Question sur les astronautes et le voyage dans le temps

[Ubergeek]

Bonjour,
j'ai une question qui me taraude depuis quelques temps. On sait que pour corps placé en orbite, le temps s'écoule plus vite que sur Terre. Ainsi, quand un astronaute passe un long séjour dans la Station spatiale internationale, il revient sur Terre plus jeune qu'avant par rapport aux terriens.
Ma question est donc la suivante : de combien de temps est-il plus jeune en revenant sur Terre 6 mois plus tard ?
Merci d'avance,
là je dois avouer que c'est au-dessus de mes capacités de calcul, si quelqu'un peut m'aider je le remercie d'avance !
-----

[Amanuensis]

Différence de vitesse, 7 km/s -> 1/2 (7/300000)² = 2.8 10^-10 en moins. Différence d'énergie potentielle, négligeable. Total, 2.8 10^-10 en moins, fois six mois = 4/1000 de seconde

A confirmer...

[Lansberg]

Bonjour,
j'ai une question qui me taraude depuis quelques temps. On sait que pour corps placé en orbite, le temps s'écoule plus vite que sur Terre. Ainsi, quand un astronaute passe un long séjour dans la Station spatiale internationale, il revient sur Terre plus jeune qu'avant par rapport aux terriens.

On serait plutôt tenté de dire que le temps s'écoule plus lentement pour l'astronaute. Non ?

Différence de vitesse, 7 km/s -> 1/2 (7/300000)² = 2.8 10^-10 en moins. Différence d'énergie potentielle, négligeable. Total, 2.8 10^-10 en moins, fois six mois = 4/1000 de seconde

A confirmer...

C'est exact si on ne considère que la relativité restreinte. Si on tient compte de la relativité générale on trouve un peu moins, soit 3,6/1000 de seconde. Pas de quoi fouetter un chat !

[Ubergeek]

Je viens de lire que l'astronaute Sergei Krikalev est le plus grand voyageur temporel. Il a passé 803 jours en orbite. Il serait donc revenu 20 millisecondes plus jeune que nous.

[A voir en vidéo sur Futura]

[f6bes]

Bonjour àtous,
Moi ce qui m'intrigue c'est comment nos cellules ( ne regardent pas leur montre) SAVENT
que le temps s'est raccourçi en ce qui les concerne ?
Bonne journée

[Lansberg]

Bonjour àtous,
Moi ce qui m'intrigue c'est comment nos cellules ( ne regardent pas leur montre) SAVENT
que le temps s'est raccourçi en ce qui les concerne ?
Bonne journée

Bonjour,

les cellules comme les composants des horloges atomiques ne "savent" rien. Les deux sont faits d'atomes et de molécules qui "vivent" l'écoulement du temps (l'espace-temps en fait) qui leur est imposé. C'est ainsi.
Existe-t-il vraiment une explication précise de ce qui se passe au niveau atomique ?

Bien cordialement.

[Amanuensis]

L'erreur vient de toutes ces expressions genre "l'écoulement du temps ralentit", "le temps s'est raccourci", etc.

L'écoulement du temps est le même pour l'astronaute et pour le terrien, car "l'écoulement du temps" est une notion locale, il n'y a pas de "temps" commun à tout et tout le monde.

En particulier, en RR, le "ralentissement" est relatif, et symétrique: pour l'un comme pour l'autre, en déplacement uniforme, c'est l'horloge de l'autre qui "s'écoule plus lentement" de par la vitesse relative.

Et il n'y a pas besoin d'explication de mécanismes locaux ou atomiques. C'est juste l'idée de temps, la conception que l'on se fait du concept de "temps", qu'il faut arriver à modifier. Et ce n'est pas facile.

[Lansberg]

L'erreur vient de toutes ces expressions genre "l'écoulement du temps ralentit", "le temps s'est raccourci", etc.

L'écoulement du temps est le même pour l'astronaute et pour le terrien, car "l'écoulement du temps" est une notion locale, il n'y a pas de "temps" commun à tout et tout le monde.

