Introduction à la physique quantique pour les bonjourchinois (pas de prérequis nécessaire)

ChrisHK

Alpha & Oméga
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Hong Kong et Shanghai
"L'un des principes du GPS est la comparaison entre une horloge embarquée dans le satellite, et une horloge sur Terre servant de référence."

La reference etant la terre, a priori c'est par rapport a ce referentiel que les mesures sont faites.
Pour l'application GPS terrestre, c'est bien sûr le référentiel terre qui est utilisé.

Mais dans un cas plus général?
Prenons 2 objets A et B. Par rapport au référentiel 1 (par exemple la Terre), la vitesse de A est supérieure à celle de B.
Mais par rapport au référentiel B (par exemple le Soleil), la vitesse de B est supérieure à celle de A.
Le temps de A s’écoule-t-il plus ou moins vite que celui de B?
 

Dui ni shuo de dui

Alpha & Oméga
18 Sept 2007
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Shanghai
Pour l'application GPS terrestre, c'est bien sûr le référentiel terre qui est utilisé.

Mais dans un cas plus général?
Prenons 2 objets A et B. Par rapport au référentiel 1 (par exemple la Terre), la vitesse de A est supérieure à celle de B.
Mais par rapport au référentiel B (par exemple le Soleil), la vitesse de B est supérieure à celle de A.
Le temps de A s’écoule-t-il plus ou moins vite que celui de B?

Je suppose que dans ce cas on prend pour base du referentiel une vitesse nulle.
La lumiere a une vitesse finie qu'elle ne peut pas depasser quoi qu'il arrive. En envoyant un rayon lumineux dans plusieurs directions puis en le reflechissant vers son point de depart, il doit y avoir moyen d'en decouler la vitesse a laquelle le point d'emission de ces rayons se deplace, et donc d'en decouler un referentiel a vitesse nulle permettant par la suite de pouvoir comparer toutes les autres.
 

Corius

Demi-dieu
16 Nov 2012
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corius.photoshelter.com
Je suppose que dans ce cas on prend pour base du referentiel une vitesse nulle.
La lumiere a une vitesse finie qu'elle ne peut pas depasser quoi qu'il arrive. En envoyant un rayon lumineux dans plusieurs directions puis en le reflechissant vers son point de depart, il doit y avoir moyen d'en decouler la vitesse a laquelle le point d'emission de ces rayons se deplace, et donc d'en decouler un referentiel a vitesse nulle permettant par la suite de pouvoir comparer toutes les autres.

une vitesse nulle n'existe que par rapport à un référentiel défini.
Si on prend comme référentiel l'émetteur de la lumière, c'est le mirroir qui se déplace, l'émetteur ayant une vitesse nulle. Si on prend un référentiel tiers, alors il est possible que les 2 soient en mouvement donc en vitesse non-nulle.
On peut très bien affirmer qu'un avion qui fait Pékin-Paris est immobile avec une vitesse nulle, et que c'est la Terre qui a une vitesse de rotation non-nulle par rapport à l'avion.
 

Dui ni shuo de dui

Alpha & Oméga
18 Sept 2007
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Shanghai
une vitesse nulle n'existe que par rapport à un référentiel défini.
Si on prend comme référentiel l'émetteur de la lumière, c'est le mirroir qui se déplace, l'émetteur ayant une vitesse nulle. Si on prend un référentiel tiers, alors il est possible que les 2 soient en mouvement donc en vitesse non-nulle.
On peut très bien affirmer qu'un avion qui fait Pékin-Paris est immobile avec une vitesse nulle, et que c'est la Terre qui a une vitesse de rotation non-nulle par rapport à l'avion.

Oui, je sais bien. Simplement la vitesse de la lumiere est une valeur finie et qui ne depend pas de l'objet depuis laquelle elle est emise. Or dans ce cas precis, le referentiel me semble difficile a expliciter... "La lumiere se propage a 300 000km/s" est une phrase que tout le monde connait, mais personne ne precise le referentiel non plus.

En gros, mettons que la Terre se ballade a 50 000 km/s par rapport au point de depart du big bang et qu'on envoie un rayon lumieux (300 000km/s environ) dans le prolongement de la trajectoire terrestre: celui ci n'ira pas a 350 000km/s pour autant, il ne depassera pas 300 000km/s.

Cela dit, a la reflexion, je suis d'accord sur un point: je ne pense pas que l'experience avec les miroirs fonctionne.
 

Lil00

Dieu Supérieur
08 Oct 2014
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Normandie
"La lumiere se propage a 300 000km/s" est une phrase que tout le monde connait, mais personne ne precise le referentiel non plus.
Et cela pour une bonne raison : essaie de courir à 299000 km/s après un photon, il ira toujours par rapport à toi à 300000 km/s. C'est l'un des aspects les plus difficiles à admettre de la relativité !
 

