Sciences & Technologies

un photon va théoriquement à 300.000 km/s

la balle de mon revolver va à 1km/sec

si je tire une balle vers le ciel, elle n'ira pas à 1km/sec car la force de la gravité la retiendra...
elle ira donc plus lentement.

si je tire un photon depuis le sol vers le soleil... normalement il se passe la même chose : la gravité le ralentit.

exact ?

si je tire une balle vers le ciel, elle n'ira pas à 1km/sec car la force de la gravité la retiendra...
elle ira donc plus lentement.

Pour commencer la vitesse de libération (pour se liberer de la gravité terrestre) est de 11.2 km/s.
Tu vois déjà apparaitre la première grosse différence, ta balle qui ne va qu'à 1km/s ne peut pas se libérer de la gravité alors que le photon oui.
Ensuite le photon n'est pas ralentit par l'air (du moins c'est négligeable) alors que la balle oui.

Bref si tu tires un photon depuis la terre il mettra 8mn pour atteindre le soleil tandis que la balle finira forcement par retomber.

Oui et non, c'est compliqué... J'ai bien répondu?

C'est compliqué parce que ce qu'on appelle communément "lumière" c'est ce que la théorie de l'électromagnétisme considère être à la fois une onde et une particule, et qu'il faut dès lors la distinguer du photon, quanta de lumière, qui dans la physique quantique n'est, dans son individualité, qu'une particule.

Et cette distinction étant faite, il faut je crois comprendre qu'un photon se déplace toujours à la même vitesse, quel que soit le milieu matériel ou le champs qu'il traverse, mais que par contre la lumière qui en est composé, elle, peut être associée à des vitesses différentes. Les explications de ceci les plus convaincantes demanderaient de se plonger dans les équations, mais de ce que j'ai compris de toute la vulgarisation que j'ai pu lire c'est que si le photon se déplace toujours à la même vitesse, cela ne l'empêche pas d'être en interaction avec son environnement.

Cette interaction peut se traduire par exemple par des rebonds dans des molécules de matières : le photon est absorbé puis réémis par les particules rencontrés, et si sa vitesse est toujours constante ce phénomène nous permet néanmoins de dire que la lumière qui en résulte, elle, est ralentie (si bien qu'il devient possible pour un électron de se déplacer plus vite qu'elle, donnant lieu à un bang lumineux similaire au bang sonore de passage de mur du son, appelé effet Vavilov - Tcherenko https://fr.wikipedia.org//wiki/Effet_Vavilov-Tcherenkov )

Mais cette interaction peut aussi être celle avec un champs, comme le champs gravitationnel. De ce dernier Einstein a dit dans sa théorie de la relativité que son effet est de courber l'espace - temps. Là encore, un photon soumis à ce champs ne change pas de vitesse mais de chemin (dans l'espace - temps) et c'est ce phénomène qui nous fait parler de décélération ou d'accélération de la lumière (et qui donne lieu à l'effet de lentille gravitationnelle https://fr.wikipedia.org/wiki/Lentille_gravitationnelle )

Le 05 août 2018 à 17:24:48 Jooord a écrit :
Oui et non, c'est compliqué... J'ai bien répondu?

C'est compliqué parce que ce qu'on appelle communément "lumière" c'est ce que la théorie de l'électromagnétisme considère être à la fois une onde et une particule, et qu'il faut dès lors la distinguer du photon, quanta de lumière, qui dans la physique quantique n'est, dans son individualité, qu'une particule.

Bien vu

Et cette distinction étant faite, il faut je crois comprendre qu'un photon se déplace toujours à la même vitesse, quel que soit le milieu matériel ou le champs qu'il traverse, mais que par contre la lumière qui en est composé, elle, peut être associée à des vitesses différentes. Les explications de ceci les plus convaincantes demanderaient de se plonger dans les équations, mais de ce que j'ai compris de toute la vulgarisation que j'ai pu lire c'est que si le photon se déplace toujours à la même vitesse, cela ne l'empêche pas d'être en interaction avec son environnement.

