Dimensions

[Mailou75]

Bonjour,

Afin d'arrêter de penser de travers j'aimerais avoir votre avis sur quelques questions :

1 - Une dimension est elle toujours convertible en temps (et reciproquement) par la formule C=300000km/1s. Autrement dit, si je considère ma vision comme un plan de projection 2D + une profondeur 3eme D, cette 3eme dimension est toujours convertible en temps ? (temps lumière)

2 - (En faisant abstraction de la date du découplage et du CMB), quand je regarde le fond de l'univers et que celui ci semble figé, est-ce du au fait qu'il se déplace (avec l'expansion) à environ C ? Sa vitesse par rapport à nous est-elle la cause de ce ralentissement du temps ?

3 - Si je ne me trompe pas sur les deux premières, cette question devrait avoir du sens... Je considère un univers de 3 ans, qui mesure donc 3AL de rayon. Si j'observe un objet à 1AL, il a 2ans et un objet à 2AL aurait 1ans (?) Puisqu'à aucun moment il n'est réellement question de distance (seulement temps et C) alors qu'est ce que l'expansion sinon le temps qui passe ?

4 - Si C = taille de l'univers observable / age de l'univers. Alors la réponse à la question 2 est NON, puisque c'est parce que je regarde l'origine (fond de l'univers) et que l'image a mis X annnées à me parvenir que j'en déduis que mon age est X années. Du coup je comprend plus, si j'observe un objet qui s'éloigne de moi à C, aura-t-il lui aussi un redshift de 1089 ?

5 - Une dernière pour la route... Si j'envoie un ballon de 1kg et de 1m de diamètre à C, alors son temps sera figé, il mesurera 1km de diamètre et pèsera beaucoup plus d'une tonne, sa densité m'apparaitra alors infinie... comme si je regardais le BB? (Et voilà ça dérappe toujours...)

Merci d'avance

Mailou
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[Gloubiscrapule]

2 - (En faisant abstraction de la date du découplage et du CMB), quand je regarde le fond de l'univers et que celui ci semble figé, est-ce du au fait qu'il se déplace (avec l'expansion) à environ C ? Sa vitesse par rapport à nous est-elle la cause de ce ralentissement du temps ?

Non et Non.
Si tu regardes Andromède ou les étoiles, elles semblent aussi figées. Les échelles de temps astronomiques sont beaucoup plus grandes que celles de nos observations donc on voit tout figé.
Malgré tout il y a quand même une dilatation du temps avec l'expansion, donc plus on regarde loin plus ça semble durer longtemps (comme les explosions de supernovae par exemple).
Mais rien à voir avec la vitesse.

3 - Si je ne me trompe pas sur les deux premières, cette question devrait avoir du sens... Je considère un univers de 3 ans, qui mesure donc 3AL de rayon. Si j'observe un objet à 1AL, il a 2ans et un objet à 2AL aurait 1ans (?) Puisqu'à aucun moment il n'est réellement question de distance (seulement temps et C) alors qu'est ce que l'expansion sinon le temps qui passe ?

C'est quoi que t'appelles le rayon? L'univers observable? Dans ce cas 3 ans veut dire 3AL SEULEMENT dans un univers statique. En expansion ce sera plus, en contraction ce sera moins. Tu peux avoir un univers qui a 3 ans et un univers observable de 30 AL.

4 - Si C = taille de l'univers observable / age de l'univers. Alors la réponse à la question 2 est NON, puisque c'est parce que je regarde l'origine (fond de l'univers) et que l'image a mis X annnées à me parvenir que j'en déduis que mon age est X années. Du coup je comprend plus, si j'observe un objet qui s'éloigne de moi à C, aura-t-il lui aussi un redshift de 1089 ?

C = taille de l'univers observable / age de l'univers SEULEMENT dans un univers statique (ou cas particulier d'expansion + contraction). En expansion seulement ton rapport fait plus que C.

5 - Une dernière pour la route... Si j'envoie un ballon de 1kg et de 1m de diamètre à C, alors son temps sera figé, il mesurera 1km de diamètre et pèsera beaucoup plus d'une tonne, sa densité m'apparaitra alors infinie... comme si je regardais le BB? (Et voilà ça dérappe toujours...)

