1-La relativité euclidienne

[externo]

Après que j'ai recadré l'IA qui répondait en oubliant que l'argument disait que la contraction n'était qu'une apparence et que la vitesse de la lumière était constante par rapport à la source elle a répondu ça :

Vous avez mille fois raison de me recadrer. J'ai complètement déraillé en essayant de lui appliquer les équations de Lorentz, alors que sa position est en fait beaucoup plus simple et radicale. Je m'en excuse, reprenons sur ses bases exactes.

S'il affirme que la lumière se déplace à la vitesse `c` par rapport à sa source et que la contraction n'est qu'une illusion d'optique, il défend alors purement et simplement la théorie de l'émission (ou théorie balistique de Walter Ritz).

Voici pourquoi sa théorie est d'une logique interne implacable, mais pourquoi elle s'écrase sur le mur des observations astronomiques.

1. Pourquoi son modèle fonctionne parfaitement sur le papier

Dans son cadre, l'expérience de Michelson-Morley n'est pas du tout un problème, et il n'a absolument pas besoin d'une contraction matérielle réelle des longueurs.

Si la lumière se comporte comme un projectile tiré par un fusil, un photon émis par une source sur la Terre (qui se déplace à la vitesse `v`) voyagera à la vitesse `c` par rapport à la Terre.

Dans les bras de l'interféromètre, la lumière fait des allers-retours exactement comme une balle de ping-pong rebondissant sur une table dans un train en marche. Elle mettra mathématiquement le même temps pour parcourir le bras longitudinal et le bras transversal.

Résultat : pas de décalage des franges. Le problème est résolu de manière triviale.

Dans cette optique, s'il observe une "contraction" d'un objet en mouvement, ce n'est effectivement qu'un effet de perspective (un délai d'arrivée des photons vers l'œil, ce qu'on appelle l'aberration de la lumière). La matière ne se compresse pas.

2. L'argument fatal à lui opposer : Les étoiles doubles

Le problème de son interlocuteur, c'est que son modèle balistique a été testé, débattu, et définitivement enterré par l'astrophysique dès 1913 par Willem de Sitter.

C'est l'argument absolu que vous devez lui jeter à la figure pour briser son idée que "la lumière va à `c` par rapport à la source".

Prenez une étoile double (deux étoiles tournant l'une autour de l'autre).

Pendant une moitié de son orbite, l'étoile A avance vers la Terre à la vitesse `v`. Selon la théorie de votre interlocuteur, sa lumière part vers nous à la vitesse `c+v`.

Pendant l'autre moitié, l'étoile A s'éloigne. Sa lumière part vers nous à la vitesse `c-v`.

Puisque l'étoile est située à des années-lumière, la lumière "rapide" (`c+v`) finirait par rattraper la lumière "lente" (`c-v`) émise plus tôt.

La conséquence visuelle : Si sa théorie était vraie, on verrait un chaos total dans le ciel. On verrait les étoiles binaires faire des bonds en avant, reculer, ou on les verrait à plusieurs endroits en même temps sur leur orbite.

Or, les astronomes observent que les étoiles binaires suivent des orbites de Kepler parfaitement fluides. Cela prouve de manière irréfutable que la lumière émise par l'étoile qui s'approche et celle émise par l'étoile qui s'éloigne voyagent exactement à la même vitesse dans l'espace pour venir jusqu'à nous.

En résumé, son modèle est cohérent comme les règles d'un jeu vidéo, mais il ne décrit pas notre univers. La lumière ne s'additionne jamais à la vitesse de sa source.

[Dick]

En résumé, son modèle est cohérent comme les règles d'un jeu vidéo, mais il ne décrit pas notre univers. La lumière ne s'additionne jamais à la vitesse de sa source.

La vitesse de la lumière ne s’additionne pas à la vitesse perceptible vp de la source mais à sa vitesse réelle v, si bien que la vitesse de la lumière perçue demeure égale à c.

[externo]

Sa réponse :

C'est un véritable tour de passe-passe mathématique qu'il vous propose là ! Il faut lui reconnaître une imagination débordante pour tenter de sauver sa mécanique.
En réalité, il vient de construire ce qu'on appelle en épistémologie une hypothèse ad hoc : il a pris le résultat qu'il veut obtenir (la lumière est perçue à `c`) et a inventé une variable cachée indétectable (la "vitesse réelle" `v`) programmée pour annuler exactement l'addition des vitesses.
Voici comment vous pouvez démonter ce dernier rempart en lui montrant qu'il confond la mathématique pure avec la physique matérielle.

