Questionnement sur la relativité d'Einstein

[invited26f9941]

Bonjour,

J'ai une question qui ne me laisse pas dormir depuis un bon bout de temps , en mattant le film Interstellar, en arrivant a la scène ou la sonde était dans une planète ou la gravite est monstrueuse et que le temps passe bcp moins vite que sur terre , j'ai eu cette idée : Imaginons qu'on envoie un message a la planète terre depuis cette planète ..Ce message est biensur sous forme d'une onde radio donc onde electromagnetique qui se déplace en vitesse de la lumiere ...Disons que la distance est de 5 millions années lumieres . ca veut dire que le message va prendre 5 années pour enfin etre capter par le récepteur ..Jusque la rien d’anormal (J’espère). Ok ..Mnt Imaginons qu' 1 an dans cette planète étrangère correspond a 10 années dans notre planète ... C'est ici que les choses deviennent troublantes pour moi... on a dit que le message va durer 5 années pour arriver a Terre , est ce que c'est 5 années de la planète Terre ou 5 années de cette planète avec une gravite plus grande ? Vu que si c'est 5 années de la planète terre ça veut bien dire 6 mois a l'autre bout ... si c'est l'inverse donc le message ne va arrive qu’après une bonne cinquantaine d'années coulées sur Terre .. mais je crois que le problème viens de moi qui ne maîtrise pas bcp les notions de relativité d'Einstein .

J’espère avoir des réponses sur mes questions.

Merci d'avance
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[mach3]

Bon, alors déjà, si une planète est située à 5 millions d'années-lumières de nous, sa lumière met 5 millions d'années à nous parvenir (par définition de année-lumière), pas 5 ans.

Ensuite pour votre problème il faut revenir aux définitions des concepts "distance" et "durée" et aux façons de les mesurer. Pour mesurer une distance, on se sert souvent à la base des propriétés de l'espace euclidien, auxquelles on ajoute quelques lois ou principes physique. On peut ainsi mesurer une distance à un objet de multiples manières, qui normalement donnent le même résultat : mesure du temps d'aller-retour d'un signal radio ou lumineux, mesure de paralaxe, mesure de la taille angulaire de l'objet et comparaison à un standard (le même objet à une distance connue ou un objet de taille connue à la même distance), mesure de la luminosité et comparaison à un standard.
Le fait que ces différentes mesures soient concordantes dans la vie quotidienne nous fait croire que les hypothèses sous-jacentes sont correctes et nous étendons donc volontiers un maillage tridimensionnel à tout l'univers, en pensant que sa géométrie est euclidienne.
Hélas ceci est faux (ça reste une bonne approximation dans la vie quotidienne), et dans certaines conditions les différentes mesures de distance ne concordent pas. L'espace-temps est courbé et les mesures de distance ou de durée ne sont pas univoques. La notion de distance au sens courant se dissout. On peut inventer autant de notions de distance que l'on veut en faisant des constructions artificielles, par exemple si vous vous êtes un peu intéressé aux trous noirs vous avez peut-être entendu parler des coordonnées de Schwarzschild, et bien le "r" de ces coordonnées n'est pas une distance au centre comme on l'imagine d'après la notion de distance de la vie quotidienne.
Quand on dit tel astre est à telle distance de la Terre en astrophysique, on oublie généralement de préciser de quelle notion de distance on parle et ce n'est généralement pas la notion de la vie courante.

Pas le temps de poursuivre, je dois aller bosser...

m@ch3

[f6bes]

Bjr à toi,
Reste à savoir ce que tu appeles "...durée d'un an de cette planéte ".
En général on définit "un an" comme étant le temps de révolution autour du soleil (pour la planéte terre)
Mais toutes les planétes ne mettent pas un an (terreste) pour éffectuer une révolution autour du soleil.
Certaine sont plus rapides...d'autres plus lentes.

Mercure mets 89 jours ( en gros ) pour faire sa révolution autour du soleil
Jupiter mets 11 ans (terrestre) pour faire sa révolution autour du soleil.

Plus les planétes sont proches du soleil , plus elle sont rapides pour en effecter un tour complet.
Plus elle sont éloignées, plus elle sosnt lentes.

Ce qui n'a aucune influence sur la vitesse de la lumiére et peu importe la gravité de celle çi.

Bonne journée

[Matmat]

on a dit que le message va durer 5 années pour arriver a Terre , est ce que c'est 5 années de la planète Terre ou 5 années de cette planète avec une gravite plus grande ? Vu que si c'est 5 années de la planète terre ça veut bien dire 6 mois a l'autre bout ... si c'est l'inverse donc le message ne va arrive qu’après une bonne cinquantaine d'années coulées sur Terre

Tu as raison , si dans le film il a été dit que le message va durer 5 années pour arriver a Terre sans précision du référentiel alors tu ne peux savoir si c'est 5 années mesuré depuis la Terre ou 5 années mesuré depuis la planète avec une gravite plus grande , c'est une des premières choses à comprendre de la relativité : dire la valeur d'une distance sans précision du référentiel c'est comme énoncer une phrase incomplète .

