Dilatation du temps - juste une illusion

[Infra_Red]

Re,

pour reprendre l'expérience avec l'avion, Deedee nous dit que le temps propre est un invariant : OK, c'est l'idée que j'en avais.

dans ces cas là, pourquoi on constate un retard de l'horloge embarquée par rapport à la fixe ?

les horloges ont toutes les 2 mesurées leur temps propre, donc elles battent la même fréquence

à moins qu'à cause de la contraction des longueurs, l'avion a parcouru une distance moindre, l'horloge a battu moins longtemps, d'où le retard....
(l'expérience des muons montrent bien que la contraction des distances n'est pas une illusion)
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[invite24327a4e]

Bonjour,
J'ai l'impression que ceux qui osent dire que la différence de temps dans le paradoxe des jumeaux de Langevin est une "illusion" n'ont strictement rien compris à la mécanique classique et relativiste.

En mécanique newtonienne et relativiste, il y a deux types d'observateurs. Les observateurs inertiels (qui ne sont pas accélérés par définition) et les autres.
La situation entre deux observateurs inertiels est toujours symétrique en mécanique classique et relativiste. Toutefois, la différence est fondamentale entre un observateur inertiel et non inertiel. Le fait d'accélérer n'est pas relatif, ce qui a pour conséquence qu'un observateur non inertiel n'est pas en sitution symétrique avec un observateur inertiel.

En relativité restreinte, le temps s'écoulera toujours moins vite pour un observateur accéléré que pour n'importe quel autre observateur inertiel. Autrement-dit, vu d'un référentiel inertiel quelconque, un observateur accéléré paraitra toujours plus "jeune". La situation entre un observateur accéléré et inertiel n'est donc plus du tout symétrique comme entre deux observateurs inertiels.

Si tu as compris ça infra_red, tu comprendras aisément que le temps qui s'écoule à la surface de la terre s'écoule plus lentement qu'en altitude car l'accélération subit à la surface de la terre est plus intense qu'en altitude (je rappelle qu'en R.G. les ref localement inertiels sont ceux qui "tombent").

En bref, le fait d'accélérer (qui n'est pas quelque chose de relatif) "brise" la symétrie qui existe entre référentiels inertiels.

[mariposa]

Bonjour,
J'ai l'impression que ceux qui osent dire que la différence de temps dans le paradoxe des jumeaux de Langevin est une "illusion" n'ont strictement rien compris à la mécanique classique et relativiste.

c'est sûr le paradoxe des jumeaux n'est pas une illusion puisqu'il s'agit d'un fait avéré. Ce qu'il y a derrière le paradoxe des jumeaux c'est la conception même du GPS.

En mécanique newtonienne et relativiste, il y a deux types d'observateurs. Les observateurs inertiels (qui ne sont pas accélérés par définition) et les autres.
La situation entre deux observateurs inertiels est toujours symétrique en mécanique classique et relativiste. Toutefois, la différence est fondamentale entre un observateur inertiel et non inertiel. Le fait d'accélérer n'est pas relatif, ce qui a pour conséquence qu'un observateur non inertiel n'est pas en sitution symétrique avec un observateur inertiel.

En relativité restreinte, le temps s'écoulera toujours moins vite pour un observateur accéléré que pour n'importe quel autre observateur inertiel. Autrement-dit, vu d'un référentiel inertiel quelconque, un observateur accéléré paraitra toujours plus "jeune". La situation entre un observateur accéléré et inertiel n'est donc plus du tout symétrique comme entre deux observateurs inertiels.

Si tu as compris ça infra_red, tu comprendras aisément que le temps qui s'écoule à la surface de la terre s'écoule plus lentement qu'en altitude car l'accélération subit à la surface de la terre est plus intense qu'en altitude (je rappelle qu'en R.G. les ref localement inertiels sont ceux qui "tombent").

