Astronomie

Est-il possible de savoir si vous voyagez près de la vitesse de la lumière si vous n'avez rien à comparer avec votre vitesse ?

Est-il possible de savoir si vous voyagez près de la vitesse de la lumière si vous n'avez rien à comparer avec votre vitesse ?


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C'est une question qui me tracasse depuis un certain temps. Voyons si je suis capable de me faire comprendre !

Imaginez que vous voyagez dans un vaisseau spatial à 99,9999999999% de la vitesse de la lumière et que vous vous trouvez en quelque sorte dans un vaisseau spatial sans fenêtres.

Ma question est la suivante : existe-t-il un type d'expérience qui vous montrerait un effet de dilatation temps/espace par rapport à la stationnaire ? Y a-t-il un laboratoire ou une expérience de pensée que vous pourriez faire ou penser qui vous dirait qu'il se passe des choses étranges avec le temps et l'espace en dehors de votre vaisseau spatial ? Je veux dire, la physique fonctionnerait-elle différemment qu'à la maison ? Les atomes radioactifs prendraient-ils plus de temps à se désintégrer d'une manière que vous pourriez mesurer et comparer avec vos tables de désintégration terrestres ? N'importe quoi?

Ou le seul moyen de le savoir serait simplement de sortir du vaisseau spatial et de découvrir que la vie sur Terre s'est éteinte au cours des deux dernières heures ?

Et une autre question liée à la première. Si vous voyagez dans le vaisseau spatial à cette vitesse dans la direction de l'axe X et que vous lancez une balle de baseball dans la même direction, la masse ou l'inertie de cette balle exploserait-elle asynchrone jusqu'à pratiquement l'infini puisque vous augmentez une vitesse incroyablement élevée ? Ou peut-être que vous ne pouviez pas du tout lancer la balle à cause de l'énorme augmentation de masse déjà proche de la vitesse de la lumière ? Ou vous ne remarqueriez rien de spécial et une balle de baseball de taille normale avec un poids normal aurait un impact de l'autre côté de la pièce à une vitesse relative de 60 km/h ?


Tout d'abord, le bon sens devrait vous dire que vous ne voyagez pas à cette vitesse ; seuls les rayons cosmiques et les particules accélérées peuvent atteindre de telles vitesses. L'incroyable quantité d'énergie nécessaire pour propulser un vaisseau spatial à une telle vitesse, bien plus que ce qui est produit par la plus grosse bombe à hydrogène de plusieurs mégatonnes, est l'une des raisons pour lesquelles cela n'a pas pu se produire. Mais supposons pour les besoins de l'argument que votre vaisseau spatial a réussi à atteindre cette vitesse, il existe des moyens de voir ce qui vous attend sans avoir de fenêtres. Tous les photons venant vers vous seraient considérablement décalés vers le bleu, tandis que ceux venant de derrière seraient considérablement décalés vers le rouge.

L'espace n'est pas un vide parfait, même dans les régions les plus transparentes, il y a un proton tous les quelques mètres. À des vitesses proches de la vitesse de la lumière, votre vaisseau spatial serait soumis à un vent contraire de protons rapides, et vous sentiriez les parois du vaisseau se réchauffer. Si vous aviez le malheur de tomber sur un nuage de gaz ou de poussière, votre vaisseau spatial brûlerait rapidement et vos problèmes seraient terminés.

En supposant qu'il n'y ait pas de gaz ou de poussière sur votre chemin et que l'espace soit apparemment parfaitement transparent, je ne conseillerais toujours pas de sortir de votre vaisseau spatial ; la tempête de protons et d'autres radiations vous tueraient. Seuls les objets qui ne partageaient pas votre mouvement auraient une augmentation de masse relativiste, donc la balle que vous lancerez se comportera comme si vous l'aviez lancée dans la station spatiale internationale. À l'intérieur du vaisseau spatial, vous ne remarquerez aucun changement dans les taux de désintégration des éléments radioactifs. Le vaisseau spatial lui-même, vu par un observateur extérieur qui se considérait au repos, aurait acquis une quantité colossale d'augmentation de masse relativiste parce que vous et le vaisseau spatial êtes maintenant constitués de particules relativistes. Cette augmentation de masse ne pourrait pas venir de nulle part, elle devrait provenir de l'énergie fournie par le carburant utilisé, et un tel carburant n'existe pas.


La vitesse est relative. De votre point de vue, votre vitesse est nulle. Sans fenêtres (ou capteurs) sur votre vaisseau spatial, vous ne pouvez pas faire la différence. Pour mesurer votre vitesse, vous devez définir un point de référence, par exemple une étoile, la vitesse moyenne des étoiles environnantes ou le centre de la galaxie. Si vous avez une vitesse aussi énorme par rapport à eux, de votre point de vue, ils sont aussi rapides et pas vous. Ainsi, vous pouvez observer la dilatation temporelle et spatiale de ces objets, alors que votre temps semble être normal. Votre navire est un référentiel inertiel.

Quant au lancer du baseball : De votre point de vue, vous avez la vitesse zéro, et le baseball par exemple. la vitesse 0.5c. Un observateur "fixe", qui vous observe à 0,99c, mesurera la vitesse des balles à 0,997c. Avec ces effets relatifs, les vitesses ne s'additionnent pas, seule l'énergie cinétique le fait. http://curious.astro.cornell.edu/about-us/139-physics/the-theory-of-relativity/special-relativity/1016-why-can-t-relative-velocities-add-up-to- plus-que-la-vitesse-de-la-lumière-intermédiaire L'augmentation de la masse n'est qu'une observation relativiste, résultant de l'énergie cinétique (relative à l'observateur).


Si vous n'avez rien à quoi vous comparer, alors il n'y a pas de vitesse.

La vitesse est comme le mariage - vous ne pouvez pas être "marié" si vous êtes seul. Pour définir la vitesse, vous avez besoin d'une référence externe. Ensuite, vous dites "ma vitesse est de XYZ km/s par rapport à l'objet ABC".

C'est ce que la plupart des gens se trompent à propos de la vitesse. Ils pensent que c'est quelque chose que vous avez en vous, comme le nombre d'atomes ou la charge électrique nette. Ce n'est pas vrai. La vitesse est toujours relative - vous mesurez toujours, TOUJOURS, votre vitesse par rapport à un objet externe.

