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 La vitesse de la lumière, les voyages interstellaires

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MessageSujet: Re: La vitesse de la lumière, les voyages interstellaires   Ven 09 Mai 2008, 15:07

Je rejoins ce que dit Alain a ce sujet, certes je suis beaucoup moins instruit mais apres plusieur lectures d'ouvrages relatant l'impossibilité de voyages interstellaire "rapides". Je suis convincu qu'il subsite une inconnue plus qu'importante. Et la est peut-être la clé: le savoir de manipuler la particule et son anti-particule. Cela pourrait meme peut-être permettre de se rendre instanément d'un endroi a l'autre de l'univers sans distorsion du temps. Aussi ai-je beaucoup été influencé par la technique de Mr Scotty(célèbre machiniste de l'entreprise) avec ses sytèmes de matière et anti-matière. Mais je pense que ceci tiens de la logique. L'annulation des forces contrainiantes au déplacements.
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MessageSujet: Re: La vitesse de la lumière, les voyages interstellaires   Mer 21 Mai 2008, 16:16

il y a des gens qui aimeraient apprendre la vérité... d'autre préfère ce voilée la face. réfléchissons 2 minutes...:
un génie arrive et te demande un voeux:
tu lui dira ouais bah je veux voir des extraterrestre..., non la richesse l'amour ou le bonheur de vivre et la priorité des gens,
peut-être que ce changement climatique sera une bonne chose! sa fera bouger les mentalités après tout, c'est que quand y'a des mort qu'on se bouge non?

suis-je fous? je ne sais pas... çà paraît stupide mais c'est ce que je pense ...
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MessageSujet: Re: La vitesse de la lumière, les voyages interstellaires   Jeu 17 Juil 2008, 04:42

En se tenant à l'objectif martien, ce serait une bonne chose pour l'humanité, puisque ce voyage est possible avec la technologie actuelle. Von Braun avait même conçu une fusée dans les années 80 pour aller sur Mars. Mais manque de budget oblige... Il me semble qu'un projet intéressant est celui de l'ascenseur spatial, ou encore les cités dans l'espace. Où en sont ces projets ?
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MessageSujet: Re: La vitesse de la lumière, les voyages interstellaires   Jeu 17 Juil 2008, 16:08

"L'ascenseur spatial" ne peut pas fonctionner et ce qui me stupéfie c'est que des "scientifiques" ne l'aient pas compris immédiatement.
Rappelons quel est son principe.
Pour qu'un corps devienne satellite de la Terre, (ou de n'importe quelle planète ou astre ou trou noir), il faut que sa vitesse tangentielle soit telle que l'accélération de la pesanteur n'infléchisse pas la trajectoire du corps vers la Terre suffisamment pour qu'il entre en collision avec la planète, ni même avec son atmosphère. On peut dire aussi, encore plus simplement qu'il faut que la force centrifuge équilibre la gravitation.
La gravité de la Terre est une force qui diminue quand on s'éloigne d'elle. La diminution est proportionnelle au carré de la distance (distance X distance) du corps pesant par rapport au centre de la Terre. À 6400km du centre de la Terre, la gravitation qui est donc une force, autrement dit une accélération est, à nos latitudes, de 9,81 m/s par seconde. Ainsi, toutes les secondes, la vitesse d'un corps en chute libre près de la surface de la Terre sera accélérée de 9,81m/s (hors les frottements dans l'air, bien entendu). Par exemple après deux secondes de chute, la vitesse aura doublé et sera de 19,62 mètres par seconde, après trois secondes elle aura triplé etc.
Mais à 12 800 km de la Terre cette accélération gravifique n'est plus que la moitié de celle de la surface soit 4,905 m/s par seconde de chute.
Par ailleurs plus un satellite est éloigné de la Terre, plus longue est son orbite (un cercle ou une ellipse) pour un tour complet et plus long le temps nécessaire pour le parcourir.
À 36 000 kilomètres d'altitude, il faut très exactement 24h pour un tour. Si l'orbite est rigoureusement dans le plan de l'équateur, le satellite paraîtra immobile dans le ciel (mais en réalité il "fonce" dans l'espace vide!). On dit qu'il est géostationnaire (géo est la racine grecque pour "Terre").

