Notion espace-temps - Page 3
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Notion espace-temps



  1. #61
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Notion espace-temps


    ------

    Citation Envoyé par papy-alain Voir le message
    Je crois que la question est : comment différencier un redshift dû à l'expansion d'un redshift dû à la gravitation du corps émetteur ? Il me paraît pertinent de se demander comment on fait dans la pratique ?
    On ne peut pas.... sauf par comparaison, estimation (par d'autres méthodes) de la masse de l'objet émetteur, etc.
    Le redshift en lui-même n'a pas de "signature". Et il y a encore un troisième cas : un décalage Doppler dû à la vitesse propre. Là aussi, pas de différence dans l'absolu.

    -----
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  2. #62
    dextroy

    Re : Notion espace-temps

    Bonjour,
    Le film “Le Grand Tout” ayant reçu un bon accueil de la part des spécialistes de la relativité du temps, je profite de cette discussion et de l’article :
    http://www.futura-sciences.com/magaz...100-ans-59867/

    Où un extrait vidéo du film est visible, petit résumé :

    Après avoir parcouru 50.000 années-lumière dans la Galaxie presque à la vitesse de la lumière, les héros s'approchent de Sagittarius A*, le trou noir supermassif au centre de la Voie lactée, à environ 25.000 années-lumière de la Terre.
    Ils subiront un effet relativiste de dilatation des durées encore plus important en utilisant ses jets de particules pour encore augmenter leur vitesse.
    Ce que je comprends : la vitesse du vaisseau, “presque à la vitesse de la lumière”, est par rapport aux étoiles qui peuplent notre galaxie.

    Et c’est la seule chose que je crois comprendre, mais peut-être bien que même cela je ne le comprends pas, car :

    Première chose qui m’échappe :

    Après avoir parcouru 50.000 années-lumière dans la Galaxie presque à la vitesse de la lumière
    Comment est-il possible de parcourir 50.000 années-lumière, en allant presque à la vitesse de la lumière, dans un délai humainement raisonnable ?

    Ensuite, c’est sans doute trivial, mais comment fait-on pour sauter dans un train en marche sans se faire déchiqueter ?
    (ils pénètrent dans un jet de particules relativistes, comme on saute sur un tapis roulant à l’aéroport… donc sans encombre.)

    Enfin,
    Que pensez-vous de cette réflexion d’un des personnages :

    “Nous sommes de la lumière… presque.
    23 millions d’années-lumière par heure.
    Comme pour un photon, le temps ne veut plus dire grand chose pour nous.
    Nous allons trop vite pour lui.”
    23 millions d’années-lumière par heure ! Quelle est cette vitesse étrange ?
    Je suppose que c’est un effet relativiste de dilatation des durées, mais je n’arrive pas à visualiser comment cela est possible.
    Je remercie d’avance ceux qui auraient une explication plus claire de ce mystère !

  3. #63
    Amanuensis

    Re : Notion espace-temps

    Citation Envoyé par dextroy Voir le message
    Ce que je comprends : la vitesse du vaisseau, “presque à la vitesse de la lumière”, est par rapport aux étoiles qui peuplent notre galaxie.

    Et c’est la seule chose que je crois comprendre, mais peut-être bien que même cela je ne le comprends pas, car :

    Première chose qui m’échappe :

    Comment est-il possible de parcourir 50.000 années-lumière, en allant presque à la vitesse de la lumière, dans un délai humainement raisonnable ?
    Il s'agit de 50000 a.l. mesuré dans le référentiel relativement auquel la Galaxie est immobile. La durée du voyage "vu" de la galaxie ne peut pas être inférieure à 50000 ans. Mais la durée du voyage pour les occupants du vaisseau peut être, elle, bien plus courte.

    C'est la notion de dilatation du temps, telle qu'illustrée par le cas des muons.

    Ensuite, c’est sans doute trivial, mais comment fait-on pour sauter dans un train en marche sans se faire déchiqueter ?
    (ils pénètrent dans un jet de particules relativistes, comme on saute sur un tapis roulant à l’aéroport… donc sans encombre.)
    Clairement n'importe quoi, d'accord.

