Qu'est-ce que la "relativité de la simultanéité" ?

[fridirick]

La métaphore, donnée par Merleau-Ponty, me semble bien exprimer dans un langage courant, la notion de temps propre versus temps coordonnées :


Patrick

Je ne pense pas que le problème soit réductible à la question du solipsisme. Réponse qui vous donnerait par principe tort ici. (sur le site de philo dont le lien a été posté par la modération. Il y a un texte sur les choses. 'ce qui n'est pas lui' .Vous devriez le lire)

Avec un peu plus de recul. Je ne suis pas certain qu'il soit utile d'en discuter plus que ca. Parce que dans la pratique ca ne change rien. Puis de toute façon j'ai l'impression que personne ne cherche réellement à répondre à la question. Mais plutot à répondre d'une autre sans vouloir le dire. Ce qui expliquerait que ce fil de discussion soit ici.
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[Amanuensis]

Je ne pense pas que le problème soit réductible à la question du solipsisme.

??? Quel rapport ?? Où voyez-vous une allusion au solipsisme dans le message de Patrick ou dans l'article de Merleau-Ponty ?

[ansset]

Vaste sujet polémique. La doxa c'est le respect de la sacro-sainte icône, et il a ses défendeurs fanatiques.

La RR telle qu'on la comprend maintenant a subi une maturation depuis 1905. Les présentations d'Einstein et Poincaré n'étaient que les coups d'envoi, leurs textes restent ancrés (de manière différente) dans la physique d'avant.

'Raum und Zeit' de Minkowski (1909) est certainement une pierre importante, c'est ce texte qui va amener la vision 4D, le temps propre (même si on les trouve chez Poincaré, mais sa manière de présenter les choses ne parlait pas aux physiciens). C'est aussi le texte qui va lancer sérieusement la RR.

Mais l'histoire ne s'arrête pas là, la RG va amener à voir les concepts encore différemment.

Et il me semble que même dans les dernières décennies on voit des petites adaptations conceptuelles.

Les maths sont inchangées, mais l'interprétation physique s'améliore subtilement.

ben voilà , rien à redire
quand au solipsisme évoqué ; je ne comprend pas.
le sujet me semble totalement physique ( scientifique ), avec des ajustements à prévoir dans les théories actuelles qui sont quand même assez solides.

[fridirick]

??? Quel rapport ?? Où voyez-vous une allusion au solipsisme dans le message de Patrick ou dans l'article de Merleau-Ponty ?

Le rapport à autrui et à sa/notre perception du monde.

[Amanuensis]

Le rapport à autrui et à sa/notre perception du monde.

? Désolé, mais je ne vois toujours pas.

Selon ma manière de voir, le relativisme et le solipsisme sont très éloignés. Des expressions usuelles comme "demain" sont relatives, mais n'évoquent pas le solipsisme. L'idée de temps propre est une idée relative, comme "demain", et le texte en question n'évoque rien de plus proche du solipsisme.

Différence de terminologie ?

[stefjm]

La plus forte masse.

Donc par exemple, celle de l'univers observable?

[invite3741b1f2]

Logiquement il est aisé de subdiviser indéfiniment par la pensée des intervalles de temps mais il est impossible de connaître, concrètement, ce qu’est un intervalle de temps indéfiniment petit ou indéfiniment grand. D’une part dans l’idée du physicien temps et espace sont synonymes – le mètre a été défini comme la distance parcourue par la lumière dans le vide en 1/199 792 458 seconde – ensuite la question de la durée infinitésimale est la même que celle de la durée infiniment grande.

Il est possible de penser un moteur idéel capable de produire une infinité d’étincelles par seconde ou l’infinité de l’univers logiquement rien ne s’opposant à cela alors que concrètement, nul ne sait ce qu’est un événement physique d’épaisseur temporelle nulle, un univers infini : l’infinité temporelle/spatiale est pensable bien qu’inconnaissable comme telle.