Exact.
oublie les équations.

faisons une expérience : balader un faisceau de lumière dans l'eau la ralentit.
pourquoi la lumière ne serait pas ralenti par la gravité ?
un rayon de lumière peut être dévié... c'est une manière de le ralentir...

Cette interaction peut se traduire par exemple par des rebonds dans des molécules de matières : le photon est absorbé puis réémis par les particules rencontrés, et si sa vitesse est toujours constante ce phénomène nous permet néanmoins de dire que la lumière qui en résulte, elle, est ralentie (si bien qu'il devient possible pour un électron de se déplacer plus vite qu'elle, donnant lieu à un bang lumineux similaire au bang sonore de passage de mur du son, appelé effet Vavilov - Tcherenko https://fr.wikipedia.org//wiki/Effet_Vavilov-Tcherenkov )

tout à fait

Mais cette interaction peut aussi être celle avec un champs, comme le champs gravitationnel. De ce dernier Einstein a dit dans sa théorie de la relativité que son effet est de courber l'espace - temps. Là encore, un photon soumis à ce champs ne change pas de vitesse mais de chemin (dans l'espace - temps) et c'est ce phénomène qui nous fait parler de décélération ou d'accélération de la lumière (et qui donne lieu à l'effet de lentille gravitationnelle https://fr.wikipedia.org/wiki/Lentille_gravitationnelle )

voilà tu as tout dit

mais donc quelque part la lumière peut bien être ralentie : en lui faisant faire le tour d'une planète, en la détournant grâce à ... la gravité

si tu prends ton chrono, la lumière sera ralentie, que tu le veuilles ou non.

Le 05 août 2018 à 16:58:18 kzekox a écrit :

si je tire une balle vers le ciel, elle n'ira pas à 1km/sec car la force de la gravité la retiendra...
elle ira donc plus lentement.

Pour commencer la vitesse de libération (pour se liberer de la gravité terrestre) est de 11.2 km/s.
Tu vois déjà apparaitre la première grosse différence, ta balle qui ne va qu'à 1km/s ne peut pas se libérer de la gravité alors que le photon oui.
Ensuite le photon n'est pas ralentit par l'air (du moins c'est négligeable) alors que la balle oui.

Bref si tu tires un photon depuis la terre il mettra 8mn pour atteindre le soleil tandis que la balle finira forcement par retomber.

aucune gravité ne peut donc ralentir un photon ?

De ce que j'ai compris de ce que disait mes collegues physicien. Le photon ne change jamais de vitesse. Mais il peut prendre une route plus longue. Si j'ai bien compris c'est ce qui se passe a l'extreme dans le cas d'un trou noir. Prends l'image d'une voiture sur le peripherique. Si tu fermes toutes les sorties, la voiture peut toujours aller a 110 km/h mais elle ne sortira jamais du periph.

Le 05 août 2018 à 17:41:05 rogermia a écrit :

Le 05 août 2018 à 16:58:18 kzekox a écrit :

si je tire une balle vers le ciel, elle n'ira pas à 1km/sec car la force de la gravité la retiendra...
elle ira donc plus lentement.

Pour commencer la vitesse de libération (pour se liberer de la gravité terrestre) est de 11.2 km/s.
Tu vois déjà apparaitre la première grosse différence, ta balle qui ne va qu'à 1km/s ne peut pas se libérer de la gravité alors que le photon oui.
Ensuite le photon n'est pas ralentit par l'air (du moins c'est négligeable) alors que la balle oui.

Bref si tu tires un photon depuis la terre il mettra 8mn pour atteindre le soleil tandis que la balle finira forcement par retomber.

aucune gravité ne peut donc ralentir un photon ?

À priori non. Le photon suit ce qu'on appelle une géodésique en espace courbe. Une géodésique c'est soit :

- Le chemin (ligne d'Univers) qui maximise le temps propre pour aller d'un point A à B. (Je peux détailler mathématiquement si tu le désires.)
- Le chemin le plus court d'un point A à B.