Dans un univers complètement vide, où vous seul existeriez, la vitesse n'aurait aucun sens. Vous ne pouviez en aucun cas définir votre vitesse, car comment la mesureriez-vous ? Vous avez toujours besoin d'une référence externe.

Et pour éviter une autre question que les gens se posent habituellement : vous ne pouvez pas mesurer votre vitesse par rapport à "l'espace". La vitesse ne peut être mesurée que par rapport à d'autres choses, et l'espace n'est pas une chose. L'espace n'est que l'arrière-plan où se déroule la relation appelée « distance ». Vous ne pouvez pas saisir le marqueur bleu et mettre un grand X sur "espace". Mais vous pouvez saisir le marqueur bleu et mettre un grand X bleu sur un astéroïde, puis dire "mesurer la vitesse par rapport à cela".

Donc, si vous vous déplacez à 0,999c par rapport à l'objet A, alors la contraction de l'espace et la dilatation du temps s'appliquent à vous (et à A), comme calculé à partir de la relativité. Mais si en même temps votre vitesse n'est que de 0,5c par rapport à l'objet B, alors la contraction de l'espace / la dilatation du temps sont différentes telles que vues par B (ou vues par vous par rapport à B), encore une fois calculées à partir de la relativité. L'objet A verra une certaine contraction de l'espace vous être appliquée ; l'objet B verra une quantité différente de contraction de l'espace s'appliquer à vous. Les deux ont raison.

C'est pourquoi on l'appelle "relativité" - parce que rien n'est absolu, tout est relatif, et tout dépend des vitesses relatives entre les objets.

Vous ne vous « contractez » pas de manière absolue lorsque vous vous déplacez, car le mouvement (la vitesse) est toujours relatif. La contraction est juste quelque chose qui se produit entre vous et l'objet externe que vous utilisez pour mesurer votre vitesse. Encore une fois, voyez la comparaison avec le mariage - c'est quelque chose entre vous et l'autre personne, et ne s'applique qu'à vous deux.

Soit dit en passant, cela ne signifie pas que la contraction de l'espace est une "illusion". C'est très réel. Si vous vous déplacez à 0,999c par rapport à l'objet A, vous rétrécissez dans le sens de la longueur par rapport au p.o.v. de l'objet A. Mais si en même temps vous ne bougez pas du tout par rapport à l'objet B, alors B dira que votre longueur reste la même. Les deux ont raison. Les deux sont réels.

Nous grandissons en apprenant que la longueur et la durée sont absolues et fixes, mais ce n'est qu'une illusion - cette, en fait, est les illusion. Ils ne sont pas fixes, ils ne sont pas absolus. Ce ne sont que des attributs relatifs, qui dépendent de votre mouvement par rapport à d'autres choses. La relativité vous donne le calcul exact pour calculer la quantité de changement de longueur/temps, en fonction de la vitesse relative (enfin, "vitesse relative" est comme dire "eau humide" - la vitesse est toujours relative, par définition).

La seule chose absolue dans cet univers est la vitesse de la lumière - elle est toujours c dans votre cadre de référence local, quoi qu'il en soit. Tout le reste change et s'ajuste au besoin.


  1. Cliquez sur Captain Ein ou Major Stein pour définir leur âge de départ.
  2. Cliquez sur le vaisseau spatial pour régler sa vitesse.
  3. Cliquez sur l'un des scintillement étoiles pour choisir une destination et commencer le voyage.
  4. Lorsque le vaisseau spatial atterrit, comparez les âges du capitaine Ein et du major Stein.

vous changez la vitesse du vaisseau spatial?

vous envoyez le vaisseau spatial à la même vitesse vers deux étoiles, l'une proche et l'autre éloignée ?

De plus, pouvez-vous trouver des moyens de définir les âges, la vitesse et la destination de sorte que le capitaine Ein et le major Stein aient presque le même âge lorsque le capitaine Ein revient de son voyage ?


Est-il possible de savoir si vous voyagez près de la vitesse de la lumière si vous n'avez rien à comparer avec votre vitesse ? - Astronomie

J'ai été très intéressé par l'astronomie, surtout avec le temps. Je voulais juste savoir si les humains seraient un jour capables de voyager dans le temps aussi bien que de voyager plus vite que la lumière. (Einstein a dit que rien ne peut accélérer à la vitesse de la lumière, alors comment faire ?)

La littérature regorge d'histoires sur le voyage dans le temps, et les gens ont imaginé d'innombrables machines et appareils pour y parvenir. Cependant, la plupart d'entre eux reposent plus sur la magie que sur la physique ! Quand vous me demandez si le voyage dans le temps est possible, je peux penser à une façon de le faire basée sur les lois de la physique. Et pourtant, cela permettrait seulement d'aller dans le futur, non pas en montant dans une machine à remonter le temps et en sautant immédiatement dans le futur, mais en voyageant dans un vaisseau spatial ou un autre véhicule pouvant voyager à très grande vitesse.

Pour voyager dans le temps, il faut voyager à la vitesse de la lumière, ou du moins à des vitesses très proches de la vitesse de la lumière. Le problème est, comme vous le mentionnez, qu'il n'est pas possible d'accélérer quelque chose à la vitesse de la lumière. Cela vient de la théorie de la relativité restreinte. Dans cette théorie, Einstein a montré que lorsque quelque chose accélère et se déplace à grande vitesse, sa masse augmente. Et plus la masse de l'objet est grande, plus il est difficile de lui donner une poussée pour le faire accélérer un peu plus. Ainsi, lorsque la vitesse de l'objet se rapproche vraiment de la vitesse de la lumière, sa masse devient presque infinie, ce qui rend impossible de lui donner réellement la vitesse de la lumière (ou des vitesses plus rapides que la vitesse de la lumière).

Mais vous n'avez pas besoin de voyager exactement à la vitesse de la lumière pour "voyager vers le futur". Cela vient aussi de la relativité restreinte d'Einstein. Lorsque les choses se déplacent à des vitesses proches de la vitesse de la lumière, le temps ralentit. Par exemple, si vous voyagez pendant 10 ans dans un vaisseau spatial pouvant aller à 95% de la vitesse de la lumière, alors 32 ans s'écouleront pour les personnes qui sont restées sur Terre. Donc, dans ce sens, vous pourriez dire que vous avez voyagé dans le futur. Cependant, nous n'avons pas les moyens d'accélérer nos navettes spatiales à des vitesses même proches de cela. La navette spatiale se déplace à environ 17 500 milles à l'heure, soit 40 000 fois plus lentement que la vitesse de la lumière. A cette vitesse, un astronaute devrait voyager un milliard d'années dans son vaisseau spatial pour pouvoir sauter un an dans le futur !

