Vitesse et célérité

 

Fernand Gratacos

On a l’habitude de dire que la vitesse de la lumière est toujours égale à c -célérité de l’onde électromagnétique dans le vide- et cela quel que soit le/les référentiel(s). Un système -forcément en mouvement- est donc parcouru par la lumière à 300 000Km/s et cela indépendamment de la valeur de la vitesse absolue* de ce système. Ceci explique -peut être- l’idée généralement admise que, contrairement à la physique classique, la vitesse de la lumière ne peut s’ajouter ni se retrancher d’une autre vitesse. Cela est vrai pour la vitesse, mais cette différence -d’écart de vitesse- s’ajoute ou se retranche de toutes les autres caractéristiques de la fréquence et donc des ondes qui en dépendent.

 

À l’intérieur d’un référentiel statique, le mouvement absolu* de l’ensemble du système, et donc la célérité de l’onde électromagnétique liée à ce système aura une vitesse de rayonnement et des caractéristiques physiques de l’onde immuables dans ce référentiel.

 

Mais si à l’intérieur de ce référentiel « statique » intervient un observateur les caractéristiques de l’onde resteront inchangées dans le premier système, alors que parallèlement elles « s’adapteront »  aux mouvements dynamiques de l’observateur. Les caractéristiques physiques d’un même rayonnement électromagnétique seront alors distinctes à chacun des référentiels. Fréquence, longueur d’onde, énergie et temps -duré de l’onde- seront différenciés.

 

Cette différenciation singulière résulte de la simple variation relative d’une vitesse entre les deux référentiels. Or nous savons que vitesse et célérité ne peuvent pas être additionnées ni retranchées, le simple bon sens nous dit que le contraire eut été un non sens. -accélérer ou freiner un mouvement qui par principe possède une vitesse finie serait une gageure- Par contre, si vitesses et célérité ne peuvent pas être additionnées, la sommes de leurs énergies sont, comme pour les vitesses, additives ou soustractives.     

 

Cet écart entre la vitesse d’un mobile et la célérité d’une onde est le facteur qui lie toutes les valeurs de l’énergie rayonnante entre les différents référentiels forcément mobiles. Ainsi, toutes les fréquences sont chacune d’elles « porteuses » des valeurs de temps et de l’énergie relatives aux mouvements respectifs et relatifs entre les systèmes. L’écart de vitesse relative entre les référentiels se retrouve donc sous une forme proportionnelle et rigoureuse exacte dans les caractéristiques des fréquences issues des différents mouvements. De la valeur de ces fréquences, seront déduites les valeurs de toutes les ondes respectives. On démontre que l’écart entre les deux fréquences, celle du référentiel « fixe » et celle du référentiel mobile est traduite par un seul cœfficient qui est le rapport qui existe entre la valeur de la vitesse de l’observateur, comparée à celle de la célérité de l’onde.

 

La valeur de la fréquence différentielle « captée » par l’observateur se déplaçant vers l’origine du rayonnement est égale à :

 

 

et dans le cas d’un éloignement par :

 

 

Avec :

 

 

 

Ou : f1 = fréq d’approche ; f2 = fréq d’éloignement ; f0= fréq référentielle ; v = vitesse de l’observateur.

 

Cependant, pour que la fréquence d’un système de base soit le référentiel absolument invariable, il est indispensable que la fréquence étalon soit native et solidaire de ce référentiel. Dans ce cas et seulement dans cas, à l’intérieur du référentiel la fréquence sera  -cas paradoxal-  immuable et cela quelle que soit la vitesse et direction spatiale du référentiel.

 

Partant de ce référentiel, il suffirait de mesurer la valeur de la fréquence étalon reçue dans tout autre référentiel pour connaître l’écart de vitesse entre ces deux référentiels. Cela signifie que pour avoir accès à cette information, il faut effectuer la mesure de la fréquence étalon sur le référentiel en mouvement relatif par rapport au référentiel d’origine. Cependant dans le cas ou les référentiels forment deux ensembles spatiaux distincts, cet écart ne permet pas de distinguer la vitesse propre à chacun des référentiels.

 

Dans le cas ou nous voudrions connaître la vitesse relative d’un ensemble par rapport à notre référentiel, cela n’est plus possible car, la fréquence reçue d’un référentiel extérieur est affectée par sont/ses mouvement(s) qui se superposent au nôtres. Cette fréquence ne peut donc pas être fiable pour une interprétation rigoureuse de l’information quelle nous transmet où que nous pourrions lui transmettre.

 

* Il convient  d’interpréter  par « vitesse absolu », le cumul de touts les mouvements possibles du système.   

                                                                    

Corrigé le 16 juin 2005   

 

 

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