Temps, gravité, question de noob !

[grozmik]

Bonjour,

en tant qu'amateur très distant et très amateur j'ai toujours entendu dire que si on envoie quelqu'un dans l'espace, il subissait moins les effets du temps que quelqu'un resté sur Terre, du fait de la gravité.
Je me demandais de quelle ampleur pouvait être cette différence ( des secondes ? des minutes ? des heures? DES ANNEES ?...).

Pour ma deuxième question je reprends mes deux protagonistes du début.
Si on leur permet de tenir une conversation continue à mesure qu'ils s'éloignent l'un de l'autre (avec un super-téléphone) jusqu'a ce que la différence de gravité et donc de temps entre les deux soit significative, comment se déroulera la conversation ?
Celui sur terre entendra t-il le débit de son interlocuteur ralentir ? accélerer ? je me pose trop de questions ? et pas les bonnes en plus ?

Les questions peuvent sembler idiotes, si c'est le cas vous pouvez me jeter virtuellement des pierres

Merci pour vos réponses.
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[pm42]

en tant qu'amateur très distant et très amateur j'ai toujours entendu dire que si on envoie quelqu'un dans l'espace, il subissait moins les effets du temps que quelqu'un resté sur Terre, du fait de la gravité.
Je me demandais de quelle ampleur pouvait être cette différence ( des secondes ? des minutes ? des heures? DES ANNEES ?...).

Non, des nanosecondes : https://en.wikipedia.org/wiki/Hafele–Keating_experiment

Si on leur permet de tenir une conversation continue à mesure qu'ils s'éloignent l'un de l'autre (avec un super-téléphone) jusqu'a ce que la différence de gravité et donc de temps entre les deux soit significative, comment se déroulera la conversation ?

Vu la faiblesse du phénomène à l'échelle de la Terre, ce sera totalement imperceptible.
Par contre, tu vas percevoir l'éloignement et la limite due à la vitesse de la lumière. En gros, si quelqu'un est a mis chemin de la Lune, il va mettre 1/2 sec à recevoir ta phrase et toi 1/2 sec à recevoir sa réponse : 1 sec d'attente à chaque fois.
Mais ça n'a rien à voir avec la gravité.

je me pose trop de questions ? et pas les bonnes en plus ?

Non, tu poses de bonnes questions, rien à dire.

[Deedee81]

Salut,

Grozmik, bienvenue sur Futura.
Et j'en rajoute une couche : tes questions ne sont pas idiotes mais absolument correctes

Ce phénomène est constaté avec les satellites GPS. Les horloges atomiques des satellites vont un peu plus vite (par rapport à nous). Mais comme ces satellites vont très vite.... leurs horloges vont moins vite !!! (cet effet est le double du précédent).
Il faut tenir compte des deux effets. Et les GPS étant extrêmement précis, même ces effets très faibles (qui se mesurent en nanosecondes comme le rappelle pm42) ont un impact énorme (une erreur de plusieurs centaines de mètres sur le positionnement). Pour faciliter le fonctionnement des GPS et leur synchronisation, on a donc légèrement décalé le rythme des horloges pour qu'il coïncide avec celui de la Terre.

Des humains au téléphone ne constateraient rien. Trop faible. Sauf si un des deux a le malheur d'approcher d'un trou noir.
On a un épisode amusant de Star Gate SG1 à ce sujet : avec la porte ouvrant accidentellement sur un trou noir (et Samantha Carter très troublée car il y a les effets temporels mais pas les forces de marées et elle ne comprend pas pourquoi. Astuce permettant de respecter l'aspect scientifique tout en permettant le déroulement du scénario ).
Et là ils ont des décalages énormes entre ceux qui sont près du trou noir de l'autre coté de la porte, ceux qui sont près de la porte, ceux qui sont dans la salle d'embarquement, etc... jusqu'à ceux qui sont à l'extérieur.
Et des trucs très bien pensés : par exemple les communications qui ne marchent plus. En effet, tous les appareils électroniques fonctionnent avec des fréquences porteuses. Un énorme décalage temporel ne rendrait pas les voix plus graves ou plus aigues au téléphone ou la radio : ça rendrait juste ces appareils non fonctionnels. Ils ne l'expliquent pas dans le feuilleton mais clairement un scénariste ou un de leurs conseillers scientifiques a dû y penser