Or, photon ou onde, peu importe le point de vue, ça se déplace dans l'espace-temps qui lui est dynamique. L'équation d'Einstein explique bien ce dynamisme. La matière (tenseur énergie-impulsion plus généralement) dicte comment l'espace-temps se courbe et inversement, la courbure indique la présence de matière. Or, en espace courbe, la ligne droite n'est pas le chemin le plus court. C'est une trajectoire courbe. Plus généralement, la lumière suit l'équation des géodésiques (une équation compliquée pour les moins aguerris) qui découle d'un principe qu'on appelle le principe de moindre action. En gros, la trajectoire d'un système physique est telle que la variation de son action est nulle, ce qui mène aux équations d'Euler-Lagrange (si tu ne connais pas c'est pas bien grave.)

Donc je résume, la lumière est déviée par la gravité car l'espace-temps est courbe en présence de matière et qu'elle suit des trajectoires qui respectent les deux conditions pour une géodésique dont j'ai explicité la définition plus haut.

Après pour la balle et le photon, le first a très bien expliqué ça, la vitesse de libération de la Terre est de 11 km/s, or c >>>> 11 km/s.

Le 05 août 2018 à 17:54:59 godrik a écrit :
De ce que j'ai compris de ce que disait mes collegues physicien. Le photon ne change jamais de vitesse. Mais il peut prendre une route plus longue. Si j'ai bien compris c'est ce qui se passe a l'extreme dans le cas d'un trou noir. Prends l'image d'une voiture sur le peripherique. Si tu fermes toutes les sorties, la voiture peut toujours aller a 110 km/h mais elle ne sortira jamais du periph.

oui mais c'est nue manière de le realentir aussi

si tu arrives à capturer un photon et le faire tourner en rond à l'infini
on peut dire que tu l'auras arrêté

oui mais c'est nue manière de le realentir aussi

si tu arrives à capturer un photon et le faire tourner en rond à l'infini

on peut dire que tu l'auras arrêté

Dans ce cas c'est pas la gravitation qui "ralentit" la course du photon mais la déformation de l'espace-temps, le photon va suivre la courbure de l'espace-temps d'une étoile par exemple.

J'ai aussi oublié de préciser un point capital : le photon n'a pas de masse...
Hors la loi universelle de la gravitation ne parle que de corps ayant une masse... Donc...

Le 05 août 2018 à 15:35:56 rogermia a écrit :

A un moment, il faudra bien ouvrir un bouquin de physique ... multiplier les posts comme les pains ne rentra pas plus vraie tes erreurs.

un photon va théoriquement à 300.000 km/s

Dans le vide et pas en théorie : il va à, ça a été mesuré et c'est une constante universelle dans le vide.

si je tire un photon depuis le sol vers le soleil... normalement il se passe la même chose : la gravité le ralentit.

En aucun cas il ne se passerait la même chose : l'erreur est là.
a) Sa vitesse étant constante quant bien même devrait-il ralentir dans un même milieu alors c'est un autre paramètre qui serait modifié.
b) La gravité ne va pas ralentir un photon car la gravité n'a pas d'indice de réfraction : ce n'est pas un milieu dans lequel se propage la lumière.
c) La gravité au sens classique ne va pas ralentir le photon car, sans grande surprise, le photon est censé avoir une masse nulle parce que :
ρ (quantité de mouvement) = (v/c)(E/c) et avec une vitesse de égale à c (la lumière quoi) E = ρc et comme m²c^4=E²-p²c² (dixit wiki) alors m²c^4 = 0, comme c ≠0 alors m=0 (dixit wiki)
d) La gravité, au sens déformation d'un espace/temps, ne va pas ralentir le photon mais le dévier

exact ?

Toujours pas

faisons une expérience : balader un faisceau de lumière dans l'eau la ralentit.
pourquoi la lumière ne serait pas ralenti par la gravité ?
un rayon de lumière peut être dévié... c'est une manière de le ralentir...

