phénomène qu'on ne peut pas sentir... illusion, unicité...

[ilelogique]

Bonjour,
Imaginons que l'on décide de condamner quelqu'un à la peine suivante :
"Trouver la nature de sa peine sans qu'il puisse s'en rendre physiquement compte".
Mon espoir, en fait, aurait été que la seule possibilité connue soit que cette personne soit dans une fusée qui accélère à g m/s² et donc lui donne l'illusion d'être à l'arrêt sur Terre.

En effet s'il est enfermé dans un manège il peut le sentir ; S'il est en mouvement rectiligne uniforme par rapport à la Terre il devrait le sentir aussi non (s'il va suffisamment vite) ; s'il est en chute libre aussi (ou bien dans l'espace, mais ça ne m'intéresse pas dans la mesure ou finalement c'est la réciproque de celle du dessus).

Avez-vous d'autres possibilités svp ?

Ou bien et surtout, quelle condition, selon vous, ajouter à sa peine pour forcer sa déduction à conclure qu'il est dans la fusée ???

En espérant avoir été assez clair, ce dont je ne suis pas sûr...

Je tente de reformuler :
à quelle peine indétectable peut-on condamner quelqu'un de sorte qu'il n'y ait qu'une seule possibilité (par déduction, en procédant par élimination) et que ce soit d'être dans cette fusée d'Einstein ???

Merci,
-----

[invite0e4ceef6]

tu ne devrait pas utiliser le terme de "peine", car géénralement ce genre de truc sont assez "physiquement perceptible"... ça rend l'intitullé un peu parradoxale, comdamner quelqu'un a une peine imperceptible, c'est pas super facile à imaginer comme situation.

en fait ton "comdamné" se trouve-être dans une fusée, et celui-ci doit déduire qu'il se trouve dans cette situtation...

normalement c'est pas possible, quoique, une fusée n'étant géénralement pas bien grande, tu as vite de comprendre que malgré la gravité locale, tu ne doit plus être sur terre.

quoique, il reste la question de savoir si l'on décolé ou non, dans ce cas, par simple déduction, il me semble que cela n'est pas vriament possible, une accélération etant une accélération, que ce soit g ou a, l'on a toujours les même effets.

[invite6754323456711]

"Trouver la nature de sa peine sans qu'il puisse s'en rendre physiquement compte".

C'est la peine que c'est affligé certain courant de pensée philosophique de rechercher la "vérité absolu", l'être en soi.

Patrick

[Tryss]

La fusée d’Einstein ne peut accélérer a 1g que pendant une durée finie :
problem solved

[A voir en vidéo sur Futura]

[Rhodes77]

Bonsoir,

S'il est en mouvement rectiligne uniforme par rapport à la Terre il devrait le sentir aussi non (s'il va suffisamment vite)

Idée intéressante ! Pourriez-vous développer votre conception de la chose ? Qu'est-ce qui vous fait dire ça ? D'après vous, à partir de quelle vitesse votre condamné ressentirait-il raisonnablement son mouvement rectiligne uniforme par rapport à la Terre ?

Bonne soirée

[ilelogique]

Bonjoir,
je réponds à Rodhes en premier : je pense que le fait de tourner autour de la Terre (en MRU), même si on n'en a pas l'impression, est un mouvement circulaire, donc accéléré, et donc ressenti, c'est à dire que le référentiel Terrestre n'en est pas un.. non ?
Mais ce qui m'intéresse n'est pas là :
Comme on peut le voir en cliquant sur le site qui porte mon pseudo, je propose des spectacles scientifiques, cette question est en lien avec la dramaturgie d'un des spectacles. c'est aussi pour ça que mon condamné est important : il est enfermé jusqu'à ce qu'il trouve la nature de sa peine alors qu'il SAIT qu'il ne peut pas le voir physiquement. Alors bien sûr on passe la solution logique évidente : il est condamné à "trouver la nature de sa peine...", on le savait...

L'idée est que JE VEUX aborder l'ascenseur d'Einstein dans le spectacle (sous la forme d'une fusée, qui soit dit en passant, met plus d'un an avant d'atteindre la vitesse de la lumière et cela sans tenir compte de l'accélération de l'expansion de l'Univers...). Je voudrais donc que le protagoniste, qui est le héros d'ailleurs, puisse se dire : "Il n'y a qu'une seule possibilité : Je suis dans l'espace en train d'accélérer !!" Et c'est pour ça que je vous sollicite, pour m'aider à préciser la nature de la condamnation précisément.

