Horloge atomique

[invitef449a3e9]

Bonjour,

J'ai lu que la courbure de l'espace temps (gravite) influencait le temps.
L'horloge atomique se basant sur la frequence d'une emission electronique, d'ou une base de temps fiable.
Dans l'espace le temps ralenti et à l'approche de forte gravite, celui ci augmente.
Par quel moyen technique isole t-on l'effet eventuel "gravitation" comme ce serai le cas avec une horloge à pendule (ou la frequence est fonction de la gravite)? En d'autres termes comment etre veritablement sur que le temps ralenti bel et bien dans l'espace sans faire une mesure de la vitesse de la lumiere (distance connue x temps) in situ dans l'espace?
merci
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[Lansberg]

Bonjour,

Dans l'espace le temps ralenti et à l'approche de forte gravite, celui ci augmente.

Ralentir et accélérer ne sont pas les termes appropriés bien qu'on les emploie malheureusement presque systématiquement.
Des horloges synchronisées au départ, ne le seront plus si on les place dans des champs gravitationnels différents.
Cependant, les deux horloges fonctionnent de la même manière. Il n'y a pas de modification de leur mécanisme.
Une des deux horloges aura compté moins de secondes que l'autre (celle dans le champ le plus intense).

Par quel moyen technique isole t-on l'effet eventuel "gravitation" comme ce serai le cas avec une horloge à pendule (ou la frequence est fonction de la gravite)? En d'autres termes comment etre veritablement sur que le temps ralenti bel et bien dans l'espace sans faire une mesure de la vitesse de la lumiere (distance connue x temps) in situ dans l'espace?
merci

On ne peut que comparer les horloges et constater que l'une des deux aura comptabilisé moins de secondes que l'autre. Que ce soit avec une horloge atomique ou une horloge à balancier.
Quant à la mesure de la vitesse de la lumière, elle n'apporterait rien puisque c'est un invariant !

[Deedee81]

Salut,

On ne peut que comparer les horloges [...]

En effet. Des horloges différentes avec divers mécanismes physiques. C'est un travail du BPM qui de ce fait publie ainsi des protocoles d'usage des instruments, dont les horloges atomiques, en donnant les variations de température autorisées, les accélérations autorisées,..... et peut-être aussi d'éventuelles corrections due à la gravitation (bien que cela me semble peu probable, l'horloge à quarz pourrait y être un peu sensible mais elle est pilotée par la cavité. Et à moins d'aller faire un tour près de Jupiter, la cavité doit être fort peu sensible et le potentiel gravitationnel infiniment trop faible pour influencer les niveaux d'énergie de l'atome, surtout les niveaux hyperfins qui sont utilisés).

Il faut aller voir sur le site du BPM. On doit y trouver ces spécifications et donc des infos là dessus.

[invitef449a3e9]

En RG on definit C comme constante invariable, pratique.
Avec un repere temporel externe (un pulsar) on pourrait avoir une base de temps commune sur terre (G=9.8) et dans l'espace (G=0.xxx). Notre horloge atomique pulserai alors moins vite dans le satelite spacial que sur terre.
Le temps s'ecoulerai moins vite dans notre satelite et alors on constaterai que la lumiere ferait davantage de distance par unite de temps atomique que sur terre,,,ok.
Si on contabilise les impultions du pulsard, sur terre et dans le satelite, je dirai volontier que l'on en compte exactement le meme nombre, une fois le satelite revenu sur terre.
C etant invariable, la distance parcouru par la lumiere / impultion pulsar serait la meme dans le satellite que sur terre.
Si l'on considere la matiere comme une subtance metastable, matiere antimatiere, qui a besoin d'une impultion energetique pour liberer son energie de masse, sachant que les OEM, OG parcourent la meme vitesse / impultion du pulsar (= moyen d'echange d'energie au sein de la matiere), comment explique t-on l'affaiblissement des emissions OEM de l'horloge atomique, d'un point de vue energetique (longueur d'onde plus faible=moins d'energie). La matiere semble se calmer dans ses echanges (en gardant Pression, temperature et equipement de mesure identique)?
La MQ doit avoir un mot à dire je presume (si je n'ai pas pondu un gros tas d'annerie).