ChrisHK

Alpha & Oméga
27 Déc 2013
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Hong Kong et Shanghai
En gros, mettons que la Terre se ballade a 50 000 km/s par rapport au point de depart du big bang et qu'on envoie un rayon lumieux (300 000km/s environ) dans le prolongement de la trajectoire terrestre: celui ci n'ira pas a 350 000km/s pour autant, il ne depassera pas 300 000km/s.
C'est bien pour "respecter" cette limite de 300000km/s qu'il faut que le temps s’écoule plus lentement.
 

xml

Dieu souverain
26 Juin 2011
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guangdong
euh je peut poser une question d eneophite ?

la physique quantique pourrait elle s'appliquer à la vie ? par exemple nous c'est un element neutre en tant qu'individu + un element positif ou negatif selon notre regard sur une situation et l'exterieur c'est un element positif ou negatif ,et ce qu'on appelle le hasard le resultat de ces connexions , donc la probabilité , l'incidence de la connexion de ces trois points
 

Yiyuan

Dieu suprême
16 Avr 2015
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euh je peut poser une question d eneophite ?

la physique quantique pourrait elle s'appliquer à la vie ? par exemple nous c'est un element neutre en tant qu'individu + un element positif ou negatif selon notre regard sur une situation et l'exterieur c'est un element positif ou negatif ,et ce qu'on appelle le hasard le resultat de ces connexions , donc la probabilité , l'incidence de la connexion de ces trois points

euh la Lien retiré, je retourne a ma binouze :pint:
 

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Dieu souverain
26 Juin 2011
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guangdong
euh la Lien retiré, je retourne a ma binouze :pint:
haha en fait je m'interesse a une autre façon de voir les choses, on a pas encore tout decouvert car on est bloqué par un mode de raisonnement, il me semble que la physique quantique ouvre justement un autre mode d eraisonnement qui permet de comprendre des choses essentielles a la vie
 

Lyka

Dieu
30 Juil 2014
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euh je peut poser une question d eneophite ?

la physique quantique pourrait elle s'appliquer à la vie ? par exemple nous c'est un element neutre en tant qu'individu + un element positif ou negatif selon notre regard sur une situation et l'exterieur c'est un element positif ou negatif ,et ce qu'on appelle le hasard le resultat de ces connexions , donc la probabilité , l'incidence de la connexion de ces trois points
Je suis pas sûr d'avoir bien compris...

Après si tu y cherches une nouvelle interprétation de la vie, libre à toi, mais ce n'est plus de la physique :) Au mieux, c'est un raisonnement qui s'inspire de la physique quantique.
 

Lil00

Dieu Supérieur
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Je suis pas sûr d'avoir bien compris...

Après si tu y cherches une nouvelle interprétation de la vie, libre à toi, mais ce n'est plus de la physique :) Au mieux, c'est un raisonnement qui s'inspire de la physique quantique.
En gros, si tu veux continuer dans la physique : shut up and calculate...
 

Lil00

Dieu Supérieur
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C'est bien pour "respecter" cette limite de 300000km/s qu'il faut que le temps s’écoule plus lentement.
Je suis toujours perturbée par cette expression : "le temps s'écoule plus lentement". Par rapport à quoi ? On parle de vitesse du temps ? Donc de la dérivée du temps par rapport au temps ?
J'aurais plutôt dit : deux horloges en mouvement l'une par rapport à l'autre se désynchronisent.
 

phitheb

Dieu créateur
08 Déc 2013
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Je suis toujours perturbée par cette expression : "le temps s'écoule plus lentement". Par rapport à quoi ? On parle de vitesse du temps ? Donc de la dérivée du temps par rapport au temps ?
J'aurais plutôt dit : deux horloges en mouvement l'une par rapport à l'autre se désynchronisent.
Pas besoin de rentrer dans de telles considérations, il suffit de mesurer la durée qui sépare 2 évènements dans 1 référentiel, puis dans 1 autre.
Ensuite, tu peux objectivement dire que le temps "s'écoule" plus lentement, si tu constates que toute mesure de la durée qui sépare 2 évènements donne une valeur plus grande dans le référentiel 1 que dans le référentiel 2.
(http://www.astronomy.ohio-state.edu/~pogge/Ast162/Unit5/sr.html, regarde au chapitre "The relativity of time")
 

ChrisHK

Alpha & Oméga
27 Déc 2013
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Hong Kong et Shanghai
J'aurais plutôt dit : deux horloges en mouvement l'une par rapport à l'autre se désynchronisent.
Elles se désynchronisent parce que le phénomène physique permettant de mesurer le temps (fréquence du rayonnement électromagnétique émis par un electron lors de changement de niveau d’énergie) prend "plus ou moins de temps" selon la vitesse de l'horloge, hors cette fréquence est supposée être une constante, donc c'est parce que le temps "s’écoule plus ou moins vite" qu'il y a désynchronisation.
(bon, à la relecture ce n'est pas absolument limpide, mais je ne peux pas l'expliquer mieux....)
 