Voici l'idée saugrenue qui a germé dans l'esprit de certains: si d'un satellite géostationnaire on fait se dérouler, avec une petite fusée par exemple au départ pour lancer le mouvement, car sinon il flotterait autour du satellite au lieu de descendre, un fil jusqu'au sol, celui-ci sera vertical! Eh bien c'est faux!!! À mesure que le fil, gardant son énergie cinétique c'est-à-dire sa vitesse par rapport à un point fixe de la Terre, celle qui lui a été communiquée par une fusée ayant une composante de mouvement tangentielle pour arriver à 36 000km avec la VITESSE HORIZONTALE appropriée à la satellisation, à mesure donc que le fil se rapprochera du sol, tout en restant dans le vide spatial, il paraîtra se déplacer plus vite que le point géostationnaire et ira vers l'est (direction de rotation des satellites ordinaires), au point de pratiquement cesser de descendre! C'est ce qu'on appelle la force de Coriolis. C'est cette force de Coriolis qui fait tourner les tempêtes et autres ouragans de l'hémisphère nord dans le sens inverse des aiguilles d'une montre (sens "anti-horaire") et dans le sens horaire ceux de l'hémisphère sud. Le sens étant inversé pour les masses d'air de haute pression relative, les anticyclones. On l'appelle force mais de même que la force centrifuge, c'est une pseudo-force puisque les deux ne modifient rien l'état énergétique du mobile: pas de transformation de l'énergie cinétique en énergie potentielle ou calorique par exemple.
Naturellement, on pourra freiner cette vitesse vers l'est avec des rétrofusées. Le fil piquera alors comme "prévu". Après son arrivée dans l'atmosphère, le freinage sera suffisant (mais gare à l'échauffement qui résultera de la dégradation de l'énergie cinétique en chaleur! Prévoir un matériau résistant du type fibre de carbone!) pour que le fil finisse par pendre gentiment à la verticale. N'étant plus satellisé, il "tirera" alors vers le bas de tout son poids sur la masse satellisée à ... 36 000 km. Laquelle, bien sûr ne résisterait pas à la traction si l'on n'avait pris soin, à mesure que le fil se déroulait, d'augmenter son altitude au-delà de l'orbite géostationnaire. Ainsi la force centrifuge qui s'exerce sur elle sera plus grande que la pesanteur. Cela doit être ajusté pour compenser exactement la traction du fil, le temps que celui-ci soit arrimé solidement au sol. Après quoi, la masse en altitude sera encore élevée et accélérée pour supporter le poids de l'objet à "hisser" à l'altitude requise...
Tout cela sera délicat, la moindre erreur pouvant se traduire par la rupture du fil et sa perte. Mais bon, on va admettre que le câble est en place, bien vertical, bien tendu, retenant la masse au-delà de l'orbite géostationnaire qui le tire comme un ballon d'enfant gonflé à l'hydrogène ou à l'hélium tire et tend la ficelle qui le retient.
L'intérêt de l'opération est maintenant, c'est que, se hissant sur ce fil par un système de poulies animées par un moteur (électrique?), on puisse mettre à moindre frais une charge en orbite.
Et c'est là où on trouvera une difficulté insurmontable: la force de Coriolis qui déplaçait vers l'est (sens de rotation de la Terre) le fil descendant de l'orbite géostationnaire déplacera vers l'ouest la charge montante. Au point que le fil bien vertical prendra la forme d'un V horizontal dont la pointe sera la charge à mettre en orbite: eh oui! l'énergie cinétique horizontale à communiquer à cette charge pour qu'elle soit satellisée sera prélevée sur celle de la charge géostationnaire! Celle-ci perdra de l'altitude et de la vitesse au point de s'abattre vers le sol. La catastrophe finale est inévitable!

Il n'y aura pas d'ascenseur spatial. D'ailleurs, même s'il fonctionnait, la différence de rendement énergétique et de prix de revient avec une fusée classique construite en série et partiellement réutilisable ne serait peut-être pas si considérable et peut-être négative!
Il est un domaine cependant où l'intérêt de tendre verticalement un fil de plus de 36 000 kilomètres de long pourrait un jour présenter quelque intérêt, c'est de décharger ce gigantesque condensateur qu'est la Terre, éclairée par les UV du soleil et contournée par les protons du vent solaire. Cette décharge s'opère par de nombreux foudroiements journaliers. Si le fil (les fils) sont plus conducteurs que l'air (fibre de carbone) le courant électrique y circulera préférentiellement. la récolte pourrait être considérable surtout si les fibres de carbone sont recouvert de supraconducteurs à température ambiante. Évidemment seuls les pays situés à cheval sur l'équateur pourraient en bénéficier. Ou bien il faudra construire des îles artificielles à la latitude 0° sur des océans où pourront se déchaîner des ouragans. plus généralement, il faudra résoudre la difficulté que représentera la force du vent même "ordinaire" sur le fil et le danger que celui-ci représentera pour les avions... Donc ce n'est pas "fait".

