Dilatation du temps dans l'espace et scénario BD

[Space2063_BD]

Bonjour je suis nouveau sur ce forum de discussion,
je dirais pour me présenter rapidement que je suis scénariste BD et j'aime beaucoup me documenter sur des faits vérifiés ou des théories existantes pour l'écriture de mes histoires afin de coller un maximum à la réalité et éviter les incohérences. Je travaille actuellement sur un scénario SF, donc dans le futur (époque proche de l'histoire d'Alien), où les héros effectuent des voyages interstellaires au moyen de vaisseaux spatiaux utilisant la propulsion à base d'antimatière (pour voyager à des vitesses proches de la vitesse de la lumière) + des passages/trous de ver + l'animation suspendue (cryogénisation de l'équipage durant le voyage) - Corrigez-moi si je dis des bêtises - ... Bref je recherche des avis scientifiques afin d'appuyer, de confirmer ou de réfuter mes idées scénaristiques. Ce sujet me passionne mais j'avoue que je n'ai pas toutes les connaissances scientifiques nécessaires.

Une nouvelle question technique s'est posée lorsque j'ai abordé le thème des voyages interstellaires : celle du temps relatif. Cela soulève beaucoup de questions mais offre aussi beaucoup de possibilités au niveau scénaristique. Dans mon cas précis, une base dans l'espace, proche d'une planète A, reçoit un appel au secours en provenance d'une planète lointaine B. Admettons qu'avec les moyens de propulsion évoqués plus haut, le vaisseau de secours en provenance de A mette environ 6 mois pour atteindre la planète B (voyage à la vitesse de la lumière) suite à la réception du message de B. Serait-il possible que lorsque l'équipage du vaisseau de la planète A débarque sur la planète B, pour les habitants de celle-ci il ne se soit passé que 10 jours par exemple depuis le moment où ils ont émis le message de secours ? Ou alors, est-ce l'inverse ? Les 6 mois de voyage dans l'espace pour l'équipage de A correspondraient-ils à une autre durée écoulée pour les personnes vivant sur B, disons 3 ans par exemple ?

Merci d'avance pour votre aide (et pour votre indulgence si ma question peut paraître trop naïve )
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[Lansberg]

Bonjour et bienvenue sur le forum,

les trous de ver ne sont pour l'instant que des "objets" théoriques contrairement aux trous noirs pour lesquels on a des éléments observationnels. Pour la cryogénisation humaine je ne pense pas qu'on ait davantage à se mettre sous la dent, mais il y a surement des personnes sur le forum plus au courant que moi sur le sujet.

En ce qui concerne la relativité du temps c'est un peu plus simple. La planète B envoie un SOS qui voyage à la vitesse de la lumière. Supposons que la distance qui sépare A de B est d'une année-lumière (1 a.l) ; le signal mettra 1 an avant d'arriver à A (il ne faut pas que ce soit trop urgent quand même !). Le vaisseau de secours ne pourra pas voyager à la vitesse de la lumière (seules les particules sans masse peuvent le faire). Imaginons que la technologie permette de s'approcher de cette vitesse, par exemple 0,9 fois la vitesse de la lumière (0,9.c). Pour les habitants de A, le vaisseau mettra 1 a.l / 0,9 = 1,11 an pour arriver (il ne faut vraiment pas que ce soit urgent...). Pour les occupants du vaisseau le voyage durera moins longtemps (dilatation du temps) et il parcourront une distance plus faible (contraction des longueurs). Avec une vitesse de 0,9.c, il leur faudra 0,48 an (175 jours) de voyage. Ils parcourront 0,44 a.l.

[Space2063_BD]

Merci.

Donc si je comprends bien, pour les habitants de B il leur aura fallu attendre environ 1 an 1/2 voire 2 ans pour voir arriver les secours tandis que l'équipe de secours de A, elle, n'aura mis environ que 6 mois pour atteindre B (en étant parti dès réception du signal radio). C'est correct ?

De ce fait j'ai d'autres questions :
1) Existe-t-il aujourd'hui des hypothèses qui prétendraient que les messages radios pourraient un jour aller plus vite que la vitesse lumière ?
2) Y'aurait-il des possibilités pour que le temps sur la planète B passe plus vite que sur la planète A ou que dans l'espace ? Je veux dire par là, le temps passe-t-il de la même manière sur toutes les planètes dans l'espace ou chaque planète est-elle un cas unique ? J'ai vu dans le film "Interstellar" que par exemple sur la planète "Miller", 1h passée sur la planète équivalait à 7 années passées sur la Terre, ceci étant expliqué dans le film par le fait que la planète Miller était à proximité d'un super trou noir qui déformait tout ce qui se trouvait dans son entourage.