La Relativité est la théorie de la constance absolue du résultat de la mesure de la vitesse de la lumière dans le vide. Ce fait extraordinaire est utilisé comme un instrument de mesure. Einstein lui-même s’est emmêlé les pinceaux pour décrire avec des mots non équivoques sa propre pensée, la genèse de cette théorie, a souvent confondu instantanéité et durée, tiré d’ une théorie de la mesure une ontologie erronée, la plupart de ses commentateurs lui ayant par la suite emboîté le pas.

L’idée de temps est caduque, doit être repensée non en termes d’instants ou de durées mais d’espace et de déterminisme. Après éviction dans les mentalités de cette idée foireuse de « temps » une théorie du déterminisme intégral, sinon en Quantique du moins en Relativité, serait probablement autrement plus compréhensible pour tout le monde.

… me semble-t-il.

[rik 2]

La Relativité est la théorie de la constance absolue du résultat de la mesure de la vitesse de la lumière dans le vide.

La relativité est surtout la théorie de l'équivalence des observateurs vis à vis des lois physiques.

[invite3741b1f2]

Après éviction dans les mentalités de cette idée foireuse de « temps » une théorie du déterminisme intégral, sinon en Quantique du moins en Relativité, serait probablement autrement plus compréhensible pour tout le monde.

… peut-être penser les vitesses en termes de fréquences en lieu et place des « mètres par seconde » ? Une unité de vitesse serait alors la fréquence d’un phénomène physique parcourant un mètre quand l’extrémité de la trotteuse (aiguille des secondes) d’une horloge adéquate parcourrait un mètre. Toute horloge à aiguilles classique ayant cette particularité que tout point d’aiguille a la même vitesse angulaire que tout autre sur cette aiguille c’est-à-dire 360 degrés ou 2pi radians, par heure. Il serait loisible d’utiliser une horloge à aiguille particulière dont l’extrémité de la trotteuse parcourrait un mètre par graduation (V = R.d téta/dt).

Au passage sans l’idée ou l’essence mathématique, immuable, du cercle il serait impossible au physicien d’utiliser des montres à aiguille classiques et probablement que toute horloge utile au physicien repose nécessairement sur quelques essences mathématiques subtiles, immuables, ainsi dans des milliards d’années il est pratiquement sûr que l’essence du cercle et partant de toute horloge à aiguilles utile aux physiciens, sera la même qu’aujourd’hui, le 13 novembre 2012 à environ … 16h39 !

Le déterminisme mathématique paraît plus aisé à comprendre ou à définir que le déterminisme physique et probablement que sans le secours des essences mathématiques toute physique serait impossible

[invite3741b1f2]

Toute horloge à aiguilles classique ayant cette particularité que tout point d’aiguille a la même vitesse angulaire que tout autre sur cette aiguille, celle des minutes 360 degrés ou 2pi radians, par heure.

... l'aiguille des minutes évidemment

[rik 2]

La relativité est surtout la théorie de l'équivalence des observateurs vis à vis des lois physiques.

+1 La relativité -qu'elle soit restreinte, générale ou galiléenne- est effectivement due au principe d'équivalence des observateurs vis à vis des lois physiques.
La relativité restreinte conduit à une relativité de la simultanéité, à une relativité du temps.
1. Ne peut-on pas abandonner le principe d'équivalence des observateurs vis à vis des lois physiques au profit de celui de l'équivalence des observateurs vis à vis du temps? Après tout il ne s'agit que de postulats.

[Amanuensis]

Il y a équivalence des observateurs vis-à-vis du temps en RR et RG ! Sinon il y aurait un problème avec le principe de relativité.

Penser le contraire vient en général d'une appréhension du concept de "temps" qui est différente de celle en vigueur en RR et RG.

[invite3741b1f2]

Le premier principe est très intuitif mais le second ne l’est pas du tout, les interprétations qu’on en tire encore moins !

