La relativité restreinte peut-elle être étendue de telle sorte que le cadre d’un photon ait un sens?

DanielSank

La relativité restreinte peut-elle être étendue de telle sorte que le cadre d’un photon ait un sens?


Supposons que je veuille savoir à quoi ressemble l’univers du point de vue d’un cadre de référence se déplaçant à

c

par rapport à mon cadre actuel. Comme discuté longuement dans diverses autres questions sur ce forum, du point de vue de la théorie actuelle de la relativité restreinte, la notion d’un tel cadre est plus ou moins absurde.

[ 1 ]

Pourtant…

Est-il possible de modifier le réglage de la relativité restreinte, en ajoutant des dimensions à l’espace-temps, ou toute autre caractéristique non observée ci-dessus, de telle sorte que la restriction de la théorie à notre tranche 4-D de l’espace-temps corresponde à la relativité restreinte, et de telle sorte que existe-t-il une manière significative de décrire le cadre d’un photon?

[1] En particulier, la transformation que nous obtenons en poussant

v = c

dans les formules habituelles n’est pas dans le groupe de Lorentz (il ne préserve pas le volume de l’espace-temps et n’est pas inversible).

mage brillant

Si le photon se déplace à c par rapport à vous, alors vous vous déplacez à c par rapport au photon. Assez normal, n’est-ce pas? De plus, il peut y avoir beaucoup d’objets se déplaçant à presque c par rapport à nous, c’est-à-dire des galaxies éloignées. Le couple supplémentaire de km / s ferait-il une réelle différence? Peu probable.

Luboš Motl

Vous pouvez modifier n’importe quelle théorie importante que vous souhaitez, mais si vous modifiez une théorie correcte et essentielle, comme la relativité, vous obtenez une théorie erronée et sans valeur. Pourquoi voulez-vous le « modifier »? C’est exactement comme demander si l’on peut modifier la théorie de Darwin afin que les animaux n’essayent jamais de se manger ou de rivaliser. Oui, vous pouvez le « modifier » mais la modification est incorrecte. Les équations de la relativité font des conclusions claires sur la valeur

mage brillant

@ LubošMotl: SR est loin d’être parfait. Prenons une simple dilatation temporelle et une contraction longueur / distance. Ils signifient que le temps et la distance sont dans des proportions inverses. Et pourtant c = x / t et c = x ‘/ t’, ce qui nous donne x / t = x ‘/ t’ montrent qu’ils devraient changer dans des proportions directes. Les tableaux des 4e et 5e images ici: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/relativ/muon.html montrent que SR n’influence pas directement x. D’un autre côté, il est possible de construire une expérience de pensée simple montrant que la dilatation du temps ne peut pas être réelle. (Et résoudre le paradoxe des jumeaux grâce à l’accélération est une astuce évidente.)

Kyle Kanos

Voir ma réponse à cette question sur la non-existence du

DanielSank

@ LubošMotl: votre déclaration « si vous modifiez une théorie correcte et essentielle, comme la relativité, vous obtenez une théorie erronée et sans valeur. » c’est faux. Supposons que j’ai une mécanique quantique mais aucune notion de matrice de densité. La théorie est correcte, mais il manque une caractéristique importante. Lorsque j’ajoute la matrice de densité, je ne gâche pas le reste de la théorie, mais je peux maintenant expliquer la décohérence. Il s’agit d’une démonstration de modification d’une théorie correcte pour expliquer davantage les phénomènes naturels.

Réponses


 Moonraker

Non, et la raison en est assez simple.

Le temps propre d’un photon est nul (selon les principes de la relativité restreinte). Cela signifie qu’il n’y a pas de différence de temps entre le lieu d’émission et l’absorption. Par cela, toute observation hypothétique d’un photon serait réduite à une période de temps de zéro, et il ne serait pas en mesure de distinguer / de mesurer le temps, et donc il ne peut pas servir de cadre de référence.

Soit dit en passant, le même principe s’applique également aux distances, la bonne distance des photons étant nulle. Une règle donnant toujours la même mesure n’est pas une règle.

Un photon (de son « point de vue hypothétique ») ne participe pas à l’espace-temps (à l’exception de ses lieux d’émission et d’absorption), l’espace-temps est réduit à un point, et il ne peut donc pas être une image dans l’espace-temps.

mage brillant

« Cela signifie qu’il n’y a pas de différence de temps entre le lieu d’émission et d’absorption ». Cela signifierait une vitesse infinie.

Moonraker

@bright magus: Non, car la distance est également nulle. Distance nulle en temps zéro, cela signifie qu’il n’y a aucune sorte de vitesse.

mage brillant

Comment en êtes-vous arrivé à cette conclusion (que tout est une seule et même chose pour le photon – l’émetteur étant absorbeur, etc.)? En fait, l’univers serait un gros trou noir pour un photon dans ce cas …

Moonraker

Non. Le photon n’est pas un cadre de référence.

DanielSank

Cette réponse explique pourquoi il n’y a pas de cadre co-mobile avec un photon dans la théorie standard de la RS. Comme indiqué explicitement dans ma question, je comprends déjà cela. Je voudrais savoir s’il peut y avoir une théorie étendue qui récupère SR sur notre espace-temps mais inclut des images co-déplaçant avec le photon, peut-être dans d’autres dimensions ou autre.

 

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