La lumière est-elle si importante dans la relativité restreinte?

PermanentGuest

La lumière est-elle si importante dans la relativité restreinte?


Je suis un passionné de physique amateur sans formation universitaire formelle en physique. Donc ma question peut sembler très naïve, alors pardonnez-moi.

J’avais cette question à l’esprit depuis la mauvaise découverte de neutrinos voyageant plus vite que la lumière.

Ma compréhension de la relativité restreinte est la suivante. Vous pouvez mesurer les paramètres physiques comme la longueur, le temps, la masse d’objets dans un cadre de référence (A) à partir d’un autre cadre de référence (B) ayant une vitesse relative constante avec A en regardant uniquement les signaux d’information provenant de A à B. Étant donné que la lumière (rayonnement électromagnétique) est le vecteur d’information connu le plus rapide entre deux trames et que la lumière a une vitesse relative constante avec n’importe quelle trame inertielle mobile, les mesures de longueur / temps entre les trames inertielles mobiles sont formulées en fonction de sa vitesse.

En 2011, lorsque les neutrinos «plus rapides que la lumière» ont été signalés, un point que j’ai entendu dans les rapports de vulgarisation scientifique était qu’il invaliderait la théorie spéciale de la relativité. Mais pourquoi est-ce le cas? Toute particule plus rapide que la lumière échangerait simplement la constante

c

dans la relativité restreinte avec une nouvelle constante (à condition que cette particule ait également une vitesse relative constante avec un cadre inertiel). La théorie de la relativité restreinte n’est-elle pas encore valable avec l’échange d’informations avec cette nouvelle particule rapide au lieu de la lumière? Tant que ces particules ne se déplacent pas à une vitesse infinie, toutes les mesures des images en mouvement auront une dilatation temporelle et une contraction de la longueur. Ma compréhension est-elle correcte?

Edit 1: Je vois une autre question ici et la réponse à cela semble être ma compréhension. La théorie de la relativité restreinte peut être dérivée de n’importe quelle particule voyageant à vitesse constante.


PermanentGuest

@John Rennie, j’avais déjà vu cette réponse avant de poster cette question, mais cela ne répond pas à ma question.

John Rennie

Réponses


 Néant

Votre compréhension est bonne, mais vous devez également réaliser qu’il existe une grande variété d’effets relativistes vérifiés expérimentalement où la constante

c

se produit et cette constante devrait soudainement être modifiée. A savoir toutes les particules suffisent à la relation

E = m c 2 = m 0 c 4 + p 2 c 2

E = m c 2 = m 0 c 4 + p 2 c 2

Cette relation est utilisée par exemple pour calculer le défaut de masse du noyau en reliant précisément la « masse manquante » et l’énergie libérée. Étaient une constante différente

c

la « limite de vitesse », on l’obtiendrait aussi dans cette relation. Une autre limite pour les grandes vitesses de la

E = m c 2

est

E = p c

E = p c

Utilisé chaque jour des milliers de fois dans des accélérateurs de particules pour comprendre les collisions. Ils ressentent également très bien la « limite de vitesse » lors de l’accélération des particules. Ainsi, les physiciens expérimentaux des particules remarqueraient très bientôt si

c

étaient une constante différente. Cela ne va pas être une liste complète, mais un autre effet quantitativement lié à

c

sont la durée de vie prolongée des particules. Pour une durée de vie moyenne des particules au repos

τ

nous passons par la dilatation du temps, c’est la vie

τ

lorsque vous vous déplacez avec une vitesse

v

:

τ = γ τ = τ 1 v 2 c 2

τ = γ τ = τ 1 v 2 c 2

Ainsi, par exemple, une particule telle qu’un muon avec une durée de vie de quelques microsecondes peut être observée comme ayant une durée de vie de quelques secondes.

Tous ces effets ont été observés et testés tant de fois, il est plus ou moins impossible qu’une constante différente de celle

c

se produirait en eux. Il faut donc comprendre que lorsque nous disons « la vitesse de la lumière », nous ne voulons pas dire la vitesse d’une particule mais cette constante qui surgit essentiellement partout dans la physique des hautes énergies et les phénomènes quantitativement déterminants.

Il serait incohérent d’observer tous ces effets avec une précision

c

et trouver une particule se déplaçant à une vitesse

c + ϵ

. Ainsi, la relativité serait falsifiée et un cadre différent devrait être trouvé. (probablement très très moche)

PermanentGuest

Merci pour la réponse, Void. Si la nouvelle particule est le moyen d’échange d’informations, alors les «signaux» seront «observés» avec une vitesse relative différente (c ») dans les cadres absorbants, non? Dans ce cas, toutes ces formules ne resteraient-elles pas les mêmes?

Néant

La seule raison pour laquelle la lumière est souvent considérée comme « le » support des signaux est qu’elle est la plus rapide. Tout peut être porteur de signaux. Vous pouvez voir par exemple dans cette dérivation de la dilatation du temps que la constance de

Néant

D’accord alors

 

#la, dans, est-elle, importante?, lumière, Relativité, restreinte,, si

 

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