La chute d’un corps pesant est régie par la même loi x(t) = ½ at² + v0t + x0 dans un train en marche comme sur le quai d’une gare, mais vue du quai la description de la chute dans le train fait apparaître une parabole en raison de la vitesse initiale v0 (celle du train) non nulle jusqu’ici rien de sorcier.

Ce sont les interprétations/explications avancées en raison du second principe (constance absolue de c) comme quoi « le temps » et l’espace seraient affectés lors de vitesses proches de c (dilatation du « temps », contraction de l’espace) qui demandent quelques précisions supplémentaires, de préciser ce qu’on entend par « le temps ».

En tout cas n’est-il pas clair pour tout le monde que dans l’idée du physicien espace et « temps » sont synonymes ?

[rik 2]

La relativité restreinte conduit à une relativité de la simultanéité, à une relativité du temps.

Quelques propositions dans le but de concilier le temps des physiciens avec celui des philosophes
1. Je précise: ne peut-on pas abandonner le principe d'équivalence des observateurs vis à vis des lois physiques -et donc d'abandonner la relativité de la simultanéité- au profit de celui de l'équivalence des observateurs vis à vis du temps -et donc d'un temps absolu?
2. La relativité restreinte conduisait à la variation de la masse en fonction de la vitesse du corps observé; cette conclusion a été supprimée: la masse est invariante, seule varie l'inertie du corps observé. Ne peut-on en faire autant avec le temps?

[Amanuensis]

l'équivalence des observateurs vis à vis du temps -et donc d'un temps absolu?

Pourquoi "donc" ?

Pour moi, c'est non sequitur.

[Amanuensis]

Quelques propositions dans le but de concilier le temps des physiciens avec celui des philosophes

Et pour me répéter, il y a deux "temps des physiciens". Dans l'expression dtau² = dt²-dx²/c², il y a tau et il y a t. Le temps des philosophes peut s'interpréter de diverses façons, l'une est une idée fausse, une sorte de bâtard entre tau et t, et l'autre est tau. Je n'ai pas de difficulté en général à lire des textes de philosophes en interprétant le temps comme tau.

Où est votre problème avec cette approche ?

[Amanuensis]

Et il y a bien une relation entre temps propre vs. temps-coordonnée et masse vs. "masse relativiste".

On a d'un côté dtau² = dt² - dx²/c², et de l'autre m² = (gamma m)² - p²/c².

On passe de l'un a l'autre en multipliant par m² et divisant par dtau²

dtau² = dt² - dx²/c²

m²dtau² = m²dt² - m²dx²/c²

m² = m²dt²/dtau² - 1/c² m²dx²/dtau²

m² = m'² - 1/c² p²

avec m' l'ancienne "masse relativiste".

Ne peut-on en faire autant avec le temps?

Ben oui, en distinguant temps propre et temps-coordonnée.

On a coïncidence entre temps-coordonnée et temps propre d'une part, et entre masse et "masse relativiste" de l'autre, dans le cas d'un système de coordonnées où le corps est "au repos", c'est à dire dx²=0 et p²=0.

[invite3741b1f2]

Force est-on d’admettre que 1612 ans après Aurelius Augustinus vers les 400, il est toujours aussi difficile de définir ce qu’est « le temps », si toutefois « le temps » il y a !

Perpétuellement les vulgarisateurs scientifiques oublient la distinction salutaire qu’il convient de faire entre la mesure d’un objet (physique) et cet objet lui-même.

Encore ici sur cet article foireux pêché au hasard sur la toile :

Après avoir pris connaissance de la constance de la vitesse de la lumière et de la dilatation du temps, il est facile de comprendre l'effet de la relativité sur les longueurs.

