quelque chose de paradoxal dans le paradoxe des jumeaux selon moi...

[invite3e158413]

Bonjour, dans ma petite tete, il y a 2 choses qui me semble bizarre dans cette theorie quelqu'un pourra t il eclairer ma lanterne. Je m'explique:
Imaginons 2 bébés nés EN MEME TEMPS que l'univers, l'un est propulser a la vitesse de la lumiere et l autre reste "fixe".
20 ans plus tard, le bébé fixe a 20ans, et le bébé lumiere a 1 an. DU POINT DE VUE DU BEBE FIXE, bébé lumière est né 19 ans apres le commencement de l'univers, Mais la ou c'est bizarre, c'est que du POINT DE VUE DE BEBE LUMIERE, bébé fixe est de 19ans plus vieux que l'univers?!!!!!! J'espere que vous comprenez ce que je veux dire...
c'est la la premiere chose qui me semble bizarre, n'y aurait il pas des objets "plus lent" que nous qui serait plus vieux que l'univers?

2eme chose : Une vitesse ne peut se mesurer que si il y a un point de comparaison, par exemple si on vide l'univers de toute sa matiere, ses objets, ses particules..... et que je me deplace dedans, comment savoir que je me deplace alors qu il n'y a aucun point de comparaison?
Si maintenant je place une autre personne dans ce grand vide avec moi, et que je passe a coté d'elle a la vitesse de la lumiere, de son point de vue , elle va me voir passer a la vitesse de la lumière, mais de mon point de vue, je vais la voir aussi passer a la vitesse de la lumiere et j'aurai l'impression que c'est elle qui bouge, lequel de nous 2 vieilliera plus vite que l'autre?
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[invite80fcb52e]

DU POINT DE VUE DU BEBE FIXE, bébé lumière est né 19 ans apres le commencement de l'univers, Mais la ou c'est bizarre, c'est que du POINT DE VUE DE BEBE LUMIERE, bébé fixe est de 19ans plus vieux que l'univers?!!!!!!

L'univers "ne s'est pas déplacé" avec bébé lumière donc l'univers a 20 ans. C'est juste que quand il s'est passé 20 ans pour l'univers et bébé fixe, il ne s'est écoulé qu'un an pour bébé lumière.

comment savoir que je me deplace alors qu il n'y a aucun point de comparaison?

Tu sais pas tant que tu as un mouvement rectiligne uniforme.

Si maintenant je place une autre personne dans ce grand vide avec moi, et que je passe a coté d'elle a la vitesse de la lumiere, de son point de vue , elle va me voir passer a la vitesse de la lumière, mais de mon point de vue, je vais la voir aussi passer a la vitesse de la lumiere et j'aurai l'impression que c'est elle qui bouge, lequel de nous 2 vieilliera plus vite que l'autre?

Si chacun se déplace en mouvement rectiligne uniforme, la situation est symétrique, donc chacun verra l'autre vieillir moins vite. S'il y en a un des deux qui fait demi tour et revient voir son copain, c'est lui qui aura vieilli le moins.

[inviteea028771]

Ce qu'a dit Gloubiscrapule est parfaitement exact, reste que j'ai quelques questions étranges sur ce point précis :

S'il y en a un des deux qui fait demi tour et revient voir son copain, c'est lui qui aura vieilli le moins.

C'est vrai dans l'univers actuel, mais dans un univers ne comprenant que deux observateurs et vide de toute autre matière, si le principe de Mach est vérifié, il se passe quoi? La situation ne reste elle pas symétrique dans ce cas?

http://fr.wikipedia.org/wiki/Principe_de_mach

Le résultat dans un univers fermé pourrait aussi être rigolo, si un mouvement rectiligne uniforme permet de repasser plusieurs fois au même endroit sans faire demi-tour ou même accélérer, on peut donc comparer directement les ages alors que la situation est restée parfaitement symétrique : comment on s'en sort?

[invite3e158413]

mais du point de vue de bébé lumiere , bébé fixe est plus vieux que l'univers? c'est ca qui est bizarre pour moi.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Salut,

C'est vrai dans l'univers actuel, mais dans un univers ne comprenant que deux observateurs et vide de toute autre matière, si le principe de Mach est vérifié, il se passe quoi? La situation ne reste elle pas symétrique dans ce cas?

Dans ce genre de situation hypothétique on peut tout imaginer. Ce qui est clair c'est qu'il y en a forcément un (ou les deux) qui accélèrent. C'est inévitable puisque la vitesse relative change !!!!