    Enfin,
    Que pensez-vous de cette réflexion d’un des personnages :
    a) La vitesse

    Il s'agit d'une "vitesse" calculée de manière peu conceptuelle, consistant à diviser une distance parcourue calculée relativement au référentiel de la Galaxie par une durée mesurée par le vaisseau.

    Cela n'a rien à voir avec une vitesse comparable à celle de la lumière, ni à une vitesse des étoiles par rapport au vaisseau.

    Cela revient à mesurer 1 seconde entre deux bornes qu'on mesure à 10 m l'une de l'autre (par exemple en les photographiant simultanément par deux appareils photos situés à 10 m l'un de l'autre dans le vaisseau), mais qui sont marquées comme distantes de 1 km, et dire qu'on va à 1 km/s.


    b) "Le temps ne veut plus dire grand chose"

    Équivalent à "je ne comprends rien à la relativité".

    Le personnage n'a qu'à ne plus regarder dehors, et il réalisera que le temps pour ses activités à bord a exactement le même sens qu'il a toujours eu.
    Dernière modification par Amanuensis ; 09/10/2015 à 14h41.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  4. #64
    dextroy

    Re : Notion espace-temps

    Merci encore, je pense que je commence à visualiser cette relativité temporelle selon les divers référentiels.
    (Cet exercice mental demande vraiment à être pratiqué régulièrement, sinon on décroche vite.)

  5. #65
    phys4

    Re : Notion espace-temps

    Citation Envoyé par dextroy Voir le message
    23 millions d’années-lumière par heure ! Quelle est cette vitesse étrange ?
    Je suppose que c’est un effet relativiste de dilatation des durées, mais je n’arrive pas à visualiser comment cela est possible.
    C'est une distance dans l'univers par heure pour le mobile, cela revient à une densité d'impulsion.
    Cela semble débile car il faut alors seulement 8 sec pour parcourir les 50 000 a.l voulus ?

    Une telle vitesse revient à avoir une énergie de 2.1011 fois sa masse, même les protons du LHC n'en font pas autant. Aucun accélérateur de particules n'est arrivé à cette vitesse.
    Comprendre c'est être capable de faire.

  6. #66
    Amanuensis

    Re : Notion espace-temps

    Je vais développer un peu mon exemple, le même sujet étant discuté dans différentes discussions.

    (Je prends pour rendre l'exemple à notre échelle, une vitesse de la lumière de l'ordre de 100 m/s, et sans faire de calcul exact. Ce n'est qu'une illustration.)

    Le vaisseau fait 100 m de long, et dispose de deux fenêtres pour regarder sur le côté, à 90 m l'une de l'autre.

    Survolant une planète, un observateur à l'avant voit (prend une photo perpendiculairement au vaisseau) un village avec un panneau d'entrée de village indiquant "Bled" et à côté un panneau routier indiquant "Patelin, 10 km" et une flèche vers l'arrière. 1 seconde plus tard il voit l'entrée de Patelin, avec un panneau routier indiquant "Bled, 10 km" avec une flèche vers l'avant (cohérent!).

    Le type s'écrit "waoh, on va à 10 km/s, bien plus vite que la lumière".

    Mais un autre observateur à l'arrière a pris une photo de Patelin à l'instant (dans le vaisseau) où l'autre observateur a photographié Bled. Le second observateur dit au premier: "Non, la distance entre Bled et Patelin est de 90 mètres puisqu'on les a vues simultanément une par une fenêtre l'autre par l'autre, la planète va donc à 90 m/s par rapport à nous, en-dessous de la vitesse de la lumière".

    Ce que dit le second observateur fait sens: a) il parle d'une vitesse relative, b) il parle de la vitesse de la planète par rapport au vaisseau, qui est bien ce qu'il a mesuré, c) il fait le rapport entre une distance mesurée dans le vaisseau et une durée mesurée dans le vaisseau, sans s'occuper de ce qu'il y a d'écrit sur les panneaux.

    Et le second observateur peut continuer en disant à l'autre "Tu ferais mieux de relire tes cours sur la relativité, tu n'as jamais entendu parler de la contraction des distances?".