[A voir en vidéo sur Futura]

[mach3]

@f6bes : hors sujet!

m@ch3

[Zefram Cochrane]

Bonjour,
Dans le film , on parle en années terrestres.
quand ils reviennent à bord, le personnage principal du film a plus de 20 ans de messages dans sa boite mail.

[invited26f9941]

hmm je comprends ton raisonnement mais je crois que ça ne répond pas a ma question . La distance que j'ai donné n'est qu'un exemple , en fait moi mon problème c'est avec la durée que la lumière va prendre pour parcourir une distance(quel que ce soit la forme de l'espace temps , vu que la distance entre Terre et l'Exoplanete == distance entre l'Exoplanete et Terre)...Mais je crois que j'ai trouve la reponse en lisant un peu les reponses de ce topic ...Le probleme que j'avais c'est que je croyais que si la vitesse de la lumiere est constante universellement ca veut dire qu'elle est a 300.000km/s(terrestre) partout ..alors que c'est faux ..la vitesse de la lumiere change quand on change de referentiel en utilisant tjrs le temps terrestre.. Merci pour votre réponses. Cordialement

[invited26f9941]

Bon, alors déjà, si une planète est située à 5 millions d'années-lumières de nous, sa lumière met 5 millions d'années à nous parvenir (par définition de année-lumière), pas 5 ans.

Ensuite pour votre problème il faut revenir aux définitions des concepts "distance" et "durée" et aux façons de les mesurer. Pour mesurer une distance, on se sert souvent à la base des propriétés de l'espace euclidien, auxquelles on ajoute quelques lois ou principes physique. On peut ainsi mesurer une distance à un objet de multiples manières, qui normalement donnent le même résultat : mesure du temps d'aller-retour d'un signal radio ou lumineux, mesure de paralaxe, mesure de la taille angulaire de l'objet et comparaison à un standard (le même objet à une distance connue ou un objet de taille connue à la même distance), mesure de la luminosité et comparaison à un standard.
Le fait que ces différentes mesures soient concordantes dans la vie quotidienne nous fait croire que les hypothèses sous-jacentes sont correctes et nous étendons donc volontiers un maillage tridimensionnel à tout l'univers, en pensant que sa géométrie est euclidienne.
Hélas ceci est faux (ça reste une bonne approximation dans la vie quotidienne), et dans certaines conditions les différentes mesures de distance ne concordent pas. L'espace-temps est courbé et les mesures de distance ou de durée ne sont pas univoques. La notion de distance au sens courant se dissout. On peut inventer autant de notions de distance que l'on veut en faisant des constructions artificielles, par exemple si vous vous êtes un peu intéressé aux trous noirs vous avez peut-être entendu parler des coordonnées de Schwarzschild, et bien le "r" de ces coordonnées n'est pas une distance au centre comme on l'imagine d'après la notion de distance de la vie quotidienne.
Quand on dit tel astre est à telle distance de la Terre en astrophysique, on oublie généralement de préciser de quelle notion de distance on parle et ce n'est généralement pas la notion de la vie courante.

Pas le temps de poursuivre, je dois aller bosser...

m@ch3

hmm je comprends ton raisonnement mais je crois que ça ne répond pas a ma question . La distance que j'ai donné n'est qu'un exemple , en fait moi mon problème c'est avec la durée que la lumière va prendre pour parcourir une distance(quel que ce soit la forme de l'espace temps , vu que la distance entre Terre et l'Exoplanete == distance entre l'Exoplanete et Terre)...Mais je crois que j'ai trouve la reponse en lisant un peu les reponses de ce topic ...Le probleme que j'avais c'est que je croyais que si la vitesse de la lumiere est constante universellement ca veut dire qu'elle est a 300.000km/s(terrestre) partout ..alors que c'est faux ..la vitesse de la lumiere change quand on change de referentiel en utilisant tjrs le temps terrestre.. Merci pour votre réponses. Cordialement

[mach3]

hmm je comprends ton raisonnement mais je crois que ça ne répond pas a ma question . La distance que j'ai donné n'est qu'un exemple , en fait moi mon problème c'est avec la durée que la lumière va prendre pour parcourir une distance(quel que ce soit la forme de l'espace temps , vu que la distance entre Terre et l'Exoplanete == distance entre l'Exoplanete et Terre)...

durée mesurée par qui? c'est là tout le problème...