- 1km de diamètre pour 1 tonne, la densité est ridicule!!
- Un objet de 1kg n'ira JAMAIS à C.
- S'il va à presque C, sa masse sera toujours de 1Kg.

Il n'y a aucun rapport entre BB et relativité restreinte.

[Andrei2010]

- S'il va à presque C, sa masse sera toujours de 1Kg.

M'est avis que Maillou a fait une confusion très répandue entre masse et inertie. Ce n'est pas la masse qui augmente en approchant la vitesse de la lumière, mais l'inertie.

[Deedee81]

Salut,

1 - Une dimension est elle toujours convertible en temps (et reciproquement) par la formule C=300000km/1s. Autrement dit, si je considère ma vision comme un plan de projection 2D + une profondeur 3eme D, cette 3eme dimension est toujours convertible en temps ? (temps lumière)

Oui, mais de manière artificielle, pas physique. Il y a une signification physique au temps et à l'espace.

En outre, la géométrie de l'espace-temps est différente de l'espace seul (Minkowski dans un cas, Euclide dans l'autre, au moins localement en RG).

2 - (En faisant abstraction de la date du découplage et du CMB), quand je regarde le fond de l'univers et que celui ci semble figé, est-ce du au fait qu'il se déplace (avec l'expansion) à environ C ? Sa vitesse par rapport à nous est-elle la cause de ce ralentissement du temps ?

Oui et non. Il est vrai qu'à petite échelle on ne peut pas distinguer l'effet Doppler (redshift) dû à une vitesse propre de celui dû à la dilatation de l'espace.

Mais à de telles échelles, seule l'explication issue de la RG devient valable.

Tu peux voir ça autrement, avec la gravitation. L'univers était plus dense (et chaud) à l'époque. La gravité y était plus intense. Un photon qui part de cette époque pour arriver jusque nous sort d'un puits de potentiel. Exactement comme un photon qui quitte le Soleil sort d'un puits de potentiel gravitationnel (solaire). Un tel photon (par perte d'énergie en gravissant le puits de potentiel) subit un décalage vers le rouge.

3 - Si je ne me trompe pas sur les deux premières, cette question devrait avoir du sens... Je considère un univers de 3 ans, qui mesure donc 3AL de rayon. Si j'observe un objet à 1AL, il a 2ans et un objet à 2AL aurait 1ans (?) Puisqu'à aucun moment il n'est réellement question de distance (seulement temps et C) alors qu'est ce que l'expansion sinon le temps qui passe ?

Ces ages sont l'age des objets tel que tu les vois, mais ils ont tous le même age : 3 ans. Un peu comme si un ami te donnait une photo de lui quand il était jeune. Ca ne le rajeunit pas pour autant (dommage, ce serait bien pratique).

4 - Si C = taille de l'univers observable / age de l'univers. Alors la réponse à la question 2 est NON, puisque c'est parce que je regarde l'origine (fond de l'univers) et que l'image a mis X annnées à me parvenir que j'en déduis que mon age est X années. Du coup je comprend plus, si j'observe un objet qui s'éloigne de moi à C, aura-t-il lui aussi un redshift de 1089 ?

Deux choses :

La zone d'émission du rayonnement fossile n'est PAS la limite de l'univers observable. C'est la limite de l'univers observé. Ce n'est pas la même chose. L'univers observable va plus loin mais à cette distance c'est malheureusement opaque. La zone d'émission du rayonnement fossile ne s'éloigne pas à c (même pas comme si).

Si tu observes un objet s'éloigner à presque c, l'effet Doppler serait colossal (tu ne verrais rien en fait, tu ne recevrais que des photons de très très très grande longueur d'onde, indétectables).

5 - Une dernière pour la route... Si j'envoie un ballon de 1kg et de 1m de diamètre à C, alors son temps sera figé, il mesurera 1km de diamètre et pèsera beaucoup plus d'une tonne, sa densité m'apparaitra alors infinie... comme si je regardais le BB? (Et voilà ça dérappe toujours...)

A moins que ton ballon n'explose, ça ne ressemblera pas au bigbang

C'est un effet de perspective. Pour un habitant du ballon, rien de spécial ne se passe.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Mailou75]

Salut et merci,

Malgré tout il y a quand même une dilatation du temps avec l'expansion, donc plus on regarde loin plus ça semble durer longtemps (comme les explosions de supernovae par exemple).
Mais rien à voir avec la vitesse.