Considérons deux amis, Wallace et Gromit, sur un circuit automobile. Wallace est à bord d'une voiture lancée à très grande vitesse. Gromit lui, est immobile sur le bord de la piste. Il veut mesurer la longueur de la voiture en mouvement. Comme il ne peut pas utiliser de mêtre ou de règle, il procède de façon indirecte : il chronomètre le temps entre le passage du pare-chocs avant et celui du pare-chocs arrière. Connaissant la vitesse du véhicule, il peut en déduire sa longueur en multipliant temps et vitesse. Du point de vue de Wallace, à bord du bolide, la voiture est immobile et il en mesure donc sa longueur au repos. Mais de ce même point de vue, Gromit est en mouvement à grande vitesse et donc, son temps propre est ralenti (effet de dilatation du temps). Gromit compte moins de "tics" d'horloge entre les passages des pare-chocs, donc un temps de pasage plus court, car son temps propre s'écoule plus lentement. La vitesse de la voiture étant fixée et connue, Gromit en déduit la longueur du véhicule et trouve qu'elle est plus courte que sa longueur au repos, mesurée par Wallace. On parle de contraction des longueurs

(…)

Considérons un objet en mouvement à la vitesse ve par rapport à un observateur. Sa longueur au repos est celle qui est mesurée dans son référentiel, c'est-à-dire R2

(…)

d'où

(…)

et finalement

L1 = L2 rac[1-(Ve)²/c²] < L1

La longueur mesurée par l'observateur immobile est plus courte que celle au repos.

Une fois de plus, aux vitesses de vie courante, cet effet n'est pas perceptible. Cependant à 98% de la vitesse de la lumière, les objets sont 80% plus courts qu'au repos .

( http://florenaud.free.fr/Contraction.php )

… je vous laisse compléter les blancs dont les termes mathématiques ne peuvent être transcrits en copier-coller, vous reporter au texte original (http://florenaud.free.fr/Contraction.php )

La conclusion tirée est donc la suivante :

« L1 = L2 rac[1-(Ve)²/c²] < L1

La longueur mesurée par l'observateur immobile est plus courte que celle au repos.

Une fois de plus, aux vitesses de vie courante, cet effet n'est pas perceptible. Cependant à 98% de la vitesse de la lumière, les objets sont 80% plus courts qu'au repos. »

Pas la peine de sortir de la cuisse de Jupiter pour comprendre sans avoir rien appris au préalable que la morale ultime de cette histoire en ces mots formulée : « à 98% de la vitesse de la lumière, les objets sont 80% plus courts qu'au repos », n'est pas établie.

Ou alors il faudra qu’on nous explique en quoi la mesure d’un temps, d’une distance à moins que ce ne soit d’une vitesse a jamais été en mesure d’affecter quelque durée ou distance que ce soit

[Amanuensis]

Force est-on d’admettre que 1612 ans après Aurelius Augustinus vers les 400, il est toujours aussi difficile de définir ce qu’est « le temps », si toutefois « le temps » il y a !

Disons qu'il y a un certain nombre de personnes qui refusent de voir les progrès faits entre-temps, la vision de St Augustin (et autres auteurs de l'époque) étant celle correspondant à leurs "intimes convictions", seule aune à laquelle ils/elles acceptent de considérer l'Univers.

C'est toujours mieux que ceux qui tirent leur convictions en biologie d'un texte encore plus ancien...

[rik 2]

Et pour me répéter, il y a deux "temps des physiciens". Dans l'expression dtau² = dt²-dx²/c², il y a tau et il y a t.

Quel est le bon?

[Amanuensis]

Quel est le bon?

En physique ? Les deux ; deux concepts distincts.

Pour le temps des philosophes ? J'ai répondu, pour moi la meilleur identification c'est avec le temps propre, tau.

[invite7863222222222]

Annulé........

[fridirick]

? Désolé, mais je ne vois toujours pas.

Selon ma manière de voir, le relativisme et le solipsisme sont très éloignés. Des expressions usuelles comme "demain" sont relatives, mais n'évoquent pas le solipsisme. L'idée de temps propre est une idée relative, comme "demain", et le texte en question n'évoque rien de plus proche du solipsisme.

