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Le facteur de Lorentz et l’éther

Lorsque vous êtes intéressé par la physique, vous devez lire «Unbelievable“!

L'ether doit être cohérent avec les observations. L'ether supposé doit décrire les phénomènes relativistes de manière abstraite, mathématique. L’inconvénient de décrire la physique uniquement à l’aide de formules mathématiques est que l’abstraction diminue la perception des processus physiques au résultat mathématique. La théorie de l'ether, au contraire, offre des possibilités, en plus de la formulation mathématique, de décrire le processus physique grâce auquel de nouvelles perspectives sont obtenues.

En physique haute énergie, les particules élémentaires telles que les électrons et les protons ont expérimentalement une limite de vitesse  c. c, il n’est pas si difficile de comprendre que les particules électromagnétiques ne peuvent pas être accélérées au‑delà de la vitesse électromagnétique c lorsque  c.

Figure 9.  La répartition de charge dans l'ether entre les plaques du condensateur.

Le mouvement diélectrique et le champ électrique dans l'ether sont illustrés schématiquement dans  figure 9. Les parties qui se chevauchent des cercles représentent uniquement de façon figurative le mouvement diélectrique dans les volumes‑points entre les plaques positive et négative d’un condensateur. Les charges des plaques sont compensées par le déplacement de charge dans les volumes‑points ; l’ether est en équilibre.

Une particule sans charge, lorsqu’elle est placée dans un champ électrique, ne subira pas de force. Cependant, lorsqu’une particule chargée entre dans le champ entre les plaques, le champ électrique de la particule et celui du condensateur interagiront. Le champ électrique résultant sera la somme vectorielle des deux champs, comme le décrit la science. Nous supposons qu’une particule chargée +Q entre dans le champ du condensateur. La force dans un champ électrique sur une particule chargée est réalisée par le ether même. Les plaques chargées attirent et poussent la particule par le biais de l’ether comme milieu.

Le ether polarisé autour d’une particule chargée, le champ électrique induit dans le ether sa propre charge, est symétrique autour de la particule. Le ether polarisé autour de la charge unique +Q est symétrique et n’induit donc aucune force résultante sur la particule. Lorsqu’en revanche cette particule chargée est placée dans un champ électrique externe, cette symétrie est perdue. La force sur la particule +Q n’est plus égale dans toutes les directions. La force résultante est proportionnelle au champ résultant ; la sommation vectorielle des deux champs.

F=Q.E

Le déplacement diélectrique autour de la charge Q combiné avec le champ électrique externe dans l'éther entre les plaques du condensateur donnera un champ électrique asymétrique entourant Q.  La force résultante F sera proportionnelle et dans la direction du champ externe E.

Figure 10.   La force sur une particule chargée +Q dans un champ électrique et ether.

La force  F  entraînera une accélération de la particule  Q  dans la direction de  E.

La vitesse  v  de  Q, combinée aux propriétés inertes du vide caractérisé par    c, sera responsable du fait que tout l’éther autour de  Q  ne peut pas s’ajuster à temps aux conditions modifiées. L’effet de cette qualité inerte du vide est présenté dans  figure 11. La particule  Q  apparaît comme un point noir dans  figure 11  . Pendant le petit intervalle de temps  dt  , la particule  Q  se déplace d’une distance  vdt. Le champ autour de  Q, représenté par une sphère de rayon  cdt, s’ajustera au déplacement de  Q  en dt secondes. La capacité de l’éther à s’ajuster en  dt  secondes est limitée à l’espace autour de  Q  avec un rayon de  cdt. En raison de la loi déterministe selon laquelle la réaction ne peut intervenir qu’après l’action, l’éther ne pourra s’ajuster aux circonstances modifiées qu’après que  Q  déplacé de vdt  mètre. La propriété inerte de l’éther est donc responsable du fait que l’ajustement de l’éther à la nouvelle situation, où  Q  a parcouru vdt mètre, ne se produira qu’après le déplacement de  Q.

Figure 11.   Le déclin de la force électrostatique dans le vide a provoqué le mouvement.

