Vitesse-De-La-Lumiere | Dr. Goulu

Un atome peut-il aller à la vitesse de la lumière ?

Wed, 29 Jan 2020 00:00:00 +0000

Réponse publiée

non, mais pas loin.

Pour rappel, une particule ayant une masse au repos, comme le proton qui est le noyau d’un atome d’hydrogène, aurait une énergie infinie à la vitesse de la lumière. Et comme on n’a pas d’énergie infinie dans cet univers, la vitesse de la lumière est une limite aussi mathématique que physique : inatteignable.

Dans le LHC du CERN on accélère des protons à une vitesse de 99,9999991% de la vitesse de la lumière. On y accélère aussi des noyaux d’atomes de plomb à peu près à la même vitesse.

Un rayon cosmique, la a été mesurée à une vitesse estimée 0,999999999999999999999995 % de la vitesse de la lumière. C’était un proton aussi, et on a aucune idée de ce qui peut accélérer un proton à une telle vitesse.

Pour des atomes complets, avec électrons en orbite, c’est théoriquement la même chose mais il n’existe pas de processus qui permette de les accélérer à des vitesses relativistes. J’imagine qu’on pourrait combiner un accélérateur de protons et un accélérateur d’électrons pour former des atomes une fois accélérés, mais je ne sais ni si ça a été fait, ni à quoi ça pourrait servir …

Quelle partie de l'univers pourriez-vous explorer dans votre vie si vous pouviez voyager à 10 années-lumière par seconde ?

Sat, 25 Jan 2020 00:00:00 +0000

Réponse publiée

D’autres vont certainement vous rappeler qu’on ne peut pas aller plus vite que la lumière, mais je vais partir de l’idée que vous avez bien compris la relativité, que vous parlez de secondes du du voyageur “comprimées” par un de 10365246060 = 315'360'000, donc que vous voyagez à 99.999999999999999497 % de la vitesse de la lumière

Bon alors dans une galaxie, les étoiles sont distantes d’environ 3 années lumière, donc vous pouvez en voir 3 par seconde, donc il vous faudra dans les 50 milliards de secondes pour passer en vitesse à côté de chacune des ~150 milliards d’étoiles de La Voie Lactée : 50E9/(3652460*60) = 2.5 ans de votre temps propre,.

Ensuite pour aller à une galaxie voisine comme Andromède à 2.57 millions d’années lumière, il vous faudra un voyage barbant de 3 jours.

Barbant parce que j’ai oublié de vous dire un truc : à cette vitesse, vous ne voyez rien par le hublot : toutes les sources de lumière, et d’infrarouges, et d’ondes radio etc semblent provenir d’un unique point très lumineux devant vous.

Bref, en une vie, vous devriez pouvoir parcourir une quarantaine de galaxies sur les cent milliards de l’Univers observable, si vous ne rencontrez aucun petit caillou qui transformerait votre vaisseau instantanément en …

En roulant à 100km/h avec les feux allumés, la lumière que je produis dépasse-t-elle donc la vitesse de la lumière de 100km/h ?

Mon, 30 Dec 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Le bruit de votre klaxon se propage à la vitesse du son. Ca ne vous étonne pas parce que le klaxon fait vibrer l’air tout proche, qui fait vibrer l’air un peu plus loin etc. : la vitesse du son ne dépend que des caractéristiques de l’air.

C’est idem pour la lumière : vos phares font vibrer le champ électromagnétique proche, qui fait vibrer le champ électromagnétique un peu plus loin etc.

La vitesse de la lumière ne dépend que des caractéristiques du champ électromagnétique, dans l’air dans le cas précis.

Sachant que la vitesse de la lumière est parfaitement définie, quelle devrait être la valeur de la constante pour expliquer les anomalies cosmologiques que nous constatons ?

Thu, 05 Dec 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

les “anomalies cosmologiques” ne sont pas liées à la vitesse de la lumière.

Elles sont éventuellement liées à la (G) qui n’est peut-être pas si constante que ça, ou alors la n’est pas rigoureusement proportionnelle à G ( voir ) , ou encore à la .

Mais parce que c’est une constante bien plus fondamentale que la vitesse de la lumière.

Quelle est la valeur de la vitesse de la lumière ?

