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Relativité, Relativité Restreinte et théorie des jumeaux.

  1. Styx13

    Date d'inscription
    octobre 2005
    Messages
    2

    Relativité, Relativité Restreinte et théorie des jumeaux.

    Bonjour à tous !

    Avant tout, je tiens à signaler que je n'ai pas de connaissances particulières en physique (j'ai un BAC S puis j'ai suivit des études d'informatiques...) mais je m'interesse à certaine théorie et phénomène, malheuresement je n'arrive pas bien les comprendre, et je suis souvent pas daccord avec.
    Je suis tombé récemment sur un site qui explique (je devrais dire "vulgarise") la relativité et la relativité restreinte : http://www.e-scio.net/relativite/
    Sur ce site il y a des exemples pour démontrer les théorie exposées et je ne suis pas daccord avec (ou je ne les comprend pas) c'est pourquoi j'aimerai des explications supplémentaires si possible

    1 ) Le 1er exemple qui me chiffone se trouve ici : http://www.e-scio.net/relativite/relat.php3
    Il explique que le temps n'est pas le meme pour tout le monde et donc qu'il n'est pas absolu.
    Cependant l'exemple donné ne me convaint pas dutout.
    Pour ceux qui auront regardé l'exemple, je ne suis pas daccord lorsqu'il dit : "Vous avez vu exactement la même chose que votre grand-mère, mais vous n'avez pas vu la même longueur de trajet. Pour votre grand-mère, la lumière a simplement parcouru la distance qui la séparait de l'obstacle. Pour vous par contre, elle a parcouru plus que ça, puisque l'obstacle, placé sur un tapis roulant, a avancé entre le moment où la lumière est sortie du laser, et le moment où elle a touché l'obstacle." (sans compter que je trouve le dessin faux puisque l'obstacle et la grand mere sont sur le meme tapis roulant et dans le 2eme dessin il montre seulement l'obstacle qui avant et pas la grand mere).
    Si quelqu'un a une explication je suis prenneur

    2) Le 2eme exemple genant pour moi est celui du paradoxe des jumeaux : http://www.e-scio.net/relativite/jumeaux.php3
    Pour l'histoire du frere resté sur terre qui voit sont frere dans la fusée faire des mouvement lent durant l'allé et le retour, je pense pouvoir comprendre (mais si vous avez des explication encore une fois je suis prenneur).
    En revanche, je ne comprend pas pourquoi il aurait vieilli plus ??

    3) j'aurai plein d'autre question encore qui me perturbes mais bon résourdre déja celles ci serait déja tres bien !

    Merci d'avoir lu ce si long message surement pas tres bien expliqué et plein de fautes d'orthographes !
    Et merci pour vos futures réponses (j'espere )

    -----

     


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  2. Rincevent

    Date d'inscription
    octobre 2003
    Localisation
    Europe
    Messages
    9 563

    Re : Relativité, Relativité Restreinte et théorie des jumeaux.

    salut et bienvenu!

    juste une remarque : la prochaine fois, essaie de poster un message au sujet de la physique dans le forum du même nom...

    une autre remarque (personnelle) en bonus : le site dont tu parles est très bien. J'ai pas lu ce qu'il y est écrit au sujet de la relativité, mais tout ce que j'y ai lu m'a paru très clair et précis...

    pour ce qui est de ta deuxième question, je t'encourage à faire une recherche sur le forum : le paradoxe des jumeaux a déjà été abordé de nombreuses fois... et pour le reste, tu devrais avoir des réponses sous peu
     

  3. Quantic star

    Date d'inscription
    mai 2005
    Âge
    28
    Messages
    229

    Re : Relativité, Relativité Restreinte et théorie des jumeaux.

    Salut !!
    Le paradoxe des jumeaux s'explique par la relativité du temps : le temps s'écoule moins vite quand on a une vitesse proche de celle de la lumière. Le temps du jumeau dans le vaisseau s'écoule donc moins vite que le temps du jumeau immobile et le premier viellit donc moins vite !
    Par contre je ne sais pas expliquer cette relativité.... j'attend moi aussi les autres réponses
     

  4. manu_mars

    Date d'inscription
    août 2005
    Messages
    417

    Re : Relativité, Relativité Restreinte et théorie des jumeaux.

