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Accueil du site > Actualités > Technologies > Effondrement d’un des principes fondamentaux de la physique

Effondrement d’un des principes fondamentaux de la physique

(En avant première sur AgoraVox, traduction Française d'un article soumis à la publication dans Nature-Physics)

Depuis des décennies, les scientifiques tentent d'expliquer l'anomalie des sondes Pioneer, Galileo et Ulysses dont la vitesse semble ralentir. Mais une nouvelle approche, s'opposant à l'un des principes fondamentaux de la physique, nous permet de résoudre l'énigme de façon totalement inattendue... Et cela explique d'autres phénomènes en plus... Anderson et al. spéculait en 2002 que ce serait intéressant si l'anomalie Pioneer 10 était une "nouvelle physique"... Eh bien il est probable que ce soit le cas finalement.

Vignette de l'article {PNG} Jusqu'au début des années 2000 on estimait la vitesse de Pioneer 10 en mesurant le temps total nécessaire à un signal électromagnétique (en substance un rayon lumineux) pour faire l'aller-retour de la Terre à la sonde, puis, comme les deux trajets sont supposés être égaux dans la théorie actuelle, on divisait par deux le résultat pour avoir le temps d'un trajet simple aller, donc la distance à différents moments et la vitesse de Pioneer 10 dans l'espace. Le problème, l'anomalie, c'est que la sonde semble ralentir au cours du temps, très peu, mais de façon très régulière, de 8,74e-10 m.sec-2 +/- 1,33 (ce qui correspond environ à -9,46 km/h par siècle environ)

Pour comprendre l'explication proposée de l'anomalie nous devons considérer une nouvelle propriété de la lumière que j'ai introduite dans l'article sur "la vitesse de la lumière" et plus en détail encore dans "La fin de la relativité" : les ondes électromagnétiques sont toujours bien "émises" par l'objet qui les "produit" à la vitesse c par rapport à lui-même, mais si l'objet est en mouvement dans le vide nous remplaçons la formule relativiste par celle de l'addition des vitesses classiques. Donc si l'émetteur a la vitesse v par rapport à un repère, la vitesse de la lumière émise par cet objet sera de c + v par rapport à ce repère.

Quand le signal va de la terre à la sonde, il a la vitesse c que ce soit avec les formules relativistes, ou celle que je propose, il n'y a donc pas de différence dans cette partie du parcours.

Mais le voyage de retour du signal donne un résultat différent : la sonde s'éloigne à la vitesse de 12 240 km/s de la Terre, donc le temps mis par les ondes électromagnétiques pour parcourir ces 12 240 mètres supplémentaires chaque seconde est :

- Selon les formules relativistes : v/c = 12 240/299 792 458 = 4,0828245252e-5 seconde de plus chaque seconde (le même qu'a l'aller)

- Et selon la composition des vitesses : les ondes se dirigent vers nous à la vitesse v = 299 792 458 - 12 240 = 299 780 218 m/s donc il faut 12 240/299 780 218 = 4,0829912266e-5 secondes de plus chaque seconde.

Donc une différence avec le résultat relativiste de 4,0829912266e-5 - 4,0828245252e-5 = 1,667014e-9 secondes à chaque seconde.

Nous devons diviser par 2 cette différence totale sur le temps de trajet aller-retour pour avoir la différence sur le temps d'un trajet simple : 1,667014e-9 / 2 = 8,33507e-10 secondes de plus chaque seconde, ce qui est presque exactement ce que l'équipe d'Anderson a détecté dans la variation moyenne de la vitesse de Pioneer 10 : 8,74e-10 m.sec-2 +/- 1,33

Donc, si nous utilisons les formules d'addition des vitesses (dans le vide) nous constatons, en fait, que la vitesse de la sonde Pioneer 10 ne change pas (ce qui est rassurant quand même), et donc ce sont probablement les bonnes formules. C'est seulement à cause d'une erreur dans la formule relativiste que nous avons eu cette impression.

Mais ce n'est pas fini. C'est même probablement plutôt le début d'ailleurs... Et comme nous avons vu que les ondes électromagnétiques "Conservent" leur vitesse c + v particulièrement dans le vide (tant qu'il n'a pas d'interaction avec la matière en fait) le mieux pour continuer est de rester dans le domaine de l'astronomie : les nouvelles formules sont les suivantes :

Tr = λo / (c - v)

avec la période de l'onde reçue par un observateur Tr en seconde, la longueur d'onde d'origine λo en mètres émise par l'objet stellaire en mouvement avec la vitesse v par rapport à l'observateur. Cela signifie que Tr tend vers l'infini lorsque v tend vers c qui se traduit « physiquement » par la disparition de l'objet se déplaçant à la vitesse c ou plus par rapport à l'observateur. La vitesse réelle de l'objet est :

v = c - λo / Tr

ou bien en fonction de la fréquence fr reçue par l'observateur :

v = c - λo * fr

Cela signifie que les objets sont beaucoup plus loin que nous le pensons parce qu'en fait la lumière nous arrive plus lentement que nous le pensons actuellement...