Reste dans cette situation à savoir lequel et pourquoi. Et là, clairement, la RR ne peut pas répondre.

Le résultat dans un univers fermé pourrait aussi être rigolo, si un mouvement rectiligne uniforme permet de repasser plusieurs fois au même endroit sans faire demi-tour ou même accélérer, on peut donc comparer directement les ages alors que la situation est restée parfaitement symétrique : comment on s'en sort?

Avec un univers fermé (ou compact comme on dit aussi) on a des choses bizarres :
- soit la RR est incompatible
- soit il faut admettre un repère privilégié. Les repères inertiels du fait que la métrique peut être diagonale. Elle n'est plus physiquement équivalente à une métrique rectangulaire à cause des géodésiques pouvant faire le tour de l'univers. Stricto sensus, ce n'est plus de la RR non plus, bien qu'avec un peu de précaution on puisse utiliser la RR (l'espace-temps reste sans courbure). La justification de l'existence de ce repère privilégié (c'est en fait celui dans lequel la "longueur" de l'univers est la plus grande, because contraction des longueurs pour les autres) est lié à la topologie de l'univers.

Ca reste aussi un jeu quelque artificiel (des raisonnements purs RR pour l'univers entier sont forcément des "toy model").

[Deedee81]

Salut,

mais du point de vue de bébé lumiere , bébé fixe est plus vieux que l'univers? c'est ca qui est bizarre pour moi.

L'age de l'univers, en soit, ça ne veut pas dire grand chose. Ce qui a un age, c'est le contenu de l'univers. Les bébés, les horloges. Et ils peuvent avoir des ages divers et variés. Il n'existe pas d'horloge absolue et universelle battant la mesure de toute chose (à la sauce Newton). Même si le principe cosmologique permet la définition d'un temps privélégié et bien pratique (le temps cosmologique = le temps des observateurs comobiles).

[papy-alain]

Il faut tout de même préciser que, selon Einstein, c'est la présence de matière qui engendre la notion d'espace, et qu'un espace vide de toute matière ne peut exister. Evidemment, deux astronautes dans un espace vide de tout constituent à eux seuls la matière de l'univers. Mais, dans ce cas, où sont les limites de "leur" univers ?

[invite3e158413]

donc pour nous, il a 14 milliard d'année mais pour d'autre il a peut etre 15 milliards et d'autre il a 13 milliards. ok

[invite80fcb52e]

mais du point de vue de bébé lumiere , bébé fixe est plus vieux que l'univers? c'est ca qui est bizarre pour moi.

Du point de vue bébé lumière l'univers (enfin son contenu) n'a pas 1 an mais 20 ans. Même s'il est né en même temps que le contenu, il faut accepter que quand le contenu de l'univers a vieilli de 20 ans, bébé lumière n'a vieilli que d'un an...

Le résultat dans un univers fermé pourrait aussi être rigolo, si un mouvement rectiligne uniforme permet de repasser plusieurs fois au même endroit sans faire demi-tour ou même accélérer, on peut donc comparer directement les ages alors que la situation est restée parfaitement symétrique : comment on s'en sort?

On en avait parlé sur le forum il y a un moment, je sais plus qui a donné la réponse mais apparemment celui qui fait le tour de l'univers est plus jeune car la situation n'est pas symétrique car il y en a un justement qui a fait le tour de l'univers et pas l'autre.

et qu'un espace vide de toute matière ne peut exister.

Si tu peux avoir un univers avec juste une constante cosmologique... C'est l'univers anti de sitter.

[Deedee81]

Salut,

Il faut tout de même préciser que, selon Einstein, c'est la présence de matière qui engendre la notion d'espace, et qu'un espace vide de toute matière ne peut exister. Evidemment, deux astronautes dans un espace vide de tout constituent à eux seuls la matière de l'univers. Mais, dans ce cas, où sont les limites de "leur" univers ?

Des paroles hautement sage.

En effet, outre la solution donnée par Gloubi, un espace totalement vide admet des solutions pour les équations d'Einstein. L'espace-temps de Minkowski est une telle solution.

Mais comment parler d'un univers s'il ne contient rien ? Quel sens physique donner à ça ?

