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 Voyages spatiaux et Relativité.

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aldebaran




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MessageSujet: Voyages spatiaux et Relativité.   Lun 2 Avr 2018 - 17:44

Bonjour,
Peut-on espérer que grâce à la Relalivité (dilatation du temps), un astronaute pourrait en un temps raisonnable aller jusqu'à Proxima du Centaure distante de 4,6 années-lumière e se déplaçantassez vite pour que la dilatation du temps en fonction de la vitesse le permette ?
Je me suis livré à un petit calcul que voici : (Rappel c = 299792,458 km/s)

On voit bien qu'il lui faudrait atteindre une vitesse au moins de 260000 km/s s'il veut atteindre cette étoile en un temps raisonnable.
On notera aussi qu'à cette vitesse la masse du vaisseau est multipliée par 2, d'où une augmentation d'énergie pour propulser le vaisseau.
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lambda0


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MessageSujet: Re: Voyages spatiaux et Relativité.   Lun 2 Avr 2018 - 19:48

Dans les présentations modernes de la RR, la masse ne varie pas, c'est la formule de l'énergie qui est différente de la forme classique.
Mais c'est un détail. Et dans les écrits originaux d'Einstein, c'était bien la masse qui était variable, les deux points de vue sont équivalents.

Par contre, pour le confort des passagers, il faut un certain temps pour atteindre quasi-c : environ 1 an en accélérant à 1 G.
Et autant pour freiner avant l'arrivée. Donc environ 2 ans.

Sinon, les protons accélérés par le LHC, nettement moins douillets que nous, mettraient environ 1 h pour atteindre Alpha Centauri, en temps propre, s'ils étaient tirés dans l'espace.

Considérations purement philosophiques.

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"The dinosaurs failed to survive due to the lack of a space program"
Arthur C. Clarke
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aldebaran




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MessageSujet: Re: Voyages spatiaux et Relativité.   Mar 3 Avr 2018 - 6:38

lambda0 a écrit:
Dans les présentations modernes de la RR, la masse ne varie pas, c'est la formule de l'énergie qui est différente de la forme classique.
Mais c'est un détail. Et dans les écrits originaux d'Einstein, c'était bien la masse qui était variable, les deux points de vue sont équivalents.

Par contre, pour le confort des passagers, il faut un certain temps pour atteindre quasi-c : environ 1 an en accélérant à 1 G.
Et autant pour freiner avant l'arrivée. Donc environ 2 ans.

Sinon, les protons accélérés par le LHC, nettement moins douillets que nous, mettraient environ 1 h pour atteindre Alpha Centauri, en temps propre, s'ils étaient tirés dans l'espace.

Considérations purement philosophiques.

Bonjour,
Je suis bien d'accord avec vous .
J'ai simplement voulu montrer que compter sur les effets relativistes pour joindre une étoile, relève du rêve même en admettant qu'on puisse négliger la phase d'accélération, l'énergie consommée et en se bornant à viser l'étoile la plus proche.
Faudrait-il alors compter sur le "warp drive", " l'EM drive", les "trous de vers" ? Pour ma part, je n'y crois pas tellement pour les deux premiers et pas du tout pour le troisième.
Mais ceci est une autre histoire ...
Cordialement.
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lambda0


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MessageSujet: Re: Voyages spatiaux et Relativité.   Mar 3 Avr 2018 - 8:17

Ce qui est un peu frustrant est qu'on sait très bien lancer des particules à des vitesses ultra-relativistes.

Petite correction avec mon proton, j'ai été un peu optimiste.
Le LHC accélère les protons à 7 TeV dans le référentiel laboratoire
7 TeV = 7463*m0, m0 = 938 MeV masse au repos.
Le temps propre Terre-Alpha Centauri pour ce proton vaut 4.5a/7464 = 5.3 h

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aldebaran




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MessageSujet: Re: Voyages spatiaux et Relativité.   Mar 3 Avr 2018 - 8:42

lambda0 a écrit:
Ce qui est un peu frustrant est qu'on sait très bien lancer des particules à des vitesses ultra-relativistes.

Petite correction avec mon proton, j'ai été un peu optimiste.
Le LHC accélère les protons à 7 TeV dans le référentiel laboratoire
7 TeV = 7463*m0, m0 = 938 MeV masse au repos.
Le temps propre Terre-Alpha Centauri pour ce proton vaut 4.5a/7464 = 5.3 h

Oui, c'est vrai. Le LHC accélère des protons à une vitesse très proche de celle de la lumière. 
Mais la masse d'un proton est égale à 1,6726219 × 10-27 kilogramme !!
A comparer avec l'énergie nécessaire pour accélérer un vaisseau de plusieurs dizaines de tonnes !