Un exemple intéressant est le superamas Laniakea :

Les "lignes de structure" calculées du Laniakea vue de notre galaxie (le point rouge dans le centre) semblent tourner autour de nous avec la théorie actuelle puisque tous les objets nous apparaissent plus près qu'ils ne le sont, mais avec la correction de la distance impliquée par la nouvelle formule elles deviennent soudainement rectilignes... Et c'est drôle parce que, d'une certaine façon, nous pensions toujours que "l'univers tournait autour de nous", que la terre était encore le centre de l'univers ! :-)

Pour finir, si la théorie de Hubble d'expansion résiste à cette "nouvelle physique", si l'univers est vraiment comme une gigantesque explosion de feux d'artifice, (personnellement je pense qu'il y a plusieurs gigantesques explosions de-ci de-là ;-) ) où plus les objets stellaires sont loin, plus ils s'éloignent rapidement de nous, cela signifierait que tous les objets stellaires très loin, nous envoient leurs lumières avec une vitesse si lente que ça prend une éternité pour nous arriver, et si nous allons plus loin encore, où l'objet atteint la vitesse de la lumière, leurs lumières ne se dirigent même plus vers nous... Voilà pourquoi nous ne pouvons plus rien voir après une certaine limite... Mais certainement, là-bas, "au loin", il y a encore et encore les mêmes galaxies et tous ces mêmes objets que nous voyons dans notre « région »...

Pour le moment, les objets ayant la vitesse la plus élevée que nous « voyons », que nous détectons en fait plutôt, sont ceux s'éloignant de nous avec une vitesse d'environ 80 000 m/s, ils ont un "redshift" très décalés, dans les ondes électromagnétiques de type micro-ondes, et il est possible que ce soit ce que nous appelons le "fond diffus cosmologique".

 


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232 réactions à cet article    


  • sarcastelle 18 janvier 16:27

    Ne vous fatiguez pas, M. Sabinet, vous ne serez pas l’Einstein du XXIè siècle. 


    • Fabien Sabinet Fabien Sabinet 18 janvier 19:35

      @sarcastelle


      Bon.. smiley ok... c’est pas grave.. smiley de toute façon je lui ressemblais pas alors.


    • Debrief 19 janvier 09:08

      @sarcastelle, sarbacane et fléchettes a moindre mouvement. « Chercheur » peut-être ?


    • lsga lsga 18 janvier 16:41

      8,33507e-10 vs 8,74e-10 


      c’est proche, mais pas identique. Comment expliquez vous le décalage ? 

      • Fabien Sabinet Fabien Sabinet 18 janvier 17:32

        @lsga


        C’est 8,74e-10 m.sec-2 avec une précision de + ou - 1,33... 

        Quand on voit l’irrégularité de la courbe des mesures (ici page 26 si vous voulez voir) on comprend pourquoi smiley


      • lsga lsga 18 janvier 17:47

        @Fabien Sabinet
        effectivement, si la différence est inférieure à la marge d’erreur...
        Votre équation peut-elle être vérifiée par autre chose que la mesure de la vitesse de Pioneer ? 

        Quid des autres satellites ? Je n’ai pas entendu dire que New Horizon souffrait du même ralentissement ?

      • Fabien Sabinet Fabien Sabinet 18 janvier 18:16

        @lsga


        Les ralentissement des autres satellites sont généralement du même ordre de grandeur c’est pour ça qu’on les mettait dans le même « sac » (et je n’ai pas les données suffisantes pour faire les calculs avec la même précision que pour Pioneer 10)

        Non pour le moment je n’ai pas d’autre source de vérification, les objets qui émettent des ondes électromagnétiques dans le vide à des distances et vitesses significatives de l’atmosphère pour que ce soit remarquable sont assez rares en fait...