Avant d'envisager de construire des cités dans l'espace, comme aussi d'envoyer des hommes sur Mars, il faudra maîtriser tous les paramètres de la vie microscopique de manière à vivre en autarcie dans un espace clos. Pour l'instant toutes les tentatives de vivre dans des serres coupées de l'extérieur ont échoué. Il s'est avéré impossible de recycler les déchets dans un si petit espace, qu'il s'agisse de l'eau, de l'air ou de la nourriture. Or devoir apporter des dizaines de tonnes de nourriture de la Terre à des constructions situées au-delà de l'orbite géostationnaire, par des fusées classiques, c'est aberrant en terme de coût et de sécurité. C'est comme les maisons sous la mer des années 80: une utopie sans lendemain.
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MessageSujet: Re: La vitesse de la lumière, les voyages interstellaires   Ven 15 Aoû 2008, 17:27

une théorie de plus pour le voyage spatial (moteur à distortion).
http://www.techno-science.net/?onglet=news&news=5664


Et les propriété étrange de l'univers quantique (intriquation).
Des "informations" voyagerais plus vite que la lumiére voire instantanément.

http://www.techno-science.net/?onglet=news&news=5696
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MessageSujet: Re: La vitesse de la lumière, les voyages interstellaires   Ven 15 Aoû 2008, 21:48

salut

oui , j'ai lu ce matin sur techno-science
et pour moi ,c'est bizarre et je dirais même plus > j'ai dû louper un métro voir plusieurs....:ghd:

et le passage qui m'a plu en me disant du moins j'espère qu'ils savent ce qu'ils disent et de ce qu'ils pourraient faire :
>>[...]"Si il existe des dimensions supplémentaires, et que nous pouvons les manipuler, cela ouvre toutes sortes de possibilités passionnantes"[...]

et un peu avant dans l'article il marque :
>[...]Cleaver et Richard Obousy, co-auteur de l'étude, proposent de manipuler la 11ème dimension, prédite par la "théorie M",[...]

ces 2 passages me font légèrement froid dans le dos..affraid




et dans ces 2 articles, il y a quand même, je peux le dire, pas mal de "si"!gfne,ty,
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Rodolphe
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MessageSujet: Re: La vitesse de la lumière, les voyages interstellaires   Ven 29 Mai 2009, 18:14

Les voyages dans l’espace sont possible dans la mesure de bien comprendre la structure non locale de l’espace et du temps. Un vaisseau voyageant en vitesse de la lumière est beaucoup trop faible sans compter le moyen insuffisant de communication et de déplacement quand il s’agit de distances interstellaires. Si les intelligences se déplacent jusqu'à nous c’est qu’ils possèdent la maitrise des sciences et des technologies dans le domaine supraluminique incluant l’électromagnétisme, la matière, l’espace, le temps et surtout la conscience.
Leurs vaisseaux possèderaient des systèmes technologiques assistés par la conscience avec une interface entre l’esprit, la pensée. Ainsi le déplacement et la communication fusionnent avec l’intégration des champs de la pensée et de la conscience impliquant une physique très sophistiquées créant un passage par une propriété non locale de l’univers avec une sortie de l’espace-temps linéaires en le court-circuitant.
Je ne suis pas astrophysicien ni ingénieur mais j’ai bien compris que tout est possible!
Tant de choses restent à découvrir, pour le moment, j’observe et je réfléchis a toutes possibilités, n'est ce pas là le but de notre évolution.
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MessageSujet: Re: La vitesse de la lumière, les voyages interstellaires   Jeu 20 Mai 2010, 14:29

Je viens de lire à peu près ce que vous avez écrit plus haut... Je constate que l'on y retrouve certaines erreurs typiques comme par exemple :

Benjamin.d a écrit:

Le warp drive

Tous les amateurs de Star Trek connaissent le fameux Warp Drive, qui permet de voyager à des vitesses grandement supérieures à la lumière. C'est pratiquement une condition sine qua non pour tout univers de science-fiction, car à la vitesse de la lumière, tous les acteurs seraient morts avant d'atteindre l'étoile la plus proche. Ainsi, Gene Roddenbery (le créateur de Star Trek) a inventé le warp drive. Voici comment il fonctionne.

Le vaisseau (appelons-le Enterprise, tant qu'à y être), génère un intense champ gravitationnel qui, au devant du vaisseau, sert à comprimer l'espace. Cette compression de l'espace-temps est en effet une des prédictions de la relativité restreinte. De même, un tel champ mais inversé dilate l'espace à l'arrière du vaisseau, créant ainsi une poussée qui propulse le vaisseau vers l'avant. En supposant que l'Enterprise voyage près de la vitesse de la lumière, elle peut alors, à l'aide d'un tel moteur, atteindre des vitesses supérieures à la vitesse de la lumière, ou vitesses warp (en passant, Warp One est la vitesse de la lumière, Warp Two signifie deux fois la vitesse de la lumière, et ainsi de suite).