Sat, 23 Nov 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

1 dans les bonnes unités, les .

C’est le qui est une unité étrange, définie depuis 1983, comme « la longueur du trajet parcouru par la lumière dans le vide pendant une durée d’un 299 792 458 ème de , elle même une unité bizarre : temps nécessaire à 9 192 631 770 oscillations d’un atome de césium.

Tous ces nombres bizarres n’ont qu’une seule justification : nous.

La valeur physique de la vitesse de la lumière est 1.

Si une vie humaine durait 1 million d'années, lors d'un voyage interstellaire à une vitesse de croisière actuelle, quelle distance allons-nous parcourir ? Serions-nous sortis de notre galaxie ?

Tue, 19 Nov 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

La Vitesse des sondes sorties du système solaire est de l’ordre de 62400 km/h, soit 18 km/s soit 60 millionièmes de la vitesse de la lumière.

Donc en un million d’années à la vitesse de croisière actuelle, votre vaisseau ira au mieux vers les étoiles proches, à 60 années lumière.

L’épaisseur du disque de la voie lactée étant de l’ordre de 1000 années lumière, il faudrait 10 millions d’années pour l’atteindre.

Le voyage intersidéral, même multigenerationnel, exige d’atteindre des fractions substantielles de la vitesse de la lumière. Je dirais 10% au moins. Nous en sommes très très loin.

Comment la vitesse de la lumière a-t-elle été déterminée ? S'agit-il d'une estimation ou d'une valeur exacte ?

Sun, 17 Nov 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

La Vitesse de la lumière a été mesurée de différentes façons, la première en 1676 par qui avait remarqué que les heures des éclipses des satellites de Jupiter se decalaient dans le temps en fonction de la distance Terre / Jupiter.

Ensuite il y a eu des mesures de plus en plus précises jusqu’en 1983, où on a fixé la vitesse de la lumière et défini le mètre à partir de la seconde et de c.

Comment la relativité du temps et de l'espace fonctionne-t-elle quand on voyage près de la vitesse de la lumière ?

Sat, 12 Oct 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Les postulats d’Einstein sont que rien ne change.

Quand vous voyagez proche de la vitesse de la lumière, tout est normal pour vous. Une seconde dure une seconde, un mètre mesure un mètre. En fait, à 84% de la vitesse de la lumière déjà vous franchirez 300'000 de vos km en 1 de vos secondes. Vous pouvez même continuer à accélérer (si vous avez BEAUCOUP d’énergie…), vous aurez l’impression d’avancer à une vitesse nettement plus élevée que la vitesse de la lumière.

Ce n’est que si vous regardez par le hublot que vous verrez l’Univers très déformé, et un observateur “immobile” vous verra aussi très déformé dans le temps et l’espace.

Comment a-t-on fait pour calculer la vitesse de la lumière ?

Thu, 19 Sep 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

On ne peut plus ! en 1983, la a défini le comme étant 1/299’792’458 ème de la distance parcourue par la lumière dans le vide en une seconde. Depuis, la vitesse de la lumière dans le vide est forcément et très exactement égale à 299’792’458 m/s, sans aucune marge d’erreur. Si une expérience donnait un résultat différent, ce serait obligatoirement à cause d’une erreur expérimentale sur la mesure de la distance et/ou du temps. La vitesse de la lumière est devenue une constante, une définition.

Est-il possible qu'un trou noir tourne plus vite que la vitesse de la lumière ?

Tue, 20 Aug 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Il existe une vitesse limite à la vitesse de rotation des trous noirs imposée par la .

Les trous noirs dont on a mesuré la vitesse de rotation en sont très proches. Par exemple tourne à plus de 1100 tours par seconde (wow!) ce qui correspond à 98% de la limite de censure cosmique.

Ceci a une conséquence intéressante : les trous noirs doivent avoir une moyen de régurgiter du moment cinétique lorsqu’ils absorbent de la matière… Les jets ?

Comme toutes les particles subatomiques sont aussi des ondes (sans masse), comment ce fait il que seulement les photons peuvent atteindre la vitesse de la lumiere ?

Mon, 12 Aug 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Non, la plupart des particules du ont une masse au repos, ce qui signifie qu’elles peuvent être “au repos”, donc avoir une vitesse nulle par rapport à un observateur.

