitesse de la lumière
- Relativité des intervalles de temps
- Transformations de Galilée et de Lorentz
- Espace-temps de Minkowski
- Distance spatio-temporelle (« intervalle »)
- Relativité de la simultanéité
Merci encore pour cette séance! Peut être serait il pertinent pour ce public d’appliquer l’invariabilité d’espace-temps à un exemple concret comme la désintégration de muons ou autre de manière à faire ressortir la contraction des longueurs qui en résulte lors du changement de référentiel.
Genial merci !!
@52:50 Pour synchroniser deux référentiels en mouvement: on place deux horloges synchronisées à l'avant et à l'arrière d'un train et on place des horloges synchronisées tous les cm sur le quai. L'avant et l'arrière du train sont synchrones sur le quai et dans le train, on constate juste que le temps s'écoule moins vite dans le train
@57:50 Attention, il faut rappeler que l'on se place dans le modèle d'Einstein. Il existe un autre modèle, de Lorentz (qui permet aussi d'interpréter l'expérience de M&M), moins commode mais plus pertinent, dans lequel la vitesse de la lumière n'est pas constante et dépend de la vitesse du référentiel
Merci de partager vos cours. Un peu fatigué peut être 😊.
Merci!
Merci pour le partage de vos cours
comment des non spécialistes en physique se casse la tete avec la synchronisation du temps d un référentiel en mouvement
Quand v vaut c, gamma égal l'infi ? Il me semble qu'il y avait le meme problème pour les corps noirs et que le problème de la catastrophe ultraviolette été résolue en quantifiant le continu. Ne pourrait-on on pas imaginer une solution semblable ?
Pour la formule c est peut etre qu il y a t et t'
Bonjour. Merci encore pour tous ces savoirs mis à notre disposition.
A 1h59'30", dans la formule de t', d'où vient le " - v/c^2 . x " dans les parenthèses ? Peut-on le déduire du raisonnement et des calculs qui précèdent et qui aboutissent à Δt = γ . Δt' ?
Merci d'avance pour votre réponse.
Bonjour
Magnifique leçon de pédagogie.
On peut se corriger quand on sait qu'on s'est trompés.
Mais alors, comment fait on quand on ne le sait pas ?
Merci pour votre travail.
Ça c'est de la physique 😂❤
Bonjoir, merci beaucoup pour vos cours, c'est toujoirs aussi passionnant.
Je me posais la question, et qu'en est-il du referentiel du photon dans l'horloge, et du coup de toutes les particules. Par rapport à elles tout va à la vitesse de la lumière, non ?
La reponse doit etre en rapport avec la masse mais je la pose qu'en même 😅
Et une autre petite question si je puis me permettre. Si on trouve un moyen hypothétique d'accélérer deux objet a la moitié +1m/s de C, et qu'on les fait se croiser, ils seront bien relativement l'un pour l'autre, lorsqu'il se croiseront à C + 2m/s non ?
@@JabaaGuy0 Bonjour. Non, car dans votre raisonnement, vous supposer que les vitesses se composent en s'additionnant, mais ce n'est pas le cas. Sinon, il suffirait de marcher avec une lampe à la main, éclairant le sol devant nos pas, pour que, par rapport au sol, les photons aillent plus vite que la vitesse de la lumière (puisqu'ils iraient à c + notre vitesse par rapport au sol). La loi de composition des vitesses est donc nécessairement modifiée en Relativité, et c'est une conséquence très simple de la "transformation de Lorentz" dont j'ai parlé. Mais si cela vous paraît un peu obscur, n'ayez crainte : j'en parlerai plus précisément dans le prochain cours.
(Quant à votre première question, attention, vous parlez du "référentiel du photon", mais… il n'y a pas de référentiel du photon, qui serait un référentiel dans lequel le photon serait au repos. Un photon ne peut pas être au repos, quel que soit le référentiel : il va toujours à la vitesse c ! 😉)
Si deux observateurs des deux repères en mvmt relatif , munis d'horloges, lisent chacun l'horloge de l'autre au moment où ils passent exactement au même endroit spatial, et qu'ensuite ils synchronisent chacun toutes les horloges de leurs repères, on pourrait croire qu'on obtiendrait un genre de temps absolu ( Newtonien ou galiléen ), non ?
Sauf qu'en réalité ça ne marche pas. C'est la relativité qui fait qu'on ne peut pas synchroniser des horloges en mvmnt relatif ?