Cela signifie que le voyage dans le temps sera impossible jusqu'à ce que nous développions des moyens d'accélérer les vaisseaux spatiaux à des vitesses très proches de la vitesse de la lumière.

Cette page a été mise à jour pour la dernière fois le 27 juin 2105.

A propos de l'auteur

Amélie Saintonge

Amélie travaille sur des moyens de détecter les signaux des galaxies à partir de cartes radio.


Comment prévenir les douleurs aux oreilles en vol

Tous ceux qui ont volé dans un avion ont ressenti les effets d'un changement d'altitude sur les oreilles, une sensation de plénitude et de craquement est monnaie courante. Vous devez égaliser la pression en introduisant autant d'air que possible via la trompe d'Eustache et il existe plusieurs façons de le faire.

  • Avaler &ndash Lorsque vous avalez, ce claquement ou ce claquement que vous pouvez entendre est une minuscule bulle d'air qui s'est déplacée de l'arrière du nez vers l'oreille moyenne, via la trompe d'Eustache. La trompe d'Eustache garantit que l'air dans l'oreille moyenne est constamment renouvelé. Cet air est ensuite absorbé dans les membranes de l'oreille interne, et le cycle recommence. Ce cycle d'air constant garantit que la pression d'air des deux côtés reste égale. Lorsque vous volez, l'astuce consiste à s'assurer que les trompes d'Eustache font des heures supplémentaires et s'ouvrent plus fréquemment pour s'adapter au changement de pression atmosphérique.
  • Mâcher du chewing-gum ou sucer des bonbons durs - Mâcher de la gomme ou sucer des bonbons durs stimulera la déglutition fréquente, ce qui aidera à égaliser la pression de l'air.
  • Manœuvre de Valsalva - Avec une gorgée d'air, fermez la bouche et pincez les narines. Expulsez doucement l'air jusqu'à ce que vos oreilles éclatent. Cela ouvre les trompes d'Eustache. Si vous souffrez d'un rhume ou d'allergies, la manœuvre de Valsalva n'est pas recommandée, car elle pourrait provoquer une grave infection de l'oreille. Essayez plutôt une méthode moins connue appelée la manœuvre de Toynbee : fermez la bouche et le nez et avalez plusieurs fois jusqu'à ce que la pression s'équilibre. Répétez l'une ou l'autre technique au besoin.

Autres conseils d'experts :

  • Connaître les nombreuses causes des oreilles bouchées, qui peuvent inclure l'anxiété
  • Si vous pouvez rester éveillé pendant la montée et la descente.
  • Buvez beaucoup de liquides en vol pour rester hydraté.
  • Bâiller.
  • Essayez EarPlanes, des bouchons d'oreille spécialement conçus qui ont un filtre pour égaliser la pression.
  • Utilisez un spray nasal 1 heure avant l'atterrissage et uniquement au besoin. L'abus de vaporisateurs nasaux peut causer plus de congestion.
  • Prenez un décongestionnant 1 heure avant l'atterrissage et également après le vol jusqu'à ce que les oreilles se normalisent.

« Einstein avait-il tort ? » Comment un scientifique a été stupéfait après qu'un objet ait enfreint les lois de la physique

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NASA : le télescope Hubble fait une découverte incroyable

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Einstein était le physicien théoricien derrière la théorie de la relativité, l'un des deux piliers clés de la fondation de la physique moderne. Dans sa théorie de la relativité restreinte, le génie d'origine allemande a fixé la vitesse de la lumière à 186 000 miles par seconde, dont rien ne peut voyager plus vite. Cependant, les scientifiques remettent maintenant cela en question après qu'il a été révélé que le télescope Hubble de la NASA avait repéré des milliers d'objets voyageant à plus de cinq fois cette vitesse dans une galaxie lointaine.

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Le phénomène, qui a été capturé par les scientifiques Robert Williams en 1995, a été repéré dans la galaxie connue sous le nom de Messier 87.

L'astronome, qui a été directeur du Space Telescope Science Institute de 1993 à 1998, a dévoilé les détails de la rencontre au cours de la série "Fichiers inexpliqués" de la NASA.

Il a déclaré en 2014 : &ldquoIl n'y avait pas d'étoiles brillantes, pas de sources radio connues, j'essayais juste de choisir une zone aléatoire du ciel dont nous ne savions rien.

&ldquoC'était&rsquot jusqu'à ce que nous les additionnions tous qu'il était évident qu'il y avait 2500 galaxies.

Un scientifique a demandé si Einstein avait tort (Image: GETTY)

La NASA a repéré une activité dans Messier 87 (Image: GETTY)

Einstein avait-il raison, ou peut-être avait-il légèrement tort ?

Dr Seth Chostak

&ldquoLa plupart d'entre eux étaient vraiment faibles.&rdquo

Le Dr David Brin a ajouté : &ldquoIls semblaient s'éloigner de nous plus rapidement que la vitesse de la lumière.&rdquo

Ensuite, le Dr Seth Shostak, qui est actuellement l'astronome principal de l'Institut SETI, a expliqué pourquoi cela enfreint les lois de la physique.

Il a déclaré : « Vous pouvez simplement » envoyer des objets physiques ou même des informations plus rapidement que la vitesse de la lumière.

&ldquoLa vitesse de la lumière est la limite de vitesse ultime.

Robert Williams a révélé ce qu'il avait vu en 1999 (Image: DISCOVERY)

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&ldquoEinstein avait-il raison, ou peut-être avait-il légèrement tort ?

&ldquoOu existe-t-il un moyen de battre Einstein en déformant l'espace ?&rdquo

Le narrateur du documentaire a expliqué plus en détail pourquoi les scientifiques étaient si perplexes.

Il a détaillé : &ldquoTout dans la nature est basé sur ce simple fait.

&ldquoSi quelque chose viole cette vitesse constante, les lois de la physique s'effondrent.