Différence de terminologie ?

je dois mal comprendre le texte dans ce cas. Mais j'ai du mal à penser le temps et l'espace comme une substance divisée en elle meme dans un monde commun à lui meme.

[rik 2]

En physique ? Les deux ; deux concepts distincts.

Le temps tau est le même au sein d'un même repère alors que le temps t est fonction des coordonnées, or d'après les postulats de la RR le temps -le bon temps, le vrai temps- est identique dans un repère -tout au moins dans un repère "inertiel" où l'on peut synchroniser les horloges- donc le temps du physicien serait le temps tau. N'est-il pas?

[Amanuensis]

Le temps tau est le même au sein d'un même repère

Non, le temps propre (un temps propre) est propre à une trajectoire, à une horloge. Il n'est défini, il n'a de sens, que sur des lignes de l'espace-temps (sur certaines lignes, qui plus est).

alors que le temps t est fonction des coordonnées

Non, le temps t est une coordonnée, directement. Pas une "fonction des". Son rôle, sa nature, sa fonction, est d'être une coordonnée étendue à tout l'espace-temps (ou au minimum à un ouvert de l'espace-temps).

, or d'après les postulats de la RR le temps [...] est identique dans un repère -tout au moins dans un repère "inertiel" où l'on peut synchroniser les horloges-

Pas que je sache. Pas de tel "postulat". La RR est l'étude de l'espace-temps de Minkowski, et est usuellement présentée avec un système de coordonnée "inertiel", respectant la structure affine des trajectoires inertielles. Le temps "t" qui y apparaît comme coordonnée est un temps-coordonnée.

Il y a d'autres choix possibles, avec d'autres "t", d'autres temps-coordonnées. Et même des systèmes de coordonnées sans temps.

"bon temps", "vrai temps", sont des expressions que je vous laisse, je ne sais pas ce qu'elles signifient, et n'apparaissent pas correspondre à un quelconque besoin pour comprendre la physique moderne.

donc le temps du physicien serait le temps tau. N'est-il pas?

Non, il y a plusieurs "temps des physiciens".

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Pas besoin de toute cette basse rhétorique consistant à reformuler de travers. Cela ne changera pas ce que raconte la physique moderne.

[invite3741b1f2]

Il me semble qu'il y a trois étages dans le processus de connaissance :

1) Le phénomène lui-même "tel qu'en lui-même enfin l'éternité le change", si on peut dire.

2) La mesure du phénomène, au sens large i.e en gros le fait de devoir le faire rentrer dans les catégories de l'entendement humain (logique, outils, instruments de mesure et mesure proprement dite etc.).

3) L' i n t e r p r é t a t i o n de la mesure.

Le troisième étage souvent pose problème. S'y s'égarent aisément les vulgarisateurs les perroquets répètant machinalement ce que bêtement on leur a appris. Encore une fois il n'y a pas lieu de s'étonner que la théorie relativiste prédise les résultats des mesures puisque selon l'aveu d'Einstein lui-même elle a été conçue à cette fin !

En tout cas c’est la relativité de la simultanéité qui est au cœur du dispositif :

Il faut souligner que les contractions, dans le sens du mouvement, non seulement ne sont pas réelles mais elles sont réciproques et pour la fusée c'est la Terre qui est contractée, ce qui serait contradictoire si la simultanéité n'était pas elle-même relative au point de vue, à la vitesse relative!

http://jeanzin.fr/ecorevo/sciences/relativi.htm

... sans elle force serait-on d’admettre que vue d’une fusée rapide la terre elle-même au moins dans la direction du mouvement, se contracterait alors que de toute évidence ce n’est pas le cas ouf sauvés !

Bienheureuse « relativité de la simultanéité » capable de sauver quelques phénomènes !

[rik 2]

Non, le temps propre (un temps propre) est propre à une trajectoire, à une horloge.

Qu'est-ce qu'un référentiel dans ce cas?