.Mais je crois que j'ai trouve la reponse en lisant un peu les reponses de ce topic ...Le probleme que j'avais c'est que je croyais que si la vitesse de la lumiere est constante universellement ca veut dire qu'elle est a 300.000km/s(terrestre) partout ..alors que c'est faux ..la vitesse de la lumiere change quand on change de referentiel en utilisant tjrs le temps terrestre.

c'est ce qu'on appelle une vitesse "coordonnée". Localement, la mesure de la vitesse de la lumière donnera toujours la même valeur de 300 000km/s, en revanche si on fixe un système de coordonnées et qu'on divise la distance coordonnée parcourue par la durée coordonnée du parcours, on ne trouve pas nécessairement 300 000km/s, sauf pour des systèmes de coordonnées particuliers.

m@ch3

[tierri]

Les intervenants dans cette discussion sont fortement érudits mais peu doués pour la vulgarisation, je vais tenter d'être plus simple et clair.
En relativité espace et temps sont intimement liés, ce qui est vrai pour le temps l'est aussi pour l'espace.
Donc 10 ans s'écoulent sur terre quand une année s'écoule sur la planète x, cela implique que si, vu depuis la terre, la distance d'une planète à l'autre est de 5 années-lumière, vue depuis la planète x elle n'est plus que de 0.5 années-lumière, pour être sur de ne pas se tromper il faut préciser à laquelle on se réfère quand on cite une durée ou une distance, si rien n'est précisé on peut supposer qu'il s'agit de la terre en référentiel.
Vue depuis la terre la distance est de 5 al et la lumière met donc 5 années pour faire le voyage, et la vitesse de la lumière est de 5/5=1 a/al (années/années-lumière).
Vue depuis la planète x la distance est de 0.5 al et la lumière met 0.5 années pour faire le voyage, et la vitesse de la lumière est de 0.5/0.5=1 a/al.

[azizovsky]

En relativité espace et temps sont intimement liés, ce qui est vrai pour le temps l'est aussi pour l'espace.

.

si on regarde les métriques de la RG, on constate que l'espace et le temps sont traités de façon 'asymétrique'.

[tierri]

si on regarde les métriques de la RG, on constate que l'espace et le temps sont traités de façon 'asymétrique'.

ha !
Ha oui ?!
Alors du coup oui, c'est sur, il faut de la matière noire, faute de matière grise !
Plaisanteries à part, j'applique les principes de base de la RR, car si je ne le fais pas alors la vitesse de la lumière n'est plus une constante universelle, une chose que je veux bien accepter d'ailleurs mais qui a coup sur ne correspond pas non plus au paradigme établi sur la RG.
On a un problème !

[Zefram Cochrane]

Question O Grande Vulgarisateur :
Tu prends une planète X de masse M . Une tour d'une hauteur telle que s'il s'écoule 5 ans à la base de la tour, il s'écoulera 10 ans au sommet.
Si l'observateur prend un mètre-dérouleur; après l'avoir déroulé jusqu'à la base de la tour, il va lire une graduation correspondant à la hauteur de la tour.
S'il déroule un autre mètre-dérouleur mais en le tenant par le zéro.
L'observateur de la base ne devrait-il pas lire une graduation au final correspondant à la même hauteur de la tour?

[Matmat]

Même pas besoin de connaitre gamma pour répondre ^^ Le ruban gradué étant collé de bout en bout à la tour dont on veut connaitre la longueur : la graduation lue est donc la longueur propre de la tour .

[tierri]

Question O Grande Vulgarisateur :
Tu prends une planète X de masse M . Une tour d'une hauteur telle que s'il s'écoule 5 ans à la base de la tour, il s'écoulera 10 ans au sommet.
Si l'observateur prend un mètre-dérouleur; après l'avoir déroulé jusqu'à la base de la tour, il va lire une graduation correspondant à la hauteur de la tour.
S'il déroule un autre mètre-dérouleur mais en le tenant par le zéro.
L'observateur de la base ne devrait-il pas lire une graduation au final correspondant à la même hauteur de la tour?

Un peu simpliste comme question ça, cher Zefram, c'est pas avec ça que vous pourrez me contrer.
En effet ils liront la même chose, de la même manière s'ils comptent les briques ils trouveront aussi le même résultat, mais cela ne change rien au problème.
S'ils mesurent les distances par d'autres moyens comme des signaux lumineux émis à des altitudes différentes ils trouveront que le mètre à la surface semble plus petit que celui en altitude.