[Lansberg]

Donc si je comprends bien, pour les habitants de B il leur aura fallu attendre environ 1 an 1/2 voire 2 ans pour voir arriver les secours tandis que l'équipe de secours de A, elle, n'aura mis environ que 6 mois pour atteindre B (en étant parti dès réception du signal radio). C'est correct ?

Entre le moment où les habitants de B envoient leur signal et le moment où les secours arrivent (à supposer qu'ils partent aussitôt), il s'écoule 2,1 ans ! Bien entendu tout cela dépend de la distance séparant A de B et de la vitesse du vaisseau des secours !
L'équipe de secours n'a pas le "même parcours" (pas la même ligne d'univers) dans l'espace-temps que les habitants de la planète B. Dans les conditions évoquées, il faut effectivement environ 6 mois pour effectuer leur voyage.

De ce fait j'ai d'autres questions :
1) Existe-t-il aujourd'hui des hypothèses qui prétendraient que les messages radios pourraient un jour aller plus vite que la vitesse lumière ?

Non. Cette vitesse correspond à une vitesse limite mais qui n'interdit pas de franchir de grandes distances dans l'univers dans un temps raisonnable. Il n'y a qu'un problème pour des voyageurs se déplaçant à une vitesse proche de celle de la lumière pour des parcours de plusieurs dizaines d'années-lumière (pour l'observateur terrestre), c'est qu'ils trouveraient à leur retour sur Terre, des proches qui auraient considérablement vieilli (ou auraient disparu). Si le voyage est sans retour, alors pas de problème.

2) Y'aurait-il des possibilités pour que le temps sur la planète B passe plus vite que sur la planète A ou que dans l'espace ? Je veux dire par là, le temps passe-t-il de la même manière sur toutes les planètes dans l'espace ou chaque planète est-elle un cas unique ? J'ai vu dans le film "Interstellar" que par exemple sur la planète "Miller", 1h passée sur la planète équivalait à 7 années passées sur la Terre, ceci étant expliqué dans le film par le fait que la planète Miller était à proximité d'un super trou noir qui déformait tout ce qui se trouvait dans son entourage.

Au sens strict, le "fonctionnement" des horloges dépend du champ gravitationnel (le mot fonctionnement n'est pas très adapté, car il n'y a pas de modification du mécanisme de l'horloge) . Une horloge embarquée dans un satellite "bat" plus rapidement qu'une horloge à la surface de la Terre. Plus le champ gravitationnel est intense et plus la dilatation du temps est importante. Dans le cas évoqué dans Interstellar, pour subir une telle dilatation du temps, il faudrait que la planète soit pratiquement au niveau de ce qu'on appelle l'horizon du trou noir et s'y maintienne, ce qui est impossible dans le cas le plus simple de trou noir.
D'autre part, selon la masse du trou noir, on peut être exposé à des forces de marée titanesques qui vous allongent comme des spaghettis. Il est vrai que dans le film on ne précise pas la masse, ni le type de trou noir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[redrum13]

1) Existe-t-il aujourd'hui des hypothèses qui prétendraient que les messages radios pourraient un jour aller plus vite que la vitesse lumière ?
Non.

Mais tu peux te baser sur l'intrication quantique du photon: tu peux alors t'en servir pour coder de l'information et la transmettre instantanément qque soit la distance.

Disons que les recherches sont en cours sur ce sujet, mais les bases théoriques sont là, pour faire de la SF, il suffit d'inventer une machine à intrication, pouvant coder plusieurs bits quantiques et le tour est joué.

[Space2063_BD]

Merci à tous. Très intéressant.

Si la théorie de l'intrication quantique du photon est réaliste et cohérente, alors oui pourquoi pas. Ca peut être une bonne piste pour un scénario de SF.

"Contraction du temps", quelle est la définition exacte ? Est-ce que le temps passe plus vite ou au contraire passe moins vite ? Et à l'inverse la "dilatation du temps" ?

[redrum13]

https://fr.wikipedia.org/wiki/Dilatation_du_temps

Tout est là!

Pense à l'expérience des jumeaux, celui resté sur Terre a vieilli plus vite que celui parti en voyage dans l'espace.

Disons que la vitesse te fait "vieillir moins vite", dit de façon vulgarisée.

Bon courage pour tes scénarios!

[invite06459106]

Bonjour,

Si la théorie de l'intrication quantique du photon est réaliste et cohérente, alors oui pourquoi pas. Ca peut être une bonne piste pour un scénario de SF.

