Le photon est hors du temps ?

Pour accélérer un objet, il faut fournir une certaine force pendant un certain temps. Plus l'objet est lourd, plus il faut une force importante. Selon la théorie de la relativité, plus un objet va vite, plus sa quantité de mouvement augmente vite, c'est-à-dire qu'il faut moins d'effort pour accélérer un objet de la vitesse 0 à la vitesse v, que pour l'accélérer de la vitesse v à la vitesse 2v. L'augmentation de la force nécessaire dépend du facteur gamma, un nombre qui vaut 1 pour les petites vitesse, et qui tend vers l'infini quand on se rapproche la vitesse de la lumière. Les effets relativistes sont d'autant plus perceptibles que le facteur gamma est important.

gamma =       1      où v est la vitesse de l'objet et c la vitesse de la lumière

        √ 1 - v²/c²

Si on suppose que la vitesse qui serait atteinte sans le facteur gamma soit v' on a alors

v =   v' 

    gamma

On peinera donc de plus en plus pour amener l'objet proche de la vitesse de la lumière.

Mais, dans le même temps, plus un objet va vite, plus les distances se contracte relativement à lui dans la direction de son déplacement. Cet effet n'est valable que du point de vue de l'objet. Et ces longueurs sont divisées par le facteur gamma également. Du point de vue extérieur, les distances parcourues restent les mêmes. 

Ainsi, la distance que l'objet à la vitesse v parcours du point de vue de l'objet lui-même est :

d    =  v  * gamma =  v' * gamma  =  v' 

 obj    t             t * gamma      t

C'est-à-dire que l'objet parcours la distance à laquelle on se serait attendu s'il n'y avait pas le ralentissement relativiste. D'un côté l'objet est ralenti, mais de l'autre les distances se contracte. Cela s'annule. Mais d'un point de vue extérieur, l'objet se déplace de la distance normale :

d    =  v  =   v'      =  v'  *   1   

 ext    t    t * gamma    t     gamma

Donc un observateur extérieur verra l'objet se déplacer ralenti du facteur gamma comparé à la force fournie, mais du point de vue de l'objet, le déplacement sera quand même correspondant à la force fournie.

Quel rapport avec les photons ?

Les photons vont à la vitesse de la lumière. Donc le facteur gamma est égal à

gamma =       1     =   1  = +infini

        √ 1 - c²/c²   √ 0

La contradiction des distances sera alors infinie. C'est-à-dire que du point de vue du photon, la distance à parcourir est toujours égale à zéro. Aussitôt parti, aussitôt arrivé. De son point de vue, le temps ne s'écoule donc jamais plus qu'un instant. Alors si on imagine une lampe qui émet un photon, ce photon arrivant sur une feuille. D'un point de vue humain, qui est observateur extérieur au déplacement du photon, la feuille est éclairée et le photon arrive après un temps égal à

  t =  d 

       c

Autrement dit, un temps non nul. Le photon semble mettre du temps de son point de départ à son point d'arrivée sur la feuille. Pourtant, du point de vue du photon, il n'y a qu'un seul instant. Donc pendant le temps du trajet, le photon est à la fois au début, au milieu et à la fin du trajet de son point de vue. Il est donc "hors du temps". Les photons qui arrivent des galaxies lointaines, qui ont mis des années voire plus à arriver jusqu'à nous, sont de leur point de vue arrivé instantanément jusqu'à nous.

Cela peut paraitre étrange. Pourtant, la limite de la vitesse de la lumière n'est qu'une limite apparente, parce qu'en fait, elle correspond à une sorte de vitesse infinie. Les photons vont à une vitesse infinie de leur point de vue, mais d'un point de vue extérieur, ils semblent mettre du temps.

Cela veut dire que le photon est comme suspendu pendant tout son trajet à la fois immobile et à la fois en mouvement.

De quoi rappeler le discours religieux de la lumière divinie, Dieu qui serait l'alpha et l'oméga, le début et la fin, hors du temps. Alors, Dieu serait-il simplement la lumière, qui est constituée de photon, avec laquelle le Soleil qui est au ciel nous réchauffe, dans sa grande générosité, sans rien nous demander en échange ?