Avec des décalages aussi fort, même les fibres optiques ne marcheraient plus. Par exemple, si elles véhiculent des impulsions de lumière visibles, à l'autre bout on aurait des infrarouges ou des ultraviolets et les détecteurs ne marcheraient plus (les détecteurs sont toujours conçus pour des longueur d'onde bien précises). Ou pire, les impulsions seraient dissipées ou absorbées par la fibre optique.

[invite6c093f92]

Je me demandais de quelle ampleur pouvait être cette différence ( des secondes ? des minutes ? des heures? DES ANNEES ?...).

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Pour répondre à une telle question, il faut connaître la durée de l'expérience (entre autre paramètre...).

[A voir en vidéo sur Futura]

[grozmik]

Merci pour vos réponses, je craignais de recevoir des explications trop alambiquées mais vous êtes limpides. J'ai bien fait de m'inscrire, je repasserai. Bonne soirée.

[invite51d17075]

Pour répondre à une telle question, il faut connaître la durée de l'expérience (entre autre paramètre...).

bonjour,
que veux tu dire.
dans le cadre d'un décalage ( due par exemple à une diff gravitationnelle ) , celui ci est constant dans le temps.
sinon , on verrait par exemple nos GPS se décaler de plus en plus en fct des années de service des satellites.
je suppose que tu parles d'autre chose ?
Cdt

[invite6c093f92]

Pour le GPS, il y a un "recalage" toutes les "je sais plus combien de temps" envoyé (codé) dans les signaux de transmission.
Je voulais dire, que par ex, si tu te mets à coté d'un TN, ton jumeau étant resté sur Terre, le décalage de vos âges à ton retour, sera au prorata du temps resté à proximité du TN.
Donc, on ne peut pas répondre : Nanoseconde ou autre, sans au moins cette donnée...

[pm42]

dans le cadre d'un décalage ( due par exemple à une diff gravitationnelle ) , celui ci est constant dans le temps.
sinon , on verrait par exemple nos GPS se décaler de plus en plus en fct des années de service des satellites.

La vitesse du décalage est constante dans le temps. Le décalage lui même sans correction va donc s'accumuler comme le dit didier941751.
Quand aux GPS, si on ne corrigeait pas, on verrait effectivement le décalage s'accumuler. C'est expliqué ici :

https://en.wikipedia.org/wiki/Error_...ral_relativity

Notamment "Without correction, errors in the initial pseudorange of roughly 10 km/day would accumulate".

[invite51d17075]

je comprend mieux le iatus.
le décalage est bien sur constant intrinsèquement à chaque instant , mais le re calage doit se faire évidemment de manière permanente.
cela allait de soi pour moi, mais j'ai mal interprété les propos de Didier. désolé.
incompréhension.

[Mailou75]

Salut,

Pour donner un ordre de grandeur a Grozmik, par rapport a un observateur a l´infini qui compterait 86400s par jour, un observateur a la surface de la Terre compterait 0,000.060s de moins et un autre a la surface du soleil compterait 0,18s de moins chaque jour. L’effet du soleil sur un observateur terrestre reste 6 fois plus elevé que celui de la Terre elle même.

Ce phénomène est constaté avec les satellites GPS. Les horloges atomiques des satellites vont un peu plus vite (par rapport à nous). Mais comme ces satellites vont très vite.... leurs horloges vont moins vite !!! (cet effet est le double du précédent). Il faut tenir compte des deux effets.