En particulier, en RR, le "ralentissement" est relatif, et symétrique: pour l'un comme pour l'autre, en déplacement uniforme, c'est l'horloge de l'autre qui "s'écoule plus lentement" de par la vitesse relative.

Et il n'y a pas besoin d'explication de mécanismes locaux ou atomiques. C'est juste l'idée de temps, la conception que l'on se fait du concept de "temps", qu'il faut arriver à modifier. Et ce n'est pas facile.

Bonjour,

Je ne suis pas d'accord. Prenons le cas d'un astronaute se déplaçant vers une autre étoile avec une vitesse relativiste. Dans son vaisseau spatial il aura l'impression que tout se passe normalement et que sa perception de l'écoulement du temps n'est absolument pas altérée. Imaginons qu'il se soit mis d'accord avec un observateur resté sur terre pour s'envoyer un signal lumineux (ou radio) 1 fois par an. Pendant l'éloignement l'observateur et l'astronaute recevront les signaux de l'autre espacés d'une durée supérieure à un an ( T' = gamma x To). Par exemple si la vitesse relative est de 0,8 x c alors les signaux émis tous les ans seront reçus par l'autre tous les 1,67 ans. Pour l'instant je suis d'accord sur la symétrie des observations : c'est l'horloge de l'autre qui s'écoule plus lentement.
Pour le voyage retour, les signaux émis chaque année arrivent à un rythme plus rapide. Mais quand l'astronaute comparera son horloge avec celle de l'observateur terrestre il y aura pourtant bien un décalage notable. Celle de l'astronaute retardera et il aura moins vieilli que son collègue.
Pour un voyage de 24 années lumière (au total : aller-retour) parcouru avec une vitesse v = 0,9c, on peut calculer que pour l'astronaute il se sera écoulé 11,6 ans alors qu'il se sera écoulé 26,6 ans pour le terrien soit 15 ans de différence !!!
La distance franchie pour l'astronaute à cause de la contraction des longueurs aura été de 10,48 années-lumière.

Bien cordialement

[Lansberg]

Petit rectificatif. Si la vitesse est de 0,8.c, les signaux envoyés tous les ans sont reçus par l'autre tous les 3 ans à l'aller et tous les 4 mois au retour.

[Amanuensis]

Je ne suis pas d'accord.

Vous n'êtes pas le seul.

C'est pour ça qu'on a des fils sur le sujet par dizaines chaque année depuis des années.

Cela fait plus de cent ans que ça dure, et ça va continuer.

Comme indiqué, ce n'est pas facile de modifier son idée du concept de temps.

[Gilgamesh]

Bonjour,

Je ne suis pas d'accord. Prenons le cas d'un astronaute se déplaçant vers une autre étoile avec une vitesse relativiste. Dans son vaisseau spatial il aura l'impression que tout se passe normalement et que sa perception de l'écoulement du temps n'est absolument pas altérée. Imaginons qu'il se soit mis d'accord avec un observateur resté sur terre pour s'envoyer un signal lumineux (ou radio) 1 fois par an. Pendant l'éloignement l'observateur et l'astronaute recevront les signaux de l'autre espacés d'une durée supérieure à un an ( T' = gamma x To). Par exemple si la vitesse relative est de 0,8 x c alors les signaux émis tous les ans seront reçus par l'autre tous les 1,67 ans. Pour l'instant je suis d'accord sur la symétrie des observations : c'est l'horloge de l'autre qui s'écoule plus lentement.
Pour le voyage retour, les signaux émis chaque année arrivent à un rythme plus rapide. Mais quand l'astronaute comparera son horloge avec celle de l'observateur terrestre il y aura pourtant bien un décalage notable. Celle de l'astronaute retardera et il aura moins vieilli que son collègue.
Pour un voyage de 24 années lumière (au total : aller-retour) parcouru avec une vitesse v = 0,9c, on peut calculer que pour l'astronaute il se sera écoulé 11,6 ans alors qu'il se sera écoulé 26,6 ans pour le terrien soit 15 ans de différence !!!
La distance franchie pour l'astronaute à cause de la contraction des longueurs aura été de 10,48 années-lumière.