    Bsoir
    en fait, d'apres ce que j'ai compris, pris separement, le temps s'ecoule de la meme maniere pour chacun.
    C'est par contre relativement de l'un a l'autre qu'il n'a pas la meme vitesse d'ecoulement...
    Celui qui reste immobile verra l'autre "au ralenti", donc vieillira plus vite, par rapport a celui en deplacement... Mais pour lui meme, il continuera de vieillir a une "vitesse" normale.
    De meme pour celui en deplacement, du reste; il continue de vieillir a une vitesse "normale", voit l'autre au ralenti, mais revient ensuite a son point de depart, et a donc relativement moins vieilli que le premier...
    Finalement, le temps est une question de referentiel: tout ce qui partage le meme referentiel vieillit a la meme "vitesse", mais pas si on observe tous ces corps d'un autre referentiel.
    C'est ce que j'ai compris; si je dis des aneries, j'autodetruirait ce message...

    Manu
    lui: "le vide, ca creuse"
    elle: "A table!"
     

  5. physastro

    Date d'inscription
    février 2005
    Localisation
    Ariège/Toulouse/Bordeaux
    Messages
    1 365

    Re : Relativité, Relativité Restreinte et théorie des jumeaux.

    Il faut savoir que la relativité ne date pas de l'époque d'Eintein mais de bien avant, et plus précisemment de Galilée. La relativité galiléenne implique une quatrième coordonnée qui est le temps t. Cette théorie prédit bien un espace relatif, en revanche elle énonce l'universalité du temps et c'est ici qu'elle va pécher !! Depuis toujours dans les théories les physiciens recherche l'universalité des choses, ça rassure !! D'ailleurs c'est justement ce qui permi à Einstein de publier ses articles avant Poincaré ; il faut savoir qu'en 1904 Poincaré avait déjà trouver les résultats de la RR avec un temps relatif, mais cette dernières caractéristique le troubla et le fit douter quant à sa valadité. Einstein lui ne douta pas, refit tous les calculs et retrouva tous les résultats et eût foi en ce temps relatif et publia en 1905 !!
    Il y a donc une variance pour la coordonnée temporelle à présent.
    Tout n'est qu'une histoire de référentiel en fait, il faut que tu considères le référentiel terrestre pour celui qui est resté sur terre avec une horloge relative à ce référentiel avec un temps propre, et ensuite considérer le réf de la fusée se déplaçant à une vitesse (vitesse d'entraînement) par rapport à l'autre réf, ayant lui aussi son horloge avec un temps propre. Le temps dans chacun des réf correspondant passe "normalement" pour chacun des 2 jumeaux, en revanche le temps qui s'écoule pour celui qui est dans la fusée par rapport à celui qui est sur terre ne s'écoule pas de la même manière car celui-ci est animé d'une vitesse. Sur terre, le jumeau aura compté un temps de trajet égal à T/2 à l'aller et T/2 au retour pour un temps total écoulé de T ; en revanche pour celui dans la fusée il se sera écoulé un temps T/2 à l'aller et au retour pour un temps total de T/ (avec ). Ainsi, lorsqu'il reviendra sur Terre son jumeau aura plus vieilli, c'est ce que l'on appelle la dilatation du temps (le temps est relatif et non universel) !!
     


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  6. Floris

    Date d'inscription
    août 2003
    Localisation
    Nantes (mais vous ne saurez pas très précisément ma quantité de mouvement) :)
    Messages
    2 226

    Re : Relativité, Relativité Restreinte et théorie des jumeaux.

    Citation Envoyé par physastro Voir le message
    Il faut savoir que la relativité ne date pas de l'époque d'Eintein mais de bien avant, et plus précisemment de Galilée. La relativité galiléenne implique une quatrième coordonnée qui est le temps t. Cette théorie prédit bien un espace relatif, en revanche elle énonce l'universalité du temps et c'est ici qu'elle va pécher !! Depuis toujours dans les théories les physiciens recherche l'universalité des choses, ça rassure !!
    Bonjour, tu veux dire qu'en méquanique classique on à bien un espace relatif? je ne comprend pas, pourrai tu m'expliquer d'aventage?

    Merci bien
    Flo
    Seul les imbéciles sont bourrés de certitudes !
     