En bref, le fait d'accélérer (qui n'est pas quelque chose de relatif) "brise" la symétrie qui existe entre référentiels inertiels.

par contre le paradoxe des jumeaux n' a strictement rien à voir avec une quelconque notion d'accélération (pour la 251iéme fois).


Le temps écoulé par un voyageur, cad le temps propre c'est la longueur de sa trajectoire d'univers entre l'événement départ et l'événement arrivé.

Si il y a 10 voyageurs, chacun aura un temps propres attachée à la longueur de sa ligne d'univers.

Cette longueur de ligne d'univers est une fonctionnelle unique du carré de la vitesse v2(t) relativement au repère terrestre qui est facile à calculer.

En particulier un voyageur qui voyage a vitesse très faible en changeant brusquement de direction tous les ms, cad en accélération violente et permanente aura un temps propre pratiquement égal à celui du jumeau sédentaire

[invite499b16d5]

par contre le paradoxe des jumeaux n' a strictement rien à voir avec une quelconque notion d'accélération (pour la 251iéme fois).

Et c'est d'ailleurs la seule chose que je suis à peu près sûr d'avoir compris dans cette ténébreuse affaire. Pour moi ça a toujours été clair. Ce qui ne l'est pas, ce sont les conséquences!

[invite24327a4e]

Sans accélération, on aurait une situation symétrique mariposa. Ce que tu dis est une conséquence de l'accélération (il suffit de tracer la trajectoire d'un voyageur uniformément accéléré sur un diagramme de minkowski pour s'en convaincre).

[Infra_Red]

Si tu as compris ça infra_red, tu comprendras aisément que le temps qui s'écoule à la surface de la terre s'écoule plus lentement qu'en altitude car l'accélération subit à la surface de la terre est plus intense qu'en altitude (je rappelle qu'en R.G. les ref localement inertiels sont ceux qui "tombent").

En bref, le fait d'accélérer (qui n'est pas quelque chose de relatif) "brise" la symétrie qui existe entre référentiels inertiels.

oui j'ai compris tout ce que tu racontes.

ma question initiale était par quel "mécanisme" une horloge mobile peut ralentir ?

mon intuition m'a convaincu que la dilatation temporelle n'était qu'une "illusion" (mauvais terme je l'avoue), intuition que Deedee a confirmé : le temps propre est un invariant relativiste.

Ok
alors comment 2 horloges, synchrones dans un 1er temps, deviennent asynchrones après le voyage de l'une d'elle par avion quand on les compare dans le même référentiel (Terre) ?
une horloge atomique fonctionne sur la désintégration d'un échantillon de césium.
ça veut dire quoi ? que le césium se désintègre moins vite à une vitesse élevée ?

non !! alors comment expliquez-vous ce retard ??

PS : je veux bien croire de n'avoir pas tout compris en relativité, surtout la terminologie. De même que l'expérience de l'avion, ça se trouve je me plante totalement sur le mode opératoire...

[mariposa]

ma question initiale était par quel "mécanisme" une horloge mobile peut ralentir ?

Elle ne ralentit pas, elles fonctionnent toutes au même rythme.

mon intuition m'a convaincu que la dilatation temporelle n'était qu'une "illusion" (mauvais terme je l'avoue), intuition que Deedee a confirmé : le temps propre est un invariant relativiste.

Ce n'est pas une illusion. C'est une réalité

Ok
alors comment 2 horloges, synchrones dans un 1er temps, deviennent asynchrones après le voyage de l'une d'elle par avion quand on les compare dans le même référentiel (Terre) ?

Parce que une horloges mesure La durée qui sépare 2 evenements Une durée c'est la longueur d'une ligne d'univers dans l'espace-temps.

une horloge atomique fonctionne sur la désintégration d'un échantillon de césium.
ça veut dire quoi ? que le césium se désintègre moins vite à une vitesse élevée ?

Toutes les horloges fonctionnent de la même façon et obéissent aux lois impitoyables de la MQ.

non !! alors comment expliquez-vous ce retard ??

Voir les explications ci-dessus.