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Salut,

si je n'ai pas pondu un gros tas d'annerie

Un p'tit peu quand même

Mais surtout je n'ai pas bien compris la question.

Si tu parles du décalage vers le rouge gravitationnel, c'est bêtement une question de conservation de l'énergie. Ca n'a même rien à voir avec la relativité.
Si tu jettes une pierre vers le haut, elle ralentit, son énergie cinétique est échangée avec l'énergie potentielle de gravitation.
De même pour une OEM, en montant vers le haut (*), elle voit son énergie "cinétique" diminuer, donc sa longueur d'onde augmenter.

(*) Non, ce n'est pas un pléonasme. On peut monter en bas comme dans la comptine "je lisais un livre fermé à la lueur d'une chandelle éteinte"

[invitef449a3e9]

"décalage vers le rouge gravitationnel"

Merci pour les precisions.
Mais les OEM de notre horloge atomique dans l'espace ne vont pas vers haut
En quoi se chargeraient t-elles d'energie potentielle de gravité (au sens d'une OEM qui quitte le soleil ou la terre)?

Quand au sens de ma question? moi meme j'emet des doutes! En faite c'est plutot ce qu'il yaurait a en dire ou penser?
Existil des experiences pour la MQ dans l'espace pour affiner les modeles?

[Deedee81]

Mais les OEM de notre horloge atomique dans l'espace ne vont pas vers haut

Je suis désolé, mais comme je l'ai dit, je n'ai pas compris ta question. Le texte est trop décousu et incompréhensible. Tu peux reformuler ?

[invitef449a3e9]

Oui je veux bien essayer d’éclaircir la question.
En premier je trouvais assez bizarre de vieillir plus vite sur terre que dans l'espace alors j'ai chercher du coté des horloges atomiques pour comprendre leur fonctionnement en principe. En court de route j'ai pensé au pendule classique, frappé par sa fonction à la gravité et me suis rendu compte que nombreux systèmes ancestrales de mesure de temps sont eux aussi liés à la gravité (astres qui passe à cote de nous à periode reguliere, durée de l'année Terrienne, le pendule de mami, etc).
J'ai donc fouiner pour faire le meme reproche à l'horloge atomique...cad qu'elle semble liée à la gravite.

D'ou ma question en RG comment faire pour isoler l'effet gravite pour mesurer un écoulement du temps grâce aux horloges atomiques dans le referentiel inertiel choisi.

En attendant j'ai trouvé que le pulsar etait une bonne source d'information temporelle quelle que soit la gravité, et enfin supposer que me mettre sur orbite à compter les impultions du pulsar me ferait pas vieillir moins vite (au sens du temps absolu bien terrien) que si je les comptais depuis le plancher des vaches...sauf s'il y a un effet au niveau atomique.
C'est là que ca devient intrigant, comment notre atome (horloge atomique) redswift ses OEM alors qu'il est a priori dans des conditions physiques assez maîtrisées (Pression, temperature proche de 0K, Blindage EM je supose).

Donc si un astronaute se met en orbite pour observer le pulsar, est ce que son corps entier va redswifter en émission (corps noir à minima) et le faire vieillir moins rapidement ou si l'ennui du comptage de pulse va compenser ? Telle est l'intrigue

[Resartus]

Au risque de compliquer un peu, quelques remarques :
le temps propre d'un référentiel est le même pour tout le monde sur ce référentiel. Il n'y a pas d'horloge, humaine, physique, atomique qui y échappe (ou en tout cas, on n'a jamais observé de phénomène à ce jour : si cela arrivait, il faudrait jeter beaucoup de nos théories physiques).
Ensuite, il peut arriver que certains phénomènes soient sensibles à la gravité (forte influence, évidemment, pour un pendule, nulle ou négligeable pour un atome). Mais connaissant cette influence, on peut la corriger pour obtenir un vrai temps propre.