PS : Je ne suis pas croyant, mais je trouve le rapprochement intéressant. Le Soleil a d'ailleurs été vénéré longtemps (pensez au dieu Ra), et le christianisme a repris la fête du Sol Invictu, qui était célébrée... le 25 décembre.

Mais je ne peux pas vous laissez dire çà madame Chabot !

N'oublions pas que plus ca va moins vite, moins ca va plus vite !

Salut

D' abord rien, dans la RG n' interdit des vitesses plus grandes ou égales à c si la masse de l' objet à mouvoir est nulle.

Les physiciens ne sont pas encore unanimes à déclarer que le photon a une masse nulle.

Ensuite, si tu considères un photon et que tu fasses de celui ci la référence de ton système, alors, les autres photons se déplacent par rapport a ce photon à la vitesse c. Ce qui revient à dire que ton photon n' est immobile que par rapport à lui-même, pas par rapport au reste de l' univers. Et pour lui, le temps existe parce qu'il est, comme tout le reste, astreint à la vitesse limite c, qui est celle des autres photons.

En principe je ne réponds à ce genre de post, mais c' est, bien que tu t' en défendes, son petit coté créationniste qui m' a interpellé.

C'est-à-dire que du point de vue du photon, la distance à parcourir est toujours égale à zéro. Aussitôt parti, aussitôt arrivé. De son point de vue, le temps ne s'écoule donc jamais plus qu'un instant.

En physique, un photon ne peut pas être considéré comme un référentiel.

Un référentiel, c'est une manière de mesurer le temps et l'espace. Le référentiel propre d'une particule, c'est un référentiel où la particule se considère immobile, que sa "position" ne change pas avec le temps. Mais on ne sait pas définir un référentiel où un photon serait immobile: si on essaye, on trouve des incohérences, comme des infinis ou des quantités nulles à des endroits où le "sens physique" voudrait des quantités finies ou non nulles.

En relativité restreinte, intervient la quantité " />, et celle-ci devient nulle si la vitesse vaut c.

D' abord rien, dans la RG n' interdit des vitesses plus grandes ou égales à c si la masse de l' objet à mouvoir est nulle.

Effectivement.

Les physiciens ne sont pas encore unanimes à déclarer que le photon a une masse nulle.

Ah bon ? Mais comment irait-il à la vitesse de la lumière alors ? (il lui faudrait une énergie cinétique infinie)

Ensuite, si tu considères un photon et que tu fasses de celui ci la référence de ton système, alors, les autres photons se déplacent par rapport a ce photon à la vitesse c.

Ben c'est un cas particulier alors je sais pas.

Ce qui revient à dire que ton photon n' est immobile que par rapport à lui-même, pas par rapport au reste de l' univers. Et pour lui, le temps existe parce qu'il est, comme tout le reste, astreint à la vitesse limite c, qui est celle des autres photons.

Ben oui, mais si la distance est nul, il est aussitôt arrivé. Son instant de départ est alors son instant d'arrivé, donc il n'y a pas d'écoulement de temps pour lui. 

En principe je ne réponds à ce genre de post, mais c' est, bien que tu t' en défendes, son petit coté créationniste qui m' a interpellé.

Je vois pas en quoi je nie la théorie de l'évolution là-dedans.

on ne sait pas définir un référentiel où un photon serait immobile: si on essaye, on trouve des incohérences, comme des infinis ou des quantités nulles à des endroits où le "sens physique" voudrait des quantités finies ou non nulles.

Quelles quantités ? Peux-tu m'en dire davantage ?

Je vois pas en quoi je nie la théorie de l'évolution là-dedans.

Il faut apprendre à généraliser un peu, si l' on veut progresser. Quand je parle de relents de créationnisme, je ne faisais pas allusion aux critiques faites à Darwin par les créationnistes, mais à la généralisation que ces critiques espèrent bien étendre au reste du savoir. C' est à dire à la physique. On commence par Darwin parce qu' il est plus facile de faire croire à un adepte d' une des religion monothéiste actuelle qu' il est le modèle choisi et voulu par son dieu plutôt qu' un improbable et peu reluisant produit du hasard. Et puis on fait du Big Bang la plus belle preuve de l' existence d' un créateur.