&ldquo Quelque chose violait d'une manière ou d'une autre l'une des lois les plus fondamentales de l'univers.&rdquo

Le Dr Seth Shostak a remis en question les lois de la physique (Image : SETI)

Le télescope Hubble de la NASA a aidé à la découverte (Image: GETTY)

Il peut y avoir une réponse logique, cependant.

Presque toutes les galaxies ont un trou noir central qui attire périodiquement des étoiles et des nuages ​​de gaz.

Lorsque le gaz commence à tourbillonner dans le drain, il se réchauffe et les champs magnétiques en concentrent une partie en jets de plasma chaud.

Ces jets jaillissent à des vitesses proches de &ndash mais pas plus vite que &ndash la vitesse de la lumière.

Lorsqu'un télescope est pointé dans le ciel vers M87, cette lance de plasma est de travers, au lieu de pointer exactement dans notre ligne de mire, elle est un peu inclinée vers la droite.

Le scientifique Joshua Sokol l'a décomposé en 2017.

Le budget de la NASA au fil des ans (Image : GETTY)

Tendance

Il a dit : & ldquo Imaginez une seule goutte incandescente de plasma commençant à la base de ce chemin et émettant un rayon de lumière, qui voyagent tous deux vers la Terre.

&ldquoAttendez maintenant 10 ans. Pendant ce temps, la goutte s'est rapprochée à une fraction non négligeable de la vitesse de la lumière.

&ldquoCela donne aux rayons émis par cette position postérieure quelques années-lumière&rsquo une longueur d'avance sur le chemin de nous.

&ldquoSi vous comparez les première et deuxième images du point de vue de la Terre&rsquos, il semble que la goutte vient de se déplacer dans le ciel vers la droite.

&ldquoMais parce que la deuxième position est également plus proche de nous, sa lumière a eu moins de chemin à parcourir qu'il n'y paraît, cela signifie qu'elle semble y être arrivée plus vite qu'elle ne l'a fait en réalité &ndash comme si la goutte avait passé ces 10 années à voyager à une vitesse ridicule. &rdquo


Est-il possible de ralentir la lumière ?

La réponse courte est non. La théorie de la relativité restreinte d'Einstein est basée sur l'idée que la vitesse de la lumière est toujours constante. Cependant, nous POUVONS faire en sorte que la lumière prenne plus de temps pour parcourir une distance définie. En fait, on dit que la lumière voyage plus lentement dans les milieux optiquement denses. Cette déclaration est quelque peu trompeuse. Nous devons nous pencher sur la physique du phénomène.

Lorsque la lumière pénètre dans un matériau, les photons sont absorbés par les atomes de ce matériau, augmentant l'énergie de l'atome. L'atome perdra alors de l'énergie après une infime fraction de temps, émettant un photon dans le processus. Ce photon, identique au premier, voyage à la vitesse de la lumière jusqu'à ce qu'il soit absorbé par un autre atome et le processus se répète. Le délai entre le moment où l'atome absorbe le photon et celui où l'atome excité se libère en tant que photon fait apparaître que la lumière ralentit.
Répondu par : Gary Russell, MS, ingénieur système, Reston, VA

Oui et non. Si vous parlez de lumière traversant l'espace vide, alors non, nous ne pouvons absolument rien faire pour la ralentir. (En fait, la relativité restreinte dit que même si nous fuyons une onde lumineuse très très rapidement, elle viendra toujours vers nous avec la même vitesse. Si vous n'avez pas entendu parler ou ne comprenez pas la relativité restreinte, ne ne vous inquiétez pas trop de cette note.)

Cependant, lorsque la lumière voyage à travers la matière, elle « heurte » les atomes (techniquement, les photons continuent d'être absorbés et réémis), et ainsi la lumière semble voyager plus lentement. Nous mesurons ce phénomène avec un nombre appelé indice de réfraction, généralement représenté par la variable 'n'. N est défini comme la vitesse de la lumière dans le vide divisée par la vitesse plus lente de la matière, et cela dépend à la fois du type de matière en question (différents atomes/substances absorbent et émettent de la lumière de différentes manières) et de la longueur d'onde de la lumière dans question (différentes longueurs d'onde de la lumière sont absorbées et émises à des vitesses différentes, même dans la même substance).

Ce ralentissement apparent d'une onde lumineuse est responsable de la façon dont la lumière se courbe lorsqu'elle pénètre dans des milieux comme le verre et l'eau. Un morceau de verre (ou un autre matériau) de forme astucieuse peut tirer parti de cette propriété et courber des groupes de rayons lumineux pour faire paraître une image plus grande ou plus petite. Ces pièces de matériau sont communément appelées lentilles et sont utilisées pratiquement partout.

Les prismes fonctionnent en raison du fait que différentes longueurs d'onde de lumière ont des vitesses différentes dans le matériau et sont donc courbées de différentes quantités. Les différentes couleurs composant la lumière "blanche" se courbent différemment lorsqu'elles traversent un prisme, et les couleurs séparées qui en résultent forment les arcs-en-ciel que vous voyez généralement sortir des prismes.
Répondu par : Gregory Ogin, étudiant de premier cycle en physique, UST, St. Paul, MN

[Je vais répondre à cela en utilisant un point de vue électromagnétique traditionnel comme la lumière comme les ondes, cela peut également être répondu avec QED, l'électrodynamique quantique, qui a un modèle très différent à notre niveau d'observation cependant, je ne vois pas la nécessité d'obtenir cela détaillé, et cette explication de vague devrait très bien tenir en tant qu'ingénieur électricien, même si je comprends QED, j'utilise emag dans ma vie de tous les jours ]

[Cela étant dit, je vais également laisser de côté les idées de conduction, d'atténuation et d'absorption diélectrique, je ne vois aucune raison pour laquelle elles aideraient à répondre à cette question]

Oui, la lumière « ralentit » tout le temps à travers différents matériaux autres que le vide. La vitesse de la lumière dans l'air est presque la même que sa vitesse dans le vide, nous considérons donc simplement que sa vitesse dans l'air est la même que sa vitesse dans le vide, c (environ 3e8 m/s).