De toute façon, comme je disais, ça reste des "toy models", on peut s'amuser mais ça n'a pas nécessairement de validité (pour décrire et comprendre notre monde dans lequel il y a au moins trois astronautes : Gagarine, Amstrong et le professeur Tournesol )

[Zefram Cochrane]

Bonjour,
Comme j'ai toujours un peu de mal à comprendre les subtilités du paradoxe des jumeaux, je me suis lancé dans des petits calculs en me basant sur l'exemple de Wiki. on va prendre trois jumeaux Vaisseau Terre et Alpha.
Terre et Alpha sont distants de 4 AL.
Vaisseau va de Terre vers Alpha à la vitesse de 0,8C. Xv = 5/3 (Xv est le facteur de Lorentz)

Checklist.
Les horloges de Terre et d'Alpha sont synchronisées.
Toute les secondes les Horloges de Terre d'Alpha et Vaisseau s'envoient une pulsation. Vaisseau embarque un sextant qui lui donne sa position précise le long de la trajectoire et donc la distance qui sépare Vaisseau de Terre et d'Alpha.

Top c'est parti!
1er problème : contraction des longueur.
En reportant sa position sur la carte calibrée pour le référentiel R (celui de Terre et d'Alpha), il se rend compte que sa vitesse de déplacement est de 1,333C. C'est normal car vu que le temps se dilate dans R' par rapport à R, quand lui il repporte sa position toute les secondes du référentiel R' (celui de Vaisseau) sur la carte ref.R il reporte sa position toute les 1,67 (5/3)secondes dans le référentiel R. Donc prenant une carte calibrée pour ref.R' , la distance qui le sépare Terre d'Alpha dans R' n'est pas de 4Al (ref.R) mais de 2,4AL.

Toutes les secondes Terre envoie une pulsation vers Vaisseau.
Du fait du décallage doppler classique du au déplacement du vaisseau.
Vaisseau reçoit les signaux de Terre toutes les 5 secondes de ref.R soit 3 secondes dans sont référentiel c'est à dire R' et ce à cause du décallage temporel de R' par rapport à R

Toutes les secondes Alpha envoie une pulsation vers Vaisseau.
Du fait du décallage doppler classique du au déplacement du vaisseau.
Vaisseau reçoit les signaux de Terre toutes les 0.55 (5/9) secondes de ref.R soit 0,33 (1/3) secondes dans sont référentiel c'est à dire R' et ce à cause du décallage temporel de R' par rapport à R.

De même si Vaisseau envoie toutes les secondes (ref.R') une pulsation vers Terre et Alpha il le recevront respectivement toutes les 8,333 et 0,926 secondes (ref.R).

Ceci m'inspire plusieurs réflexions/questions.

1°) la réflexion qui consiste à inverser le raisonnement : Terre s'éloigne de Vaisseau à 0,8C et Alhpa s'en approche à la même vitesse, n'est qu'une vue de l'esprit car Vaisseau a les moyens de savoir que c'est pour son référentiel que la dilatation du temps s'applique (contraction des longueur).

2°) l'accélération est responsable de cette dissymétrie,

Ta difficulté semble liée à la compréhension de la subtilité de la notion d'accélération. L'accélération d'un objet dépend certes du référentiel par rapport auquel on la mesure (et est donc en partie relative à l'observateur), mais elle possède également une "contribution propre" qui, elle, ne dépend pas du référentiel.

La (pseudo)norme du 4-vecteur accélération est un invariant relativiste, qui coïncide avec celle du 3-vecteur accélération mesuré par un accéléromètre par exemple (ou un dynamomètre si tu veux mesurer la force ressentie). C'est de cette accélération "absolu" dont il est question.

Patrick

Patrick,
Pourrais-tu m'expliquer ce qu'est la contribution propre de l'accélération, et me réexpliquer ta dernière phrase.
Je te remercie de ta passience (ainsi que celle de Deedee)

3°) je me demande si cette dilatation du temps n'est pas reliée à la densité d'énergie puisque pour aller de Terre à Alpha, il passe de E=mc² à E=Xv.mc² avant de revenir à E=mc² au niveau d'Alpha?

Cordialement, Zefram

[papy-alain]

En effet, outre la solution donnée par Gloubi, un espace totalement vide admet des solutions pour les équations d'Einstein. L'espace-temps de Minkowski est une telle solution.

Mais comment parler d'un univers s'il ne contient rien ? Quel sens physique donner à ça ?