Je précise ma question encore :
A quoi peut-on condamner ce personnage pour qu'il puisse se dire, par déduction, que la seule possibilité est qu'il est en accélération dans l'espace ???

Quand je pense que je ne vous ai même pas parlé de la-dite fusée, mais ce n'est pas nécessaire ici...

En espérant avoir été plus clair.
Merci,

[Amanuensis]

On pourrait, théoriquement, mesurer toutes les composantes du tenseur de courbure dans le référentiel du vaisseau avec quelques accéléromètres et horloges.

On peut alors vérifier que le vaisseau est loin de toutes masses (aucun effet de marée détecté) et en accélération constante (pesanteur constante en valeur et direction).

En orbite autour de la Terre, le vaisseau d'orientation stable par rapport aux astres lointains, la pesanteur serait nulle et l'effet de marée causé par la Terre serait détecté.

Enfermé sur Terre, la rotation par rapport aux astres lointains serait détectée, et les effets de marée aussi.

Enfermé sur Terre dans une "boîte" d'orientation fixe par rapport aux étoiles, la pesanteur tournerait, sauf aux pôles.

Aux pôles, dans une telle boîte, la pesanteur serait fixe en direction et valeur, mais les effets de marée seraient détectés.

Etc.

[ilelogique]

Bonjoir,
merci Amanuensis pour ces exemples délectables !
Cependant, ainsi que j'ai tâché précédemment de le dire, la question que je me pose est plutôt dans l'autre sens :
Quelle question poser au condamné (Sa peine consistant à répondre correctement) afin qu'il en déduise scientifiquement par sa situation (enfermé dans une pièce sans fenêtre, normalement, comme tout le monde...) qu'il est lancé dans l'espace dans un ascenseur d'Einstein à 9,81 m.s-2 ???


....

[Makemake]

Bonsoir,
Peut-être peut-on lui demander si les directions données par un fil à plomb en tout point de la cabine sont toutes parfaitement parallèles entre elles ?

A la surface de la Terre, à priori non.
Dans une cabine uniformément accélérée, à priori oui.

[invite6754323456711]

Quelle question poser au condamné (Sa peine consistant à répondre correctement) afin qu'il en déduise scientifiquement par sa situation (enfermé dans une pièce sans fenêtre, normalement, comme tout le monde...) qu'il est lancé dans l'espace dans un ascenseur d'Einstein à 9,81 m.s-2 ???

Aucune c'est un liftier qui lui ouvre la porte. Tes spectacles visent quel type d'audience ?

Patrick

[ilelogique]

En fait cela concerne une partie d'un spectacle abordant le programme de maths et physique de 1ère/terminale ; et je voudrais vraiment aborder cette équivalence accélération/gravitation. Aussi, puisque le héros est de toute façon emprisonné (je passe sur le reste de la dramaturgie, de l'intrigue...), je voulais qu'il puisse finalement découvrir, par l'absence d'autres possibilités, qu'il était condamné à ça.

[ilelogique]

Et pardon à Makemake :
Le fil à plomb me paraît être pertinent, je vais y songer merci !
Excepté que c'est un moyen pour prouver qu'il n'est pas sur Terre et pas tout à fait de déduire par élimination qu'il ne peut être que là, non ?

Je crois que U100fil n'a pas tort, ce n'est visiblement pas possible de le condamner à ça en lui disant que "c'est la seule peine dont il n'est pas possible physiquement de se rendre compte."

à voir...

[Xoxopixo]

Bonjour,

C'est simple.
Lorsqu'il dialogue, il finira par se rendre compte que le temps entre deux allocutions s'allonge de plus en plus.
Par exemple, à la distance terre soleil, il faudra 8 minutes pour qu'une question lui parvienne.

[ilelogique]

A priori il ne dialogue qu'avec les gens qui sont avec lui dans la fusée.

[sitalgo]

B'soir,

On lui donne un gyroscope et une montre.
Le gyroscope peut suffire.

[Amanuensis]

et je voudrais vraiment aborder cette équivalence accélération/gravitation.