Non Benjamin, même si c'est une théorie au demeurant séduisante, elle ne permettra jamais de dépasser la vitesse de la lumière, n'en déplaise à Roddenberry.
Pourquoi ?
Simplement parce-que la compression de l'espace-temps ne pourrait se faire qu'à l'aide d'un front d'ondes gravitationnelles; Or malheureusement ces mêmes ondes se déplaçant... A la vitesse de C, je pense que tu saisis l'importance du problème. iloç_u

Quand aux trous de vers... Seule une civilisation de type II pourrait maitriser ce genre de technologie. Ce qui veut dire que ce n'est pas pour demain la veille.

Est ce que tout est perdu pour autant... Pas si sûr et sans violer la relativité, c'est à dire sans dépasser C... Il est probable que l'on puisse aller très loin, très vite...

J'en vois déjà au fond la salle : gj,;yjh; Suspect terr près à me foncer dessus avec l'argument choc : "Il faudrait 100 000 mille ans, en approchant la vitesse de la lumière, rien que pour traverser notre galaxie, sans dépasser C ça ne vaut même pas la peine d'y penser !!!!

Ok, ok... Donc je m'explique.(enfin plutôt je vais recréer une discution, le modérateur avisera s'il est nécessaire de la ramener ici ou si elle peut rester indépendante) A tout à l'heure...
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MessageSujet: Pourquoi le voyage spatial pourrait être possible sans dépasser C   Jeu 20 Mai 2010, 15:45

Le seul argument, vraiment scientifique, auquel les sceptiques peuvent se référer pour réfuter le phénomène OVNI est la relativité (Tout le reste relève de la masturbation cérébral et n'a aucun intérêt), ou plus justement à une des conséquence de la relativité : L'existence d'une vitesse limite C que RIEN, absolument rien ne peut dépasser.

Or le problème, de taille, est que la relativité est une théorie non finie.Cela non pas parce qu'elle s'oppose en tout à la physique quantique, mais bien parce qu'il n'y a rien dans ces équations permettant d'intégrer les barrières de Planck*. En effet vous devez savoir qu'un référentiel ayant subit une accélération voit son temps se dilater (il vieilli moins vite), sa longueur dans le sens du déplacement diminuer, et sa masse dû à l'apport d'énergie cinétique augmenter. Ainsi arrive t-on, si on ne les intègre pas à la relativité, à une absurdité du genre :
Puisque C est une vitesse limite je peux m'en rapprocher autant que je veux mais, faisant cela, il m'est possible aussi d'affirmer que ma masse à un certain moment sera égale, sinon supérieure, à celle de l'univers... Bigre. terr

Partant de ce constat il n'existe, aujourd'hui, aucun physicien capable d'expliquer ce qu'il se passerait pour un objet atteignant une vitesse de C-α ou en d'autre termes, franchissant cette fameuse barrière de Planck (α tendant vers 0, ainsi pour un proton cette valeur vaudrait 10- 20 m/s). Est ce qu'il sortirait de l'espace-temps pour pénétrer ce que la science-fiction nomme l'hyperespace ? Mystère... Enfin bref Vous voyez donc que les portes, pour un voyage interstellaire, sans faire de grandes théories exotiques et en ne violant aucune loi établie, ne sont pas toutes fermées.

* Les Barrières de Plank sont une autre forme de limites dans notre univers indiquant par exemple qu'en dessous de 1.616 × 10-35 mètres ou 5.391 × 10-44 secondes les lois de la physique tel que nous les connaissons cessent d'exister. (il existe une troisième limite concernant la masse, 2.177 × 10-8 kg, mais un peu plus difficile à conceptualiser parce que plus dans nos valeurs d'échelle).

Alors pourquoi s'obstinent-ils dans le déni ? La meilleur réponse que j'ai trouvé on la doit à Isabelle STENGERS, philosophe et historienne des sciences :

« L'opposition entre croyance et non-croyance qui singularise curieusement ce phénomène ovni est, je crois, une pathologie et un symptôme du rôle des sciences dans nos sociétés. Les scientifiques aiment avoir l'initiative des questions. Lorsqu'un phénomène se produit en dehors de toute initiative de leur part, n'importe où, n'importe comment, devant n'importe qui, ils n'aiment pas ça du tout. A priori, ils sont alors dans la même position que n'importe qui, ils n'ont pas d'approche qui les spécifierait. A ce moment-là - et c'est ce qui m'intéresse dans les ovnis car le symptôme apparaît bien - ils sont toujours tentés de disqualifier le phénomène et les témoins, de mettre l'ensemble sous le signe de la croyance, de prendre un ton pédagogique, rappelant les vertus de la rationalité scientifique. J'y vois le symptôme de quelque chose de pathologique, à mon sens, parce que bien évidemment, beaucoup de phénomènes nous posent problème sans que les scientifiques aient pris la moindre initiative. Se donner le droit de les disqualifier sous prétexte qu'ils ne se prêtent pas à une démarche scientifique visant la reproduction et la preuve est donc une très mauvaise habitude, qui se révèle notamment autour de ce phénomène ovni, et qui met en danger des relations démocratiques entre science et société. »