    Et le premier lui répond "c'est toi qui comprends rien, j'ai fait un calcul qui est décrit dans Wikipédia".
    Dernière modification par Amanuensis ; 09/10/2015 à 15h41.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  7. #67
    Amanuensis

    Re : Notion espace-temps

    Citation Envoyé par phys4 Voir le message
    C'est une distance dans l'univers
    Intéressante manière de présenter les choses! Cela fait un peu espace absolu, non?
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  8. #68
    Amanuensis

    Re : Notion espace-temps

    Je continue mon exemple (cela complète le classique exemple des "trains relativistes") :

    Sur la planète, plus tard, le ferronnier de Bled rencontre le bourrelier de Patelin, et lui dit "À midi pile, on a été survolé par un vaisseau terrien". L'autre lui répond "Oui, on l'a vu chez nous à midi et presque deux minutes. 90 m/s, pas mal leur techno. Je n'ai pas réussi à lire le modèle. Faut dire que sur 1 m de long, c'est difficile de voir les détails."

    Exercice: trouver par quel raisonnement ils pourraient dire qu'ils ont "mesuré" une "vitesse" de 10 km/s?
    Dernière modification par Amanuensis ; 09/10/2015 à 16h09.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  9. #69
    Zefram Cochrane

    Re : Notion espace-temps

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message
    Mais un autre observateur à l'arrière a pris une photo de Patelin à l'instant (dans le vaisseau) où l'autre observateur a photographié Bled.
    Soit l'observateur prend une photo de patelin, soit il prend une photo au même instant où l'autre a phtographié Bled.
    Mais pas les deux simultanément.

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message

    Et le second observateur peut continuer en disant à l'autre "Tu ferais mieux de relire tes cours sur la relativité, tu n'as jamais entendu parler de la contraction des distances?".
    Et le premier lui répond "Toi aussi"
    je peux croire que je sais, mais si je sais que je ne sais pas, je ne peux pas croire

  10. #70
    phys4

    Re : Notion espace-temps

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message

    Exercice: trouver par quel raisonnement ils pourraient dire qu'ils ont "mesuré" une "vitesse" de 10 km/s?
    Je ne vais pas laisser "dextroy" sur cet exercice, probablement pas évident pour lui.

    Si l'un des observateurs fixe connait la taille réelle (a l'arrêt) du vaisseau, soit 100m, et qu'ils mesurent le temps de passage entre l'avant et l'arrière, ce qui n'est pas le cas de la mesure faite dans l'exemple donné, ils pourraient se dire que voir passer 100m en 1/100 sec cela ferait 10 km/s.
    Cette dernière mesure a beaucoup moins d'utilité que la mesure de l'impulsion qui serait faite dans le vaisseau : elle ne présente aucun intérêt pour l'observateur fixe de l'univers, par contre, dans le vaisseau, c'est la vitesse efficace pour le navigateur qui travaille avec le carte de l'univers et mesure dans le vaisseau.
    Comprendre c'est être capable de faire.

  11. #71
    dextroy

    Re : Notion espace-temps

    ça va un peu vite mais j'essaye… (j'ai dû relire au moins 10 fois ce que vous venez d'écrire, là… )

  12. #72
    Zefram Cochrane

    Re : Notion espace-temps

    Je vais reformuler l'exemple d'Amanuensis.
    A Je passe devant le clocher A. Je prends une photo.
    Je me dirige vers le clocher B qui se trouve Ã* une distance coordonnée de 9,95s.l du clocher A.

    Comme ma vitesse coordonnée est de 0,995c , il va me falloir une durée coordonnée de t =10s. mais comme , je vais arriver au niveau du clocher B Ã*

    Amanuensis se trouve derrière moi Ã* Lo' = 0,995s.l et prend une photo du clocher A Ã*
    Imaginons que je m'exclame:
    "Waou, notre vitesse ( et non notre célérité ) est

    lui me dit : Non spice di counasse , notre vitesse est de

    Et moi je lui dit : " oui mais regarde ta photo. Quand je suis passé devant le clocher A, il indiquait t =0s
    et sur la tienne: t=0,1s . La vitesse du clocher est donc bien de 0,995s.l ( la longueur de la corde séparant nos capsules ) divisé par 0,1seconde soit 9,95c.