Si maintenant on compare notre observation d'une horloge dans un référentiel distant avec une horloge dans le notre, la différence entre les deux va venir d'un mélange entre vitesse de déplacement et différence des courbures gravitationnelles. L'observation d'un seul objet à un moment donné ne permet pas de conclure, mais on a parfois des éléments additionnels : effets doppler mesurés sur une révolution entière, ou effets de lentille gravitationnelle autour d'un trou noir, etc.
Dans le cas des horloges satellisées par rapport à une horloge terrestre, on sait très précisément quelle est l'effet vitesse (selon que le satellite tourne vers l'est, vers l'ouest ou nord/sud), et donc l'effet gravité peut être facilement retrouvé.

[invitef449a3e9]

et oui, en plus le pulsar de référence est sans doute bien faible en frequence pour mesurer un ralentissement du temps.
Par contre je suppose que son spectre d'émission serai le même - perçu de notre satellite et au plancher des vaches, avec un petit effet "décalage vers le bleu gravitationnel" à l'arrivée sur Terre?

[Lansberg]

Bonjour,

En premier je trouvais assez bizarre de vieillir plus vite sur terre que dans l'espace...

Si on ne tient compte que du champ gravitationnel, c'est l'inverse !!
Une horloge en altitude avance par rapport à une horloge restée au sol. Les horloges atomiques permettent aujourd'hui de le vérifier sur quelques dizaines de cm de différences seulement.
Les horloge des satellites GPS avancent de 45 µs par jour par rapport à celles restées au sol. Et il faut en tenir compte si on veut pouvoir déterminer une position sur terre.

[invite6c093f92]

Les horloge des satellites GPS avancent de 45 µs par jour par rapport à celles restées au sol.

Non, c'est 45 (RG) - 7 (RR)= 38 µs/jour.

[Lansberg]

Je parle de l'effet gravitationnel uniquement : +45 µs

[invite6c093f92]

......ok.

[invite6c093f92]

le temps propre d'un référentiel est le même pour tout le monde sur ce référentiel.

Il n'y a pas de "temps-propre d'un référentiel", donc pour des horloges d'un référentiel, elles indiquent chacune leur temps-propre (de leur ligne d'univers).
Le temps ( qu'on associe à ) d'un référentiel est un temps-coordonnée, sinon on en revient au temps absolu (puisque je peux "étendre" mon référentiel à l'infini).

[invitef449a3e9]

"En premier je trouvais assez bizarre de vieillir plus vite sur terre que dans l'espace..."
"Si on ne tient compte que du champ gravitationnel, c'est l'inverse !!"


Detail de poids en effet!
Un neophyte comme moi y voit un peu plus clair avec de meilleurs explications sur ce qu'est une horloge atomique
http://www.futura-sciences.com/magaz...instein-22701/

[invitef449a3e9]

Une question au sujet de la relativité generale subsiste au sujet des horloges atomiques qui mesure le temps dans l'espace.

Une horloge atomique compte plus rapidement dans l'espace que sur terre (45us/jour).
Ici une page suplementaire sur le fonctionement des HA : http://horlogeatomiquesjp.e-monsite....ionnement.html

D'apres ma comprenhention (limité), la fréquence de transition de l'atome augmente avec une courbure de l'espace -(temps) plus faible dans l'espace.
Si on avais une sorte d'horloge qui se calerai sur la frequence des impulsions d'un pulsar (un systeme gravitationel mais externe à nos mesures - sur terre et dans l'espace). la relativité indiquerai que l'horloge compte plus rapidement. Je trouve cela vraiment contre intuitif, car la lumiere allant toujours à une meme vitesse, le système gravitationnel du pulsar donnant des pulses reguliers, compterai-on plus de pulse dans l'espace que sur terre avec une telle horloge par un effet relativite?
Les systemes orbitaux de la galaxie, tournent-ils plus vite que ce que l'on percoit depuis nos telescopes terriens?