La lumière est une onde électromagnétique et les matériaux qu'elle traverse constituent une ligne de transmission. Cette ligne de transmission est très similaire à celles qui transportent les signaux réseau d'ordinateur à ordinateur ou les signaux TV des câblodistributeurs aux clients du câble. En fait, la diffusion de signaux TV est en grande partie l'émission de lumière basse fréquence à travers une ligne de transmission s'étendant dans l'air de l'antenne à votre téléviseur.

Chaque ligne de transmission a des effets capacitifs et inductifs. Vous avez peut-être entendu parler de la permittivité électrique, qui est à bien des égards une mesure de la capacité d'un matériau, et de la perméabilité électrique, qui est à bien des égards une mesure de l'inductance d'un matériau. Chaque matériau a ces deux caractéristiques, et ce sont elles qui régissent la vitesse de l'onde (et la vitesse de la lumière).

Du point de vue des circuits, vous pouvez imaginer une ligne de transmission comme un certain nombre d'inducteurs mis bout à bout avec des condensateurs reliant chaque point entre chaque inducteur au fil de retour de la ligne de transmission. Un signal se propage en chargeant chaque inducteur, en les déchargeant dans le condensateur suivant, en prenant la charge de ce condensateur et en se déchargeant dans l'inducteur suivant.

Un exemple plus physique pourrait être un bac à glaçons. Si vous prenez un bac à glaçons et l'inclinez à un angle et commencez à remplir le cube vide le plus proche du sommet, l'eau devrait progressivement remplir ce cube, commencer à couler dans le suivant, et éventuellement le faire au suivant vers le bas. .

Il existe un certain nombre d'autres façons de visualiser cela - peut-être un effet de type moulant le long d'une ligne de transmission. Mais dans chacun, il est évident qu'il faudra du temps pour que l'énergie introduite à une extrémité de la ligne atteigne l'autre extrémité de la ligne, et en changeant des choses comme la taille de chaque condensateur et inducteur (ou peut-être la taille de chaque glaçon), vous modifiez la vitesse à laquelle la vague peut se propager sur toute la ligne.

En effet, il existe des relations entre "l'impédance caractéristique" d'un matériau et ces deux caractéristiques ainsi que la vitesse de propagation d'un matériau et ces deux caractéristiques. Ces relations (pour une très bonne raison) reflètent les relations que nous voyons entre l'inductance par unité de longueur et la capacité par unité de longueur des lignes de transmission artificielles et leur propre impédance caractéristique et vitesse de propagation.

Dans des matériaux comme le verre, la permittivité électrique est plus grande (2,554 fois plus grand est un nombre qui me vient à l'esprit) que celle de l'air. En conséquence, chaque petit "condensateur" met plus de temps à se charger, et la lumière qui traverse le verre met plus de temps à se déplacer d'un point à un autre. Vous pouvez réellement voir cela se produire avec la "réfraction". Chaque fois que vous voyez la lumière se plier en entrant dans un matériau comme le verre ou l'eau, cela est dû au ralentissement de la lumière lorsqu'elle pénètre.

Par exemple, imaginez glisser sur un morceau de plastique rectangulaire (peut-être un plateau de cafétéria) sur un morceau de glace plat qui forme un grand rectangle comme une patinoire rectangulaire. Imaginez que cette glace bute jusqu'au trottoir sur lequel il est facile de marcher de tous les côtés. Imaginez maintenant être projeté vers l'une de ces interfaces glace-chaussée à un certain angle qui n'est pas perpendiculaire à l'interface. Ce qui va se passer? Je pense que vous constaterez qu'une fois qu'une partie du plateau touche le trottoir, elle va ralentir beaucoup plus rapidement que le reste du plateau et vous faire pivoter pour que la propagation du plateau soit beaucoup plus perpendiculaire à l'interface. Autrement dit, alors que vous vous attendiez peut-être à sortir très près du côté de la patinoire, vous pouvez vous retrouver face à la patinoire sous un angle très différent.

C'est ce qui se passe lorsque la lumière passe de l'air (comme la glace) au verre (comme la chaussée) sous un certain angle. Vous pouvez imaginer le "front" de la lumière comme un mur (cela est dû aux composantes tangentielle et perpendiculaire de l'onde, mais je ne veux pas entrer dans autant de détails) qui se déplace vers l'interface. Lorsque le côté du mur le plus proche du verre heurte le verre, il ralentit et le reste du mur dans l'air continue. Cela fait basculer le côté air vers le verre. Finalement, le mur entier sera à l'intérieur du verre, mais sera dirigé à un angle très différent. L'intérêt est que si le verre est une dalle épaisse et plate, lorsque le "mur" frappe l'autre côté de la dalle et frappe à nouveau l'air, il se repliera à son angle d'origine, cependant, si vous tracez une ligne à partir de son nouveau chemin vers son ancien chemin, vous constaterez qu'ils sont parallèles mais pas le même chemin.

Vous l'observez également dans une piscine. La lumière est plus lente dans l'eau, ce qui la fait se plier et vous fait voir les choses sous des angles qu'elles ne sont pas.

Cela se produit également sur la route. Vous remarquerez peut-être souvent que la route semble « refléter » la lumière loin devant lors des journées chaudes. Cela a à voir avec la permittivité de l'air juste au-dessus de la route (air très chaud) et la permittivité au-dessus de cet air (air froid). Cela implique une explication plus compliquée, je n'entrerai donc pas dans les détails, mais je vous la propose ici pour que vous puissiez y réfléchir.

Et cela m'amène à un autre sujet d'intérêt - la réflexion. Vous voyez la réflexion de la lumière tout le temps -- maintenant vous savez un peu pourquoi cela se produit. La réflexion est causée par des différences de permittivités et de perméabilités d'une interface à l'autre. C'est un sujet très approfondi dans lequel je n'entrerai pas trop loin. Cela implique des coefficients de réflexion, des coefficients de transmission, des choses comme les rapports d'ondes stationnaires et un certain nombre d'autres choses pour aider à caractériser ce qui se passe lorsque les ondes se déplacent d'un milieu à un autre.