  7. nikcos

    Date d'inscription
    septembre 2006
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    41
    Messages
    47

    Re : Relativité, Relativité Restreinte et théorie des jumeaux.

    point 1)
    Pour la grand mère le trajet de la lumière lui paraitra plus court puisqu'elle accompagne le mouvement.
    Cet exemple ne peut à lui seul expliquer le caractère relativiste du temps, il faut ajouter le principe d'invariance de la vitesse de la lumière.
    En fait on peut toujours courir après la lumière, on verra toujours la lumière aller à la même vitesse.

    point 2)
    Contrairement à ce qui est écrit, à l'aller chacun des 2 jumeaux verra son frère évoluer au ralenti, et au retour se sera en acceleré (cf :effet doppler relativiste).
    De toute façon le paradoxe des jumeaux est nul, ne sert à rien, n'apprend pas grand chose et je ne vois même pas où est le paradoxe.
    En fait c'est le jumeaux qui subit les accélérations et décélérations qui verra le moins d'heure passer.
    Et sera donc plus jeune que son frère au retour.
     

  8. gatsu

    Date d'inscription
    septembre 2003
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    Lincoln, Angleterre
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    4 689

    Re : Relativité, Relativité Restreinte et théorie des jumeaux.

    Citation Envoyé par nikcos Voir le message
    point 2)
    Contrairement à ce qui est écrit, à l'aller chacun des 2 jumeaux verra son frère évoluer au ralenti, et au retour se sera en acceleré (cf :effet doppler relativiste).
    je vois pas vraiment le rapport avec l'effet doppler relativiste tu peux préciser svp?
    De toute façon le paradoxe des jumeaux est nul, ne sert à rien, n'apprend pas grand chose et je ne vois même pas où est le paradoxe.
    ça c'est pas sympa pour Langevin
    Personnellement je pense tout à fait le contraire sur le problème des jumeaux et je pense qu'on en retire vraiment quelque chose quand on comprend réellement pourquoi ce n'est pas un paradoxe (un peu du genre des problèmes de deep en R.R. ).
     

  9. Caïus

    Date d'inscription
    août 2005
    Messages
    151

    Re : Relativité, Relativité Restreinte et théorie des jumeaux.

    [
    Citation Envoyé par Styx13 Voir le message
    Bonjour à tous !1 ) Le 1er exemple qui me chiffone se trouve ici : http://www.e-scio.net/relativite/relat.php3
    Il explique que le temps n'est pas le meme pour tout le monde et donc qu'il n'est pas absolu.
    Cependant l'exemple donné ne me convaint pas dutout.
    Pour ceux qui auront regardé l'exemple, je ne suis pas daccord lorsqu'il dit : "Vous avez vu exactement la même chose que votre grand-mère, mais vous n'avez pas vu la même longueur de trajet. Pour votre grand-mère, la lumière a simplement parcouru la distance qui la séparait de l'obstacle. Pour vous par contre, elle a parcouru plus que ça, puisque l'obstacle, placé sur un tapis roulant, a avancé entre le moment où la lumière est sortie du laser, et le moment où elle a touché l'obstacle." (sans compter que je trouve le dessin faux puisque l'obstacle et la grand mere sont sur le meme tapis roulant et dans le 2eme dessin il montre seulement l'obstacle qui avant et pas la grand mere).
    Si quelqu'un a une explication je suis prenneur
    L’exemple est bon, mais il est à mon sens mal choisi pour aborder la dilatation du temps car trop compliqué.
    Si tu veux comprendre ce qu’est la dilatation du temps il vaut mieux commencer par un déplacement vertical de la lumière dans le référentiel de la grand-mère.
    Si la grand-mère envoie son signal verticalement, dans son référentiel, la lumière se déplaçant à la vitesse C, elle va parcourir pendant le temps T’, la distance CT’. Or, pendant ce temps là, son référentiel se sera déplacé horizontalement par rapport à toi de la distance VT. La lumière aura donc parcourue pour toi la distance CT qui est égale à l’hypoténuse du triangle rectangle dont la base est VT et la hauteur CT’. Lorsque tu appliques le théorème de Pythagore à ce triangle, tu obtiens T’= T (1-V2/C2)1/2 .
    Ainsi, le temps T’ mesuré par la grand-mère est dilaté par rapport au temps T mesuré par toi.

    Fais un dessin, tu comprendras tout de suite.

    Si la lumière n’est pas envoyée verticalement, tu obtiens le même résultat après simplification en utilisant le théorème de Pythagore pour un triangle quelconque (plat éventuellement dans l’exemple proposé), et en tenant compte de la contraction des longueurs du référentiel de ta grand-mère dans le sens du déplacement. Le calcul est plus long, mais tous les termes supplémentaires s’annulent.

    Toutefois, il faut d’abord pour cela comprendre ce qu’est la contraction des longueurs.

    Si tu as des questions sur ce qui précède, n’hésites pas, car tu ne pourras pas aller plus loin avant d'avoir compris ça.
     