Parce que l'eau est un milieu qui n'est pas vide et à un indice de réfraction alors que la gravité ... comme dit plus haut n'est pas un milieu : où alors prouve le.

mais donc quelque part la lumière peut bien être ralentie : en lui faisant faire le tour d'une planète, en la détournant grâce à ... la gravité

Non, elle aura toujours la même vitesse même si elle se contente de tourner autour d'une planète : tant qu'elle ne change pas de milieu sa vitesse est constante.

Le 05 août 2018 à 21:51:06 kzekox a écrit :

oui mais c'est nue manière de le realentir aussi

si tu arrives à capturer un photon et le faire tourner en rond à l'infini

on peut dire que tu l'auras arrêté

Dans ce cas c'est pas la gravitation qui "ralentit" la course du photon mais la déformation de l'espace-temps, le photon va suivre la courbure de l'espace-temps d'une étoile par exemple.

bah oui mais la déformation de l'espac-temps elle est due à la gravité justement...

J'ai aussi oublié de préciser un point capital : le photon n'a pas de masse...
Hors la loi universelle de la gravitation ne parle que de corps ayant une masse... Donc...

c'est faux
si le photon n'avait pas de masse, il irait à une vitesse nulle ou infinie
il a donc bien une masse

Ta balle, elle a une masse, pas le photon.

Le photon n'est donc pas ralentit par la gravitation.

En revanche, en s'extrayant du puits gravitationnel il perdra en énergie ; sa longueur d'onde s'en verra donc allongée.

Le 05 août 2018 à 23:27:22 Csharper a écrit :
Ta balle, elle a une masse, pas le photon.

s'il a pas de masse, il peut pas avoir de vitesse.
il existe pas

Le photon n'est donc pas ralentit par la gravitation.

En revanche, en s'extrayant du puits gravitationnel il perdra en énergie ; sa longueur d'onde s'en verra donc allongée.

s'il perd en énergie, il ralentit

s'il a pas de masse, il peut pas avoir de vitesse.
il existe pas

Intéresse toi à la physique au lieu de troller, cela te sera plus profitable.

"Le photon est cependant sans masse. Les expériences sont compatibles avec une masse inférieure à 10−54 kg1, soit 5 × 10−19 eV/c2 (des estimations antérieures plaçaient la limite supérieure à 6 × 10−17 eV/c241,42 et 1 × 10−18 eV/c22) ; on admet généralement que le photon a une masse nulle. "
https://fr.wikipedia.org/wiki/Photon#Masse_et_quantit%C3%A9_de_mouvement

s'il a pas de masse, il peut pas avoir de vitesse.

il existe pas

Non

s'il perd en énergie, il ralentit

Non plus

Le 05 août 2018 à 22:37:38

bah oui mais la déformation de l'espac-temps elle est due à la gravité justement...

Non la déformation n'est pas due à la gravité, c'est une autre façon de représenter cette gravité et elle est due à une masse :
En mécanique newtonienne la gravité est représentée par des forces.
En mécanique relativiste la gravité est représentée par une déformation.

Il s'agit d'un des changements de paradigme de la physique.

c'est faux
si le photon n'avait pas de masse, il irait à une vitesse nulle ou infinie
il a donc bien une masse

E n'ayant pas de masse il ne peut aller qu'à une vitesse : celle de la lumière ... et s'il avait une masse il ne pourrait pas aller à cette vitesse !
Je renvoie à l''équation que j'avais donnée qui en plus le confirme ! A partir de là, claquer des "c'est faux" sans tenir compte des connaissances scientifiques : c'est priceless

Le 05 août 2018 à 23:55:23 popol781 a écrit :
s'il a pas de masse, il peut pas avoir de vitesse.
il existe pas

Il n'a pas de masse ... le "si" est superflu et bonus : il n'a pas de masse il [ne] peut avoir qu'une vitesse, celle de la lumière (comme toute particule sans masse : ben oui non seulement c'est possible mais en plus il n'est pas le seul)
Là où on a le droit de douter c'est sur d'hypothétiques particules avec une masse imaginaire !

s'il perd en énergie, il ralentit

Ou pas quelqu'un l'a très bien expliqué ...