        Mais j’attends avec impatience les résultats en astronomie, et particulièrement comme j’en parle dans l’article, les nouveaux calculs sur la structure « réelle » du Laniakea (qui sont largement hors de ma portée) La tête des mecs si ça ressemble à une pâquerette ha ha smiley smiley

      • Fabien Sabinet Fabien Sabinet 18 janvier 20:13

        @Fabien Sabinet


        je voulais dire : 

        Les « ralentissement » des autres sondes.......

        parce qu’attention il faut bien comprendre qu’en fait elles ne ralentissent pas les sondes, donc, quand on utilise les bonnes formules.





      • sleeping-zombie 19 janvier 12:46

        @lsga
        J’imagine que n’importe quel laboratoire correctement équipé peut confirmer ou réfuter cette hypothèse, en installant un simple emetteur laser sur une plate-forme mobile...


      • Fabien Sabinet Fabien Sabinet 19 janvier 12:51

        @sleeping-zombie


        Oui, je propose une expérience dans cet article « La fin de la relativité » qui pourrait vérifier (ou infirmer) l’hypothèse. 


      • sls0 sls0 18 janvier 16:58

        Il ne reste plus qu’à attendre les résultat de la peer review de Nature physics.
        Le commentaire de lsga risque de retomber sur le tapis à minima.

        D’habitude on écrit un article après la parution dans une revue scientifique ce n’est pas un garantie à 100%, il y a des articles invalidés par la suite j’en ai vu, mais c’est déjà plus fiable.

        J’attendrai donc le lien avec la parution.


        • lsga lsga 18 janvier 17:06

          @sls0
          Je trouve l’article assez enthousiasmant. Mais pour remettre en cause une constante fondamentale de la physique, il faut des preuves extrêmement solides. Là, en l’occurrence, on a une coïncidence remarquable, qui donne envie d’en savoir plus, mais pas vraiment une preuve. 

           
          Si on pouvait appliquer l’équation de l’auteur à d’autres satellites, comme New Horizon, ce serait déjà un plus. Mais il me semble que seul voyager 1 ralentit...

        • Fabien Sabinet Fabien Sabinet 18 janvier 18:25

          Oui vous avez raison, il n’est pas certain que l’article soit accepté... (C’est pour ça que j’ai mis « soumis » à la publication).


        • Alren Alren 18 janvier 18:24

          Si la vitesse de la lumière s’augmentait de la vitesse du mobile, il n’y aurait pas de décalage vers le bleu des ondes lumineuses pour un observateur vers qui vient le mobile, car cela signifierait une augmentation ex nihilo de l’énergie lumineuse du mobile (les ondes courtes étant plus énergétiques que les ondes longues) ! Or il y en a un, indubitablement, un décalage vers le bleu ...

          Quand un satellite s’éloigne du foyer de l’ellipse autour duquel il tourne, il ralentit, transformant son énergie cinétique en énergie potentielle. C’est le cas des comètes qui s’éloignent du soleil auprès duquel elles sont passées à vitesse maximum.

          Pionneer même si sa trajectoire est presque rectiligne en apparence suit une courbe en s’éloignant du soleil sur laquelle il ralentit. Très doucement certes parce que le rythme de transformation de l’énergie cinétique en énergie potentielle est proportionnel au carré de la distance au soleil et que Pionneer en est déjà très loin.

          Voilà une première raison pour constater un ralentissement. Il y en a peut-être une autre que nous découvrirons ultérieurement. En tout cas cela ne permet pas de remettre en caus les résultats de l’expérience de Michelson et Morley.


          • Fabien Sabinet Fabien Sabinet 18 janvier 18:35

            @Alren


            L’expérience de Michelson et Morley donne justement un résultat en faveur de la composition des vitesses... Je n’ai jamais compris que ce ne soit pas interprété comme ça personnellement smiley

            Mais bon, c’est un cas sensiblement différent puisque cette expérience n’est de toute façon pas réalisée dans le vide.


          • Alren Alren 21 janvier 14:31

            Si je comprends bien, la lumière dépasserait selon vous la vitesse c quand elle part à l’avant d’un mobile dans le vide mais pas si ce mobile est dans de la matière condensée transparente comme l’air.

            Cette conception s’appuie une vision particulaire de la lumière perçue comme constituée de petites sphères qui conservent leur impulsion de départ sous forme d’énergie cinétique comme n’importe quel projectile, cette énergie étant proportionnelle à sa masse et au carré de sa vitesse suivant la formule E = 1/2mv².

            Le problème est que le photon n’a pas de masse et ne peut transporter de l’énergie cinétique !!!

            De plus, dans cette conception, on ne voit pas pourquoi la lumière ne traverserait pas un milieu dense mais transparent pour elle en conservant une vitesse supérieure à celle qui est émise dans ce même milieu par un « lanceur » immobile.

