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La relativité, aussi claire que l’eau et la poésie
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Ven 24 Juil 2015 14:16
Message Re: La relativité, aussi claire que l’eau et la poésie
Hibou a écrit : 
[…]

Albert Einstein's Theory of Relativity

[…]

Une précision, pour éviter les mauvaises interprétations. Cette vidéo ne dit rien d’erroné pour ce que j’en sais, mais elle a une phrase ambigüe, qui peut être mal interprétée par quelques gens.

Une phrase peut laisser croire à tord que à la vitesse de la lumière, le temps s’écoule plus lentement, alors que à la vitesse de la lumière, il n’y a plus de temps propre, il est stoppé, suspendu. De plus, il est important de savoir que la vitesse de la lumière ne peut pas être atteinte par les objets ayant une masse, ce qui inclut les objets faits de matières. Pour les objets matériels, la vitesse est toujours strictement inférieures à celle de la lumière, jamais égale à celle de la lumière.

Cependant que non‑seulement les objets sans masse, peuvent se déplacer à la vitesse de la lumière, mais aussi, il ne font que ça. Un objet sans masse se déplace toujours à la vitesse de la lumière, il ne peut pas se déplacer plus lentement (ni plus vite).

Je détail en soulignant deux phrases précédant la phrase ambigüe, qui peuvent rendre les choses plus claires.

À 00:05:00 :
La vidéo a écrit : 
The closer that a spaceship approaches the speed of light, the slower the time in the ship will flow.

On est pas à la vitesse de la lumière.

Juste après, une confirmation explicite qu’à la vitesse de la lumière, il n’y a plus de temps propre. À 00:05:16 :
La vidéo a écrit : 
If the speed of the spaceship was equal to the speed of light, then time inside the spaceship would stop altogether.

Ceci dit, c’est également impossible pour un objet fait de matière.

Mais une chose dite après prête à confusion. À 00:05:27 :
La vidéo a écrit : 
No matter how fast the spaceship travels, Adam will never notice that time for him is going slower.

Ce n’est pas faux, mais c’est trompeur si quelqu’un(e) pense que “no matter how fast” inclut la vitesse de la lumière. Cette vitesse est exclue pour un objet matériel, et la vidéo oublie de le dire avant. Ou alors par “slower”, il faut pouvoir comprendre “stopped”, le cas échéant.

En entendant cette phrase à 00:05:27, n’oubliez pas la phrase à 00:05:16 et n’oubliez pas que la vitesse de la lumière est inaccessible à un objet ayant une masse, à un objet fait de matière.

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Hibou57

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Jeu 11 Fév 2016 21:43
Message Re: La relativité, aussi claire que l’eau et la poésie
Une fausse légende dit que Newton a eu l’intuition de la gravitation, en voyant tomber une pomme et en mettant cette pomme, en pensée, à la place de la Lune.

À quel instant et à quoi pensait Einstein, quand il a rencontré l’intuition de la relativité ?

Un reportage sur l’histoire de cette théorie [1], le raconte brièvement.

Voix jouant Einstein a écrit : 
J’ai vu et compris cette chute libre, différement de tous les autres. Cette idée m’a guidé vers la courbure de l’espace temps. Il suffisait de bien observer.


Mais observer quoi ? En fait, c’était une expérience de pensée.

Jean‑Philippe Uzan (physicien) a écrit : 
Einstein lui‑même nous raconte le moment où il a compris que c’était ça, l’outil qui allait lui permettre de formuler sa théorie.

Il écrit la chose suivante … alors nous sommes en 1907, et il écrit « j’étais assis à mon bureau de l’office des brevets à Berne, soudain, je pensais que si quelqu’un tombait en chute libre, il ne sentirait pas son propre poids ; je fus surpris. ».

Il réalise que la gravitation à cette propriété, et c’est la seule force qui a cette propriété là, que sous son propre effet, elle disparait ; si nous sommes en chute libre, sous l’effet de la gravitation, on a l’impression qu’il n’y a pas de gravitation.


Dans le même reportage, aux environs de 00:06, un chercheur fait ce commentaire amusant.

Un chercheur a écrit : 
Ça parait absurde, parce que si on est capable d’effacer la gravitation (il parle de la chute libre), on se demande si la gravitation existe.


Un mystère auquel Einstein n’a pas donné de réponse.


[1] Einstein & la relativité générale — RMC Découverte — Q. Lazzarotto

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Jeu 11 Fév 2016 22:38
Message Re: La relativité, aussi claire que l’eau et la poésie
Doublon du message Re: La citation du jour.

« Si les gens vous acclament, c’est sans doutes parce qu’il ne vous comprennent pas. »

— Charlie Chaplin, s’adressant à Albert Einstein.