    Je me demande bien comment je pourrais me débrouiller si j'ignore par exemple si l'horloge du clocher A est synchronisée avec celle du clocher B?

    Cordialement,
    Zefram

  13. #73
    phys4

    Re : Notion espace-temps

    Citation Envoyé par Zefram Cochrane Voir le message
    Je me demande bien comment je pourrais me débrouiller si j'ignore par exemple si l'horloge du clocher A est synchronisée avec celle du clocher B?
    Pour un voyageur comme toi, elle ne sont surement pas synchronisées. De plus qui a dit que l'horloge A fonctionne correctement :
    mais non pour un décalage de 0,1 sec, il s'est passé 1 sec dans la fusée, cette vieille horloge pourrie retarde d'un facteur 10.
    Comprendre c'est être capable de faire.

  14. #74
    invite06459106

    Re : Notion espace-temps

    Citation Envoyé par Zefram Cochrane Voir le message
    Je vais reformuler l'exemple d'Amanuensis.
    A l'école tu reformulais les exercices de tes profs??
    Je trouve pas ça très cool.....comme si tu reformules en cas ou les lecteurs n'aient rien compris....ou que l'exo d' Amanuensis est imbitable en l'état.
    Franchement, tu prends les gens pour quoi??
    Bon, là, je pars pour un bon gros W-E, cela devrait me "calmer".
    Cordialement,
    Dernière modification par didier941751 ; 10/10/2015 à 09h15.

  15. #75
    dextroy

    Re : Notion espace-temps

    Si, si, c'est parfait ! J'aime bien les reformulations. Moi je suis long à la détente : à force d'exemples je vais bien finir par piger...

  16. #76
    Nicophil

    Re : Notion espace-temps

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message
    Intéressante manière de présenter les choses! Cela fait un peu espace absolu, non?
    Seul l'observateur pour qui les étoiles sont quasi-fixes mesure la distance propre qui les sépare.
    La réalité, c'est ce qui reste quand on cesse de croire à la matrice logicielle.

  17. #77
    Zefram Cochrane

    Re : Notion espace-temps

    Là, j'ai eu besoin de reformuler puisque les calculs n'étaient pas exacts. Argumenter sur un exemple imprécis est toujours périlleux.

  18. #78
    invite06459106

    Re : Notion espace-temps

    Citation Envoyé par Zefram Cochrane Voir le message
    Argumenter sur un exemple imprécis est toujours périlleux.
    Je ne pense pas que l'idée d' Amanuensis était dans un premier temps , d'argumenter par les maths exclusivement, mais plutôt de poser le "comment comprendre les données (précises ou non est facultatif) et les mettre en rapport, donc aborder les concepts posés par la théorie", mais je peux me tromper, et puisque que cela convient à destroy...tant mieux.
    cordialement,

  19. #79
    rik 2

    Re : Notion espace-temps

    Citation Envoyé par phys4 Voir le message
    mais non pour un décalage de 0,1 sec, il s'est passé 1 sec dans la fusée, cette vieille horloge pourrie retarde d'un facteur 10.
    Tiens! ça a changé c'est le "voyageur" qui vieillit plus vite maintenant!

  20. #80
    Amanuensis

    Re : Notion espace-temps

    Citation Envoyé par phys4 Voir le message
    Si l'un des observateurs fixe connait la taille réelle (a l'arrêt) du vaisseau, soit 100m, et qu'ils mesurent le temps de passage entre l'avant et l'arrière, ce qui n'est pas le cas de la mesure faite dans l'exemple donné, ils pourraient se dire que voir passer 100m en 1/100 sec cela ferait 10 km/s.
    Cette dernière mesure a beaucoup moins d'utilité que la mesure de l'impulsion qui serait faite dans le vaisseau : elle ne présente aucun intérêt pour l'observateur fixe de l'univers, par contre, dans le vaisseau, c'est la vitesse efficace pour le navigateur qui travaille avec le carte de l'univers et mesure dans le vaisseau.