  10. nikcos

    Date d'inscription
    septembre 2006
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    47

    Re : Relativité, Relativité Restreinte et théorie des jumeaux.

    Citation Envoyé par gatsu Voir le message
    je vois pas vraiment le rapport avec l'effet doppler relativiste tu peux préciser svp?
    Bon alors si un jumeau tape des main à une certaine fréquence : , l'autre le verra taper des mains à une autre fréquence.
    Et pour les mêmes raisons chacun verra son frère plus rouge ou plus bleu suivant qu'il se rapproche ou s'éloigne (= plus ou moins basse ou haute fréquence) . C'est l'effet doppler relativiste (cf wikipedia pour l'équation).
     

  11. gatsu

    Date d'inscription
    septembre 2003
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    Lincoln, Angleterre
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    Re : Relativité, Relativité Restreinte et théorie des jumeaux.

    Citation Envoyé par nikcos Voir le message
    Bon alors si un jumeau tape des main à une certaine fréquence : , l'autre le verra taper des mains à une autre fréquence.
    Et pour les mêmes raisons chacun verra son frère plus rouge ou plus bleu suivant qu'il se rapproche ou s'éloigne (= plus ou moins basse ou haute fréquence) . C'est l'effet doppler relativiste (cf wikipedia pour l'équation).
    Ok je vois ce que tu veux dire. Mais physiquement le problème est différent en ce qui concerne les jumeaux. Je pense plutot d'ailleurs que faire intervenir l'effet doppler dans ce problème peut ne pas aider à le comprendre puisqu'il tend à faire comprendre (à mon sens) que la situation est symétrique ce qui n'est pas le cas. En outre la différence fondamentale dans l'expérience des jumeaux est qu'on effectue une différence de temps propre de deux observateurs entre deux point evenements communs de leurs lignes d'univers, sans cette précision le problème n'aurait aucun sens (alors que l'effet Doppler ne necessite pas du tout une telle restriction et vient classiquement d'une transformation de lorentz du quadrivecteur d'onde).
     

  12. Caïus

    Date d'inscription
    août 2005
    Messages
    151

    Re : Relativité, Relativité Restreinte et théorie des jumeaux.

    Citation Envoyé par gatsu Voir le message
    Ok je vois ce que tu veux dire. Mais physiquement le problème est différent en ce qui concerne les jumeaux. Je pense plutot d'ailleurs que faire intervenir l'effet doppler dans ce problème peut ne pas aider à le comprendre puisqu'il tend à faire comprendre (à mon sens) que la situation est symétrique ce qui n'est pas le cas. En outre la différence fondamentale dans l'expérience des jumeaux est qu'on effectue une différence de temps propre de deux observateurs entre deux point evenements communs de leurs lignes d'univers, sans cette précision le problème n'aurait aucun sens (alors que l'effet Doppler ne necessite pas du tout une telle restriction et vient classiquement d'une transformation de lorentz du quadrivecteur d'onde).
    Langevin a élaboré son paradoxe dans le cadre de la théorie de la relativité restreinte, c'est-à-dire à vitesse constante sans accélération et sans demi-tour. Auquel cas, ce que l’on compare n’est pas le temps propre de chacun des deux jumeaux (ils sont trop éloignés l’un de l’autre), mais le temps propre d’un des jumeaux avec le temps répondant aux conditions d’Einstein du référentiel de l’autre (donné par l’équation de Lorentz) et réciproquement. Ce temps donné par les équations de Lorentz est soit le temps lu sur l’horloge du référentiel en mouvement passant à proximité du jumeau qui la compare avec son temps propre, soit le temps propre lu sur l’horloge située à proximité de l’autre jumeau, corrigé du temps mis par la lumière pour aller de l’un à l’autre. Ainsi, si au lieu de deux jumeaux, l’un sur la terre et l’autre en déplacement, on utilise trois jumeaux, c'est-à-dire l’un sur la terre et les deux autres partant à la même vitesse dans deux directions opposées, alors les deux jumeaux voyageurs auront le même temps propre, celui-ci ne dépendant que de la vitesse et non de la direction du voyage, et pourtant, en raison de leur vitesse relative, chacun verra (aura l’impression de voir) l’autre vieillir plus vite que lui. Cette impression sera du au fait que le temps propre est différent du temps donné par les équations de Lorentz pour tout référentiels en mouvement, et qu’aucun des jumeaux ne pourra avoir la certitude que le référentiel de l’autre est en mouvement. Chacun considèrera donc que le temps donné par les équations de Lorentz est le même que le temps propre, c'est-à-dire le temps vécu par l’autre observateur d’où paradoxe, chacun des jumeaux voyageurs ayant l’impression de vieillir moins vite que l’autre, tandis qu’en réalité, ils vieillissent précisément au même rytme. .
     