C' est ta phrase :

Je ne suis pas croyant, mais je trouve le rapprochement intéressant

avec les propos qui la précèdent et ceux qui la suivent, qui a déclenché ma réponse.

Quand au reste, c'est à dire la partie plus physique du discours, fais un petit tour sur les moteurs de recherche et tu trouveras peut-être de quoi t' ôter quelques certitudes quand au sens de m=0 pour le photon. Bonne recherche.

Et je te signale que Gallium, tout comme moi, te signalons l' interdiction de référencer un repère par rapport à un photon. Et que tout ton discours est basé sur cette impossibilité que tu transgresses... A partir de là, tout devient possible. Même Dieu. :blush:

Il faut apprendre à généraliser un peu, si l' on veut progresser.

Ton parental ?

Quand je parle de relents de créationnisme

Idée que le créationnisme pue. Mais si les créationnistes se lavent, ils ne puent pas.

On commence par Darwin parce qu' il est plus facile de faire croire à un adepte d' une des religion monothéiste actuelle qu' il est le modèle choisi et voulu par son dieu plutôt qu' un improbable et peu reluisant produit du hasard. Et puis on fait du Big Bang la plus belle preuve de l' existence d' un créateur.

Je ne comprends pas les associations que tu fais. Par ailleurs, tu te trompes beaucoup sur mon cas, étant donné que je ne suis pas créationniste et je pense que la religion est un instrument de contrôle social.

C' est ta phrase : avec les propos qui la précèdent et ceux qui la suivent, qui a déclenché ma réponse.

Je crois plutôt que c'est une sorte d'obsession anticléricale...

Et je te signale que Gallium, tout comme moi, te signalons l' interdiction de référencer un repère par rapport à un photon.

Interdiction signifie une autorité qui serait d'accord ou pas d'accord, auquel ne fait pas allusion Gallium qui parle simplement d'impossibilité.

Et que tout ton discours est basé sur cette impossibilité que tu transgresses... A partir de là, tout devient possible. Même Dieu.  :blush:

On ne transgresse pas une impossibilité mais une loi. On peut percevoir une impossibilité parce qu'on ne voit pas comment faire.

En fait, la seule chose qui soit objective, c'est que d'après vous, on ne peut pas faire de calcul en supposant un référentiel suivant un photon. Je suis intéressé par les endroits où l'on aboutit à des valeurs impossibles.

Ah bon ? Mais comment irait-il à la vitesse de la lumière alors ? (il lui faudrait une énergie cinétique infinie)

On peut le démontrer mathématiquement.

Mais on peut également raisonner différemment : si le photon n'avait pas une masse nulle, que se passerait-il ?

Quelles quantités ? Peux-tu m'en dire davantage ?

Des quantités d'énergie. Mais la phrase était mal formulée ...

Mais on peut également raisonner différemment : si le photon n'avait pas une masse nulle, que se passerait-il ?

Alors il aurait une quantité de mouvement constante ou affine, mais pas linéaire, et alors cela serait contradictoire avec E = h * nu

Des quantités d'énergie. Mais la phrase était mal formulée ...

Non, je suis juste intéressé, je voudrais savoir quelles variables précisément.

Ce qui est essentiel c' est :

1- Il existe (du moins dans l' état actuel de nos connaissances) une vitesse maximale infranchissable par un objet matériel. Cette vitesse est notée c.

2- Les photons, s' ils sont dénués de masse se déplacent à la vitesse c. Et la vitesse de la lumière est c.

3- S' ils ont une masse, même si celle ci est infime et bien plus petite que la limite imposée par nos systèmes de mesure, alors leur vitesse est inférieure à celle de la lumière. Dans ce cas la lumière va moins vite que c. Donc quelque chose qui n' aurait pas de masse irait plus vite que la lumière.