No comment...
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MessageSujet: Re: La vitesse de la lumière, les voyages interstellaires   Jeu 20 Mai 2010, 17:26

MODERATION

Il n'y a pas de problème pour commenter ton explication à la suite de ce topic car ce n'est pas du hors sujet.


En te remerciant d'avance.
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MessageSujet: Re: La vitesse de la lumière, les voyages interstellaires   Sam 22 Mai 2010, 14:55

Dépasser la vitesse de la lumière.. après tout pourquoi pas. Mais déjà, l'approcher de très prés poserait un très gros problème. A cette vitesse, mettons 99,99% le la vitesse de la lumière, la rencontre d'un vaisseau avec un seul atome d'hydrogène par exemple, serait catastrophique, car celui ci aurait une énergie capable de le désintégrer.

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MessageSujet: Re: La vitesse de la lumière, les voyages interstellaires   Mar 25 Mai 2010, 10:37

Pierre31 a écrit:
Dépasser la vitesse de la lumière.. après tout pourquoi pas. Mais déjà, l'approcher de très prés poserait un très gros problème. A cette vitesse, mettons 99,99% le la vitesse de la lumière, la rencontre d'un vaisseau avec un seul atome d'hydrogène par exemple, serait catastrophique, car celui ci aurait une énergie capable de le désintégrer.




Bonjour,

Comme vous l'aurez remarqué, je me suis bien gardé de parler de vaisseaux spatiales mais plutôt d'objets ou de référentiels, cela pour rester dans un cadre purement théorique : Celui des transformations de Lorentz appliquées à la Relativité Restreinte et de l'incohérence qui en découle lorsqu'on les pousse à fond, c'est que l'on appelle une brisure de symétrie.

Car effectivement si l'on s'en tient à une forme de propulsion classique (action/réaction), en plus du problème soulevé par pierre31, c'est celui de l'inertie monstrueuse et ingérable acquise par un tel engin qui entraverait le voyage.

Alors maintenant que l'on se doute bien que la relativité n'est pas l'écueil infranchissable que l'on veut nous faire croire au voyage spatial, seulement comment faire ?

Peut-être ressortir des cartons une variante du worm drive... Un engin capable de générer des perturbations sur une métrique riemannienne mais avec des énergies de l'ordre de... 10122 joules/m²/s, (ici l'idée n'est pas de comprimer l'espace temps, mais plutôt de le déchirer en fonction de la surface efficace du vaisseau). Autant dire tout de suite qu'avec notre petit 0,7 sur l'échelle des civilisations nous en sommes encore loin... Sauf à regarder du coté de l'énergie du vide qui pourrait, peut-être, nous apporter d'heureuses surprises.


Ps : Si un tel engin existait, pour un observateur, on ne le verrait pas accélérer. Il disparaîtrait sur place tout simplement.


Dernière édition par doan59200 le Mar 25 Mai 2010, 13:30, édité 3 fois
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MessageSujet: Re: La vitesse de la lumière, les voyages interstellaires   Mar 25 Mai 2010, 11:06

Bonjour,

Peut-être faut-il sortir du cadre général de la cosmologie actuelle pour envisager la possibilité de voyages interstellaires ?
(Voir cosmologie gémellaire, ou "bimétrique")

Initiation (en français) : http://www.jp-petit.org/science/f200/sommaire_de_f200.htm
Publications (en anglais) : http://www.jp-petit.org/science/f300/a301.htm

Mathieu
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MessageSujet: Re: La vitesse de la lumière, les voyages interstellaires   Mar 25 Mai 2010, 14:37

Une voie est l'étude des topologies de variétés Riemanniennes compatibles avec la Relativité générale (genre trous de vers). Une autre voie est peut être de revoir complètement les hypothèses topologiques de base sur l'espace temps ; par exemple l'espace temps pourrait être hyperconnexe.. mais là je m'égare dans mes vieux dadas de la topologie générale.
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MessageSujet: Re: La vitesse de la lumière, les voyages interstellaires   Mar 25 Mai 2010, 16:10

Voilà une phrase que j'ai lu une fois sur un article éduscol et que j'aime beaucoup.