[invite499b16d5]

Tout ce que vient de dire Mariposa est exact. En revanche, l'explication de Spinfoam par l'accélération est plus sujette à débat(s), ce qu'on évitera peut-être de refaire ici.
Comment on explique ça?
Eh bien, c'est justement parce que ça heurte tellement le bon sens que la Relativité fait tant débat, plus d'un siècle après!
Il n'y a pas à tortiller, aucune horloge ne ralentit, et pourtant au retour elles n'indiquent plus le même temps: c'est comme ça.
Maintenant, que l'on puisse se demander comment ce prodige s'explique et quelles implications il soulève, ça ça me paraît légitime et même souhaitable.

[invite6754323456711]

En bref, le fait d'accélérer (qui n'est pas quelque chose de relatif) "brise" la symétrie qui existe entre référentiels inertiels.

Je m'étais aussi posé la question de pourquoi nous retrouvons nous dans une situation dans laquelle nous avons une différence absolu des distances spatio-temporelle.

La réponse la plus objective, a mon sens, que j'ai eu est celle de Rincevent.

http://forums.futura-sciences.com/as...ml#post2928605
http://forums.futura-sciences.com/as...ml#post2940117

Il y a un autre problème qui apporte des éléments de réponse :

L'effet Sagnac est seulement intéressant pour illustrer (à titre de métaphore) comment on peut appréhender intuitivement les effets relativistes quand l'un des référentiels inertiels est supposé (pour une raison ou une autre) jouer un rôle privilégié (brisant ainsi l'invariance des lois de la physique par changement de référentiel inertiel et brisant aussi la symétrie de point de vue qui en découle).

http://forums.futura-sciences.com/ph...ml#post2945917
http://forums.futura-sciences.com/ph...ml#post2946671

Patrick

[Infra_Red]

bon, j'ai fait un diagramme de Minkowski.



on a deux événements A et B correspondant aux controles des horloges en début et fin d'expérience. (remarquez que l'horloge mobile ne revient pas vers la fixe et est immobile dans son référentiel R').

à un moment, on stoppe l'expérience (on a un moyen pour controler les horloges à distance ), on lit 6s pour la mobile et 5.8s pour la fixe ???
on aurait dû obtenir l'inverse : l'horloge mobile aurait due être inférieur à la fixe...?

[invite499b16d5]

On peut concevoir une expérience Langevin modifiée.
Le jumeau F part en fusée à grande vitesse (phase d'accéleration courte par rapport au voyage, grandeur de l'accélération au choix).
Arrivé fort loin (un an de voyage), il ralentit dans les mêmes conditions et s'arrête.
Le jumeau T quitte la Terre 10 ans plus tard (quand il estime que F a annulé sa vitesse par rapport à la Terre [1]), à bord d'une chaloupe spatiale à rames, qui ne vas vraiment pas vite. Il met 10 ans à rejoindre son frère, c-à-d qu'il rame. Par rapport au référentiel terrestre, son horloge ne change presque pas. Quand les deux se retrouvent, en comptant à partir du début de l'expérience, l'horloge de T indique 20 ans, alors que celle de F doit indiquer 11 ans (1 an de voyage, plus 10 ans à attendre son frère, très sagement et inertiellement).
On peut considérer les accélérations de T comme négligeables, et celles de F, on l'a dit, peuvent être absolument quelconques.
Ce cas semble un peu plus simple parce qu'il n'y a pas de demi-tour.
Que dit Minkowski de ça?

[1] pour plus de sureté, F pourrait envoyer un signal lumineux à T quand il a fini de décélérer. Le temps de trajet du rayon serait alors évidemment identique pour les deux, et s'annule donc. Ou bien on peut utiliser l'annulation de l'effet Dopler.

[invite499b16d5]

Autre variante qui devrait produire les mêmes résultats: c'est bien F qui revient, mais à la rame (et dans la soupe cosmique, on ne va pas très vite)

[chaverondier]

Ce que tu dis est une conséquence de l'accélération. Sans accélération, on aurait une situation symétrique mariposa.