La conclusion est que ce n' est pas la vitesse de la lumière qui est une limite. La seule limite (théorique) est c.

Alors il aurait une quantité de mouvement constante ou affine, mais pas linéaire, et alors cela serait contradictoire avec E = h * nu

Et cela erronerait également de nombreuses théories, comme la théorie de l'électrodynamique.

D'après Wikipédia, la masse est considérée comme nulle, et en tout cas des expériences on en déduit qu'elle est inférieure à 6é10^-17 eV/c².

Un eV/c² vaut 1,783é10^-36 kg, donc la masse du photon serait inférieure à 1é10^-54 kg. C'est vraiment pas lourd. A titre de comparaison, un électron pèse 9,2 é 10^-31 kg, qui est lui même 1 836 plus léger qu'un proton.

Sinon, concrètement, la lumière va moins vite que c parce qu'elle est ralenti par la matière qu'elle traverse, le rapport étant l'indice de réfraction.

Et cela erronerait également de nombreuses théories, comme la théorie de l'électrodynamique.

En quoi ?

Si la masse du photon n'était pas nulle, la théorie de l'électrodynamique quantique serait "perturbée" d'abord par la perte de l'invariance de jauge, qui la rendrait non-renormalisable; de plus, la conservation de la charge ne serait plus garantie de façon absolue, comme si les photons avaient une masse fantôme. Toutefois quoi que dise une théorie, il est toujours nécessaire de confronter théorie et expérience.

Il est certainement quasi impossible de pratiquer une expérience qui prouverait que le photon a une masse strictement nulle. Le mieux qu'on puisse espérer de faire est de placer des limites supérieures à sa valeur. Une masse non nulle entraînerait un changement dans la loi de Coulomb en inverse du carré de la distance des forces électrostatiques. Il y aurait un petit facteur biaisant qui la rendrait plus faible sur les très longues distances.

De même le comportement des champs magnétiques statiques serait modifié. A la limite la masse du photon peut être obtenue par des mesures par satellite des champs magnétiques planétaires. La sonde Charge Composition Explorer a été utilisée pour trouver une limite supérieure égale à 6E-16 eV avec une grande probabilité. Cette mesure a été légèrement améliorée en 1998 par Roderic Lakes dans une expérience de laboratoire qui consistait en la recherche de forces anormales sur une balance de Cavendish. La nouvelle limite supérieure est 7E-17 eV. Les études des champs magnétiques galactiques suggèrent une bien meilleure limite de moins de 3E-27 eV mais il existe un certain doute sur la validité de cette méthode.

A noter qu'il est strictement interdit d'utiliser E=mc² dans un topic de ce genre.

En fait, la probabilité de l'existence de Dieu est la même que la probabilité que la lumière ait une masse.  :blush:

Si la masse du photon n'était pas nulle, la théorie de l'électrodynamique quantique serait "perturbée" d'abord par la perte de l'invariance de jauge, qui la rendrait non-renormalisable; de plus, la conservation de la charge ne serait plus garantie de façon absolue, comme si les photons avaient une masse fantôme. Toutefois quoi que dise une théorie, il est toujours nécessaire de confronter théorie et expérience.

 J'ai rien compris.

En fait, la probabilité de l'existence de Dieu est la même que la probabilité que la lumière ait une masse. :blush:

Au repos ... une masse au repos ; celle des photons est nulle au repos mais pas en déplacement^^.?

D'ou ,peut-être l' hypothèse de la matière noire ...

Pourtant toute la science s'appuie sur un aspect ,la gravitation ,qui ne peut être reproduit ,expérimentée...

Et on lui fait confiance au point de lui accorder sa probabilité.

Le photon est-il hors du temps ?

Le photon se plie au temps ,le temps l'englobe car il va moins vite que lui

Ah ben si la gravité de la relativité générale est démontrée avec une très grande précision, y compris au sujet de la déviation de la lumière. Après, bien entendu, si une autre théorie donne les mêmes résultats, ça marchera aussi.

Dans une certaine mesure, le photon est dans le temps. Alors serait-il à la fois dans le temps et à la fois hors du temps ?