De quelle équivalence parlez-vous ???

Mon message avait pour but d'indiquer qu'il n'y a pas de telle équivalence.

[Rhodes77]

Bonjour,

Je rebondis sur votre réponse concernant le MRU : Galilée à son époque disait en parlant du MRU "le mouvement est comme rien". Un système animé d'un mouvement rectiligne uniforme est soumis à des forces qui se compensent ou bien à aucune, donc une personne soumise à un MRU ne ressent aucune accélération, de la même manière qu'on marche tout naturellement dans un train qui roule exactement tout droit et sans changer de vitesse.
Alors certes je conviens que le référentiel terrestre n'est pas galiléen du fait de la rotation de la Terre, non négligeable sur une longue durée, mais ce qui j'énonce sur le principe d'inertie est vrai quelle que soit la vitesse, grande ou petite, à condition qu'elle soit constante au cours du mouvement, dans un référentiel galiléen par définition.

Si votre exposé doit se terminer par "je suis dans l'espace en train d'accélérer", alors votre condamné ne peut pas prétendre ne rien ressentir, car une accélération c'est une force (à la masse près), s'il accélère, il ressent une force qui s'exerce sur lui. Si vous voulez qu'il ne ressente rien "d'inhabituel", il faut conserver la gravité : enfermez-le dans une grande roue qui tourne loin de tout corps massif et vous reconstituez une gravité artificielle: le centre de gravité de la roue pourra être animé d'un MRU si vous voulez qu'il s'éloigne de nous, par exemple dans le référentiel de Copernic.

Bonne journée

[Deedee81]

Salut,

J'ai l'impression que la discussion est bizarre dans ce fil. Un exemple :

S'il est en mouvement rectiligne uniforme par rapport à la Terre il devrait le sentir aussi non (s'il va suffisamment vite)

D'après vous, à partir de quelle vitesse votre condamné ressentirait-il raisonnablement son mouvement rectiligne uniforme par rapport à la Terre ?

je réponds à Rodhes en premier : je pense que le fait de tourner autour de la Terre (en MRU), [...]

Quand un mouvement rectiligne devient une rotation, il y a quelque chose qui cloche .
EDIT pire encore, je viens seulement de le voir : une "rotation en mru", ça c'est très fort

Il vaudrait peut-être mieux repartir sur des bases simples en reformulant l'interrogation de manière plus claire et rigoureuse. Du moins si tu veux éviter que le fil que tu as initié parte en eau de boudin. Ca te permettra d'avoir des réponses plus précises (au minimum si tu vois que tu n'obtiens pas satisfaction)

[ilelogique]

bonjoir,
je réponds à la fin du message de Rodhes, car, comme je l'ai indiqué, il me semble à plusieurs reprises, c'est bien cela qui m'intéresse (et non pas le fait qu'on fait certes une approximation de MRU en considérant un train qui se déplace "en ligne droite à vitesse constante" sur la Terre).

Déjà :
Sommes-nous bien d'accord sur le fait qu'en se trouvant dans une fusée sans fenêtre qui accélère à 9,81 m/s² loin de tout dans l'espace, le prisonnier ressentira une force équivalente à la gravité terrestre et pourra ainsi se croire légitimement sur Terre ??

Ensuite :
Il s'agit alors que ce personnage se rende compte de la supercherie par des déductions scientifiques. J'aime bien l'idée des deux fils à plomb (bien qu'il faudrait une fusée très "large", mais peu importe).

Finalement :
En quoi le fait d'être enfermé dans une grande roue qui tourne dans l'espace simulerait-il mieux la gravité que dans la fusée ?

[phuphus]

Je crois que U100fil n'a pas tort, ce n'est visiblement pas possible de le condamner à ça en lui disant que "c'est la seule peine dont il n'est pas possible physiquement de se rendre compte."

à voir...

Bonjour ilelogique,

Amanuensis et Sitalgo t'ont donné les solutions. Néanmoins, la plus simple à mettre en oeuvre est certainement un mélange entre celles de Sitalgo et de Makemake, le fil à plomb pouvant servir de pendule de Foucault. Bien sûr, le condamné pourrait être dans une cellule rotative sur terre tournant avec le pendule...