Dans les prochaines  dt   secondes, l'ether peut s'ajuster. L'ajustement de l'ether retardera toujours le changement primordial. Après  Q  déplacé de vdt mètres, l'ether peut s'ajuster à la vitesse  c. L'ether entre la position originale de  Q  et  vdt  ne peut pas être ajusté à temps parce que  Q  est déjà passé. Seul l'ether autour de la position originale de  Q, entre  vdt  et  cdt, est ajusté à temps pour contribuer à la force qui accélère  Q  dans les prochaines  dt   secondes.

La force résultante sur Q est donc réalisée à une fraction de l'éther polarisé. Le rayon du cercle à vdt transférant la force d'accélération à Q, avec une vitesse de v, représente un facteur   de celui du cercle original (R=cdt). Il s'agit du Lorentz-factor, qui sera étudié plus en détail dans le chapitre « The Photon ».

La force exercée sur la particule dans l'ether n'est cependant pas réalisée le long d'une ligne, mais la surface de l'ether continue de contribuer à la force. La surface de l'ether encore capable d'interagir avec la particule en mouvement est un facteur plus petit que la surface qui contribuait à la force lorsque la vitesse de la particule était nulle ; le profil de la sphère cdt  à vdt.

La situation décrite, dans laquelle la particule Q n’est accélérée que par la force  , , est comparable à quelqu’un qui pousse une poussette. Au départ, lorsque la poussette n’a aucune vitesse, nous pouvons consacrer toute notre énergie à son accélération. Lorsque nous courons derrière la poussette aussi vite que possible, nous ne pouvons plus l’accélérer davantage, malgré nos efforts. Lorsque la poussette atteint la vitesse maximale que nous pouvons lui donner, toute l’énergie que nous produisons est perdue. Nous ne pouvons pas accélérer la poussette plus vite que nous ne pouvons courir. Il en va de même pour l’énergie et la force autour de Q. Le champ électrique autour de Q ne peut pousser Q plus rapidement qu’il ne peut se transférer lui‑même.

La sphère autour de Q  dans  figure 11  représente le champ électrique entourant Q  avec un rayon cdt. Les zones gris clair présentent le cône de l'éther polarisé entourant Q  qui peut encore s'ajuster dans le temps au déplacement de Q  et donc encore capable d'induire une force sur Q  et d'accélérer davantage la particule. La zone gris foncé représente la surface à travers laquelle le champ transporte encore la force des plaques du condensateur vers +Q. La particule est donc uniquement accélérée avec un facteur   de la force originale. Il devient alors clair que dans l'éther une particule chargée comme l'électron ou le proton ne peut être accélérée au‑delà de la vitesse de la lumière. Lorsque v=c  le champ électrique n'est plus capable d'induire une force pour accélérer Q. Le facteur de Lorentz devient zéro et donc la force F  devient également zéro. L'interaction entre le champ électrique de la particule et le champ électrique du condensateur n'induit plus de force d'accélération.

Résumé du précédent ; la force dans un champ électrique sur une particule immobile de charge Q est :

F=QE

Lorsque la particule se déplace dans la direction de la force  F avec une vitesse  v , la force d’accélération qui reste est :

Particle  Q  n’a pas seulement une charge mais aussi une certaine masse  M. L’accélération, l’augmentation de vitesse par seconde, est proportionnelle à la masse. Plus la masse est grande, plus l’accélération sera petite pour une force donnée. Une petite pierre atteindra une vitesse bien plus élevée lorsqu’elle est accélérée par une catapulte qu’une grosse pierre avec la même catapulte. En formule :

F=Ma

Avec  M  la masse et  a  l'accélération dans la direction de la force. La force résultante  Fk  du champ électrique  E  sur la particule  Q  avec masse  Mqv  donne l'équation de l'accélération :

Lorsque la vitesse de la particule Q est v, et que v approche c , on peut voir dans la formule ci‑dessus que la force accélérant Q devient nulle. Dans un champ électrique dans ether, une particule chargée ne peut jamais être accélérée à la vitesse de la lumière. Le retard de l'ether, formulé Lorentzfactor, est responsable de la perte de force comparée à une situation où v=0. Ainsi la limite expérimentale c dans l'ether, le vide, n'est pas déterminée maintenant par la relativité du temps et de l'espace, mais simplement par le retard du vide à s'ajuster aux changements électrostatiques. Avec ether, la raison pour laquelle une particule chargée ne peut pas être accélérée au‑delà de c est que toute énergie/force électrostatique se perd à cause de l'incapacité de l'ether à transférer une force/énergie électrostatique à une particule se déplaçant à la vitesse c.