La PhysQ est valide, par contre cela ne permet pas de transmettre (c'est à dire pouvoir utiliser) une information instantanément...sinon ça serait trop simple.
Il peut y avoir un "indéterminisme" dans le changement d'état de la particule intriquée, et le seul moyen d'avoir la certitude est de passer par une vérification, qui elle ne peut se faire que par un canal classique...retour case départ.
D'autres connaissant bien le truc confirmeront (ou infirmeront...), mais en gros c'est le principe.
Cordialement,

[redrum13]

Bonjour,

La PhysQ est valide, par contre cela ne permet pas de transmettre (c'est à dire pouvoir utiliser) une information instantanément...sinon ça serait trop simple.
Il peut y avoir un "indéterminisme" dans le changement d'état de la particule intriquée, et le seul moyen d'avoir la certitude est de passer par une vérification, qui elle ne peut se faire que par un canal classique...retour case départ.
D'autres connaissant bien le truc confirmeront (ou infirmeront...), mais en gros c'est le principe.
Cordialement,

Vous dites qu'il peut y avoir un indéterminisme.

Je comprends que de temps en temps la mesure effectuée sur un photon intriqué ne donne pas d'information valable.

Ne peut-on pas vérifier l'intégrité du message en utilisant un bête checksum classique?

[Space2063_BD]

Existe-t-il d'autres évènements (même inexpliqués) qu'un trou noir super massif pouvant générer suffisamment de gravitation pour créer un décalage temporel important sur une planète ?

[Matmat]

les voyages des personnages suffisent pour avoir les décalages voulus.

Est ce que vous avez lu the Forever war de haldeman ( d'ailleurs repris en BD par marvano ) ?

[Space2063_BD]

Merci pour l'info, je ne connaissais pas. Je file de ce pas combler cette lacune, ça a l'air très intéressant et ça aborde de nombreuses questions sociétales. D'ailleurs Ridley Scott semble travailler sur une adaptation au ciné, gage de qualité du roman donc...

Par rapport à ma question sur les décalages temporels, je voulais en fait l'étendre à une autre idée : Serait-il possible d'avoir un décalage de temps tel (en traversant un évènement gravitationnel, ou en utilisant un quelconque procédé) que cela permettrait un retour dans le passé ? càd par exemple après un voyage de 2 ans de revenir sur la planète d'origine 1h avant son propre départ 2 ans plus tôt ? Est-ce que c'est ça le paradoxe temporel ? Est-ce que c'est physiquement possible ? Faudrait-il pour cela aller plus vite que la vitesse de la lumière ou traverser un trou noir ?

[Amanuensis]

Je comprends que de temps en temps la mesure effectuée sur un photon intriqué ne donne pas d'information valable.

Non. L'intrication ne permet pas de transmettre d'information du tout. Pas au sens où l'émetteur ferait un choix délibéré entre deux possibilités et que le récepteur puisse savoir quel est ce choix.

En gros si le choix est un bit A, alors ce que reçoit (observe) l'autre est "A ou exclusif B", B étant de valeur inconnue du récepteur. La source d'indéterminisme (B) détruit toute possibilité de retrouver l'information A.

B pourrait être transmis au récepteur, mais faut utiliser un canal classique pour cela. Et on se retrouve avec la limitation usuelle. (Et l'impression de transmission à distance est dû à la connaissance de B quand on décrit l'expérience.)

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Pour le moment, la physique telle qu'on la connaît n'offre aucun moyen de transmission d'information supra-luminique, physique quantique incluse. Quand ce sera le cas, cela fera si grand bruit que tout le monde le saura.

[noumen]

En gros si le choix est un bit A, alors ce que reçoit (observe) l'autre est "A ou exclusif B", B étant de valeur inconnue du récepteur. La source d'indéterminisme (B) détruit toute possibilité de retrouver l'information A.

B pourrait être transmis au récepteur, mais faut utiliser un canal classique pour cela. Et on se retrouve avec la limitation usuelle. (Et l'impression de transmission à distance est dû à la connaissance de B quand on décrit l'expérience.)

Un point de détail me turlupine concernant cette expérience (expérience d'Aspect).
Dans l'article EPR, Einstein regarde ce qui se passe au niveau de deux opérateurs qui ne commutent pas : la position et l'impulsion.
Or dans l'expérience d'Aspect, l'impulsion est remplacée par le spin. Or la position et le spin commutent!!!
Par conséquent toute l'analyse qu'avait fait Einstein ne devrait plus s'appliquer dans l'expérience d'Aspect, puisque la non-commutativité n'y est plus présente...
Enfin bon, je dis cela en toute ignorance de ce domaine...