"La vitesse de la lumière fascine car, depuis la théorie de la relativité, elle apparaît comme une limite théoriquement infranchissable. Dès que l'on s'approche de cette vitesse, la physique dont on a l'habitude n'est plus valable, et laisse la place à un univers où la durée écoulée dépend de la vitesse, où le temps et l'espace se mélangent..."

A méditer

Amicalement

Corinne.R
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MessageSujet: Re: La vitesse de la lumière, les voyages interstellaires   Ven 28 Mai 2010, 18:19

Corinne.R a écrit:
Voilà une phrase que j'ai lu une fois sur un article éduscol et que j'aime beaucoup.

"La vitesse de la lumière fascine car, depuis la théorie de la relativité, elle apparaît comme une limite théoriquement infranchissable. Dès que l'on s'approche de cette vitesse, la physique dont on a l'habitude n'est plus valable, et laisse la place à un univers où la durée écoulée dépend de la vitesse, où le temps et l'espace se mélangent..."

A méditer

Amicalement

Corinne.R

Disons que dans la Relativité Restreinte, qui est une théorie valable pour les corps animés de vitesses relatives proches ce celle de la lumière, la quantité c*t (c vitesse de la lumière et t le temps) a le même statut que les 3 autres variables d'espace x, y et z dans la transformation de Lorentz. Alors que dans la mécanique classique (de newton) le temps est une variable à part qui s'écoule de la même façon quelque soient les circonstances.

En mécanique classique, si une personne marche à 1km/h dans le couloir d'un train qui se déplace à 100 Km/h par rapport à la voie, et bien cette personne se déplace à 101 Km/h par rapport à la voie.Ca se démontre facilement si on fait l'hypothèse que des horloges fixées à la voie et des horloges fixées au train indiquent la même heure partout et toujours (a condition d'avoir été synchronisées).

En Relativité Restreinte ce n'est plus vrai car les horloges situées dans le train tournent plus lentement. Ce n'est pas du au mouvement du train qui dérèglerait les horloges, mais c'est la seule façon d'expliquer que la vitesse de la lumière mesurée par un observateur dans le train et par un observateur sur la voie doit rester la même. En clair la vitesse de la lumière est constante quelle que soit l'état de mouvement de la source par rapport à l'observateur (ce qui constitue une des expressions possibles du 2 ème postulat de la Relativité Restreinte).
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Pierre31
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MessageSujet: Re: La vitesse de la lumière, les voyages interstellaires   Sam 29 Mai 2010, 09:46

(Suite du post précédent)

Pour expliquer pourquoi ce postulat est légitime il faut revenir à une expérience que nous avons tous fait un jour ou l'autre: Vous êtes assis dans un train en gare. Sur la voie immédiatement à coté, il y a un autre train avec un voyageur. A un moment vous voyez ce train bouger. Les deux trains sont animés d'un mouvement relatif de translation rectiligne et uniforme (à vitesse constante). SI votre train avait franchement accéléré, vous auriez senti une force vous plaquer contre le dossier du siège, et vous auriez dit "c'est mon train qui bouge". Mais ici (dans cette situation idéalisée), ce n'est pas la cas. Comme vous n'avez pas senti d'accélération vous vous dites "est ce mon train ou le sien qui bouge ?". Vous n'avez pas la réponse à cette question. Tout ce que vous pouvez dire c'est "de mon point devue c'est l'autre train qui bouge". Mais le voyageur d'à coté peut direexactement la même chose. Qui a raison? Impossible de trancher en vertu du principe de relativité de Galilée à qui je laisse la parole :
« Enfermez-vous avec un ami dans la cabine principale à l'intérieur
d'un grand bateau et prenez avec vous des mouches, des papillons, et
d'autres petits animaux volants. Prenez une grande cuve d'eau avec un
poisson dedans, suspendez une bouteille qui se vide goutte à goutte dans
un grand récipient en dessous d'elle. Avec le bateau à l'arrêt,
observez soigneusement comment les petits animaux volent à des vitesses
égales vers tous les côtés de la cabine. Le poisson nage indifféremment
dans toutes les directions, les gouttes tombent dans le récipient en
dessous, et si vous lancez quelque chose à votre ami, vous n'avez pas
besoin de le lancer plus fort dans une direction que dans une autre, les
distances étant égales, et si vous sautez à pieds joints, vous
franchissez des distances égales dans toutes les directions. Lorsque
vous aurez observé toutes ces choses soigneusement (bien qu'il n'y ait
aucun doute que lorsque le bateau est à l'arrêt, les choses doivent se
passer ainsi), faites avancer le bateau à l'allure qui vous plaira, pour
autant que la vitesse soit uniforme [c'est-à-dire constante] et ne
fluctue pas de part et d'autre. Vous ne verrez pas le moindre changement
dans aucun des effets mentionnés et même aucun d'eux ne vous permettra
de dire si le bateau est en mouvement ou à l'arrêt ... »
— Galilée, Dialogue
concernant les deux plus grands systèmes du monde
, 1632 .

