L'expérience des ascenseurs et principe d'équivalence

L'expérience des ascenseurs et principe d'équivalence

Contexte et explication actuelle

Le principe d'équivalence a été illustré par Einstein avec une expérience de pensée . Imaginez deux ascenseurs , l'un au reste de la surface de la Terre , une accélération dans l'espace. Pour un observateur à l'intérieur de l'ascenseur, sans possibilité d'observer le monde extérieur, il n'y a aucune expérience physique qu'il pourrait être effectuée pour établir quel ascenseur se déplace realtiv à l'autre.
Prenons un ascenseur se déplaçant avec une accélération constante comme dans la figure 1. Supposons qu'une source de lumière émettant un fascicule perpendiculaire à la direction de l'ascenseur de mouvement entre dans l'ascenseur par un trou sur le mur de gauche et frappe le mur de droite . Nous allons comparer ce qui s'est passé pour un observateur interne de l'ascenseur par rapport à un observateur extérieur .
Supposons maintenant que , à un moment t1 un faisceau de lumière a frappé le mur à un point A1 . Il quitte l'ascenseur à t2 d'un point A2 . Entre les instants t1 et t2 , l'ascenseur s'est déplacé , de sorte que A2 est inférieure à A1 (ascenseur monte ) . Pour un observateur de l'ascenseur la lumière passe à travers le mur de gauche , suivra une trajectoire courbe et a frappé le mur à droite de l'ascenseur à un point plus bas .
Maintenant, dans un ascenseur reposé, la trajectoire de la lumière observée par l'observateur dans l'ascenseur est une ligne droite , hors cours (ligne pointillée) .
Le principe d'équivalence nous dit que nous ne pouvons pas distinguer entre un ascenseur accéléré et un ascenseur connaît une vigueur constante gravitationnelle . Un corollaire très surprenant d'équivalence Principia concerne comportement de la lumière dans un champ gravitationnel . Il s'ensuit que le même effet doit être observée si nous plaçons l'ascenseur en présence d'une force gravitationnelle : les chemins lumineux sont courbés par gravité.

Figure 1

explication proposée
C'est une belle expérience de pensée , mais incomplète et aussi avec une explication défectueux cadre de la théorie de la relativité générale .
Nous allons reconsidérer le mouvement d'ascenseur dans un peu plus de mouvements possibles.
Pour une interprétation plus simple , l'observateur S externe est considérée comme fixe par rapport à la source de lumière S , et le cas de trois ascenseurs comme sur la figure 2 est considérée .

Figure 2

Un ascenseur est fixe par rapport à S observateur et implicites de la source S , le deuxième ascenseur est accéléré vers le haut avec une accélération , et le troisième ascenseur se déplace à une vitesse V constante dans la même direction comme le précédent ascenseur accéléré . Outre S d'observateur externe dans chaque ascenseur il ya toujours un observateur capable de voir que la trajectoire de la lumière à l'intérieur fascicule ascenseur.

Pour le S observateur lumière fascicule suivre une trajectoire en ligne comme dans la fig.
Dans un cas ) , l'observateur intérieur ascenseur va observer une trajectoire en ligne droite de fascicule de lumière semblable à l'observateur externe .
Dans b ) cas de l'observateur de l'ascenseur verra une trajectoire courbe pour le fascicule lumière, cas déjà présenté par Einstein donc ce n'est pas le moment d'insister.

Figure 3

La nouveauté est représentée par c cas ; ce qui va voir un observateur d'inertie , ce qui n'est pas accéléré , mais qu'il se déplace à vitesse constante , dans ce cas .
De ce point de vue , si la lumière passe le mur de gauche au temps t1 et arriver au mur de droite au temps t2 , dans cet intervalle de temps, l'ascenseur se déplace vers le haut avec un certain montant ainsi que l'observateur remarquera que fascicule de lumière courbé . Expérimentalement, la vitesse v peut être disposées de façon à avoir le même type dans le cas c comme dans le cas b .
Mais si, pour l'observateur accéléré la trajectoire du faisceau de lumière est un arc de parabole , pour un observateur inertiel de la trajectoire du faisceau fascicule est une ligne inclinée à un certain angle par rapport à la direction initiale du mouvement. Dans tous les cas, les deux sous forme de trajectoire vu par l'observateur de levage est due à la composition de la vitesse de la lumière avec la vitesse de levage .
Suivant la logique de deux cents , déjà formulées par principe d'équivalence , nous devons inventer une propriété particulière de repère inertiel et en raison de cette propriété , la lumière est courbée (dévié ) pour cet observateur . Si nous continuons dans cette logique simple, il est possible de démontrer le mouvement absolu d'un référentiel .
La conclusion de la relativité générale , sur l'impossibilité d'un observateur fermé afin de déterminer son état ​​de mouvement (par rapport à une référence externe ) ou de son accélération relative est une stupidité. Et cette stupidité constitue la base sur le plus haut théorie de la physique, qui peut être comprise que par une élite , certains physiciens ».
En théorie, proposée il ya une nette différence entre un effet cinématique et un effet réel .
Bien sûr photon comme une particule de masse est sollicité par la force de gravité et sa trajectoire est modifiée comme conséquence de cette action. Mais dans le cas d'un ascenseur se déplaçant à vitesse constante ou accélérée , des effets cinématiques simples apparaissent et la forme de la trajectoire dépendra aussi de la position et de l'état de mouvement de l' observateur. Dans le cas d' un champ de gravitation de la trajectoire du photon est modifiée, et après avoir échappé à ce champ de gravitation , de photons se déplace avec une énergie de modification et de la trajectoire modifiée . En cas d' observateur en mouvement , la modification de la trajectoire est évident à l'observateur, et est due au mouvement propre de l'observateur. Pour tout autre observateur , ou pour toute autre direction de déplacement de la trajectoire aura une autre forme .
Il est impossible de faire une équivalence entre un champ accélérée et un champ gravitationnel , même les deux sont des conséquences des forces réelles et même pour certains observateurs spéciaux de l'effet final sur le photon est la même . Même dans un cas où, pour tous les observateurs , indépendant sur son état ​​de mouvement ou la direction du mouvement il ya une équivalence entre pleinement l'action d'un champ accélérée et un champ gravitationnel , il sera difficile de faire une telle hypothèse .
L'expérience vous a présenté peut être utilisé afin d'établir un mouvement d'un corps (relative ou accélérer ) à un autre organisme (source de lumière ), même la théorie actuelle de la relativité ne le permet pas . En principe, la différence de hauteur en raison de la trajectoire des photons peut être mesurée par l'observateur interne et la direction de déplacement peut être facilement obtenu . En admettant que l'observateur de levage , peut en principe , d'observer la forme de la trajectoire des photons à l'intérieur de levage ( voir le principe de la chambre de nuage ) , l'observateur de fermeture peut également déterminer si l'ascenseur a un mouvement accéléré ou à un mouvement d'inertie .

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