Petite précision : 7 Tev est approximativement l'énergie que dépense un moustique pour voler.
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lambda0


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MessageSujet: Re: Voyages spatiaux et Relativité.   Mar 3 Avr 2018 - 9:13

Oui, bien sûr, un vaisseau spatial, ça fait vraiment beaucoup de protons, et autant de moustiques à nourrir si on veut vraiment aller très vite.
L'idée dominante est donc que le vol relativiste utile n'est éventuellement possible qu'en trafiquant l'espace, ou à la rigueur en arrivant à y pomper beaucoup d'énergie.

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aldebaran




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MessageSujet: Re: Voyages spatiaux et Relativité.   Mar 3 Avr 2018 - 9:35

lambda0 a écrit:
Oui, bien sûr, un vaisseau spatial, ça fait vraiment beaucoup de protons, et autant de moustiques à nourrir si on veut vraiment aller très vite.
L'idée dominante est donc que le vol relativiste utile n'est éventuellement possible qu'en trafiquant l'espace, ou à la rigueur en arrivant à y pomper beaucoup d'énergie.

Trafiquer l'espace ? Comment ?
Par le "warp drive" ? Où pourra-t-on trouver l'énergie colossale dont il faudrait disposer pour "plier" l'espace ? Oui, en théorie c'est possible. La topologie nous apprend même que l'on pourrait le déchirer : "Transition de flop". La théorie des cordes , non encore validée, y fait largement appel.
Le "EM drive " ? Trop d'incertitude sur sa possibilité car il semble bien que la loi de conservation de l'énergie serait violée ...
Puiser de l'énergie du vide ? L'effet Casimir nous montre bien combien cette énergie est faible.
Les "trous de ver" ? Tout d'abord, on ignore s'ils existent vraiment et si ce ne sont pas seulement des solutions parasites de l'équation fondamentale de la Relativité générale. De plus, s'ils existent, ils sont très instables et leur diamètre insuffisant  ne permettrait même pas à une particule de s'y engouffrer !
Certains, ô combien imaginatifs et audacieux, affirment qu'il serait possible d'en agrandir le diamètre en faisant appel à de la matière "exotique" c'es-à-dire à de la matière de masse négative. Hélas, le physicien Paul Davies a montré facilement que la loi de conservation de l'énergie, là encore serait violée, ce qui est tout simplement impossible, car si cette loi n'était pas correcte, alors l''Univers serait différent de ce qu'il est et nous ne serions pas là pour le constater.

Conclusion : En l'état actuel de nos connaissances, nulle solution n'apparaît pour voyager vers les étoiles. A moins qu'on envisage les "vaisseaux générations" chers à la science-fiction. mais ce n'est que de la science-fiction !
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katalpa


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MessageSujet: Re: Voyages spatiaux et Relativité.   Mar 3 Avr 2018 - 11:27

est-ce qu'on ne pourrait pas accélerer une sonde à vitesse probabiliste par la propulsion électrique pour aller visiter une étoile proche, par exemple ?
Ce serait un énorme progrès pour tous me semble-t-il.

Pour de ce qui est des wrapspace ou pliures de l'espace, nous en sommes tout de même aux balbutiements d'une éventuelle technique spatiale.
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Craps




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MessageSujet: Re: Voyages spatiaux et Relativité.   Mar 3 Avr 2018 - 11:46

aldebaran a écrit:
lambda0 a écrit:
Ce qui est un peu frustrant est qu'on sait très bien lancer des particules à des vitesses ultra-relativistes.

Petite correction avec mon proton, j'ai été un peu optimiste.
Le LHC accélère les protons à 7 TeV dans le référentiel laboratoire
7 TeV = 7463*m0, m0 = 938 MeV masse au repos.
Le temps propre Terre-Alpha Centauri pour ce proton vaut 4.5a/7464 = 5.3 h

Oui, c'est vrai. Le LHC accélère des protons à une vitesse très proche de celle de la lumière. 
Mais la masse d'un proton est égale à 1,6726219 × 10-27 kilogramme !!
A comparer avec l'énergie nécessaire pour accélérer un vaisseau de plusieurs dizaines de tonnes !