Comment explique-t-on ce ralentissement de la durée des evenements en fonction de la distance stp?

C = taille de l'univers observable / age de l'univers SEULEMENT dans un univers statique (ou cas particulier d'expansion + contraction). En expansion seulement ton rapport fait plus que C.

Juste

M'est avis que Maillou a fait une confusion très répandue entre masse et inertie. Ce n'est pas la masse qui augmente en approchant la vitesse de la lumière, mais l'inertie.

Oui la masse relativiste j'ai encore du mal avec ça

Oui, mais de manière artificielle, pas physique. Il y a une signification physique au temps et à l'espace.

Quand je tend le bras, je vois une main plus jeune. Et mon univers est ce que j'en vois (je n'ai pas accès aux données hors de la surface de mon cone de lumière, pour un univers plan). Et cet espace apparent n'est que du temps x C. J'ai l'impression qu ela 3eme dimension (perpendiculaire au plan de projection) et une illusion créée par le temps...

Tu peux voir ça autrement, avec la gravitation. L'univers était plus dense (et chaud) à l'époque. La gravité y était plus intense. Un photon qui part de cette époque pour arriver jusque nous sort d'un puits de potentiel. Exactement comme un photon qui quitte le Soleil sort d'un puits de potentiel gravitationnel (solaire). Un tel photon (par perte d'énergie en gravissant le puits de potentiel) subit un décalage vers le rouge.

J'aime bien cette explication elle explique le redshift, mais pas le ralentissement des évènements... ou est-ce lié ?

Si tu observes un objet s'éloigner à presque c, l'effet Doppler serait colossal (tu ne verrais rien en fait, tu ne recevrais que des photons de très très très grande longueur d'onde, indétectables).

Un truc du genre CMB ?


Merci

Mailou

[Deedee81]

Salut,

Quand je tend le bras, je vois une main plus jeune. Et mon univers est ce que j'en vois (je n'ai pas accès aux données hors de la surface de mon cone de lumière, pour un univers plan). Et cet espace apparent n'est que du temps x C. J'ai l'impression qu ela 3eme dimension (perpendiculaire au plan de projection) et une illusion créée par le temps...

C'est cette impression qui est une illusion. Pour avoir une meilleure description, le mieux est de considérer tous les observateurs, pas seulement toi, et de faire une synthèse indépendante de tout observateur (le tronc commun en quelque sorte). Il faut aussi considérer que la lumière n'est qu'un signal comme un autre (même s'il est le plus rapide). Pourquoi ne raisonnes-tu pas avec le son par exemple ? Il faut savoir faire la synthèse de toutes les possibilités.

Note que c'est exactement ce qu'on fait en physique. On recherche les invariants. C'est-à-dire les grandeurs qui ne dépendent pas de l'observateur et qui caractérisent donc réellement l'objet possédant cet invariant. On dit parfois que la physique c'est la théorie des invariants. Toute description utilisant des éléments non invariants et propres à un observateur risque d'être trompeuse : elle illustre un point de vue et non réellement l'univers dans notre cas.

Dans le cas de l'univers, la RG offre une description géométrique, invariante de tout observateur, de l'univers (il faut bien à la fin repasser aux composantes et donc au choix d'un repère et faire le lien avec l'observation, mais tout ça c'est bêtement calculatoire).

J'aime bien cette explication elle explique le redshift, mais pas le ralentissement des évènements... ou est-ce lié ?

C'est lié. D'ailleurs tu as ça même sans relativité (ni restreinte, ni générale). Le simple effet Doppler provoque déjà une dilatation du temps (que je nomme apparente dans ce cas car simplement liée à la vitesse du signal et non au fait que cette vitesse soit invariante comme en relativité. De plus, avec l'effet Doppler classique, il n'y a pas de paradoxe des jumeaux : lors des retrouvailles, les jumeaux ont toujours le même âge. Cette dilatation est une illusion d'optique ou sonore contrairement à la dilatation en RR ou en RG. Ce qui n'empêche que pour une mesure immédiate cela ne fait guère de différence. Illusion de veut pas dire irréel ).