Ce que veut dire Galilée, c'est qu'il n'y a aucune expérience de mécanique, dont les résultats rapportés au
référentiel du bateau (un système d'axes lié au bateau) qui permette de dire si celui ci est à l'arrêt ou en mouvement rectiligne et uniforme. Autre exemple, si vous vous versez une tasse de café chez vous ou dans un avion volant tout droit à une vitesse constante de 800 Km/h et bien tout se passe exactement pareil. Mais que survienne un trou d'air (une accélération verticale due l'avion qui constitue votre référentiel à cet instant) et patatras.. le pantalon va s'en souvenir!

Il serait d'ailleurs bien étonnant que ça se passe différemment dans l'avion et chez vous. Supposons un instant qu'à cause de la vitesse de l'avion, il faille pencher un peu plus la cafetière pour que le café tombe dans la tasse. Mettons 8° de plus pour 800 Km/h (1° pour 100 Km/h). Mais.. attendez, je peux tout aussi bien dire qu'en vertu de la rotation de la terre autour du soleil, l'avion vole à 800 Km/h + 20000 Km/h par rapport à un système d'axes (un référentiel) lié au Soleil. C'est tout aussi juste. Alors maintenant de quel angle dois je pencher la cafetière dans l'avion? 8° ou 200°? Comme le résultat ne peut pas dépendre du choix arbitraire du référentiel pour définir la vitesse de l'avion, la seule valeur possible est 0°. Tout se passe pareil dans l'avion et chez vous. Le voyageur dans l'avion ne peut réaliser une expérience de mécanique qui mette en évidence le mouvement rectiligne et uniforme de celui-ci. Mais, mais..pour savoir, il suffit de regarder par le hublot me direz vous? Erreur! Ce pourrait être la Terre qui bouge et l'air avec, et d'ailleurs elle bouge ! à 20000 Km/h/soleil, à beaucoup plus par rapport à un système d'axe lié à une autre étoile...et pas du tout par rapport à un système d'axe lié à elle même etc).

En définitive, ce que veut dire le principe de Galilée c'est que tous les référentiels inertiels sont équivalents pour décrire une expérience de mécanique,parce que dans tous ces référentiels les mêmes lois de la mécanique s'appliquent (même forme, même coefficients..etc, tout pareil).

J'ai utilisé le mot de référentiel inertiel: Quezaco? suite dans le prochain post


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MessageSujet: Re: La vitesse de la lumière, les voyages interstellaires   Sam 29 Mai 2010, 10:12

(Suite du post précédent)

Nous avons déjà donné des exemples de référentiels inertiels (en fait pas vraiment, voir la suite) : l'avion volant en ligne droite à vitesse constante, les deux trains...Ici une difficulté se présente: pour dire qu'un référentiel (systême d'axes) a un mouvement rectiligne et uniforme, il faut décrire son mouvement dans un autre référentiel. Ce référentiel pourrait être animé ou pas d'un mouvement non uniforme (accéléré) et dans celui_ci le premier référentiel serait accéléré , alors que dans un autre il pourrait ne pas l'être. Comment alors définir un référentiel inertiel? Et bien ce sont des référentiels ou la première loi de Newton est vérifiée:

"un référentiel galiléens ou inertiel, est tel que, par rapport à ce référentiels, tout point matériel isolé (qui n'est soumis à aucune action extérieure) est soit au repos, soit animé d'un mouvement rectiligne et uniforme."

D'après cette définition, il est clair qu'un référentiel lié à une région ou règne un champ de gravitation (comme le voisinage de la terre) n'est pas inertiel, car un point matériel ne reste pas au repos dans un tel référentiel, il tombe! Pour les mêmes raisons un référentiel lié au plateau d'un manège tournant sur lui même n'est pas inertiel. En revanche vous avez tous vu des images de capsules spatiales ou les astronautes s'amusent à lancer des objets. Ils se déplacent selon un mouvement rectiligne et uniforme tant que rien ne vient les arrêter. On peut considérer qu'un référentiel lié à la capsule est une bonne approximation d'un référentiel inertiel, du moins sur une petite région d'espace et un petit intervalle de temps. En fait, le bateau , les trains, l ne sont pas des référentiels inertiels, car u point matériel ne reste pas au repos ou en translation uniforme. La capsule ne l'est pas non plus mais la force centripète annule l'effet de la gravitation et on peut considérer que sur une petite portion de sa trajectoire, la capsule est en translation uniforme. Mais bien que le train ne soit pas un référentiel inertiel nous le considèrerons comme tel pour ce qui va nous occuper.