[invite3741b1f2]

Cet article pêché au hasard sur la toile sans aucun doute peu aider à la compréhension des choses, l’auteur là encore s’y étant égaré dans des conclusions ontologiques foireuses :

http://profs.cmaisonneuve.qc.ca/svez...Chap%204.3.pdf :

La contraction des longueurs s’effectue seulement dans le sens des vitesses relatives, car
une contraction dans le sens perpendiculaire des vitesses relatives introduirait des
paradoxes (contradiction sur l’explication d’un événement).
Voici un exemple simple qui introduirait un paradoxe s’il existait une contraction des
longueurs perpendiculaires à la vitesse relative :

Situation : Un boulet de rayon R s’approche d’une plaque ayant une ouverture circulaire
de rayon R avec une vitesse relative v c / 2.
Dans le référentiel de la plaque :
_ Le boulet s’approche de la plaque avec une vitesse relative v c / 2 .
_ Il y a contraction des longueurs parallèles et perpendiculaires à la
vitesse relative.
_ Le boulet rétrécie.
_ La conclusion de l’événement : le boulet passe dans l’ouverture.
Dans le référentiel du boulet :
_ La plaque s’approche du boulet avec une vitesse relative v c / 2 .
_ Il y a contraction des longueurs parallèles et perpendiculaire à la
vitesse relative.
_ La plaque rétrécie ce qui provoque une diminution de l’ouverture.
_ La conclusion de l’événement : le boulet ne passe pas dans
l’ouverture.
Puisqu’il y a contradiction (LOGIQUE) entre les conclusions effectuées par deux observateurs situés
dans deux référentiels différents, cela prouve qu’il ne peut pas y avoir de contraction
des longueurs dans le sens perpendiculaire de la vitesse relative.
Voici le comportement du boulet dans le référentiel de la plaque :

Il est aisé de comprendre que cette « explication » par la logique vaut pour n’importe quelle sphère par exemple la terre par ailleurs tournant sur elle-même.

La vitesse de la lumière est souvent approchée par les astres ou les amas d’astres (galaxies etc.) partout dans l’immensité du cosmos, ainsi il est évident pour tout le monde que dans une direction particulière le fait qu’un astre s’éloigne ou se rapproche de la terre à une vitesse proche de c n’induit en rien la contraction de la terre.

Le point de vue d’un observateur lambda situé sur un astre ou amas d’astres filant à une vitesse proche de c par rapport à la terre n’a évidemment pas d’impact concret de contraction des longueurs sur la terre !

La Relativité n’a jamais prétendu aux conclusions ontologiques que des commentateurs épris de romantisme ont toujours voulu en tirer. Cette théorie physique n’affecte pas l’objet mais sa mesure, contrairement à ce que des commentateurs épris de romantisme n’ont jamais cessé de croire.

L’interprétation d’une mesure étant en soi l’interprétation d’une interprétation puisqu’il va de soi qu’une mesure est déjà en soi une interprétation

[Amanuensis]

Qu'est-ce qu'un référentiel dans ce cas?

La question préalable est "qu'est-ce qu'un référentiel ?" Faudrait une définition commune de ce terme avant d'essayer de comprendre le "dans ce cas".

Perso, j'évite de plus en plus de parler de référentiel. La notion de système de coordonnées est plus claire, et plus près du cœur des difficultés.

[rik 2]

La question préalable est "qu'est-ce qu'un référentiel ?"

"En physique, un référentiel est un système de coordonnées de l'espace-temps lié à un observateur (réel ou imaginaire), c'est-à-dire immobile par rapport à lui, composé de trois coordonnées d'espace et d'une coordonnée de temps" (wiki); c'est moi qui souligne.
Je me demande par quel miracle on peut, dans dans les prémices d'une théorie, avoir un temps uniforme dans un "système de coordonnées" et se retrouver en conclusion avec deux sortes de temps dont un qui serait fonction des coordonnées.