[Deedee81]

Salut,

D'apres ma comprenhention (limité), la fréquence de transition de l'atome augmente avec une courbure de l'espace -(temps) plus faible dans l'espace.

Je trouve cette façon de voir fort trompeuse.

Ainsi, on peut avoir deux horloges en espace-temps plat (ou presque) mais fonctionnant à des rythmes différents, tout dépend du champ de gravitation entre les deux, du chemin qu'emprunte un signal pour aller d'une horloge à l'autre.
L'effet est vraiment relatif et ce ralentissement (ou accélération) du rythme est uniquement un effet de la relation entre observateur et observé.

Ainsi, il est plus juste de dire que le rythme des horloges n'est pas du tout affecté par le champ gravitationnel. Mais que le rythme des impulsions (lumineuse ou autre) communiquant son affichage à celui qui le lit est affecté par la gravitation.
Par exemple, pour quitter la surface de la Terre, du Soleil ou d'un Pulsar, les ondes radios ou lumineuses doivent sortir du "puits de gravitation", ce qui leur fait perdre de l'énergie et donc diminue leur fréquence (que ce soit la fréquence de l'onde ou le rythme d'impulsions).

C'est tout à fait ce qu'on a en relativité restreinte avec le paradoxe des jumeaux : l'accélération est nécessaire pour qu'un jumeau fasse demi-tour et retrouve son frère. Mais l'accélération n'est en rien responsable de "l'effet Langevin" (on peut doubler la distance du voyage, cela double l'écart dans l'âge, sans changer l'accélération de demi-tour). L'accélération n'est responsable que de la rupture de symétrie en permettant des trajectoires différentes dans l'espace-temps, ce qui se voit d'ailleurs fort bien sur un graphique de Minkowski (voir le site de Baez où il y a des représentations fort claires de tout ça).

La dilatation du temps gravitationnelle, c'est exactement la même chose, dans un espace-temps plus compliqué (courbe). C'est la trajectoire en deux points qui est responsable du décalage des horloges, pas ce que subissent les horloges en un point donné.

[invite6c093f92]

C'est la trajectoire en deux points qui est responsable du décalage des horloges, pas ce que subissent les horloges en un point donné.

Quoi...?
Tu es en train de dire que "dilatation du temps" c'est un décalage?
Tu veux dire que des horloges subissent un décalage?? décalage horaire?? (joke).

[Deedee81]

Quoi...?
Tu es en train de dire que "dilatation du temps" c'est un décalage?
Tu veux dire que des horloges subissent un décalage?? décalage horaire?? (joke).

Mer...credi. Désolé. Ce n'est pas dans ce sens là que je voulais le dire. C'est de la différence de temps écoulé au bout d'un certain temps donné.
Dire que j'ai reproché il y a peu l'usage de ce mot. Pffffffffff
CLAC (ça c'est le bruit parce que je viens de me flageller)

[invitef449a3e9]

"L'effet est vraiment relatif et ce ralentissement (ou accélération) du rythme est uniquement un effet de la relation entre observateur et observé."

Merci pour les precisions. Et si on discute de l'experience de "foire"? : regarder j'ai une montre qui fait tic tac normalement, je l'envois dans l'espace pour faire tic tac plus vite et je la recupere pour epater la galerie.

ou encore de l'exercice de penser "canon à horloge atomique", mais cette fois avec un double canon - horloge atomique et horloge à pulsar

[invitef449a3e9]

Pour me repondre à moi meme,,, j'ai l'impression qu'il faut faire attention à la nature de l'information : est-elle constituée d'energie quantifiable (OEM) pour laquelle evidement la relativité s'applique et une information non énergétique (rotation d'un systeme, qui envoit un pulse à chaque tour vers notre direction - le niveau energetique de l'information n'a pas d'importance).