De toute façon, comme je disais, ça reste des "toy models", on peut s'amuser mais ça n'a pas nécessairement de validité (pour décrire et comprendre notre monde dans lequel il y a au moins trois astronautes : Gagarine, Amstrong et le professeur Tournesol )

Ce que cite Gloubi est une abstraction mathématique, sans concordance physique réelle. On n'est pas prêts d'observer un univers sans matière.
<Petit HS>
Tu cites le professeur Tournesol qui me rappelle l'histoire des Dupont-Dupond qui marchent sur la Lune. L'un dit "nous sommes seuls, ici". Et l'autre répond :"non, puisqu'on est deux".
<Fin du HS>.
Toute la RG s'applique à ce qui existe concrètement. Un espace totalement vide, sans matière, sans lumière, sans énergie d'aucune sorte, n'a aucune signification. La base de la théorie de la relativité est justement la constance de la vitesse de la lumière. Comment on fait, sans lumière ?

[invite3e158413]

Et si dans notre univers, les etoiles, les galaxies, nous et tout le reste,ne filons pas dans un sens a une vitesse vertigineuse, comment s'en rendre compte si tout ce qui nous entoure se deplace avec nous? Un objet fixe n'existe "surement" pas, mais si on voudrait fixer un objet dans l'univers comme si on placerait un bibelot dans un salon, il est a cet endroit, et pas ailleur, a quoi se fier pour placer cet objet? pas au planete, pas aux etoiles, pas aux galaxie....
Nous subissons nous meme la "distorsion" du temps , les objets qui nous entourent aussi, comment faudrait il placer un objet pour qu'il subisse le moins possible cette distorsion? Meme si on place cet objet hors de notre champs gravitationnel, il aura tout de meme une vitesse donc subira une distorsion du temps. Un objet en mouvement se compare a quoi dans l'univers?
Je viens de m'inscrire et des questions j'en ai 50 000. Car en astronomie, une reponse engendre toujours des dizaines de questions.

[Garion]

En fait la distorsion du temps est phénomène qui est relatif (d'où le nom de la théorie). C'est à dire qu'il s'applique à un objet en fonction de sa vitesse par rapport à l'observateur.
Il n'y a pas d'objet plus immobile qu'un autre qui subisse moins de distorsion. Pour deux observateurs qui n'ont pas le même mouvement, cet objet pourra avoir plus ou moins de distorsion.

[invite3e158413]

Donc tout n'est qu'une histoire de point de vue? donc j'en reviens a mon bébé lumiere, pour lui bébé fixe est plus vieux que l'univers, c'est l'embrouille dans ma tete...

[mach3]

Donc tout n'est qu'une histoire de point de vue?

la dilatation du temps et la contraction des longueurs ne sont que des questions de point vue, voire même un peu des illusions d'optiques tout pendant que le mouvement est rectiligne uniforme. A partir du moment où un objet subit une accélération (c'est à dire qu'il devient mobile dans un référentiel inertiel dans lequel il était au repos auparavant), ces effets ne sont plus des illusions et se traduisent par des effets concrets : décalage réel des horloges pour la dilatation du temps, apparition de contraintes de déformation, voire de déformation ou de rupture sous contrainte pour la contraction des longueurs.

donc pour nous, il a 14 milliard d'année mais pour d'autre il a peut etre 15 milliards et d'autre il a 13 milliards. ok

L'age maximum que peut paraitre avoir l'univers, c'est quasiment celui que l'on constate car à quelques poils près nous sommes comobiles (vitesse très faible par rapport au référentiel comobile, donc effet de dilatation du temps faible ou négligeable, pour info on mesure cette vitesse grâce au rayonnement cosmologique). En gros plus un objet a bougé par rapport au comobile, plus l'age qu'il a est petit.

m@ch3

[invite653c579e]

salut bonjour, je donne mon grain de sel, je sort mon livre d'astrophysique et je cite:

(...) Aussi surprenant que cela puisse paraître, le vide, pour la physique moderne, peut avoir une masse et ainsi contribuer à la masse volumique de l'Univers. Pour les physiciens, le mot vide signifie seulement l'absence de tout contenu (matière, photons ou autres) dans l'espace, lequel possède une existence propre comme on le sait depuis Einstein, puisqu'il est capable de se courber et de gonfler.

source: astronomie et astrophysique de Marc séguin et benoît villeneuve

Pour répondre a papy-alain donc, l'Uinvers peut avoir une existance sans matière ni rayonnement, comme ce fut le cas d'ailleur une fraction de seconde après le big bang.

[papy-alain]

Pour répondre a papy-alain donc, l'Uinvers peut avoir une existance sans matière ni rayonnement, comme ce fut le cas d'ailleur une fraction de seconde après le big bang.