Petite précision : 7 Tev est approximativement l'énergie que dépense un moustique pour voler.
Il vaudrait mieux dire: 7 Tev est approximativement l'énergie cinétique d'un moustique en vol

Je me rappelle d'une conférence de Klein ou il expliquait cela et il complétait en disant que pour reproduire les conditions semblables à celle reigant aux abords du mur de Planck, peu de temps après le Bigbang, il faudrait fournir au proton une énergie cinétique équivalente à celle d'une rame de TGV lancée à pleine vitesse...
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aldebaran




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MessageSujet: Re: Voyages spatiaux et Relativité.   Mar 3 Avr 2018 - 13:24

Craps a écrit:
aldebaran a écrit:


Oui, c'est vrai. Le LHC accélère des protons à une vitesse très proche de celle de la lumière. 
Mais la masse d'un proton est égale à 1,6726219 × 10-27 kilogramme !!
A comparer avec l'énergie nécessaire pour accélérer un vaisseau de plusieurs dizaines de tonnes !

Petite précision : 7 Tev est approximativement l'énergie que dépense un moustique pour voler.
Il vaudrait mieux dire: 7 Tev est approximativement l'énergie cinétique d'un moustique en vol

Je me rappelle d'une conférence de Klein ou il expliquait cela et il complétait en disant que pour reproduire les conditions semblables à celle reigant aux abords du mur de Planck, peu de temps après le Bigbang, il faudrait fournir au proton une énergie cinétique équivalente à celle d'une rame de TGV lancée à pleine vitesse...

(Impossible de répondre en dehors de votre texte )
Vous dîtes : "Il vaudrait mieux dire: 7 Tev est approximativement l'énergie cinétique d'un moustique en vol"
Oui, certes, mais pour que le moustique ait acquis un telle énergie cinétique, il a bien fallu qu'il développât une énergie au moins égale
!
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peronik




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MessageSujet: Re: Voyages spatiaux et Relativité.   Mar 3 Avr 2018 - 13:52

sur les trous de vers il y a un truc qui m'a toujours chiffonné scratch .
la "version hollywoodienne" des trous de vers nous les présentent comme des tunnels qui passerait au travers de l'espace temps grâce aux trous noirs.

mais un trou noir, malgré son appellation n'a rien a voir avec un orifice, a moins que je me trompe, c'est un objet physique avec ses caractéristiques physiques extrêmes. study
l'image d’Épinal qui représente un trou noir comme un puits sans fond dans l'espace-temps est trompeur.
le puits est très profond, oui, mais au fond il y a un objet solide qui bloque le passage (indépendamment du fait que cet objet attire tout à lui par sa gravité) l'étoile très massive qui s'est effondré sur elle même

envoyer un vaisseau dans un trou noir n'aura que une conséquence a court terme, une fois passé l'horizon des événements du trou noir, le vaisseau et tout ce qu'il est a son bord deviendra une bouillie de gluons et de quark écrasé sur la surface de l'astre mort. mur
pour qu'il en soit autrement et que le concept de trou de vers soit réel il fraudais pour en sortir qu'avant d'arriver à sa surface une force répulsive agisse sur le vaisseau plus fort que le trou noir et l’expulse sur le coté de l'astre mort (sur le coté sinon mur c'est  le mur gluons et quarks)
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aldebaran




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MessageSujet: Pour peronik   Mar 3 Avr 2018 - 15:40

Bonjour peronik,
Tout d'abord, et vous le savez bien, Hollywood  n'est pas un centre de recherche en cosmologie et sa seule prétention est de nous distraire et ce serait plutôt réussi !
Il exsite deux sortes de trous de ver en THEORIE.
Les trous de ver qui, selon l'équation de la Relativité générale, seraient des "défauts" de l'espace-temps qui se seraient formés lors d'une transition de phase due au  refroidissement de l'Univers primordial. Il en existe peur-être encore mais ce n'est pas sûr. Ce sont ces trous de ver là auxquels je faisais allusion dans un précédent message.
Et il y a aussi les trous de ver imaginés par Einstein et Rosen qui relieraient deux trous noirs. C'est ce que l'on appelle un "Pont d'Einstein-Rosen" (Théorie ER).
Récemment, deux physiciens, Maldacena et Léonard Susskind, ont remis la théorie ER au goût du jour en l'assimilant à l'effet EPR (Einstein, Poldovski, Rosen) et donnerait une explication élégante à l'intrication quantique. Il s'agit de la théorie appelée ER = EPR.
Quant à la théorie des trous noirs, elle serait plutôt rébarbative et d'une grande complexité mathématique, surtout pour les "trous noirs de Kerr" qui sont des trous noirs en rotation éventuellement chargés.
Je crois que ce sujet est très nettement en dehors du thème de ce forum aussi je n'insiste pas.
Cordialement.
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