Les photons, mais aussi les gluons et les gravitons s’ils existent (sinon les ondes gravitationnelles feront l’affaire) ont tous une masse nulle et dès lors ils sont condamnés à se propager à c dans le vide. Ce n’est pas qu’ils “atteignent” cette vitesse, mais qu’ils ne peuvent pas exister à une autre vitesse (dans le vide)

Quel est l'impact du référentiel dans le calcul des effets relativistes d'un objet qui est proche de la vitesse de la lumière ?

Mon, 22 Jul 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Le Référentiel est celui dans lequel on mesure la vitesse de l’objet.

Selon le Principe d"equivalence, si vous êtes dans un objet qui se déplace à une vitesse proche de celle de la lumière par rapport à un observateur “immobile”

Tout doit être “normal” pour vous dans votre vaisseau, comme si vous étiez immobile. En particulier mesurer une vitesse de la lumière c dans toutes les directions.
Vous devez voir l’observateur “immobile” comme si c’était lui qui se déplaçait à vitesse très élevée en sens inverse du votre

La relativité restreinte ne fait “que” rendre cette équivalence logique possible physiquement.

La relativité générale ne fait “que” généraliser ceci aux référentiels accélérés, ou sous l’effet de la gravitation, ce qui est équivalent.

Si le temps n’existe pas pour un photon alors ma rétine et la surface du soleil n’ont pas de distance et que se passe-t-il pour expliquer cet état de ma réalité, donc 8 minutes plus tard ?

Thu, 18 Jul 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Vous êtes irrémédiablement lourd, pour ne pas dire massif.

Donc vous pouvez mesurer un truc que vous appelez “temps” et vous appelez “présent” tout l’Univers que vous pouvez percevoir là, top, maintenant. Mais vous ne réalisez probablement pas que ce présent est en réalité une coupe conique dans l’Univers, ce qu’on appelle le , ramené à 3 dimensions au lieu de 4 dans cette figure:

Donc le photon du Soleil que vous recevez “maintenant” n’a pas été émis il y a 8 minutes, il a été émis top là “maintenant” aussi car il n’y a aucun moyen de définir “maintenant” autrement que par ce cône.

Quand vous dites qu’il a été émis il y a 8 minutes, vous vous déplacez mentalement à la position du Soleil sur le “plan” de l’espace, mais vous n’avez aucune possibilité physique de faire ça !

Donc ce que ça dit de l’ “état de votre réalité”, c’est que vous croyez encore vivre dans un espace qui change au cours du temps en distinguant bien ces dimensions, alors que vous vivez au sommet d’un cône d’espace-temps qui les lie intimement.

Le photon se fiche totalement de notre philosophie. Il lie “instantanément” deux événements situés sur ce cône : la désexcitation d’un électron d’un atome de la couronne solaire, et l’excitation d’un électron de votre rétine. D’ailleurs ces deux événements sont “symétrique” : un photon (infrarouge) pourrait très bien sortir de votre oeil et aller exciter un électron du soleil, pour le photon ça ne fait aucune différence.

D’ailleurs en vertu de la ça pourrait tout aussi bien être un antiphoton remontant le temps …

voir

Comment serait la vie au quotidien si la vitesse de la lumière était de 100 km/h ?

Sun, 07 Jul 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Très étrange. Vous pouvez jouer a , un petit jeu gratuit développé au MIT qui vous montrera ça:

En gros c’est un peu comme si on a pris du LSD …

Cela dit, si la vitesse de la lumière était un peu différente, c’est à dire si le mètre était un peu différent puisqu’aujourd’hui le mètre est défini à partir de la seconde et de c, l’univers serait tellement différent qu’il n’y aurait pas de “vie au quotidien”, et même pas de vie du tout.

Qu'est-ce qui empêche la lumière d'aller plus vite ?

Fri, 05 Jul 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Parce que la vitesse de la lumière est infinie (pour celui qui se déplace).