La chose intéressante à ce sujet à laquelle vous n'avez peut-être pas pensé (ou, si vous êtes un passionné de stéréo, peut-être que vous l'avez fait) est l'idée que puisque la lumière est une onde EM ainsi que tout signal sur n'importe quelle ligne de transmission artificielle , et la lumière souffre d'une réflexion allant d'un ensemble de permittivités et de perméabilités (qui constituent des impédances caractéristiques) à un autre ensemble, les signaux sur nos propres lignes de transmission artificielles ont également ce genre de réflexions. En fait, une chose que font les antennes est d'aider à rendre l'impédance caractéristique d'une ligne de transmission artificielle la même que celle de la ligne de transmission de mère nature afin que l'énergie dans l'espace puisse être amenée à l'intérieur d'une ligne de transmission artificielle pour être traitée. Et une fois sur cette ligne de transmission, l'impédance doit être soigneusement prise en compte. Par exemple, dans une antenne dipôle FM, il y a une jonction en T à un endroit particulier qui aide non seulement à éliminer les changements d'impédance des pattes du T au corps du T, mais aide également à ne capter que FM. signaux.

Quoi qu'il en soit, c'est un sujet plus compliqué. Cependant, si vous avez déjà remarqué que vos haut-parleurs sont évalués avec une certaine impédance (4 ohms ou 8 ohms, par exemple), et que peut-être votre récepteur a également un moyen de changer le type de haut-parleurs qu'il s'attend à piloter, et peut-être vous avez remarqué que votre câble d'enceinte a également une certaine impédance. . . Eh bien, tout cela a à voir avec la réflexion et la maximisation de la puissance de sortie des haut-parleurs, et ces mêmes principes qui régissent la façon dont les données de votre récepteur atteignent vos haut-parleurs régissent également la façon dont la lumière frappe le verre.

Cependant, je suppose que techniquement la nature régit toutes les interactions naturelles, qu'elles soient électromagnétiques ou non, donc bien sûr la même chose régit les deux. C'est juste une relation très étroite entre ces deux-là.

Donc, oui, la lumière est ralentie lorsqu'elle voyage à travers différents matériaux qui ont des caractéristiques différentes qui affectent la façon dont elle est transmise à travers eux.

Vous pouvez consulter un article récent :

Ce qui explique comment les scientifiques sont désormais capables d'« accélérer » la lumière et de la faire se comporter exactement de la manière à laquelle nous nous attendons habituellement.
Répondu par : Ted Pavlic, étudiant de premier cycle en génie électrique, Ohio St.


Les médiums expliquent comment savoir si quelqu'un était dans votre vie passée

Avez-vous déjà rencontré quelqu'un avec qui vous avez immédiatement ressenti une forte connexion, malgré le fait que vous ne l'aviez jamais rencontré auparavant ? Ce phénomène pourrait simplement indiquer une synergie aléatoire mais puissante entre deux inconnus. Cependant, si vous êtes ouvert à l'idée de vies antérieures, il est possible que vous ayez connu un inconnu familier à un endroit et à un moment totalement différents. De nombreux médiums et spiritualistes croient que nous avons des liens de vie passée avec les gens, les lieux et même les animaux de compagnie dans nos vies actuelles. Et si vous vous êtes déjà demandé si vous aviez une vie antérieure, vous voudrez probablement savoir comment savoir si quelqu'un que vous connaissez était également dans votre vie antérieure.

Que vous y croyiez ou non, les vies antérieures et la réincarnation sont des sujets assez fascinants. De nombreuses religions (y compris l'hindouisme, le bouddhisme et certaines sectes du judaïsme et de l'islam) intègrent le concept de vies antérieures et de réincarnation dans leurs systèmes de croyances, et les lectures spirituelles des vies antérieures ont également gagné en popularité dans les cercles occidentaux du nouvel âge. Le concept d'une vie passée repose sur l'idée que nous avons une âme ou une essence non physique qui se déplace d'un corps physique à l'autre au cours des vies - ce qui signifie, en théorie, que vous auriez pu avoir de nombreuses vies (et relations avec les autres) avant celui que vous vivez actuellement.

"Tout le monde a une vie ou des vies antérieures", a déclaré le médium Andrew Brewer à Bustle. "Les gens se réincarnent parce qu'ils aiment être ici." Avoir une vie passée signifie essentiellement que l'essence de votre âme a pris une forme physique dans votre vie actuelle parce qu'elle a déjà été ici - et veut être ici à nouveau pour expérimenter quelque chose de plus ou grandir d'une manière ou d'une autre. Espérons que nos âmes évoluent d'une manière qui apporte une nouvelle sagesse aux vies futures, mais selon Brewer, les gens ne changent pas radicalement d'une vie à l'autre. "Pensez à chaque incarnation comme à l'expression personnelle de l'âme", dit Brewer. "Each go round, we come with similar traits, talents, and quirks — as well as consistent physical qualities, regardless of race or gender — that echoes of our dominant soul essence . There has to be some unique quality reincarnating."

Because we tend to reincarnate "looking, acting, thinking, and processing" in a similar way throughout multiple incarnations, it makes sense that we might also have IRL run-ins with souls that we've known in other lives. Apparently, when you meet someone you've known in a past life, the connection will feel different than with anyone else you meet. And as you can imagine, it's a powerful chemistry.

If you've got a wild connection with someone and are wondering how to tell if someone is your past life partner, here's what to look out for according to psychics.


Yes, I agree with David. If somehow, you were able to travel at the speed of light, it would seem that 'your time' would not have progressed in comparison to your reference time once you returned to 'normal' speeds. This can be modeled by the Lorentz time dilation equation:

When traveling at the speed of light ($v=c$), left under the radical you would have 0. This answer would be undefined or infinity if you will (let's go with infinity). The reference time ($T_0$) divided by zero would be infinity therefore, you could infer that time is 'frozen' to an object traveling at the speed of light.

This kind of question has a long and honorable history. As a young student, Einstein tried to imagine what an electromagnetic wave would look like from the point of view of a motorcyclist riding alongside it. But we now know, thanks to Einstein himself, that it really doesn't make sense to talk about such observers.

The most straightforward argument is based on the positivist idea that concepts only mean something if you can define how to measure them operationally. If we accept this philosophical stance (which is by no means compatible with every concept we ever discuss in physics), then we need to be able to physically realize this frame in terms of an observer and measuring devices. But we can't. It would take an infinite amount of energy to accelerate Einstein and his motorcycle to the speed of light.