[Amanuensis]

Or dans l'expérience d'Aspect, l'impulsion est remplacée par le spin. Or la position et le spin commutent!!!
Par conséquent toute l'analyse qu'avait fait Einstein ne devrait plus s'appliquer dans l'expérience d'Aspect, puisque la non-commutativité n'y est plus présente...
Enfin bon, je dis cela en toute ignorance de ce domaine...

Ce qui ne commute pas est la mesure des composantes du spin dans des directions différentes. Dans le cas d'un photon on peut assimiler (en gros) spin et polarisation, et ce qui ne commute pas est par exemple la mesure de la polarisation linéaire dans une direction et la mesure de la polarisation linéaire selon une direction à 45° de la première.

[noumen]

Ce qui ne commute pas est la mesure des composantes du spin dans des directions différentes. Dans le cas d'un photon on peut assimiler (en gros) spin et polarisation, et ce qui ne commute pas est par exemple la mesure de la polarisation linéaire dans une direction et la mesure de la polarisation linéaire selon une direction à 45° de la première.

Ah d'accord. Il y a donc un opérateur "angle" en plus des opérateurs position et spin.

[Amanuensis]

Ah d'accord. Il y a donc un opérateur "angle" en plus des opérateurs position et spin.

Pas si simple. (Je prends une particule matérielle, plus simple que le photon.) On a les opérateurs projections de spin, J_x, J_y, J_z, et l'opérateur J². Comme on ne peut pas mesurer J_x et J_y simultanément (ils ne commutent pas), difficile de parler d'angle (de direction) du spin.

Par contre l'angle (l'orientation) apparaît comme paramètre d'observation, c'est le x, y ou z en indice. On pourrait dire "un opérateur paramétré par l'angle", e.g., l'angle (la direction) de l'instrument mesurant la polarisation linéaire dans le cas d'un photon.

[Olivzzz]

Bonjour,

Je retourne à la question initiale et y répondrai non pas scientifiquement mais "scénaristiquement". Les effets relativistes liées à des voyages à une vitesse proche de c sont complexes et contre-intuitifs : vols lecteurs, à moins que votre BD s'adresse à des spécialistes, n'en maîtriseront pas tous les tenants et aboutissants. Aussi la première question à se poser est : Ces effets relativistes font-ils partie intégrante de l'histoire ? Et si non, apportent-ils quelque chose à l'histoire ? Si la réponse est encore non, et n'en déplaise aux spécialistes, alors je ne peux que conseiller de ne pas tenir compte de ces effets et d'écrire l'histoire de manière classique. Si au contraire ils sont le fond même de l'histoire alors là, oui, il faut les développer et surtout trouver la manière de les présenter. En fiction tout est possible, il n'y a qu'une seul règle : Chaque élément de l'histoire doit servir l'histoire.

[Space2063_BD]

Votre réaction est très pertinente et en effet je vous confirme que ce concept de décalage temporel est un des éléments clés de l'histoire pour moi. Je dirais que cela peut permettre un rebondissement à la fin de l'histoire, une surprise assez originale pour le lecteur. Mais je n'ai pas l'intention de sortir cette surprise d'un chapeau à la fin du scénario comme ça (cela donnerait un effet "rajouté" et donc raté), il faut que je pose auparavant ici et là des pistes, des repères scientifiques, des allusions, des détails afin de préparer le lecteur inconsciemment à ce qui va lui tomber dessus à la fin de l'histoire; et ce retournement servira en plus l'histoire ainsi que les personnages en les projetant dans une situation totalement inattendue.

Pour décrire un peu plus l'histoire, c'est un peu le même univers que "La guerre éternelle", des soldats, des équipages qui traversent l'espace pour remplir des missions jusqu'à une mission particulière qui va les amener à rencontrer une menace totalement inconnue jusqu'alors. Mais cette menace provient d'une dimension parallèle au moyen d'une expérience humaine ayant mal tourné et qui a ouvert une sorte de portail (ou trou de verre / ou trou noir). Un bon exemple est aussi le film "Event Horizon" qui narre l'histoire d'un vaisseau spatial capable de générer un trou noir artificiel pour voyager plus vite entre les planètes distantes, mais ce trou noir le conduit dans une dimension de chaos dans ce cas précis.