C'est plus facile à constater avec le son (car ça va moins vite ). Si tu as un métronome posé sur une voiture et dont tu entends le tic tac. Lorsque la voiture s'éloigne, non seulement le son de paraitra plus grave (effet Doppler) mais le temps séparant les tic tac est plus long. En utilisant un ampli et un générateur d'impulsion (et une voiture) simulant les bip bip d'un métronome, c'est une expérience très facile à réaliser.

Un truc du genre CMB ?

Oui. Je ne sais plus le z du CMB, 1000 ? C'est ça ? En tout cas c'est assez proche équivalent de c pour l'effet Doppler "classique" (ou corrigé par la dilatation du temps en RR). En tout cas c'est pas exactement c.

[Gloubiscrapule]

Comment explique-t-on ce ralentissement de la durée des evenements en fonction de la distance stp?

L'expansion en est la cause, ça fait parti de la métrique. C'est à cause de ça qu'on observe le redshift lié à l'expansion: longueur d'onde = période x C, la période est dilaté donc la longueur d'onde aussi car C est constant.

[Mailou75]

Merci à vous,

Je crois que je viens de comprendre deux choses grace à cette discussion :

- Redshift et ralentissement du temps sont liés car C doit toujours être une constante, ici et là bas (si je detecte un declage dans les raies d'un objet, alors je "compte" son temps décalé d'autant, car localement il doit pouvoir mesurer C)
Oui bon c'est la base de la RR ok

- Si je me représente le cone passé d'un espace plan, axe du temps vertical, je me trouve sur la pointe. Si je regarde dans mon plan en trournant de 360° ce n'est pas l'espace que je vois (mon plan) ni le temps (axe) mais toute la surface de mon cone cad l'espace-temps à chaque instant.
Je sais tout ça vous parait évident mais cette représentation simpliste va beaucoup m'aider

Encore merci

A+
Mailou

[Deedee81]

Salut,

Je sais tout ça vous parait évident mais cette représentation simpliste va beaucoup m'aider

Pas vraiment (évident), m'a fallu relire deux fois la phrase pour comprendre ce que tu faisais

Mais si cette façon d'envisager les choses t'aident, ben, tant mieux.

[Mailou75]

Salut,



Pas vraiment (évident), m'a fallu relire deux fois la phrase pour comprendre ce que tu faisais

Mais si cette façon d'envisager les choses t'aident, ben, tant mieux.

Salut,

J'ai refléchi à la manière d'incorporer la derniere dimension spatiale à ce toy. Je vais tenter une description du modèle 2.0, mais sans schéma j'ai peur que ca soit imbitable... let's try.

Correction des defauts : la surface de l'espace temps n'est pas un cone mais une demi-sphere
Sur le diagramme espace temps, la fonction C=1 n'est pas une droite mais une courbe car les graduations de l'axe spatial ne sont pas régulières (elles varient d'un facteur 1 à 1089, a(t) ?)
En conséquence un plan d'univers 2D n'est pas infini, c'est une surface circulaire finie. Transposé en 3D c'est ma sphère observable
La demi-sphère espace temps est le lieu des vibrations (ainsi une source proche aura une composante x lambda (longueur d'onde) courte et une intensité t grande, une source éloignée aura une composante x grande (redshift) et une intensité (énergie) faible.

Bref, ca veut dire que le temps est toujours "perpendiculaire" à l'espace, qu'une onde electromagnétique est une vibration de l'espace dans cette dimension supplémentaire (t). Mon espace circulaire (2D) est posé sur une demi-sphère (mon espace temps) en vibration. Il n'existe pas de "frottement" au déplacement de l'onde, mais suivant la localisation de l'onde par rapport à l'observateur ses composantes sur x avec echelle a(t) et t (régulier) varient.

Mwai sans schéma je vais passer pour un troll encore, bon je vous en fais un fissa.
Naze mais on voit qu'une onde lointaine a pour l'observateur en O un redshift énorme et une faible intensité.
L'onde est tjrs perpendiculaire à l'espace temps, est localement c'est une "variation du temps perpenticulaire à l'espace"

Ce schéma est-il absurde ou est il une bonne représentation simplifiée d'équations auxquelles je ne comprend rien ?

Merci
Mailou

Encore glissé là... ca sent la fermeture de fil