1. Le problème de l'infalsifiabilité (La théorie "magique")
Son argument repose sur une tautologie (un raisonnement en boucle).
Il dit en substance : "La lumière voyage à une autre vitesse en réalité, mais la réalité est construite de telle sorte que notre perception compense exactement cette différence pour afficher toujours `c`."
Le problème scientifique de cette affirmation, c'est qu'elle est infalsifiable (au sens de Karl Popper). Si la "vitesse réelle" `v` est par définition cachée par la "vitesse perçue" `vₚ` , alors cette vitesse `v` n'a aucune existence physique mesurable. C'est un fantôme mathématique.
En physique classique comme en relativité (ou même chez Lorentz), une théorie doit relier des quantités mesurables. S'il invente des vitesses invisibles qui s'additionnent magiquement pour donner une constante visible, il ne fait plus de la physique, il fait de la philosophie spéculative.

2. Si le temps est invariant, la matière le trahit (L'expérience des muons)
Puisqu'il affirme que la contraction n'est qu'une "perspective" (une illusion d'optique) et que le temps est invariant (absolu), sa théorie va s'écraser violemment contre la physique des particules.
Il existe une preuve matérielle, non optique, que la dilatation du temps n'est pas une illusion de perception, mais une réalité physique tangible : les muons cosmiques.
Le fait : Les muons sont des particules instables créées dans la haute atmosphère (à environ 10 km d'altitude) par les rayons cosmiques. Leur durée de vie physique (avant de se désintégrer) est extrêmement courte : 2,2 microsecondes.
Le calcul classique (celui de votre interlocuteur) : Si le temps est invariant, un muon voyageant presque à la vitesse de la lumière ne peut parcourir physiquement que 300 000 km/s × 0,0000022 s = 660 mètres. Il devrait mourir bien avant de toucher le sol.
L'observation : Des millions de muons traversent nos corps et percutent des détecteurs au niveau du sol chaque seconde.
Le défi à lui lancer :
Comment sa mécanique dickienne explique-t-elle que le muon atteigne le sol ?
S'il dit que c'est une "illusion d'optique" ou une question de "vitesse perçue", ça ne marche pas : le détecteur au sol est une machine physique qui enregistre un impact matériel réel, pas une illusion.
La seule manière d'expliquer que le muon survive sur 10 km, c'est que son "horloge interne" ait physiquement ralenti pendant son trajet (comme le prédisent Lorentz et Einstein). Le temps ne peut donc pas être invariant.

3. Il a réinventé Lorentz... mais en moins bien
Ironiquement, sans s'en rendre compte, votre interlocuteur essaie de bricoler ce que Hendrik Lorentz (que vous défendiez à juste titre) a fait de manière beaucoup plus rigoureuse il y a 120 ans.
Lorentz avait aussi remarqué qu'il fallait un facteur correctif (le fameux `γ`) pour que la lumière paraisse toujours aller à `c` depuis un objet en mouvement dans l'éther. Mais Lorentz a eu l'honnêteté intellectuelle de dire que ce facteur `γ` correspondait à une déformation matérielle réelle des horloges et des règles, et non à un simple jeu de "perception" ou de "perspective colorée".

Souhaitez-vous que je vous rédige un petit texte très factuel, lui demandant d'expliquer comment un muon de 2,2 microsecondes de durée de vie peut physiquement franchir 10 kilomètres si le temps est invariant et que la contraction n'est qu'une apparence ?

[Dick]

Souhaitez-vous que je vous rédige un petit texte très factuel, lui demandant d'expliquer comment un muon de 2,2 microsecondes de durée de vie peut physiquement franchir 10 kilomètres si le temps est invariant et que la contraction n'est qu'une apparence ?

D’abord il faut se pencher sur l’expérience de Fizeau, plus féconde que celle de Michelson-Morley. On obtient une relation entre la longueur d’onde perçue λp et la longueur d’onde émise λ: λ = γ λp , γ étant le coefficient de Lorentz..
Une longueur perçue Lp est égale à Lp = kp λ alors que la longueur réelle est égale à L = k λ = kp λp d’où la contraction apparente des longueurs: Lp = L/γ. Ce qui donne L = v t = γ vp t, et v = dL/dt = γ dLp/dt = γ vp .D’où pour le muon;
v = 10 km/2,2.10^-6 s = 4 540.10^3 km/s. Étonnant, non!?

[externo]

Voici sa réponse :

C'est effectivement "étonnant", et pour cause : avec ce calcul, votre interlocuteur vient très sereinement d'affirmer que le muon voyage à 15 fois la vitesse de la lumière ! (4 540 000 km/s contre 300 000 km/s pour c).
Il faut lui reconnaître un certain panache. Face au paradoxe du muon, plutôt que d'accepter que le temps ralentisse (Lorentz/Einstein), il a choisi la seule autre issue mathématique possible : briser la limite de la vitesse de la lumière.
Dans sa théorie, le mur de la lumière (c) n'est qu'une illusion d'optique (la "vitesse perçue"), tandis qu'en coulisses, dans l'univers "réel", la matière peut allègrement voyager à 15c, 100c ou 1000c.
Voici comment vous pouvez refermer le piège sur cette affirmation, en utilisant la physique expérimentale la plus basique.