Revenons à l'énoncé, du point de vue de la terre un signal lumineux mets 5 ans à parcourir la distance terre-planète x, du point de vue de la planète x il ne s'est écoulé que 0.5 an, alors si on conserve la même distance cela va signifier que du point de la planète x la vitesse de la lumière vaut 10c, c'est mathématique, je sais de quoi je parle car j'ai appris ces équations très complexes au collège.

[Deedee81]

Salut,

Bon, j'ai au moins pu alimenter le bêtiser (secret ). Je vous laisser deviner avec quoi. Non, aucun prix à gagner, c'est trop facile.
Pour rester gentil, si vous avez deviné, envoyez le par MP.
Un peu d'humour ça ne fait pas de mal et le ridicule ne tue pas mais restons gentil

[Zefram Cochrane]

Un peu simpliste comme question ça, cher Zefram, c'est pas avec ça que vous pourrez me contrer.
En effet ils liront la même chose, de la même manière s'ils comptent les briques ils trouveront aussi le même résultat, mais cela ne change rien au problème.

En fait si , ça change beaucoup de choses.

Revenons à l'énoncé, du point de vue de la terre un signal lumineux mets 5 ans à parcourir la distance terre-planète x, du point de vue de la planète x il ne s'est écoulé que 0.5 an, alors si on conserve la même distance cela va signifier que du point de la planète x la vitesse de la lumière vaut 10c, c'est mathématique, je sais de quoi je parle car j'ai appris ces équations très complexes au collège.

Sauf a étendre un ruban-mètre entre la Terre et Planète X pour mesurer la longueur propre qui les sépare , je préfère mon exemple de la tour.

Le temps s'écoule 2 fois plus vite au sommet de la tour qu'à la base.
Si l'observateur à la base tire verticalement un rayon laser vers le sommet de la tour ou se trouve un réflecteur optique qui réfléchit le laser vers la base, l'observateur à la base , en divisant la longueur propre de la tour par la moitié de la durée de l'aller-retour trouveras que la vitesse moyenne de la lumière est supérieure à c.
Par contre, inversement si l'observateur tire un laser en direction d'un rélfecteur situé à la base de la tour, il trouvera que la vitesse moyenne de la lumière sera inférieure à c.

Cela s'appelle l'effet Shapiro (1968).

Dans ton exemple : aucune chance que qui du point de vue de la Terre un signal lumineux mette 5ans pour atteindre la planète X et que du point de vue de la planète X on mesure une vitesse moyenne de la lumière de 10c

S'ils mesurent les distances par d'autres moyens comme des signaux lumineux émis à des altitudes différentes ils trouveront que le mètre à la surface semble plus petit que celui en altitude.

Comment tu fais? tu pose que la vitesse de la lumière est égale à c?

Moi au collège, je n'ai pas eu la chance d'avoir un prof qui m'apprrenne la RG. J'avais un prof pourri qui m'apprenait des histoire de baignoires , de ressorts et de balances.

[azizovsky]

ha !
Ha oui ?!
Alors du coup oui, c'est sur, il faut de la matière noire, faute de matière grise !
!

ça ce voit ...

[azizovsky]

si tu as compris quelque chose, une seule réponse à mes questions ici http://forums.futura-sciences.com/ph...-de-temps.html

[Mailou75]

Salut,

Pour répondre a la question initiale, si un observateur de situe a une distance D d'une une planète très dense (relativiste), D étant une distance propre (mesurée à la règle par Zef) alors :
- si un message est envoyé de la planète vers l'observateur alors chacun trouvera que le message est échangé pendant une durée plus longue que D/c

-si un message est envoyé de l'observateur vers la planète chacun trouvera que la durée du message est plus longue que D/c (et surtout, personne ne mesure un temps D/c même pas l'on sa l'infini.)

Ce n'est pas une erreur c'est bien deux fois la même chose, la lumière ralentis proche de la planète, c'est l'effet Shapiro (déjà cité par Zef).

[tierri]

Alors tout est relatif, même c.

ça m'inspire ça, merci messieurs Zefram et Mailou, je crois que vous m'avez ouvert une porte.

[obi76]

Alors tout est relatif, même c.

Décidément, votre persistance dans l'ignorance et l'incompréhension de principes élémentaires force l'admiration...

[Zefram Cochrane]

Alors tout est relatif, même c.

La vitesse de la lumière est localement constante, mais globalement pas.

ça m'inspire ça, merci messieurs Zefram et Mailou, je crois que vous m'avez ouvert une porte.

Je ne sais pas pourquoi mais j'ai comme l'impression que ce que vous croyez comprendre ne correspond pas à ce que je crois avoir dit.
Ne vous emballez pas, depuis que je suis sur FS, j'ai appris à être affirmatif que quand j'ai la certitude d'avoir raison à 5 sigma.