Si tu veux des trucs plus chiadés, je pense que quelques idées peuvent germer de la lecture de l'article suivant :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Principe_d%27équivalence

Sinon, pars sur autre chose. En supposant qu'il est toujours possible de reproduire sur terre les même effets physiques que dans un ascenseur d'Enstein, alors les indices permettant à ton condamné de trouver sa peine ne doivent pas être issus d'une expérience physique ou d'un ressenti quelconque, mais plutôt d'indices explicites. Par exemple, il me semble qu'Einstein avait décrit l'entraînement de son ascenseur par un crochet et une corde. Si ton condamné est enfermé dans une cellule ayant l'apparence d'un ascenseur et possédant à son sommet une tige filetée dépassante et bloquée par un écrou, ce sont deux indices qu'il est peut-être dans un "ascenseur d'Einstein" et non dans une cellule commune.

[Amanuensis]

Sommes-nous bien d'accord sur le fait qu'en se trouvant dans une fusée sans fenêtre qui accélère à 9,81 m/s² loin de tout dans l'espace, le prisonnier ressentira une force équivalente à la gravité terrestre et pourra ainsi se croire légitimement sur Terre ??

En première approximation seulement.

Deux différences au moins peuvent être mesurées :

1) la rotation par rapport aux astres les plus lointains (par un pendule de Foucault, par effet Sagnac, par des combinaisons d'accéléromètres, etc.)

2) L'effet de marée (non uniformité de l'accélération mesurée par des accéléromètres, non parallélisme de fils à plomb, etc.)

(On peut en ajouter d'autres, portant sur le temps.)

Le point 1) peut être compensé (y compris sur Terre). Pas le point 2).

[ilelogique]

Merci,
Je pense que la première approximation va me suffire, car l'objectif est juste de faire toucher du doigt aux élèves de terminale cette "équivalence" entre gravité et accélération qui rappelons-le, n'est pas au programme (mais ils travaillent sur les deux séparément cela-dit).

Je ne crois donc pas me tromper scientifiquement en créant une telle intrigue : il est enfermé dans un ascenseur d'Einstein et se croit sur Terre, ensuite sachant qu'il est condamné à trouver où il est et que les précédentes propositions n'auront rien donné, qu'il ne ressent pas les effets (on le lui a même dit) il en viendra naturellement, par élimination, à cette solution et pourra la vérifier par le fil à plomb puis être libéré.

Ce que je ne voudrais pas, c'est faire une erreur scientifique de principe (l'effet des marées et autres influences d'astres éloignés est en second ordre), puisque, bien sûr, il s'agit quand même que les profs des élèves valident mon spectacle...

Merci

[Rhodes77]

Re !

La grande roue qui tourne est animée d'un mouvement de rotation comme la Terre : l'accélération y sera centripète (càd quasiment comme en chaque point de la surface de la Terre si on néglige grossièrement le fait que la pesanteur soit non radiale) et il y aura rotation de la sphère céleste comme à la surface de la Terre.
Dans les deux cas, le sujet est soumis à une accélération équivalente en valeur (!) à la pesanteur terrestre, le cas de la roue permet davantage d'observations semblables à celles faites sur Terre, me semble-t-il.

Pour convaincre votre public, soyez bien rigoureux sur le vocabulaire que vous employez, attention aux "mouvement de rotation rectiligne uniforme" car au départ, je ne savais pas si nous parlions de la même chose pour le coup.

Enfin, si vous déplacez un fil à plomb à l'intérieur d'une cabine de fusée à l'arret à la surface de la Terre, par exemple juste avant le décollage, je doute que vous observiez un écart raisonnable de la direction du fil à plomb. Entre Paris et l'équateur, admettons, mais à l'intérieur d'un si petit espace...
Si l'idée est théoriquement exacte, la mesure qu'on peut en faire avec un fil à plomb et un rapporteur n'est pas assez précise pour en mesurer les écarts.

Bonne journée.