1. Le crash test de l'énergie (L'argument du LHC)
Si la matière peut réellement voyager à 15c, sa théorie doit se confronter aux accélérateurs de particules comme le LHC au CERN.
Dans un accélérateur, on ne se contente pas de "regarder" les particules (où une illusion d'optique serait possible), on les pousse physiquement avec des champs magnétiques gigantesques. On leur injecte de l'énergie réelle, mesurée en téraélectronvolts (TeV), qui se facture en mégawattheures sur le réseau électrique.
Dans l'univers de votre interlocuteur : Si le proton peut "réellement" dépasser c et aller à 15c ou 100c, alors en continuant à le pousser, son énergie cinétique devrait simplement continuer de grimper selon la formule classique E = 1/2mv². Il n'y aurait pas de "mur" d'énergie.
Dans la réalité physique : Plus on pousse une particule près de c, plus elle "résiste". Il faut injecter une quantité d'énergie qui tend vers l'infini juste pour gagner un millième de pourcentage de vitesse supplémentaire. La particule s'alourdit (son inertie augmente d'un facteur `γ`).
Ce mur d'énergie prouve de manière indéniable que c n'est pas une simple limite "perçue" ou une illusion d'optique. C'est une limite mécanique réelle et absolue de l'inertie de la matière. La vitesse réelle ne s'envole jamais à 4 540 000 km/s.

2. La trahison de Maxwell et de Lorentz
Rappelez-lui d'où est parti votre débat : les lois de l'électromagnétisme.
La raison même pour laquelle Lorentz (et tous les VRAIS scientifiques que vous défendiez à juste titre) a postulé la contraction des longueurs, c'est que la matière est maintenue par des forces électromagnétiques qui voyagent exactement à la vitesse c.
Si un muon, un électron ou un atome voyage "réellement" à 15c, il va plus vite que les forces qui assurent sa propre cohésion !
À 15c, le champ électrique du muon ne peut même plus le précéder. La physique de Maxwell s'effondre totalement. Un objet matériel ne peut pas aller plus vite que la force physique qui maintient ses atomes ensemble.

3. L'expérience de Fizeau détournée
Son invocation de l'expérience de Fizeau (1851) est un beau sophisme. Fizeau a fait passer de la lumière dans de l'eau en mouvement pour voir si l'eau "entraînait" l'éther et la lumière.
Fizeau a trouvé que la lumière était effectivement entraînée, mais seulement partiellement (le fameux coefficient d'entraînement de Fresnel : 1 - 1/n²).
Cette expérience est magnifique car elle a été expliquée à la perfection par Hendrik Lorentz lui-même en utilisant le temps local (la dilatation du temps) ! Votre interlocuteur prend le nom de Fizeau, mais invente une formule de "longueur d'onde perçue" (`λ = γ λₚ`) qui n'a rien à voir avec le résultat historique de Fizeau pour justifier sa contraction apparente.
En conclusion, il est coincé. En refusant que le temps soit relatif (la montre du muon) ou que l'espace se contracte réellement (l'éther de Lorentz), il est obligé d'autoriser des vitesses "réelles" supraluminiques délirantes (15c).
Vous pouvez lui répondre avec un clin d'œil en reprenant sa formule : "C'est effectivement étonnant ! Mais si le muon va réellement à 15 fois la vitesse de la lumière, comment expliquez-vous que l'on n'arrive jamais à pousser un simple proton au-delà de c dans un accélérateur de particules, même en y injectant l'énergie de toute une centrale nucléaire ? Le mur de l'énergie à c est bien matériel, pas optique !"

[Dick]

Vous pouvez lui répondre avec un clin d'œil en reprenant sa formule : "C'est effectivement étonnant ! Mais si le muon va réellement à 15 fois la vitesse de la lumière, comment expliquez-vous que l'on n'arrive jamais à pousser un simple proton au-delà de c dans un accélérateur de particules, même en y injectant l'énergie de toute une centrale nucléaire ? Le mur de l'énergie à c est bien matériel, pas optique !"

La vitesse réelle v et la vitesse apparente sont dans le rapport γ, le facteur de Lorentz: v = γ vp. Quand vp —> c, v —> l’infini, et il est très difficile de dépasser l’infini, c’est pour cela que la vitesse apparente d’un corps ne peut dépasser la célérité de la lumière. Cet exemple est donc une très bonne illustration de la véracité de ma proposition.
Je sais qu’il est difficile d’admettre un monde réel inaccessible. Moi-même j’ai eu de grandes difficultés à l’admettre, mais une fois qu’on a passé le mur tout devient clair. Il va falloir s’y faire, il y a deux mondes, celui que l’on perçoit, la réalité, et un autre que l’on ne perçoit pas mais qui existe malgré tout, le monde réel.

Le réel est ce qui existe en soi, indépendamment du sujet, c’est-à-dire indépendamment de sa perception ou de ses pensées.
La réalité est ce qu’un individu perçoit et comprend du réel.

je pense.org.