L'énergie fournie par une force est la force F multipliée sur la distance S où la force est active : W=FS. Lorsque  v  est petit (v<<c) l'ether contribuera à la particule  Q  toute l'énergie  W   accélérant la particule et augmentant la vitesse. Est toutefois la vitesse  v  pas très petite comparable à  c  alors une partie de l'énergie  W=FS    est « perdue ». « Perdue » ne signifie pas que cette énergie a disparu.

La force originale F doit être divisée en une force qui contribue encore à l'accélération de la particule et une partie qui est « perdue ». « Perdue » signifie ici que l'énergie ne contribue pas à la vitesse de la particule.

F=Fk+Fv

Fk  est la force qui accélère encore  Q  et  Fv  est la « force perdue ». L’énergie cédée par le champ électrique sur une petite distance  ds  peut aussi être divisée en une partie « perdue »  Fvds  et une partie  Fkds  qui est transférée à la particule  Q  et contribue toujours à l’augmentation de la vitesse:

Fds=Fkds+Fvds

L’énergie « perdue » est :

À mesure que la vitesse v augmente, l’énergie « perdue » du champ électrique augmente. L’adaptation du champ électrique à la nouvelle situation est trop lente. La charge Q est déjà déplacée. Dans figure 12 la partie sombre de la sphère représente l’ether trop tard pour contribuer à l’accélération. Elle illustre l’énergie qui est « perdue », parce qu’elle n’attribue pas d’énergie à Q. Cette énergie « perdue » se manifeste sous forme de rayonnement. Le champ électrique retardé excitera l’ether derrière Q et l’ether libérera cette énergie retardée sous forme d’ondes électromagnétiques.

Figure 12.  La perte d’énergie lors de l’accélération dans un champ électrique.

Lorsque  Q  se déplace en ligne droite, l’énergie « perdue » peut rattraper  Q  car les ondes électromagnétiques voyagent à la vitesse de la lumière  c  et  Q  ne peut jamais atteindre cette vitesse. Ainsi l’énergie « perdue » rattrape  Q. La particule  Q  peut absorber le rayonnement et entrer dans un état de vibration électromagnétique. Cette énergie électromagnétique absorbée cède le champ électrique mais n’accélère plus  Q ; l’énergie électrostatique « perdue » s’est transformée de l’énergie électrostatique en énergie électromagnétique. La particule  Q  est capable d’absorber et également d’émettre du rayonnement. Lorsque le stade d’excitation de  Q  atteint un certain niveau, on peut s’attendre à ce que  Q  émette cette énergie sous forme d’onde électromagnétique. Cette caractéristique est utilisée pour produire du rayonnement synchrotron.

L’énergie « perdue » du champ possède une impulsion propre. Lorsque Q absorbe le rayonnement électromagnétique, l’impulsion du rayonnement sera présente dans l’oscillation de Q. Si la trajectoire de la particule Qest courbée, l’énergie vibratoire électromagnétique de Q est possiblement émise. En physique, le rayonnement émis lors d’une accélération est connu sous le nom de « synchrotron radiation » et n’est toujours pas pris en compte dans la théorie.

La perception présentée de l'ether est encore cohérente avec les observations. Nous avons démontré que dans l'ether la force d'un champ électrique sur une charge diminue lorsque la vitesse augmente. Q  avec masse  Mqv  l'équivalence masse‑énergie d'Einstein doit être prise en compte. La masse Mq  d'une particule au repos, augmente à Mqv  lorsque la vitesse est v:

Plus tard, nous démontrerons (chapitre The Photon), que avec l'ether la masse augmentera conformément à la formule ci‑dessus. Dans la perception actuelle de la science, toute l'énergie cédée par le champ électrique contribue à l'énergie cinétique de la particule. Avec l'ether ce n’est pas le cas. Fv ne fait qu'établir l'accélération tandis que Fk est perdu.

Chapitre suivant : L'ether à nouveau

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