Dans le prochain post , nous reprenons le train pour expliquer le 2ème postulat de la Relativité Restreinte


Dernière édition par Pierre31 le Sam 29 Mai 2010, 18:16, édité 1 fois
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MessageSujet: Re: La vitesse de la lumière, les voyages interstellaires   Sam 29 Mai 2010, 10:54

Bonjour Pierre,

Merci pour ses explications très intéressantes et bien compréhensibles pour tous.

Amicalement

Corinne.R
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MessageSujet: Re: La vitesse de la lumière, les voyages interstellaires   Dim 30 Mai 2010, 12:53

(suite du post précédent)

Avec ce nouveau vocabulaire de "rérétentiel inertiel" nous pouvons reformuler le vieux théorème de relativité de Galilée:

1er postulat : Dans un référentiel inertiel, il n'existe pas d'expérience, dont les résultats rapportés à ce référentiel puissent mettre en évidence un mouvement de translation uniforme de celui-ci.

Ceci constitue le 1er postulat de la Relativité restreinte. En soi, il ne semble rien dire de nouveau. Mais quand Galilée écrivait ça (avec d'autres mots), il pensait expérience de mécanique. Einstein lui pense expérience de mécanique et d'électromagnétisme.

Si Einstein était convaincu d'une chose, c'était que la lumière était une onde. Il y avait eu de très belles expériences avant lui qui le prouvaient (Fresnel, Young) . Et puis l'électromagnétisme de Maxwell avait confirmé cela en exhibant une équation de propagation d'ondes électromagnétiques dont les prédictions étaient en total accord avec les expériences faites avec de la lumière.Ainsi donc la lumière était une onde de nature électromagnétique.

Mais il subsistait une petite zone d'ombre, dont bien peu de scientifiques s'apercevaient. Si la lumière, comme toutes les ondes, se propageait à une vitesse caractéristique du milieu qui la supporte comme les vagues sur l'eau, le son dans l'air...etc, ou était donc le milieu qui supportait la lumière , puisque celle-ci se propageait même dans le vide? A défaut de pouvoir en préciser la nature, ils lui donnèrent le nom "d'Ether" et ils tentèrent de le mettre en évidence. Si la lumière est supportée par un milieu, alors le mouvement de l'observateur traversant ce milieu doit affecter la mesure de la vitesse de la lumière. Selon que celui ci se déplace dans la direction de la source ou perpendiculairement, les deux mesures doivent être différentes. Comme dans l'exemple suivant



ici les vagues se éplacent à 5 km/h par rapport à l'eau quelle que soit la vitesse du bateau B, en conséquence le bateau A mesure une vitesse de 25 Km/h



ici les vagues se déplacent toujours à 5 Km/h par rapport à l'eau quelle que soit la vitesse du bateau B. Mais le bateau A mesure une vitesse de vague de 5 km/h.

Maintenant, remplacez l'eau par l'Ether hypothétique et les vagues par la lumière et vous avez la célèbre expérience de Michelson et Morley, qui contrairement à ce qui se passait avec les ondes que l'on connaissait alors, ne montra aucune différence dans les deux mesures. Donc première indication : exit l'hypothèse de l'Ether en tant que support des ondes électromagnétiques.

Une autre question se posait, la mesure de la vitesse de la lumière par un observateur était elle affectée par le déplacement de la source lumineuse ? en d'autres termes fallait il ajouter la vitesse de la source à celle de la lumière. SI la lumière est une onde, alors sa vitesse est indépendante de celle de la source. Elle ne dépend que du milieu qui la supporte. A l'époque d'Einstein, cette question n'était pas résolue. Mais, malgré l'apparente contradiction avec le paragraphe précédent qui exclue l'hypothèse d'un milieu, Einstein était si convaincu que la lumière devait avoir un comportement d'onde qu'il en fit son deuxième postulat.

2ème postulat : Dans tous les référentiels inertiels, la vitesse de la lumière est indépendante de la vitesse de la source
.

Encore une fois, ce postulat n'a rien d'extraordinaire s'il est pris seul. Il se borne à dire que la lumière est une onde.

Mais c'est quand on met les deux postulats ensembles que des conclusions remarquables apparaissent.

Dans le prochain post nous verrons que les deux postulats de la Relativité Restreinte bouleversent nos conceptions de l'espace et du temps.


Dernière édition par Pierre31 le Dim 30 Mai 2010, 13:58, édité 3 fois
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MessageSujet: Re: La vitesse de la lumière, les voyages interstellaires   Dim 30 Mai 2010, 13:18

Bonjour Pierre,

Halala ! je commence avoir mal à la tête, mdr

Amicalement

Corinne.R
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