  13. gatsu

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    Re : Relativité, Relativité Restreinte et théorie des jumeaux.

    Citation Envoyé par Caïus Voir le message
    Langevin a élaboré son paradoxe dans le cadre de la théorie de la relativité restreinte, c'est-à-dire à vitesse constante sans accélération et sans demi-tour.
    Désolé mais tu es le premier à m'affirmer une telle chose! Dans tous les cours que j'ai lu, tous les sites que j'ai visité et tous les profs que j'ai eu, le sujet m'a toujours été présenté ainsi (peut etre à tord). Je veux bien te croire d'un point de vue historique mais j'aimerais bien que tu me passes une référence svp.
    Ensuite le sujet dont nous parlions sur ce fil faisait bel et bien intevenir un aller et un retour pour le voyageur donc de toute façon je participais aux questions posées sur ce sujet et discutais de mon point de vue avec nikcos.
     

  14. Caïus

    Date d'inscription
    août 2005
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    151

    Re : Relativité, Relativité Restreinte et théorie des jumeaux.

    Citation Envoyé par gatsu Voir le message
    Désolé mais tu es le premier à m'affirmer une telle chose! Dans tous les cours que j'ai lu, tous les sites que j'ai visité et tous les profs que j'ai eu, le sujet m'a toujours été présenté ainsi (peut etre à tord). Je veux bien te croire d'un point de vue historique mais j'aimerais bien que tu me passes une référence svp.
    Ensuite le sujet dont nous parlions sur ce fil faisait bel et bien intevenir un aller et un retour pour le voyageur donc de toute façon je participais aux questions posées sur ce sujet et discutais de mon point de vue avec nikcos.
    Tu as raison, Langevin faisait référence à un aller retour, mais en le traitant uniquement dans le cadre de la relativité restreinte, ce qui n'est pas totalement rigoureux car cela fait intervenir des phénomènes n'ayant rien a voir avec la relativité restreinte lors du retournement. Les X positifs deviennent négatif, les horloges qui avancent se mettent à retarder. Aussi, je préfère pour ma part dans un soucis de clarté et de simplicité rester dans le cas d'un aller simple afin de ne tenir compte que des phénomène pouvant être décrit dans le cadre de cette théorie et sans devoir aborder les problèmes liés au retournement. Le point sur lequel je voulais attirer ton attention, c'est que pendant tous le voyage, lorsque l'on aborde la dilatation réciproque du temps des deux observateurs, on ne compare pas les deux temps propres mais le temps propre de chacun des observateurs au temps de Lorentz de l'autre. Dans ce cas là, les observations sont réciproques d'ou le nom de paradoxe (comment peut tu être plus jeune que moi si je suis plus jeune que toi:relativité restreinte), paradoxe observationnel qui disparait lors du retournement.
     

  15. gatsu

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    Re : Relativité, Relativité Restreinte et théorie des jumeaux.

    Citation Envoyé par Caïus Voir le message
    Tu as raison, Langevin faisait référence à un aller retour, mais en le traitant uniquement dans le cadre de la relativité restreinte, ce qui n'est pas totalement rigoureux car cela fait intervenir des phénomènes n'ayant rien a voir avec la relativité restreinte lors du retournement.
    Je suis désolé mais cela dépend ensuite de ce que l'on appelle relativité restreinte. Si la relativité restreinte est une théorie qui permet de traiter un problème dénué (de façon idéale) de gravitation et dans laquelle on connait une forme diagonale simple pour la métrique de l'espace-temps si on se place dans une certaine classe de référentiels (de cartes en fait) que l'on appelle référentiel inertiels, alors on peut traiter sans aucun problème l'aller-retour du jumeau en R.R.
    De toute façon, même si ce n'était pas la définition de l'époque, la R.R n'a jamais empeché de traiter le mouvement de particules accélérées dans un référentiel galiléen (cf. électrodynamique relativiste) et il était donc tout à fait possible, en principe, de calculer le temps propre pour une particule accélérée en passant par . Le temps propre dans ce cas correspondrait à une somme continue d'intervalles de temps propre, mesurés dans l'ensemble des référentiels inertiels comouvants avec la particule accélérée tout au long de son histoire.
     


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