[ilelogique]

Bonjoir,
merci pour votre réponse,
je crois que je suis conforté dans mon idée.
1) Il se trouve que je n'aborde pas le MRU dans ce spectacle (déjà fait dans un autre) mais il est vrai qu'il faut correctement le définir, c'est à dire avoir un référentiel Galiléen.
2) Pour la roue qui tourne, oui, il est vrai qu'il y a plus de similitudes avec la Terre mais je ne peux pas l'utiliser sans être trop compliqué, car il se trouve que mon prisonnier est dans une cabine fermée (donc pas de souci rapport à la rotation de la sphère céleste) qui monte et descend à l'intérieur même de la fusée, vue comme une tour, et que la température change selon l'altitude... ce qui me permet d'aborder les notions de variation, limites et dérivées de fonctions... !!!!
3) Enfin pour le fil à plomb c'est évident. Mais L'île logique vise à expliquer les sciences abstraites, fondamentales, par des moyens burlesques et absurdes (permet l'imagination et l'humour...). Aussi ne faisons-nous que des expériences de pensée. Il va de soi, comme je l'ai dit plus haut, qu'il faudrait que la fusée ait au moins 10 000 ou 20 000 km de large pour que l'expérience soit réaliste, mais cela ne me gène pas : le prisonnier (en fait ils sont deux comédiens qui jouent le même personnage schyzophrénique (pour aborder le principe d'identité...)) se rendra compte que les deux fils à plomb sont parallèles et en déduira naïvement qu'il n'est pas sur Terre : le fait que le raisonnement soit correct importe là bien plus que la réalisabilité et fiabilité concrète de l'expérience.

Merci pour vos apports !

[mach3]

La grande roue qui tourne est animée d'un mouvement de rotation comme la Terre : l'accélération y sera centripète (càd quasiment comme en chaque point de la surface de la Terre si on néglige grossièrement le fait que la pesanteur soit non radiale) et il y aura rotation de la sphère céleste comme à la surface de la Terre.

Je suppose que tu veux dire centrifuge?

Dans les deux cas, le sujet est soumis à une accélération équivalente en valeur (!) à la pesanteur terrestre, le cas de la roue permet davantage d'observations semblables à celles faites sur Terre, me semble-t-il.

oui, par contre les forces de marées y seront bien plus importante, à moins de faire une roue vraiment très grande... Il y aura aussi une anisotropie : courir dans le sens de rotation augmentera la gravité ressentie et courir dans le sens inverse diminuera la gravité ressentie.

m@ch3

[Rhodes77]

Oui, lapsus, accélération radiale (en tout cas) ou quasi.

S'il s'agit d'une expérience de pensée, alors vendu.
Bonne représentation.

[invite0e4ceef6]

franhcment ce truc, c'est précisément l'exemple que choisie einstein avec l'ascenseur en accélération, pour montrer le principe d'équivalence ?

a-priori celui-ci n'a jamais été violé, et l'on ne peu précisément rien trouver pour démontrer que l'ascencseur dans lequel l'on se trouve est sur terre, ou dans l'espace.

toute la théorie de la relativité est basé sur ce point.. a vous lire je sais plus si je suis sur une forum de physique ou dans un ascensseur pour l'échafaut.

subjectivement g est une forme de a (f=ma, f=mg)

ou alors c'est encore moi qui me plante, mais dans ce je veux savoir ou...

[mach3]

franhcment ce truc, c'est précisément l'exemple que choisie einstein avec l'ascenseur en accélération, pour montrer le principe d'équivalence ?

a-priori celui-ci n'a jamais été violé, et l'on ne peu précisément rien trouver pour démontrer que l'ascencseur dans lequel l'on se trouve est sur terre, ou dans l'espace.

toute la théorie de la relativité est basé sur ce point.. a vous lire je sais plus si je suis sur une forum de physique ou dans un ascensseur pour l'échafaut.

c'est vrai localement seulement, dans un domaine suffisamment petit face à la courbure pour que les effets du second ordre (marées) soient négligeables. En gros pour une particule pas de souci "g=a", pour un objet composite par contre, g est différent pour chaque point de l'objet (orientation et norme) dans un champ radial alors que a est le même partout dans un ascenseur. Plus l'objet et grand et plus la durée est longue plus ça diverge.

m@ch3

[MarioB]

Bonjour ilelogique,

le problème est en fait simple: tu fais constater à ton personnage que les phénomènes mécaniques accélérés sont comme sur Terre mais tu lui colles une boussole magnétique dans ses accessoires et tu lui fait constater que s'il est dans une fusée, et bien la boussole ne doit plus indiquer de champs magnétique terrestre;

la conclusion ne peut etre que "je suis dans une fusée !"

Au revoir...