Ca dépend dans quel espace-temps on se place. Cette règle n'est pas respectée, notamment, dans l'espace-temps statique hypertorique, pourtant vide et plat (espace-temps à topologie un peu fantaisiste mais rentrant dans le cadre mathématique des variétés pseudo-riemaniennes propres à la Relativité Générale).

Dans un tel espace-temps, c'est le jumeau voyageur (pourtant en mouvement inertiel) qui vieillit plus lentement que son jumeau immobile. La topologie de la partie spatiale de cet espace-temps fait émerger un référentiel inertiel immobile et des effets relativistes non réciproques similaires à ceux observés dans un référentiel tournant.

Bien sûr, malgré l'absence d'accélération, on sort du domaine d'application de la Relativité Restreinte pour rentrer dans celui de la Relativité Générale. Il n'y a donc aucune raison de s'émouvoir du fait que, dans cet espace-temps :

1. les "règles matérielles" ("très fines" pour que leur masse soit négligeable, sinon cet espace-temps devient courbe) en mouvement soient vraiment plus courtes que ces mêmes règles immobiles. Cet effet ressemble beaucoup à la contraction de LORENTZ de règles matérielles au repos dans un référentiel tournant, à condition, bien sûr, de maintenir ces règles dans un état de contrainte nulle par un système de forces appliquées approprié (métrique spatiale de courbure négative du référentiel tournant)
2. les horloges en mouvement tournent au ralenti. Cet effet ressemble beaucoup à la dilatation temporelle de LORENTZ d'une horloge au repos dans un référentiel tournant
3. la lumière se déplace, pour un observateur en mouvement, plus vite vers l'arrière que vers l'avant. Cet effet ressemble beaucoup à l'effet Sagnac mais il se produit (lui aussi) sans qu'il y ait besoin d'accélération.

Ces résultats rappellent la différence essentielle (et parfois oubliée) entre :

• invariance globale de Lorentz propre à la Relativité Restreinte et absence d'un référentiel privilégié unique dans l'espace-temps de Minkowski plat, statique et à topologie triviale
• invariance locale de Lorentz propre à la Relativité Généralisée et existence possible d'un référentiel privilégié dans de nombreuses variétés pseudo-riemaniennes.

[invite24327a4e]

chaverondier: autrement-dit c'est l'existence d'une classe de référentiel privilégié qui brise la symétrie de Lorentz (globale)? Les référentiels privilégiés dans l'espace de Minkowski étant les inertiels (car la lumière s'y déplace toujours à vitesse constante).

[invite6754323456711]

invariance locale de Lorentz propre à la Relativité Généralisée et existence possible d'un référentiel privilégié dans de nombreuses variétés pseudo-riemaniennes.

Ce référentiel privilégié constitue me semble t'il une géodésique - au sens de courbe auto-parallèle - non ?

Patrick

[invite499b16d5]

Il est vrai que l'accélération, à part dans l'hypertore de Chaverondier, est requise en tant que moyen pratique pour donner une vitesse au voyageur. Mais son rôle se limite là. Ce n'est pas elle qui est responsable du décalage (la formule de celui-ci le montre clairement).
Avec rigoureusement les mêmes accélérations, selon que le voyage inertiel de F dure 1 an ou mille ans, il va durer 10 ans ou 10000 ans pour T, ce qui donne un décalage de 9 ans ou de 9000 ans. Il serait pour le moins étrange que l' "efficacité" de notre machine à aller dans le future se multiple toute seule, cela en ne faisant rien d'autre que d'être patient!
Donc, puisqu'il y a une dissymétrie à la fin, il faut en chercher la cause ailleurs. Et il y a de fortes chances qu'elle réside dans une vitesse "absolue" par rapport à l'éther comobile.
Or, ceci pourrait être testé par l'expérience: la Terre se déplace à 360 km/s dans le comobile. En envoyant une sonde dans la direction opposée, jusqu'à ce qu'elle atteigne 360 km/s dans l'autre sens (annulant ainsi sa vitesse dans le comobile), on devrait observer (toutes corrections effectuées) la situation de Langevin à l'envers, dans laquelle notre sonde vieillirait plus vite que nous.