Une fraction de seconde après le début du big bang, l'univers était extrêmement chaud. Dire qu'il ne contenait rien est une aberration, étant donné que la matière n'a pu se "créer" à partir de rien.

[invite653c579e]

je recite:
(...) non seulement le vide est-il quelque chose de concret, mais il semblerais que l'Univers ait conue au cour de son existance au moin 2 sorte de vide. En effet, le vide n'est pas qu'un contenant passif: la structure du vide détermine la nature des particules qui peuvent y exister. Théoriquement, si on possédait qu'un morceau de vide provenant d'un Univers différent du nôtre, on pourrais déterminer quelles sorte de particules peuvent exister dans cet Univers et les lois de la physique qui les régissent. (...) Ainsi dire qu'au cour de l'histoire de l'Univers 2 sortes de vide se sont succédés revient à dire que les lois de la physique et la nature des particules élémentaire ont changé à un moment donné de l'histoire de l'Univers.

Je résume ensuite le prochain paragraphe: dans les accélérateur de particules les particules projeter à haute vitesse produit une énergie d'impact ou la température atteint le milliard de degré . On contate que les caractéristique habituelle des particules change à cette haute températures. À des température dépassant le 10e26 k, les caractéristique de toutes les particules connues semblent converger, comme si on avait affaire à une seule sorte de superparticule obéissant à une superloi unique.

Ok, alors je recite l'autre paragraphe:

En extrapolant vers le passé à partir de la température actuelle du RFC, on calcule que la température de l'Univers était de 10e26 lorsque l'échelle de l'Univers était de 10e-26, ce qui s'est produit à environ 10e-33 secondes apres le Big Bang. Ainsi, durant ces premier 10e-33 seconde après le Big bang, si l'on admet l'hypothèse d'une physique unifié à partir de 10e-33 s -qu'un type de particules obéissant à une superloi. On apelle cet intervalle l'époque unifié de l'histoire de l'Univers. Durant cet intervalle, le contenu de l'Univers était différent, ainsi que les lois de la physique; le vide lui même était différent; on le qualifie de vide unifié. Des calculs complexe montre qu'un tel vide a dû posséder une masse volumique énorme, de l'ordre de 10e73 kg/m3

Donc pour ne pas retranscrire le livre au complet, voilà ce que je retient de ce que j'ai lu: c'est vrai, au premier instant de l'Univers, la température était très élevé, tellement .élevé en fait, que les loi de la physique n'était pas les même, ce qui modifie donc la définition de vide, étant donner qu'avec un morceau de vide l'on peut décrire les lois de la physique et les particules qui peuvent y être.
La masse volumique du vide à cet époque était tellement colossale qu'il dépassait même celui de la matière. La masse volumique du vide dominait, et cela influa sur l'expansion de l'Univers.
L'on nomme inflation l'épisode de la vie de l'Univers pendant lequel la masse volumique du vide dominait. ( mais ça, c'est dit dans l'autre paragraphe, que je n'ai pas retranscrit.

Donc tout ca pour dire que le vide peut exister même sans matière, il a une existance propre, se déforme, se courbe, possède une masse volumique (quasiment nul aujourd'hui). AU début c'était pour ça que je répondait.

J'ai dit au dé.but que l'Univers était vide, et je me rend compte maintenant que c'était une erreur, papy-alain a raison sur ce. Mais je peut dire que le vide était différent, dans les premier instant du big bang, nous ne pouvons pas raisonner avec les même lois physique.

[invite80fcb52e]

Mais je peut dire que le vide était différent, dans les premier instant du big bang, nous ne pouvons pas raisonner avec les même lois physique.

Je sais pas ce que veut dire l'auteur mais l'inflation est traité avec les mêmes lois physiques qu'aujourd'hui. Et il n'y a aucune raisons qu'elles aient changées dans l'histoire de l'univers.

[invite653c579e]

ça c'est mon interprétation, faudrais tu me le dise.

[papy-alain]

Ce que suppose l'auteur (je dis bien suppose, car aucune expérience, aucune observation, ne vient appuyer ses théories) ne correspond pas du tout avec les données du modèle cosmologique standard. Une théorie ne peut être avalisée si elle n'est pas reconnue comme plausible par une partie importante de la communauté scientifique, ce qui ne semble pas être le cas ici.
Par ailleurs, ta citation contient "il semblerait que...", "théoriquement, si..." et , pour finir : "la structure du vide détermine la nature des particules qui peuvent y exister." Un vide contenant des particules, ce n'est pas du vide.