Since arguments from positivism can often kill off perfectly interesting and reasonable concepts, we might ask whether there are other reasons not to allow such frames. There are. One of the most basic geometrical ideas is intersection. In relativity, we expect that even if different observers disagree about many things, they agree about intersections of world-lines. Either the particles collided or they didn't. The arrow either hit the bull's-eye or it didn't. So although general relativity is far more permissive than Newtonian mechanics about changes of coordinates, there is a restriction that they should be smooth, one-to-one functions. If there was something like a Lorentz transformation for v=c, it wouldn't be one-to-one, so it wouldn't be mathematically compatible with the structure of relativity. (An easy way to see that it can't be one-to-one is that the length contraction would reduce a finite distance to a point.)

What if a system of interacting, massless particles was conscious, and could make observations? The argument given in the preceding paragraph proves that this isn't possible, but let's be more explicit. There are two possibilities. The velocity V of the system's center of mass either moves at c, or it doesn't. If V=c, then all the particles are moving along parallel lines, and therefore they aren't interacting, can't perform computations, and can't be conscious. (This is also consistent with the fact that the proper time s of a particle moving at c is constant, ds=0.) If V is less than c, then the observer's frame of reference isn't moving at c. Either way, we don't get an observer moving at c.


Particles Moved Faster Than Speed of Light?

"Crazy" neutrino find has many physicists skeptical, still backing Einstein.

Neutrinos—ghostly subatomic particles—may have been observed traveling faster than the speed of light, scientists announced this week.

If confirmed, the astonishing claim would upend a cardinal rule of physics established by Albert Einstein nearly a century ago.

"Most theorists believe that nothing can travel faster than the speed of light. So if this is true, it would rock the foundations of physics," said Stephen Parke, head of the theoretical physics department at the U.S. government-run Fermilab near Chicago, Illinois.

The existence of faster-than-light particles would also wreak havoc on scientific theories of cause and effect.

"If things travel faster than the speed of light, A can cause B, [but] B can also cause A," Parke said.

"If that happens, the concept of causality becomes ambiguous, and that would cause a great deal of trouble."

Don't Bet on Breaking Light Speed

Members of the Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus, or OPERA, at the European Center for Nuclear Research (CERN) described the unusual neutrino detection in a paper published this week on the research website arXiv.org.

The team shot neutrinos out of a particle accelerator near Geneva, Switzerland, and measured how long it took the particles to travel to a neutrino detector in Gran Sasso, Italy, 450 miles (724 kilometers) away.

Neutrinos are subatomic particles that have almost no mass and can zip through entire planets as if they are not there.

Being nearly massless, neutrinos should travel at nearly the speed of light, which is approximately 186,000 miles (299,338 kilometers) a second.

To the astonishment of the OPERA team, the particles appear to have reached their destination about 60 nanoseconds faster than expected.

A nanosecond may not sound like much, but "the effect is quite large," said Fermilab's Parke, who was not part of the CERN team.

The extra speed would mean that, over a distance of 621 miles (1,000 kilometers), neutrinos travel about 66 feet (20 meters) farther than light travels in the same amount of time.

The results would be "revolutionary" if true, Parke said, but he added that he highly doubts the findings will hold up under closer scrutiny.

"If I was a betting man, I would bet against it," he said. "Your first response is it can't possibly be true, that they must have made a mistake."

Neutrino Speed an Instrument Error?

Parke is not alone in his skepticism. Many physicists have speculated that the OPERA results are due to a measurement or instrument error.

It would not be the first time such an error occurred, said Louis Strigari, an astrophysicist at Stanford University also not on the CERN team.

"There have been several instances where, through no fault of the experimenters, the equipment was not understood as well as it needed to be," Strigari said.

"It just so happens that you learn more as you get more data and you understand the machinery a little better."

Even the OPERA team is cautious about its results and is welcoming other researchers to repeat the neutrino experiment.

"We want just to be helped by the community in understanding our crazy result—because it is crazy," Antonio Ereditato, coordinator of the OPERA collaboration, told the BBC.

Supernova Neutrinos Not So Speedy

Dave Goldberg, an astrophysicist at Philadelphia's Drexel University, said that if faster-than-light neutrinos did exist, they would likely have been observed in nature before now.

For example, in 1987 detectors on Earth identified neutrinos and photons—light particles—from an exploding star. Both types of particles reached our planet at almost exactly the same instance.

According to Goldberg's calculations, if neutrinos travel faster than light by the amount the OPERA team claims, then neutrinos from that supernova should have been detected in 1984—three years before the photons.

"It's possible, but unlikely," Goldberg said, that detectors active on Earth at the time would have missed such an obvious spike in cosmic neutrinos.

Goldberg concedes that supernova neutrinos are less energetic—and would thus be traveling slower—than the neutrinos from CERN's particle accelerator.

However, "assuming Einstein was correct, both types [of neutrinos] would be moving at something like 99.999999999 percent the speed of light," Goldberg said in an email.

"In other words, from a measurement point of view, they'd be going at essentially identical speeds."

Relativity Still Very Close to Right

Even if the OPERA results are confirmed by other scientists, they wouldn't totally invalidate Einstein's theories of general and special relativity, Stanford University's Strigari stressed. Those theories still explain a remarkable range of observed phenomena in the universe.

"I think it's long been understood that the theories we have today aren't the full answers," Strigari said.

"If this observation holds up, then it's probably a good piece of evidence that the theories we currently have need to be reworked."

Drexel University's Goldberg agreed that physicists won't be discarding Einstein's theories anytime soon.

"Even if relativity turned out to be wrong," he said, "it's clearly very, very close to being right."


According to current physical theory, is it possible for a human being to travel through time?

"Perhaps surprisingly, this turns out to be a subtle question. It is not obviously ruled out by our current laws of nature. Recent investigations into this question have provided some evidence that the answer is no, but it has not yet been proven to be impossible."

Even the slight possibility of time travel exerts such fascination that many physicists continue to study not only whether it may be possible but also how one might do it.

One of the leading researchers in this area is William A. Hiscock, a professor of physics at Montana State University. Here are his thoughts on the matter:

"Is it possible to travel through time? To answer this question, we must be a bit more specific about what we mean by traveling through time. Discounting the everyday progression of time, the question can be divided into two parts: Is it possible, within a short time (less than a human life span), to travel into the distant future? And is it possible to travel into the past?

"Our current understanding of fundamental physics tells us that the answer to the first question is a definite yes, and to the second, maybe.