    Une autre possibilité, sans connaître de dimension propre du vaisseau, serait de "voir" une horloge du vaisseau au moment du passage "en face" de chaque village. La différence sera d'une seconde, et la "(pas vraiment-)vitesse (pas vraiment-)propre" est obtenue en divisant la distance entre les villages (10 km) par la durée vue sur les horloges du vaisseau.

    Ce n'est pas plus pas moins "bizarre" comme "mesure" que l'autre. Dans les deux cas on mélange des mesures faites relativement à deux référentiels distincts. Et on obtient un résultat qui reste relatif et ne donnant aucune information supplémentaire par rapport à la (vraie) vitesse relative, et n'est en rien "plus propre" que la vitesse relative usuelle. (Ce qui rend cet usage de l'adjectif "propre" nocif, typique d'une mauvaise vulgarisation.)
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  21. #81
    Amanuensis

    Re : Notion espace-temps

    Citation Envoyé par didier941751 Voir le message
    Je trouve pas ça très cool.....comme si tu reformules en cas ou les lecteurs n'aient rien compris....ou que l'exo d' Amanuensis est imbitable en l'état.
    Je pense plutôt que ZC considère que plein de formules et de termes jargonesques font plus "sérieux", même quand il ne s'agit que de donner une "impression" ; et que savoir manipuler des formules est plus important que les comprendre.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  22. #82
    Zefram Cochrane

    Re : Notion espace-temps

    Citation Envoyé par phys4 Voir le message
    Pour un voyageur comme toi, elle ne sont surement pas synchronisées. De plus qui a dit que l'horloge A fonctionne correctement :
    mais non pour un décalage de 0,1 sec, il s'est passé 1 sec dans la fusée,
    Au moins, l'horloge A affiche une durée cohérente la célérité de 9.95c.
    Citation Envoyé par phys4 Voir le message
    cette vieille horloge pourrie retarde d'un facteur 10.
    Comme on dit c'est dans les vieux pots qu'on fait les meilleures soupes.
    je peux croire que je sais, mais si je sais que je ne sais pas, je ne peux pas croire

  23. #83
    dextroy

    Re : Notion espace-temps

    Bonjour,
    Voici un bon cours d'introduction à la relativité restreinte par Richard Taillet :
    https://www.youtube.com/watch?v=Lt4OimVS34A
    Il commence par expliquer ce qu'est un référentiel galiléen.
    Puis il introduit la notion que la vitesse de la lumière est constante.
    Son exemple du train est excellent : un spot lumineux qui part du milieu du train.
    Pour un observateur dans le train, la lumière atteint les 2 extrémités du train en même temps.
    Pour un observateur sur le quai, la lumière atteint d'abord l'arrière du train (car il avance).

  24. #84
    phys4

    Re : Notion espace-temps

    J'ai commencé à le regarder, l'introduction m'a un peu déçu : il ignore totalement Galilée et ne connait que Newton.
    Par exemple c'est Galilée qui a montré que masse grave = masse inerte, deux notions qui n'existent plus aujourd'hui car plus personne ne remet cela en cause depuis des siècles.
    L'auteur a une excuse, il dit de pas connaitre l'histoire des sciences.

    Je continuerai à voir ce que contient ce cours.
    Comprendre c'est être capable de faire.

  25. #85
    dextroy

    Re : Notion espace-temps

    En fait Richard Taillet dit qu'il ne s'attarde pas du tout sur l'aspect historique (il a par ailleurs un cours entièrement dédié à ça).
    Personnellement, je peinais à trouver une porte d'entrée dans la compréhension de ce temps et de ces longueurs qui changent selon l'observateur.
    Les exemples ci-dessus, les "reformulations" sont ok, pas de problème, (et merci encore) mais je suis un peu long à comprendre, et cette vidéo marche mieux pour moi…
    Ce cours m'a fourni cette porte d'entrée ; je peux enfin mettre du sens sur le mot "relativité", et c'est pour moi un grand pas.

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