C'est bien ça. Et ça ne contredit en rien ce que dit Amanuensis. Il n'y a pas de mécanisme locaux qui se mettraient en branle pour accélérer et ralentir le temps de chacun.

C'est juste que la projection du trajet d'espace-temps d'un référentiel sur l'autre aboutie à ce que la mesure de la durée entre le début et la fin du trajet diffère.

[Lansberg]

Je n'étais pas d'accord avec cette partie du commentaire :

L'écoulement du temps est le même pour l'astronaute et pour le terrien...

Pour moi cette proposition signifie que les horloges de l'astronaute et du terrien indiquent la même durée au retour de l'astronaute sur Terre. Si par contre cela signifie que la perception de l'écoulement du temps est la même, alors je suis d'accord.

[invite6754323456711]

Pour moi cette proposition signifie que les horloges de l'astronaute et du terrien indiquent la même durée au retour de l'astronaute sur Terre.

Non la seconde est identique pour les deux. « La seconde est la durée de 9 192 631 770 périodes de la radiation correspondant à la transition entre les niveaux hyperfins F=3 et F=4 de l’état fondamental 6S½ de l’atome de césium 133 »

Ce qui diffère c'est leur ligne d'univers respective et donc deux datations différentes car propre à chaque ligne d'univers. Cherchez sur FS vous trouverez bon nombre de fil sur le sujet tel que déjà mentionné par Amanuensis.

Patrick

[Amanuensis]

Pour moi cette proposition signifie que les horloges de l'astronaute et du terrien indiquent la même durée au retour de l'astronaute sur Terre.

Pour vous, sûrement. Parce que cela entre dans votre idée du concept de "temps", et votre idée de la signification de "écoulement du temps".

En gros, l'exercice est de voir comment cette proposition peut signifier autre chose.

[Lansberg]

Mon problème était juste à propos de la tournure d'une phrase d'Amanuensis : "L'écoulement du temps est le même pour l'astronaute et pour le terrien", que je n'avais pas bien saisie.

[Amanuensis]

Pour moi cette proposition signifie que les horloges de l'astronaute et du terrien indiquent la même durée au retour de l'astronaute sur Terre. Si par contre cela signifie que la perception de l'écoulement du temps est la même

Pour préciser, si nécessaire, ce n'est pas le cas. Ce n'est pas une question de perception, mais de signification de la notion de "écoulement du temps".

Dire "L'écoulement du temps est le même pour l'astronaute et pour le terrien, car 'l'écoulement du temps' est une notion locale" ne signifie pas la même chose que "La perception de l'écoulement du temps est la même pour l'astronaute et pour le terrien". Ma phrase mettait en avant la notion de localité, pas du tout la notion de perception.

Le point n'est pas la subjectivité, comme invoquer la perception l'indiquerait, mais de relativisme. C'est comme la verticale: cette notion s'utilise de la même manière, a la même signification, à Paris et à Sydney, et pourtant toutes les verticales ne sont pas parallèles. Et ce n'est pas une question de "perception de la verticale".

[bb98]

Bonjour

Pour compléter, le cas échéant : Etienne Klein, mais d'autres aussi probablement, avait mis en évidence une "notion" de vulgarisation médiocre :
la "vitesse du temps"....qui ne serait d'ailleurs pas la même partout...
Il faudrait que nos amis qui utilisnte cette notion erronée réfléchissent à ce qu'est une vitesse, à ce que pourrait être une "vitesse du temps"..

Non, il n'y a PAS de "vitesse du temps"; il n'y a d'ailleurs pas "de" temps : le temps est, comme le dit bien notre ami, une notion LOCALE.
Les deux observateurs, les deux voyageurs ne parcourent pas la même ligne d'espace temps; en mécanique newtonienne simplifiée, deux
voyageurs peuvent aller du point A ou point B en empruntant deux parcours différents; à l'arrivée les compteurs de leurs voitures , pourtant
synchronisés à zéro au départ, donneront deux valeurs différentes ...