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Lun 15 Fév 2016 17:57
Message Re: La relativité, aussi claire que l’eau et la poésie
Hibou a écrit : 
[…]
Jean‑Philippe Uzan (physicien) a écrit : 
[…]
Il écrit la chose suivante … alors nous sommes en 1907, et il écrit « j’étais assis à mon bureau de l’office des brevets à Berne, soudain, je pensais que si quelqu’un tombait en chute libre, il ne sentirait pas son propre poids ; je fus surpris. ».
[…]
[…]

À ce propos, voir le sujet « La relativité à nouveau testée en 2016 », expliquant que cette partie de la théorie va être re‑vérifié, parce qu’il est envisagé qu’elle ne soit peut‑être pas toujours exacte sur ce point. Il en a été fait un sujet à part, pour préserver la simplicité du présent sujet, et aussi parce que cette nouvelle théorie contemporaine, est encore hypothétique.

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Jeu 18 Fév 2016 16:21
Message Re: La relativité, aussi claire que l’eau et la poésie
Trois questions simples qu’Einstein a posé, semblant stupides aux gens à qui il les a posé, mais des questions auxquelles la physique de son époque, ne savait pas répondre.

Qu’est‑ce que cela signifie, quand on dit qu’un train arrive à la gare de Paris à 7h ? La réponse la plus immédiate était que cela signifie que quand on arrive à la gare et qu’on regarde sa montre, l’aiguille est à ce moment là sur le chiffre 7. Il y a simultanéité de deux événements, l’arrivé du train en un lieu et l’arrivé de l’aiguille sur un chiffre.

Maintenant, qu’est‑ce que cela signifie quand on est pas à la gare de Paris, qu’on est par exemple à Lyon, et qu’on dit qu’un train arrive à la gare de Paris à 7h ? Là, il y a déjà un problème, parce qu’on est pas à Paris pour voir que le train arrive à la gare. Il n’est plus possible de lier ces deux événements de manière évidente, et c’est une colle pour la physique de son époque.

Encore, qu’est‑ce que cela signifie de dire qu’un train arrive à Paris à 7h, quand on est dans un autre train qui se déplace entre Lyon et Paris ? Une variante de la seconde question, encore plus perturbante.

La nécessité d’avoir posé la relativité, est dans ces trois questions, la physique d’alors ne sachant répondre qu’à la première, et pas au deux suivantes. Ces trois questions, posent celle de la simultanéité absolue de deux événements, ce qui ne posait pas de problème dans la première question, mais en a posé un dans les deux autres.

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Jeu 18 Fév 2016 19:05
Message Re: La relativité, aussi claire que l’eau et la poésie
À propos de sa formule E = mc², Einstein a dit « il se pourrait bien que cette formule reste vrai, même quand un corps libère de l’énergie en perdant de la masse, mais sans émettre de rayonnement lumineux ».

Cette phrase a comme conséquence que le « c » dans la formule, ne représente pas seulement la vitesse de la lumière, un phénomène physique en particulier, mais que ce « c » est une constante universelle en physique, qui est certes la vitesse de la lumière dans le « vide » (vide, aux yeux des photons), mais aussi plus que ça.

Son intuition, il pressentait que Marie Curie finirait par dire si elle est vraie ou fausse. Et elle vraie, parce que quand le noyau d’un atome se désintègre pour devenir un autre noyau, il émet des rayonnements qui ne sont pas de la lumière, qui sont des rayonnements de particules, et pourtant la désintégration des noyaux atomiques, vérifie cette relation, bien qu’il n’y ait pas ou pas seulement, d’émission de lumière.

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Jeu 18 Fév 2016 19:28
Message Re: La relativité, aussi claire que l’eau et la poésie
Une formule, qui ne sera que partiellement commentée ici, pour préserver la légèreté du sujet : E² = m²c⁴ + p²c². En fait, E = mc² est un cas particulier, de E² = m²c⁴ + p²c² où p est nul, et p, c’est la quantité de mouvement, p = mv, parfois nommée l’impulsion. E = mc² vaut pour les objets sans masse, ou encore, les objets pour lesquels p²c² est nul. Pour les objets ayant une masse, c’est E² = m²c⁴ + p²c², parce que un objet en mouvement (relatif) ayant une masse a obligatoirement une quantité de mouvement (relative) dont il faut tenir compte, parce qu’elle est une énergie potentielle aussi. Les photons, qui n’ont pas de masse, n’ont pas de quantité de mouvement, malgré leur vitesse.

Peut‑être que dire que E = mc² ne vaut que pour les objets sans masse, semblera paradoxal, comme m y représente une masse … ce n’est pas une contradiction quand on pense que la formule établit une équivalence entre la masse et l’énergie, et ne donne seulement pas l’énergie d’un corps en mouvement et ayant une masse.