            Si on considère la lumière comme une pulsation périodique (ou ondulation, si l’on veut) modifiant de manière quantifiée un champ électromagnétique qui est toujours virtuellement présent, alors, dès qu’elle est émise par un électron accéléré, la lumière devient indépendante de celui-ci et donc sa vitesse ne dépend pas de celle de cet électron. de fait dans le vide, elle sera constante quelle que soit son origine.


          • Fabien Sabinet Fabien Sabinet 21 janvier 15:52

            @Alren


            Non je ne vois pas très bien en quoi le fait que : quelque soit la vitesse de « l’émetteur » la lumière est émise à la vitesse c par rapport à lui, « l’émetteur » étant un terme général qui englobe tous les ré-émetteurs par réflexion et réfraction « s’appuie une vision particulaire de la lumière perçue comme constituée de petites sphères qui conservent leur impulsion de départ sous forme d’énergie cinétique comme n’importe quel projectile »...

            Et je ne vois pas non plus pourquoi « dès qu’elle est émise par un électron accéléré, la lumière devient indépendante de celui-ci et donc sa vitesse ne dépend pas de celle de cet électron »...

            On a pas le droit de faire des relations logiques comme ça, simplement parce que ça nous semble juste... En science seule les expériences, comme celle que je propose par exemple pour trancher cette histoire de constance de vitesse c, peuvent nous montrer comment les choses se passe réellement, « dans la réalité ».


          • Zolko Zolko 18 janvier 18:34

            euh ... quand-même, là, vous vous attaquez à un gros morceau. Que la vitesse de la lumière soit constante quelle-que soit le référentiel (principe de la relativité restreinte) il y en a d’autres avant vous que ça a étonné, ils ont même fait toutes sortes d’expériences, et ils n’ont pas réussi à l’infirmer.
             
            Quant-à savoir pourquoi les Pionneer ralentissent : frottements dans l’espace intersidéral ? Il y a du vide, mais même le vide intersidéral n’est pas vide, il reste toujours un peu de particules, qui, comme dans l’air, ralentissent les voyageurs par frottement. Il y a bien le vent solaire qui, lui, pousse dans le dos, mais Pioneer est très loin, le vent devrait être très faible.


            • Fabien Sabinet Fabien Sabinet 18 janvier 18:40

              @Zolko


              Et bien, en fait, l’anomalie de Pioneer 10 EST justement une expérience qui infirme la théorie donc smiley (une belle en plus..)

            • JL JL 18 janvier 18:50

              @Zolko,


              plutôt que des frottement j’aurais pensé à une augmentation de la masse due à des poussières capturées.

            • JL JL 18 janvier 18:55

              @Fabien Sabinet
               

               vous ne pouvez pas parler d’expérience qui infirme la théorie aussi longtemps que vous n’aurez pas établi quelles est la cause de ce ralentissement.

              Pour ça, il faut envisager toutes les hypothèses possibles, et les vérifier, notamment avec d’autres objets susceptibles de produire la même coïncidence  : à ce sujet, avez vous fait un calcul d’erreur ? 

            • Fabien Sabinet Fabien Sabinet 18 janvier 18:58

              @JL


              Ben heuu, non justement elle ne ralentie pas la sonde en fait.. c’est ça l’astuce smiley smiley


            • Zolko Zolko 19 janvier 13:02

              @JL
               
              en fait, si vraiment Pioneer 10 ralentit, c’est peut-être tout simplement à cause de l’attraction de la gravité de notre Soleil ? Mais probablement que l’auteur ne connait rien à l’affaire, car selon Wikipedia la sonde est en fait muette depuis 2003.
               
              et l’anomalie de Pioneer a été expliqué depuis :
               
              "By 2012 several papers by different groups, all reanalyzing the thermal radiation pressure forces inherent in the spacecraft, showed that a careful accounting of this explains the entire anomaly, and thus the cause was mundane and did not point to any new phenomena or need for a different physical paradigm."
               
              En gros, la sonde se refroidit en émettant de la chaleur par radiation, donc des photons, et comme la sonde a une forme bizarre elle en émet plus vers l’avant que vers l’arrière, ci qui par action–réaction la ralentit.