"The mechanism for traveling into the distant future is to use the time-dilation effect of Special Relativity, which states that a moving clock appears to tick more slowly the closer it approaches the speed of light. This effect, which has been overwhelmingly supported by experimental tests, applies to all types of clocks, including biological aging.

"If one were to depart from the earth in a spaceship that could accelerate continuously at a comfortable one g (an acceleration that would produce a force equal to the gravity at the earth's surface), one would begin to approach the speed of light relative to the earth within about a year. As the ship continued to accelerate, it would come ever closer to the speed of light, and its clocks would appear to run at an ever slower rate relative to the earth. Under such circumstances, a round trip to the center of our galaxy and back to the earth--a distance of some 60,000 light-years--could be completed in only a little more than 40 years of ship time. Upon arriving back at the earth, the astronaut would be only 40 years older, while 60,000 years would have passed on the earth. (Note that there is no 'twin paradox,' because it is unambiguous that the space traveler has felt the constant acceleration for 40 years, while a hypothetical twin left behind on a spaceship circling the earth has not.)

"Such a trip would pose formidable engineering problems: the amount of energy required, even assuming a perfect conversion of mass into energy, is greater than a planetary mass. But nothing in the known laws of physics would prevent such a trip from occurring.

"Time travel into the past, which is what people usually mean by time travel, is a much more uncertain proposition. There are many solutions to Einstein's equations of General Relativity that allow a person to follow a timeline that would result in her (or him) encountering herself--or her grandmother--at an earlier time. The problem is deciding whether these solutions represent situations that could occur in the real universe, or whether they are mere mathematical oddities incompatible with known physics. No experiment or observation has ever indicated that time travel is occurring in our universe. Much work has been done by theoretical physicists in the past decade to try to determine whether, in a universe that is initially without time travel, one can build a time machine--in other words, if it is possible to manipulate matter and the geometry of space-time in such a way as to create new paths that circle back in time.

"How could one build a time machine? The simplest way currently being discussed is to take a wormhole (a tunnel connecting spatially separated regions of space-time) and give one mouth of the wormhole a substantial velocity with respect to the other. Passage through the wormhole would then allow travel to the past.

"Easily said--but where does one obtain a wormhole? Although the theoretical properties of wormholes have been extensively studied over the past decade, little is known about how to form a macroscopic wormhole, large enough for a human or a spaceship to pass through. Some speculative theories of quantum gravity tell us that space-time has a complicated, foamlike structure of wormholes on the smallest scales--10^-33 centimeter, or a billion billion times smaller than an electron. Some physicists believe it may be possible to grab one of these truly microscopic wormholes and enlarge it to usable size, but at present these ideas are all very hypothetical.

"Even if we had a wormhole, would nature allow us to convert it into a time machine? Stephen Hawking has formulated a "Chronology Protection Conjecture," which states that the laws of nature prevent the creation of a time machine. At the moment, however, this is just a conjecture, not proven.

"Theoretical physicists have studied various aspects of physics to determine whether this law or that might protect chronology and forbid the building of a time machine. In all the searching, however, only one bit of physics has been found that might prohibit using a wormhole to travel through time. In 1982, Deborah A. Konkowski of the U.S. Naval Academy and I showed that the energy in the vacuum state of a massless quantized field (such as the photon) would grow without bound as a time machine is being turned on, effectively preventing it from being used. Later studies by Hawking and Kip S. Thorne of Caltech have shown that it is unclear whether the growing energy would change the geometry of space-time rapidly enough to stop the operation of the time machine. Recent work by Tsunefumi Tanaka of Montana State University and myself, along with independent research by David Boulware of the University of Washington, has shown that the energy in the vacuum state of a field having mass (such as the electron) does not grow to unbounded levels this finding indicates there may be a way to engineer the particle physics to allow a time machine to work.

"Perhaps the biggest surprise of the work of the past decade is that it is not obvious that the laws of physics forbid time travel. It is increasingly clear that the question may not be settled until scientists develop an adequate theory of quantum gravity."

John L. Friedman of the physics department at the University of Wisconsin at Milwaukee has also given this subject a great deal of consideration:

"Special relativity implies that people or clocks at rest (or not accelerating) age more quickly than partners traveling on round-trips in which one changes direction to return to one's partner. In the world's particle accelerators, this prediction is tested daily: Particles traveling in circles at nearly the speed of light decay more slowly than those at rest, and the decay time agrees with theory to the high precision of the measurements.

"Within the framework of Special Relativity, the fact that particles cannot move faster than light prevents one from returning after a high-speed trip to a time earlier than the time of departure. Once gravity is included, however, spacetime is curved, so there are solutions to the equations of General Relativity in which particles can travel in paths that take them back to earlier times. Other features of the geometries that solve the equations of General Relativity include gravitational lenses, gravitational waves and black holes the dramatic explosion of discoveries in radio and X-ray astronomy during the past two decades has led to the observation of gravitational lenses and gravitational waves, as well as to compelling evidence for giant black holes in the centers of galaxies and stellar-sized black holes that arise from the collapse of dying stars. But there do not appear to be regions of spacetime that allow time travel, raising the fundamental question of what forbids them--or if they really are forbidden.

"A recent surprise is that one can circumvent the 'grandfather paradox,' the idea that it is logically inconsistent for particle paths to loop back to earlier times, because, for example, a granddaughter could go back in time to do away with her grandfather. For several simple physical systems, solutions to the equations of physics exist for any starting condition. In these model systems, something always intervenes to prevent inconsistency analogous to murdering one's grandfather.

"Then why do there seem to be no time machines? Two different answers are consistent with our knowledge. The first is simply that the classical theory has a much broader set of solutions than the correct theory of quantum gravity. It is not implausible that causal structure enters in a fundamental way in quantum gravity and that classical spacetimes with time loops are spurious--in other words, that they do not approximate any states of the complete theory. A second possible answer is provided by recent results that go by the name chronology protection: One supposes that quantum gravity allows microscopic structures that violate causality, and one shows that the character of macroscopic matter forbids the existence of regions with macroscopically large time loops. To create a time machine would require negative energy, and quantum mechanics appears to allow only extremely small regions of negative energy. And the forces needed to create an ordinary-sized region with time loops appear to be extremely large.

"To summarize: It is very likely that the laws of physics rule out macroscopic time machines, but possible that spacetime is filled with microscopic time loops.