Bonjour. Attention, vous employez le terme « repère » (qui. n'est qu'une convention particulière pour choisir une origine et orienter des axes au sein d'un référentiel) au lieu de « référentiel » (qui est défini par le corps de référence lui-même, et au sein duquel une infinité de repères différents peuvent être arbitrairement choisis). Mais en effet, si les deux observateurs lisent chacun l'horloge de l'autre lorsqu'ils sont au même endroit et qu'ils synchronisent ensuite les horloges distribuées partout dans l'espace de leur propre référentiel, cela ne marchera pas. Les horloges ne marqueront pas la même heure pour un même événement donné. Vous demandez si "c'est la relativité qui fait qu'on ne peut pas synchroniser des horloges en mouvement relatif" : plus exactement, c'est la structure de l'espace-temps qui fait qu'on ne peut pas, et la théorie de la Relativité est la théorie qui décrit cette structure et permet ainsi de comprendre pourquoi c'est effectivement impossible.
Merci pour ces cours dont l'on sort en se sentant beaucoup plus intelligent !
J'ai un problème de compréhension sur la relativité des plans de simultanéité que vous exposez à 2:15:52 : on peut trouver différents plans où un événement A sera avant un événement B, un autre où A sera simultané à B et encore un autre où A sera après B !!!! Cela ne remet-il pas en cause la causalité si A est la conséquence de B ? (ou B la conséquence de A...). Il y a quelque chose qui m'échappe.....
Bonsoir. C'est une très bonne question, et la réponse se situe dans la phrase que j'ai esquissée juste après la séquence que vous pointez, lorsque je dis "vous pouvez faire pas mal de choses, mais pas tout quand même…" Puis une question m'a été posée et je n'ai pas développé davantage, mais j'y reviendrai la semaine prochaine, car c'est un élément très important, qui nécessitera des commentaires plus généraux qui trouveront leur place dans ce que je développerai davantage dans la prochaine séance. C'est lié à un autre élément que j'ai esquissé à la toute fin de cette séance, à partir de 2:50:00, où vous entendrez, vers 2:50:30, ceci : "sauf quand il peut exister un lien causal entre eux". C'est cela qui fait qu'en réalité, la question de la causalité n'est pas modifiée par la Relativité : s'il existe une possibilité de "lien causal" entre deux événements, alors cette possibilité existe, à l'identique, dans tous les référentiels. J'y reviendrai. (NB: si je mets "lien causal" entre guillemets, c'est parce que j'ai des réserves sur la signification même de la notion de causalité, qui est loin d'aller de soi comme je l'avais expliqué dans la partie du tout dernier cours (séance 6) qui n'avait pas pu être enregistrée en raison d'une panne de micro 😉. Mais je reviendrai également sur ce point lors de la prochaine séance…)
À 1:31:46, vous dites "si v était supérieure à la vitesse de la lumière, on aurait ici la racine d'un nombre négatif..." Ne pourrait-on voir là quelque chose comme " l'accélération d'une" masse négative "?
Dans un temps imaginaire...
Dites moi si je fais fausse route. Cela signifie t'il que chaque atome de notre corps nous constituant a son temps propre et donc qu'ils ne coexistent pas au même instant dans l'espace temps ? Si c'est le cas comment explique t-on la création des molécules ?
Bonsoir. Non. Chaque ligne d'univers a effectivement sont temps propre, mais le problème dans votre phrase se situe dans les mots "au même instant". Cet ensemble de mots est vide de sens si l'on ne précise pas dans quel référentiel on définit cet instant. Les "instants" n'existent pas. L'espace-temps n'est pas une succession d'instants mais un ensemble d'événements, entretenant des relations spatio-temporelles les uns avec les autres, mais pas de relation de simultanéité absolue. On peut cependant choisir n'importe quel référentiel, et alors la notion d'instant peut être définie relativement à ce référentiel. Mais on peut tout aussi bien choisir un autre référentiel, et alors la notion d'instant sera à nouveau bien définie relativement à ce nouveau référentiel, mais les événements correspondant au même instant dans le premier référentiel ne seront pas les mêmes que dans le second. En ce qui concerne la coexistence des atomes de notre corps auxquels vous faites référence, elle ne pose aucun problème, car chaque atome a sa ligne d'univers et existe donc à tous les instants de tous les référentiels (du moins tant qu'il existe en tant qu'atome). Quel que soit le référentiel choisi, on peut donc identifier des événements de la ligne d'univers de tous les atomes de notre corps qui correspondent au même instant du référentiel en question. Il n'y a ainsi aucun problème de coexistence.
Merci infiniment pour votre réponse et pour le partage de vos connaissances. Concernant les atomes de notre corps, je me posais la question du fait de la désynchronisation de leur "horloge interne" mais je comprends dans votre réponse qu'ils s'assemblent en molécules dans un espace temps qui forme un tout absolu.
On ne peut faire une pause car on ne peut retourner dans le passé c est trop tard 😊