C’est une simplification, parce que pour la relativité, la quantité de mouvement n’est pas p = mv. La question de la quantité de mouvement d’un photon par exemple, nécessiterait un sujet spécifique, et peut‑être que ce sera fait un jour …

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Jeu 18 Fév 2016 22:22
Message Re: La relativité, aussi claire que l’eau et la poésie
Ce n’est pas pour embrouiller, c’est pour éviter de faire dire à une chose ce qu’elle ne dit pas. Klein, dans une conférence, précise ceci : la relativité n’implique pas directement que la vitesse de la lumière est la vitesse limite, elle implique directement seulement qu’il existe une vitesse limite que les objets physiques et la transmission de toutes informations, ne peuvent pas dépasser. Il se trouve seulement ensuite, que cette vitesse limite est celle de la lumière dans le vide, parce que les photons qui ont une masse nul, ne peuvent que aller à cette vitesse limite, ce qui rejoint un précédent commentaire soulignant que « c » est plus que la vitesse de la lumière dans le vide, qu’elle est une constante universelle de la physique.

Il existe des phénomène qui vont plus vite que la vitesse de la lumière, mais aucun d’eux ne contredit la relativité, le principe que la causalité ne peut pas se propager plus vite que le lumière.

Il donne l’exemple théorique d’une paire de ciseaux, dont les lames n’ont pas besoin d’aller plus vite que la lumière, que la longueur de papier coupé par unité de temps, donne une vitesse plus grande que celle de la lumière. Il existe aussi un autre phénomène, celui la vitesse de propagation des crêtes d’une onde, dépasse celle de la lumière (ex. les vitesses de phases supérieure à c). Mais aucun de ces phénomènes ne déplace un objet physique ou ne propage une cause, à une vitesse plus grande que celle de la lumière (c’est plus facile à comprendre avec l’image des ciseaux).

En marge, il ne faut pas confondre avec les phénomènes où par exemple une particule dans un milieux va plus vite que la lumière dans ce même milieux, et que ce milieux n’est pas le vide (quand les photons ne se déplacent pas librement, qu’ils sont captés, puis plus tardivement ré‑émis, ainsi de suite, et que la lumière va alors moins vite que les photons).

Plus encore, Klein ajoute que la relativité n’interdit pas l’existence de particules dont la vitesse serait perpétuellement supérieure à cette vitesse limite, c en pratique, elle interdit seulement qu’on puisse accélérer une chose d’une vitesse inférieur à c, jusqu’à une vitesse supérieure à c. Il cite les hypothétiques tachyons, dont la vitesse serait toujours strictement supérieure à c, comme exemple de particule plus rapide que la lumière, mais ne contredisant pas la relativité. Mais alors ces particules ne peuvent pas être utilisée pour transmettre une information ou propager une cause, ou alors la relativité serait effectivement contredite, pour ce qu’elle dit de la causalité. Rappel : les tachyons sont des particules hypothétiques.

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Lun 20 Mar 2017 12:45
Message Re: La relativité, aussi claire que l’eau et la poésie
Hibou a écrit : 
[…]

[…]

L’auteur de la vidéo ayant inspiré ce sujet, est Eugène Khutoryansky. Il en a réalisé d’autre, qui ont inspiré cet autre sujet : Chaînes de vidéos pédagogiques sur les sciences.

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Mer 5 Avr 2017 11:29
Message Re: La relativité, aussi claire que l’eau et la poésie
On sort de la poésie, pour entrer dans les mathématiques. Mais c’est assez accessible et assez important à la fois, pour que cette petite épine vaille son cout.

Dans le cadre de la relativité, il n’existe pas de référentiel unique, chaque phénomène est le centre le centre de son propre référentiel, et il y a des multitudes de phénomènes qui se combinent, et aucun ne peut prétendre que son référentiel est universel.

Les tenseurs, sont des objets mathématiques qui combinent les référentiels en un seul objet complexe. Ils sont une généralisation des vecteurs, représentant toutes les combinaisons possibles des composantes de plusieurs vecteurs.

Par exemple le vecteur caractérisant une surface dans un espace à trois dimensions, aura trois composantes. Une force s’appliquant à cette surface, s’appliquera dans un espace à trois dimensions aussi, et aura donc aussi trois composantes. On aura deux vecteurs avec trois composantes. Un vecteur donne une norme à chaque composante. Par exemple, un vecteur dans un espace à trois dimensions, donc à trois composantes, est défini par trois normes, une pour chaque composante. Quand on combine deux vecteurs à trois composantes, on associe deux normes à chaque combinaisons des trois composantes. On l’appel un tenseur de degré deux, à trois dimensions. Au lieu d’avoir trois composantes, le tenseur aura neufs composantes, ayant chacune deux normes. Note : les normes sont parfois appelées indices.

Ces tenseurs sont nécessaires pour les mathématiques en relativité.

J’en ferai un sujet un jour dans l’avenir, je ne sais pas quand. Pour l’instant, je vous laisse voir cette vidéo en Anglais, de 12 minutes environ, d’un professeur expliquant ce que sont les tenseurs. Il parle avec un accent assez audible, pas de panique.

What’s a tensor? — Dan Fleisch — 2011

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