Dui ni shuo de dui

Alpha & Oméga
18 Sept 2007
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Shanghai
C'est bien pour "respecter" cette limite de 300000km/s qu'il faut que le temps s’écoule plus lentement.

Aaahhh ok, maintenant j'ai compris (enfin je crois).
Mettons qu'un objet se deplace a 300 000km/s dans une direction par rapport a un point d'origine et emette une lumiere dans le prolongement de cette direction, celle ci se deplacera a 300 000km/s par rapport a l'objet mais sachant qu'une seconde du point de vue de cet objet correspond a un temps infini pour le point d'origine, cette vitesse sera alors egale a zero pour l'observateur situe au niveau du point d'origine.
 

Yiyuan

Dieu suprême
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Aaahhh ok, maintenant j'ai compris (enfin je crois).
Mettons qu'un objet se deplace a 300 000km/s dans une direction par rapport a un point d'origine et emette une lumiere dans le prolongement de cette direction, celle ci se deplacera a 300 000km/s par rapport a l'objet mais sachant qu'une seconde du point de vue de cet objet correspond a un temps infini pour le point d'origine, cette vitesse sera alors egale a zero pour l'observateur situe au niveau du point d'origine.

bon ben la c'est super clair Lien retiré
 

Pfedac

Dieu créateur
01 Mai 2013
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Rio de Janeiro
Je savais que j'allais l'avoir cette question du "comment on définit ce qui va plus vite", je le savais.. (oui cette question m'embarrasse, j le reconnais tout à fait)
En fait... c'est la base de ce qu'on appelle le paradoxe des jumeaux (comment ça je détourne en parlant d'histoire des Sciences?). Il s'agit d'une expérience de pensée oú l'on dispose de deux jumeaux. L'un d'entre eux embarque sur un vaisseau qui va se déplacer à une vitesse proche de celle de la lumière, puis va revenir sur Terre. Plaċons-nous dans un référenciel galiléen (ou inertiel), ça veut dire, en gros, que les lois de la mécanique s'appliquent simplement (pas de forces d'inertie d'entrainement, de Coriolis...) et que le centre de notre repére est immobile ou a une vitesse constante par rapport à tous les autres référenciels galiléens. Ouais, un repère galiléen est définit par rapport à tous les autres référenciels galiléens, mais on n'a pas de définition propre, c'est le bordel, je sais. On va se placer dans un repère approximativement galiléen pour la durée de notre expérience, le repère centré sur le centre de masse du système solaire et dont les axes pointent vers des lointains quasars qu'on peut considérent comme immobiles.

Notre jumeau voyageur part donc et voyage à une vitesse proche de celle de la lumière. Celui resté sur Terre attend que l'autre revienne et mène sa vie de jumeau esseulé en se consacrant à la Physique puis à la théorie des cordes. Quelques années plus tard, on va dire 10 ans, notre jumeau vagabond revient sur Terre, pour lui quelques jours/mois seulement se sont écoulés, et il trouve que son jumeau sur Terre a pris un sacré coup de vieux. À moins que...

À moins que l'on ne prenne le point de vue de l'autre jumeau. Pendant qu'il voyageait, il avait une vitesse constante, donc son repère était en translation uniforme par rapport au barycentre du Système Solaire. Donc, de son point de vue, il était dans un repère galiléen immobile, et son frère bougeait à une vitesse proche de celle de la lumière. Donc c'est lui qui revient après quelques années écoulées pour lui et trouve son frère à peine en train de finir son master 1 de Physique Fondamentale à Orsay.

Quelle situation est celle qui se produirait en réalité? Ben... la plupart des spécialistes penchent pour la solution 1, parce que le jumeau 1 n'a pas subit d'accélération puis de décélération pour atteindre une vitesse relativiste constante par rapport au repère galiléen d'origine, alors que son jumeau si. Il y a bien eu des expériences pour savoir laquelle est juste avec des horloges atomiques et ça semble pointer effectivement la première solution. Mais c'est pas simple.

C'est un peu long pour dire "je sais pas" mais je trouve ça marrant quand même (si quelqu'un peut mettre les liens Youtube vers les vidéos d'e-penser sur le sujet ce serait sympa, j'ai un navigateur pourri qui ne me laisse plus ne serait-ce que coller les liens wikipedia).