[invite499b16d5]

(suite de #46)
Je suis bien conscient que si tel est le cas, cela implique que les formules de Lorentz ne sont plus qu'une approximation dans le cas où l'observateur est immobile (ou lent) par rapport au comobile, ce qui toujours notre cas. Il en découlerait forcément une autre appréciation de la vitesse de la lumière pour un observateur rapide par rapport au comobile.

[mariposa]

Bonjour à tous

Voici une explication expéditive des voyageurs de Langevin

Soient 100 voyageurs de Langevin qui vont partir dans l'espace avec chacun une montre universelle dont il existe un modèle qui reste su Terre.

Les voyageurs partent tous à t= 0 en synchronisant leurs horloges mutuelles ainsi que celle qui restent sur Terre.

On appelera T l'heure indiquée par la montre terrestre lorsque tous les jumeaux reviennent sur Terre.

Quelle sera l'heure indiquée Tau (a) par chaque montre A de chaque voyageur voyageur A lorque la montre terrestre indiquera T.

On démontre en 2 lignes:

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Tau (a) = Intégrale de 0 à T de:

Racine [ 1 - V2(a,t)/c2].dt
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

où V2 (a,t) est le carré de la vitesse de voyageur a par rapport au repère terrestre à l'instant t indiquée par l'horloge terrestre.

Les temps Tau(a) sont les temps propres indiqués par les voyageurs de Langevin qui sont tout simplement la longeurs des lignes d'univers entre l'évenement départ et l'évenement arrivé.

On note que si on reste sur Terre alors V = 0 et le temps propre du voyageur sédentaire est le plus long que l'on puisse trouver.

A contrario les voyageurs de Langevin qui se baladent à grande vitesse dans l'espace sont ceux qui reviendront plus jeune.

On constate que l'accélération n'a rien à voir avec le problème, pas plus qu'une dyssymétrie.

Toutes les horloges fonctionnent au même rythme et donc cela n'a rien à voir avec un ralentissement des horloges.


La notion de repère inertiel n'a rien à voir non plus avec le problème. On prend comme repère inertiel la Terre car c'est en utilisant un repère inertiel que le calcul est le plus facile. En prenant un repère quelconque (donc accéléré) il faudrait modifié la formule ci-dessus mais le résultat serait identique car la longeur d'une courbe est une notion intrinsèque, elle ne dépend pas de la reprsentation de cette courbe.

En résumé le problème des voyageurs de Langevin n'a rien à voir avec:

1- L'accélération.
2- La dissymétrie.
3- Le rytme des horloges.
4- Les repères inertiels.

Il ne s'agit pas non plus d'une illusion.

L'origine de cette situation paradoxale (contraire au bon sens) tient au fait qu'en RR la physique s'exprime dans un espace à 4 dimensions (dit pseudo-euclidien) où le temps mesuré par une horloge n'est qu 'une composante d'un vecteur parmi quatre. En tant que composante elle dépend donc du repère.

Seul le repère attaché à un objet donne un temps invariant que l'on appelle temps propre puique les 3 autres composantes (spatiales) sont nulles (le vecteur se confont avec son unique composante).

[invité576543]

On démontre en 2 lignes:
(...)
la vitesse de voyageur a par rapport au repère terrestre
(...)
On note que si on reste sur Terre alors V = 0 et le temps propre du voyageur sédentaire est le plus long que l'on puisse trouver.

La dernière phrase, implication correcte de la démo, montre immédiatement que la démo est fausse, parce qu'il est facile de trouver un voyageur dont le temps propre est plus long dans les conditions indiquées.

Indice :

En résumé le problème des voyageurs de Langevin n'a rien à voir avec:
(...)
4- Les repères inertiels.