Grâce au lorsqu’un objet se déplace à 84% de c, le temps est comprimé de 1.85% pour un observateur situé sur l’objet, ce qui fait qu’il parcourt 300'000 km en une seconde de son . En accélérant encore plus, il ira plus vite que la lumière dans son référentiel, et il peut accélérer indéfiniment, jusqu’à une vitesse infinie dans son référentiel s’il disposait d’une énergie infinie…

… Ou d’une masse nulle. Dans son référentiel, un photon traverse tout l’univers en un temps nul.

En quoi le fait que cette vitesse infinie corresponde à une limite finie pour un observateur “au repos” est-il un problème pour vous ?

sur mon blog

Est ce qu’un faisceau de lumière émit de manière tangentielle à l’horizon d’un trou noir va poursuivre son chemin en s’éloignant ou va t’il boucler sur lui même ?

Wed, 03 Jul 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Tangentiellement à l’horizon des événements, la lumière tombe dans le trou. Sur l’horizon, c’est la vitesse perpendiculaire qui doit valoir c…

La lumière va orbiter le trou noir seulement sur la située à 1.5 pour un trou qui ne tourne pas.

Pour un qui tourne, il y a deux sphères de photons sur lesquelles les photons peuvent orbiter. J’ai trouvé cette jolie animation sur en anglais :

Est-ce que la colonisation de l'espace est vouée à l'échec sans la possibilité de voyager plus rapidement que la lumière ?

Tue, 14 May 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Absolument PAS.

D’abord, la vitesse de la lumière suffit amplement : quand on s’en approche, le temps propre ralentit tellement qu’on peut aller n’importe où dans l’Univers en un temps fini. Ma nouvelle et le roman le décrivent bien.

Si la technologie ne permet pas les voyages relativistes, les permettent de faire des voyages de plusieurs siècles. Là les problèmes seront plutôt sociaux…

Mais si on peut congeler/hiberner pendant le voyage, où est le problème ?

Tout ce qui précède est évidemment futuriste, optimiste, scientiste, ce que vous voudrez, mais c’est possible, contrairement à un voyage plus rapide que la lumière.

Et tout ce qui est possible, nous le faisons tôt ou tard.

Est-ce que l'extrémité d'une fronde suffisamment longue pourrait dépasser la vitesse de la lumière si je la fait tournoyer au dessus de ma tête ?

Tue, 09 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

D’une fronde faite avec de la matière, non. Il vous faudrait une énergie infinie pour l’accélérer, et des effets relativistes feraient des choses étranges comme d’enrouler le fil en spirale même s’il est incroyablement tendu. En fait même un matériau infiniment solide ne peut résister à ces effets relativistes. Ca s’appelle le : la notion de est incompatible avec la relativité restreinte.

Par contre si au lieu d’une fronde vous faites tourner une lampe de poche, un laser ou un phare, alors la tache de lumière à grande distance peut facilement dépasser la vitesse de la lumière. Sauf que cette tache n’est pas de la matière ou de l’information qui se déplace, c’est à chaque instant des photons différents provenant de votre source, qui ont voyagé à c jusqu’à la tache, et retour à c jusqu’à vos yeux. Pas de violation de la relativité.

Pourquoi la lumière est-elle si lente à l'échelle de l'Univers ? Ne peut-on pas concevoir « autre chose » ?

Tue, 09 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

La vitesse de la lumière est un cas particulier de la constante universelle c qui lie l’espace et le temps. Pour un photon ou autre particule se propageant à c, il n’y a pas de temps propre, donc pour lui, c’est une vitesse infinie.

Concevoir “autre chose” comme les , c’est modifier complètement la relation entre le temps et l’espace, et donc la causalité (apparente dirait ) qui fait que nous pouvons exister. Concevoir ceci est une chose, le démontrer expérimentalement en est une autre …

Voir

La lumière avance-t-elle tout droit à l'infini ?

Mon, 08 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Tout droit dans un espace courbé par les masses, mais oui.

image © Alain Riazuelo /IAP janvier 2008 La voûte céleste telle que la verrait un observateur situé près d’un hypothétique trou noir devant le centre de notre galaxie. À cause de la déflexion de la lumière passant près du trou noir, l’image de la Voie lactée n’est plus rectiligne, et les principales constellations sont très déformées. Une image secondaire de toute la voûte céleste se trouve enroulée dans un cercle à proximité immédiate de la silhouette du trou noir.

Si je pouvais voyager à la vitesse de la lumière, que verrais-je?

