Facteur de Lorentz
Le facteur de Lorentz est le facteur par lequel le temps, la longueur et la masse changent pour un objet se déplaçant à des vitesses proches de la vitesse de la lumière (vitesses relativistes).
L'équation est la suivante :
γ = 1 1 - ( v c ) 2 {\displaystyle \gamma ={\frac {1}{\sqrt {1-({\frac {v}{c}})^{2}}}}
où v est la vitesse de l'objet et c est la vitesse de la lumière. La quantité (v/c) est souvent étiquetée β {\displaystyle \beta }
(bêta) et l'équation ci-dessus peut donc être réécrite :
La relativité classique
La relativité classique est l'idée que si vous lancez une balle à 50 km/h tout en courant à 5 km/h, la balle se déplace à 55 km/h. Bien sûr, la balle s'éloigne toujours de vous à 50 mph, donc si l'on vous demandait, vous verriez la balle se déplacer à 50 mph. Pendant ce temps, votre amie Rory a vu que vous couriez à 5 mph. Il disait que la balle se déplaçait à 55 mph. Vous avez tous les deux raison, vous avez juste bougé avec la balle.
La vitesse de la lumière, c, est de 670.616.629 mph. Donc, si vous êtes dans une voiture roulant à la moitié de la vitesse de la lumière (0,5 c) et que vous allumez vos phares, la lumière s'éloigne de vous à 1 c... ou est-ce 1,5 c ? En fin de compte, c est c quoi qu'il arrive. La section suivante explique pourquoi ce n'est pas c - 0,5c.
Dilatation temporelle
Lorsqu'une horloge est en mouvement, elle tourne plus lentement d'un minuscule facteur de γ {\displaystyle \gamma }
. Le célèbre paradoxe des jumeaux dit que s'il y avait deux jumeaux et que le jumeau A restait sur terre tandis que le jumeau B voyageait près de c pendant quelques années, lorsque le jumeau B revenait sur terre, il serait de nombreuses années plus jeune que le jumeau A (parce qu'il a vécu moins de temps). Par exemple, si le jumeau B est parti à 20 ans et a voyagé à 0,9c pendant 10 ans, alors lorsqu'il est revenu sur terre, le jumeau B aurait 30 ans (20 ans + 10 ans) et le jumeau A aurait presque 43 ans :
20 + ( 10 ∗ 1 1 - . 9 2 ) = 42.9416 {\displaystyle 20+(10*{\frac {1}{\sqrt {1-.9^{2}}}})=42.9416}
Le jumeau B ne remarquera pas du tout que le temps s'est ralenti. Pour lui, s'il regardait par la fenêtre, il aurait l'impression que l'univers se déplaçait devant lui, et donc plus lentement (rappelez-vous, pour lui, il est au repos). Le temps est donc relatif.
Contraction de la longueur
Les choses se raccourcissent dans le sens du mouvement lorsqu'elles se déplacent à des vitesses relativistes. Pendant le voyage du jumeau B, il remarquerait quelque chose d'étrange dans l'univers. Il remarquerait que celui-ci se raccourcit (se contracte dans le sens de son mouvement). Et le facteur par lequel les choses se raccourcissent est γ {\displaystyle \gamma } .
Masse relativiste
La masse relativiste augmente également. Elle les rend plus difficiles à pousser. Ainsi, lorsque vous atteignez 0,9999c, vous avez besoin d'une très grande force pour vous faire aller plus vite. Il est donc impossible pour quoi que ce soit d'atteindre la vitesse de la lumière.
Pourtant, si vous voyagez un peu plus lentement, disons à 90 % de la vitesse de la lumière, votre masse n'augmente que de 2,3 fois. Ainsi, même s'il est impossible d'atteindre la vitesse de la lumière, il est peut-être possible de s'en approcher, c'est-à-dire si vous avez suffisamment de carburant.
Questions et réponses
Q : Qu'est-ce que le facteur de Lorentz ?
R : Le coefficient de Lorentz est le coefficient par lequel le temps, la longueur et la masse changent à une vitesse relativiste (proche de la vitesse de la lumière) pour un objet en mouvement.
Q : De qui s'agit-il ?
R : Le facteur de Lorentz est nommé d'après le physicien néerlandais Hendrik Lorentz.
Q : Quelle équation décrit le facteur de Lorentz ?
R : L'équation du facteur de Lorentz est gamma = 1/(sqrt(1-(v/c)^2)), où v est la vitesse de l'objet et c la vitesse de la lumière.
Q : Que signifie (v/c) dans cette équation ?
R : Dans cette équation, (v/c) représente bêta, la relation entre la vitesse de l'objet et la vitesse de la lumière.
Q : Comment peut-on réécrire cette équation ?
R : Nous pouvons réécrire cette équation sous la forme gamma = 1/(sqrt(1-beta^2)).