Il existe un point d’equilibre à 1,5 fois le rayon de l’objet pour lequel un objet en orbite a un temps propre synchronisé avec celui qui reste immobile a la surface de l’objet (en dessous son temps sera plus lent et au dessus plus rapide, ce qui est la cas des GPS).

La règle reste vraie pour tout objet celeste classique connu. Nos connaissances des etoiles a neutrons et autre objets relativistes ne permet pas a mon sens de trancher sur une generalisation de ce point d’equilibre, ou pas...

A +

Mailou

[mach3]

Il existe un point d’equilibre à 1,5 fois le rayon de l’objet pour lequel un objet en orbite a un temps propre synchronisé avec celui qui reste immobile a la surface de l’objet (en dessous son temps sera plus lent et au dessus plus rapide, ce qui est la cas des GPS).

La règle reste vraie pour tout objet celeste classique connu. Nos connaissances des etoiles a neutrons et autre objets relativistes ne permet pas a mon sens de trancher sur une generalisation de ce point d’equilibre, ou pas...

je suppose que tu obtiens ce facteur 1,5 en prenant l'effet de relativité restreinte d'une part et l'effet einstein d'autre part, séparément, et que tu fais la somme. Effectivement ça ne marchera pas en champ fort. Il faudra faire un calcul direct avec la métrique Schwarzschild pour savoir quel ratio il doit y avoir entre la coordonnées r d'un corps immobile de Schwarzschild (encore que ça ne suffirait pas pour un objet en rotation rapide...) et la coordonnée r d'un corps en orbite circulaire (il faut donc établir la géodésique sur un tour complet). Il me semble que je l'ai déjà fait dans un ancien fil. Je manque de temps pour le retrouver ou pour le refaire aujourd'hui.

m@ch3

[Mailou75]

Salut,

je suppose que tu obtiens ce facteur 1,5 en prenant l'effet de relativité restreinte d'une part et l'effet einstein d'autre part, séparément, et que tu fais la somme.

Yes

Effectivement ça ne marchera pas en champ fort. Il faudra faire un calcul direct avec la métrique Schwarzschild pour savoir quel ratio il doit y avoir entre la coordonnées r d'un corps immobile de Schwarzschild (encore que ça ne suffirait pas pour un objet en rotation rapide...) et la coordonnée r d'un corps en orbite circulaire (il faut donc établir la géodésique sur un tour complet). Il me semble que je l'ai déjà fait dans un ancien fil. Je manque de temps pour le retrouver ou pour le refaire aujourd'hui.

En effet a grande vitesse le cercle ne vaudrait plus 2PiR. Sans tenir compte de ce parametre j’ai fait le calcul avec la courbe de l’effet Einstein en champ fort et la vitesse orbitale relativiste et on obtient déjà pas le meme resultat.

Mais ma derniere remarque ne portait pas tant sur le calcul mais sur le fait de discriminer definitivement une «courbure classique lue à la sauce relativiste» de la RG. Comme dit, en champ faible la difference est indiscernable et les observations que nous avons d’etoiles a neutron (ou meme de trous noirs) ne sont pas assez precises pour trancher. D’autant que cette diffrence ne se ferait reellement sentir qu’en dessous de 5Rs... pas le genre d’objet qu’on est près d’approcher. En bref, le supposé interieur du trou noir sur lequel on se plait a fabuler ne serait pas si vide qu’on le croit et la singularité un artefact mathematique issu de Newton (en calcul de gravitation on peut considerer que toute la masse est concentree au centre d’un objet).

Je n’affirme rien, j’emet un doute comme toujours. Il y a le verifié et le supposé, la limite n’etant pas celle qu’on croit (validation par observation d’Eddington ou perihelie de Mecure, objets classiques pour lesquels seule l’interpretation de la courbure compte)

[mach3]

Le pulsar swift j1749 devait nous apprendre des choses là dessus en 2010, mais depuis on dirait qu'il n'y a pas de nouvelles...

m@ch3