[Infra_Red]

personne pour contester mon diagramme ??
vous arrivez à le lire ou pas ?

[mariposa]

La dernière phrase, implication correcte de la démo, montre immédiatement que la démo est fausse, parce qu'il est facile de trouver un voyageur dont le temps propre est plus long dans les conditions indiquées.

Indice :

bonjour,

Je ne suis pas sûr de comprendre ta remarque.

Donc, au cas où, je précise une petite chose:

Par 2 points évenements A et B il passe une infinité de courbes. Il existe une courbe unique particulière qui est la ligne droite et dont le temps propre est le plus grand (au sens de la métrique de Minskovski).

Donc tous les temps propres sont bien plus courts que la ligne droite.

Remarque: Même un voyageur qui reste sur Terre et qui visite les continents pour son propre plaisir freine son viellissement. Donc non seulement les voyages forment la jeunesse mais ralentissent le viellissement.

Il est vrai que c'est un procédé tout aussi inefficace que les poudres de PerlinPinPin trouvées dans les grandes surfaces.

[mariposa]

personne pour contester mon diagramme ??
vous arrivez à le lire ou pas ?

Pour moi il est en attente de validation.

[invité576543]

Je ne suis pas sûr de comprendre ta remarque.

Il me semblait qu'elle était claire, tout est littéral.

Donc tous les temps propres sont bien plus courts que la ligne droite.

Certes, mais c'est quoi une "ligne droite" ?

[mariposa]

Certes, mais c'est quoi une "ligne droite" ?

??????

Celle-qui minimise ou maximise la distance entre 2 points.

Où veux-tu en venir?

[invité576543]

??????

Celle-qui minimise ou maximise la distance entre 2 points.

Quelle distance?

Plus précisément, quelle distance pour l'utilisation du terme "ligne droite" dans :

Donc tous les temps propres sont bien plus courts que la ligne droite.

La pseudo-métrique?

Alors comment cela s'applique-t-il à la démonstration dans http://forums.futura-sciences.com/ph...ml#post2974137 ?

[invité576543]

Je vais essayer d'être plus clair.

Soit A et B deux événements se produisant sur le parvis de Notre-Dame, c'est à dire au même endroit dans le référentiel terrestre, à des instants différents.

Le temps propre étant par définition la distance selon la pseudo-métrique, et la ligne droite étant la ligne qui maximise la distance (le temps propre) entre A et B, quelle est la ligne droite entre A et B?

[Deedee81]

Salut,

Or, ceci pourrait être testé par l'expérience: la Terre se déplace à 360 km/s dans le comobile. En envoyant une sonde dans la direction opposée, jusqu'à ce qu'elle atteigne 360 km/s dans l'autre sens (annulant ainsi sa vitesse dans le comobile), on devrait observer (toutes corrections effectuées) la situation de Langevin à l'envers, dans laquelle notre sonde vieillirait plus vite que nous.

Si cela était vrai, pas besoin d'atteindre cette vitesse. on observerait déjà des modifications dans les résultats à des vitesses intermédiaires. Or on envoie des sondes à des vitesses très élevées, vers l'extérieur ou l'intérieur du système solaire (avec des vitesses de quelque % à une dizaine de % de la vitesse indiquée). Et ces sondes échangent des signaux avec nous et sont équipées d'horloges de haute précision (et il y a aussi la mesure Doppler qui inclut le Doppler classique et la dilatation du temps). Si un tel effet existait on l'aurait déjà remarqué.

Donc, le "il y a de fortes chances" est expérimentalement faux

[invité576543]

Le temps propre étant par définition la distance selon la pseudo-métrique

pour les segment de genre temps, aurais-je dû préciser...

[invité576543]

Donc, le "il y a de fortes chances" est expérimentalement faux

Selon quelle source?

[invité576543]

la Terre se déplace à 360 km/s dans le comobile.

Ceci est incorrect, déjà.