            • Rmanal 18 janvier 18:36

              Désolé de vous dire cela mais vous être vraiment un pitre.
              Je n’essaierai même pas de vous demander comment vous expliquer que toutes les théories physique actuelles, incluant la mécanique quantique, intègre la relativité restreinte dans leurs équations et que cela fonctionne parfaitement avec les expériences, notamment au CERN. Mais bon passons cela.
              Je reprends juste vos calculs :
              "Mais le voyage de retour du signal donne un résultat différent : la sonde s’éloigne à la vitesse de 12 240 km/s de la Terre, donc le temps mis par les ondes électromagnétiques pour parcourir ces 12 240 mètres supplémentaires chaque seconde est :

              - Selon les formules relativistes : v/c = 12 240/299 792 458 = 4,0828245252e-5 seconde de plus chaque seconde (le même qu’a l’aller)"

              Sauf que 12240km/s = 12 240 000 m/s. Lorsque l’on multiplie ou divise deux grandeurs physique, on essaye de garder les mêmes unités.

              Dans votre calcul cela donnerait du 10-2 au lieu du 10-5, et là ca ne colle plus du tout avec les mesures de décalage citées.


              • Fabien Sabinet Fabien Sabinet 18 janvier 18:48

                @Rmanal


                 smiley Ralala, mais c’est pas vrai ! smiley je l’ai relu 50 fois l’article et voilà, une coquille gigantesque !! krrrr c’est nul, nul, nul ! zéro ! 

                Vous avez tout à fait raison Rmanal ce n’est pas 12 240 km/s mais 12 240 m/s.. Bravo et merci pour cette précision que vous avez souligné le premier avec élégance.

              • JL JL 18 janvier 19:04

                @Fabien Sabinet,


                Ah !? L’affaire est close, alors ?


              • Fabien Sabinet Fabien Sabinet 18 janvier 19:10

                @JL


                Et bien .. oui .. oui, je pense.. la coquille est close plutôt.... Et encore merci smiley

              • JL JL 18 janvier 19:24

                @Fabien Sabinet,


                je pense que ce merci est adressé à Rmanal.

                 smiley

              • popov 22 janvier 12:37
                @JL, Rmanal et Fabien Sabinet 

                Ah !? L’affaire est close, alors ?

                Ben non, il s’agit d’une simple faute de frappe dans le texte. La vitesse de la sonde est de 12 240 m/s et non de 12 240 km/s.

                Mais dans les calculs qui suivent la vitesse de la sonde et celle de la lumière sont correctement exprimées en m/s.

                Ce qui clôt la question, c’est plutôt le fait que cette décélération a été expliquée par la pression radiative du rayonnement thermique qui s’échappe de la sonde plus par l’avant que par l’arrière.

                • foufouille foufouille 18 janvier 19:08

                  @sarcastelle

                  Développements récents

                  En mars 2011, une équipe italo-portugaise avance une explication nouvelle pour l’anomalie Pionner. Il s’agirait d’un effet lié à la réflectivité de l’antenne de la sonde pointée vers la Terre et donc vers le Soleil étant donné la grande distance à laquelle se trouve la sonde. La chaleur produite par les générateurs thermoélectriques à radioisotope est émise de façon isotrope, mais une fraction significative de celle qui est rayonnée en direction du dos de l’antenne est réfléchie par celle-ci dans la direction opposée, c’est-à-dire vers l’opposé du Soleil, provoquant par réaction une accélération résiduelle vers le Soleil7.

                  Cette hypothèse a été confirmée pour la décélération linéaire par l’équipe de Slava Turyshev du Jet Propulsion Laboratory et Viktor Toth, mais leurs calculs ne portaient pas sur la décélération angulaire8.,9,10. En juillet 2012, cette équipe a encore affiné son modèle, et estime avoir définitivement réglé la question de l’anomalie Pioneer11 ; ces travaux ont été confirmés par des équipes indépendantes12.

                  reste que les autres causes peuvent aussi être responsables.


                • Fabien Sabinet Fabien Sabinet 18 janvier 19:12

                  @foufouille


                  Oui mais c’était pas ça en fait, donc smiley

                • foufouille foufouille 18 janvier 19:33

                  @Fabien Sabinet
                  si mais comme tu es le fils ou un autre pseudo de cabanel/morice, tu dis que c’est faux


                • wawa wawa 18 janvier 18:56

                  avox est vraiment un « must » de la science.


                  nous avions deja : 
                  un spécialiste incontesté du nucleaire et de la physique des muons et des buzzons, le mage micromega
                  un hydrothermodynamicien de renom dont le rachat du brevet est en cours de negociation avec edf : cassino,

                  il nous manquait un physicien relativiste qui en plus nous offre la primeur de ses travaux avant publications dans une grande revue de physique et vous voilà !

                  longue vie a agoravox !!!!!!

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