Il serait temps d'ouvrir un bouquin de physique quand même !

J'avais lu dans un science et vie que certaines alternatives à la physique quantique "orthodoxe" considéraient des photons à masse non nulle, mais je me souviens aussi que je n'avais pas trop compris ce qu'ils appelaient "masse" dans leur article.

Je crois que le coeur du débat est là : photon avec ou sans masse, ça va dépendre de ce qu'on appelle "masse" et c'est un terrain très glissant aujourd'hui. Certains parlent encore de masse relativiste (et font des articles avec ce concept ) que le photon posséderait bien, d'autres semblent trouver ce concept caduque.

Bref, ne vous battez pas, c'est sûr qu'il ne faut pas dire n importe quoi mais on ne peut pas dire que quelqu'un qui affirme qu'un photon possède une masse se trompe réellement, à condition qu'il puisse expliquer ce qu'il entend par là...

Le 06 août 2018 à 18:11:46 Baka_Neko_Baka a écrit :

Le 05 août 2018 à 22:37:38

bah oui mais la déformation de l'espac-temps elle est due à la gravité justement...

Non la déformation n'est pas due à la gravité, c'est une autre façon de représenter cette gravité et elle est due à une masse :
En mécanique newtonienne la gravité est représentée par des forces.
En mécanique relativiste la gravité est représentée par une déformation.

Il s'agit d'un des changements de paradigme de la physique.

oui mais ça décrit la même situation

c'est faux
si le photon n'avait pas de masse, il irait à une vitesse nulle ou infinie
il a donc bien une masse

E n'ayant pas de masse il ne peut aller qu'à une vitesse : celle de la lumière ... et s'il avait une masse il ne pourrait pas aller à cette vitesse !

un objet sans masse n'existe pas... masse nul = vélocité nulle

Je renvoie à l''équation que j'avais donnée qui en plus le confirme ! A partir de là, claquer des "c'est faux" sans tenir compte des connaissances scientifiques : c'est priceless

Le 05 août 2018 à 23:55:23 popol781 a écrit :
s'il a pas de masse, il peut pas avoir de vitesse.
il existe pas

Il n'a pas de masse ... le "si" est superflu et bonus : il n'a pas de masse il [ne] peut avoir qu'une vitesse, celle de la lumière (comme toute particule sans masse : ben oui non seulement c'est possible mais en plus il n'est pas le seul)
Là où on a le droit de douter c'est sur d'hypothétiques particules avec une masse imaginaire !

tu veux dire que plus un corps est léger plus il va vite .
c'est vrai mais il faut lui mettre une énergie dedans
et en plus il faut une force qui le pousse...
un corps sans masse, la force n'a rien à pousser... donc il ne peut pas avancer, il n'existe pas

Le 06 août 2018 à 17:39:10 kzekox a écrit :

s'il a pas de masse, il peut pas avoir de vitesse.
il existe pas

Intéresse toi à la physique au lieu de troller, cela te sera plus profitable.

"Le photon est cependant sans masse. Les expériences sont compatibles avec une masse inférieure à 10−54 kg1, soit 5 × 10−19 eV/c2 (des estimations antérieures plaçaient la limite supérieure à 6 × 10−17 eV/c241,42 et 1 × 10−18 eV/c22) ; on admet généralement que le photon a une masse nulle. "
https://fr.wikipedia.org/wiki/Photon#Masse_et_quantit%C3%A9_de_mouvement

donc il a quand même une masse

donc il a quand même une masse

Tout d'abord la masse dont on parle est la "masse au repos" or un photon n'est jamais au repos.

Ensuite ce que le wiki nous dit c'est nous n'avons jamais pu "observer" un photon massif, et la théorie de la relativité qui nous dit que rien de massif ne peut aller à la vitesse de la lumière sans "dépenser" une énergie infinie...

On admet donc que le photon n'a pas de masse.
S'il avait une masse il n'irait pas à la vitesse de la lumière ou la relativité serait fausse.