Sun, 07 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Ce site collecte de nombreuses simulations de déplacements à vitesse relativiste : .

Un jeu du MIT permet même de vous amuser un peu dans un univers où la vitesse du temps est (beaucoup) ralentie :

Dans l’espace, pendant qu’un vaisseau accélère à vitesse relativiste, la position apparente des étoiles se déplace vers l’avant du vaisseau et se décale vers le bleu. Avant que le temps ne s’arrête, vous ne voyez plus qu’un petit point très lumineux devant vous.

source :

Bref, vous voyez exactement l’inverse de ce que montre le passage en vitesse lumière de Star Wars …

Voyager à une vitesse relativiste aurait-il un impact sur la biologie humaine ?

Thu, 04 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Avec un (très) bon blindage, non.

Le principe de relativité est justement que la vitesse ne change rien puisque la vitesse de la lumière est constante dans tous les référentiels. A moins que vous ne regardiez par la fenêtre vous ne pouvez faire aucune expérience qui dise que vous êtes en mouvement.

C’est comme pour les gens qui avaient peur que la vitesse des trains ne les tuent : le problème c’est quand on sort la tête par la fenêtre, sauf qu’une escarbille à vitesse relativiste dégage autant d’énergie qu’une explosion nucléaire. Et les petits photons du rayonnement du fond du ciel à 3K vous arrivent dans la tronche avec l’énergie de photons X ou gamma.

Il y a donc seulement deux obstacles à un voyage relativiste:

la source d’énergie. Ce sera de l’antimatière, sinon rien.
le bouclier. Comme vaisseau, je verrais bien juste un moteur poussant un gros astéroïde d’ataxite de ~10km de diamètre dans lequel on aurait creusé une petite partie habitable…

Notes de bas de page

Savons-nous pourquoi il y a une limite de vitesse dans notre univers ?

Tue, 26 Mar 2019 00:00:00 +0000

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Pour rejoindre @ , on peut effectivement invoquer le : si la constante universelle c avait une valeur très différente (infinie) nous ne serions probablement pas là tant l’univers serait différent.

Un autre argument serait de dire que la finitude de c est une illusion due à notre statut d’objets massifs, car une particule voyageant de notre point de vue à c n’a pas de temps propre. Elle a l’impression de se déplacer à vitesse infinie.

Que se passerait-il si un objet bougeait plus vite que la lumière ?

Sun, 24 Mar 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

S’il va plus vite que la lumière dans son milieu, il émet un joli

Plus vite que la lumière dans le vide:

c’est impossible. Il faut bien comprendre que est une vitesse infinie pour l’objet (de masse nulle) : comme le temps est comprimé à l’infini, la lumière va d’un bout de l’Univers à l’autre en un temps nul dans son référentiel. Ca n’a pas de sens d’aller encore plus vite.
à moins que l’objet ne soit composé que de , particules hypothétiques de masse imaginaire. Dans ce cas le tachyon semblerait se déplacer plus vite que c pour un observateur “au repos”, mais pas pour le tachyon, bizarrement…

A l'instar du bang supersonique, y aurait-il théoriquement un bang supraluminique ?

Fri, 15 Mar 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

oui, il est même très joli, c’est l’ :

Dans un milieu matériel, la se déplace à une vitesse $c_{1}=c/n$, où $c$ est la dans le vide et $n$ est l’ du milieu. Une particule chargée peut se déplacer dans ce milieu à une vitesse v supérieure à $c_{1}$, mais reste inférieur à c ce qui ne contredit pas la . La particule chargée interagit, tout au long de sa trajectoire, avec le milieu qu’elle traverse en perturbant temporairement la polarisation des couches électroniques des atomes rencontrés, ce qui provoque une émission radiative. Chaque atome rencontré par la particule devient donc émetteur d’un rayonnement à son passage. Or l’onde émise se propage à la vitesse $c_{1}$inférieure à v. L’interférence des ondes émises par chaque atome perturbé est alors constructive ; un front d’onde cohérent apparaît sous la forme d’un cône de lumière. La fréquence de cette onde constructive correspond généralement, pour l’effet Tcherenkov dans l’eau, à celle du bleu ou de l’ultraviolet.