La relation avec le temps qui passe est importante dans notre histoire car il y a aussi la possibilité que ceux qui combattent la menace venue d'une autre dimension soient aussi ceux qui ont ouvert ce portail par inadvertance en revenant dans le passé (sans s'en rendre compte - ou du moins pas tout de suite) à l'origine du mal. De ce fait, cela pose ensuite un nouveau défi pour eux puisqu'ils auront encore plus la responsabilité d'éradiquer la menace définitivement.

[Gilgamesh]

trou de ver (anglais: wormhole - l'image est celle du ver qui traverse une pomme par exemple)

[Olivzzz]

trou de ver (anglais: wormhole - l'image est celle du ver qui traverse une pomme par exemple)

Bonjour,
L'image du "trou de verre" est assez jolie... on voit à travers mais on ne peut pas passer... comme une vitrine qui nous fait miroiter un truc inaccessible. Pour ce qui est des trous de VER les seuls qu'on ait observés à ce jour sont situés dans des pommes.

[redrum13]

Non. L'intrication ne permet pas de transmettre d'information du tout. Pas au sens où l'émetteur ferait un choix délibéré entre deux possibilités et que le récepteur puisse savoir quel est ce choix.

En gros si le choix est un bit A, alors ce que reçoit (observe) l'autre est "A ou exclusif B", B étant de valeur inconnue du récepteur. La source d'indéterminisme (B) détruit toute possibilité de retrouver l'information A.

B pourrait être transmis au récepteur, mais faut utiliser un canal classique pour cela. Et on se retrouve avec la limitation usuelle. (Et l'impression de transmission à distance est dû à la connaissance de B quand on décrit l'expérience.)

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Pour le moment, la physique telle qu'on la connaît n'offre aucun moyen de transmission d'information supra-luminique, physique quantique incluse. Quand ce sera le cas, cela fera si grand bruit que tout le monde le saura.

Ah d'accord désolé pour cette fausse piste!

Disons qu'en "bidouillant un peu" ça peut s'inscrire dans un cadre de SF (pas trop rigoureux non plus).

[Space2063_BD]

Est-ce que l'anti-matière, ou de la matière noire, peuvent générer de la gravitation ?

[Lansberg]

Oui dans les deux cas. C'est d'ailleurs par cette propriété que la matière noire a été découverte.

[Tryss2]

Oui dans les deux cas. C'est d'ailleurs par cette propriété que la matière noire a été découverte.

Pour l'anti-matière, on n'est pas encore sur de ses propriétés gravitationnelles. Il y a d'ailleurs une expérience en cours sur le sujet au CERN (l'expérience AEGIS). Il n'est pas encore exclu par exemple que la gravité soit répulsive pour l'antimatière

[Lansberg]

Des anti-nous n'auraient donc pas leurs anti-pieds sur leur anti-terre ?

[Tryss2]

Ou alors l'antimatière serrait repoussée gravitationnellement par la matière...

On pense quand même qu'il est plus probable que la matière et l'antimatière se comportent de la même façon du point de vue gravitationnel, mais l'expérience tranchera.

[Amanuensis]

Ou alors l'antimatière serrait repoussée gravitationnellement par la matière...

On pense quand même qu'il est plus probable que la matière et l'antimatière se comportent de la même façon du point de vue gravitationnel, mais l'expérience tranchera.

Qu'est-ce que deviendrait la notion de géodésiques comme trajectoires de chute libre? Difficile d'avoir des géodésiques pour la matière et d'autres pour l'anti-matière. Des références sur les modifications que cela entrainerait pour la RG?

[papy-alain]

Qu'est-ce que deviendrait la notion de géodésiques comme trajectoires de chute libre? Difficile d'avoir des géodésiques pour la matière et d'autres pour l'anti-matière. Des références sur les modifications que cela entrainerait pour la RG?

Quel sens donnez vous à la notion de "chute libre" dans le cadre d'une répulsion gravitationnelle ?

[Mickey-l.ange]

1) Existe-t-il aujourd'hui des hypothèses qui prétendraient que les messages radios pourraient un jour aller plus vite que la vitesse lumière ?
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Non. Cette vitesse correspond à une vitesse limite mais qui n'interdit pas de franchir de grandes distances dans l'univers dans un temps raisonnable.

Bonjour,

A moins que ce soit précisément le message radio qui passe dans le trou de ver ?
Vu le diamètre d'un trou de ver, cela ne serait-il pas plus envisageable qu'un objet macroscopique ?

Serait-il possible d'avoir un décalage de temps tel (en traversant un évènement gravitationnel, ou en utilisant un quelconque procédé) que cela permettrait un retour dans le passé ?

A ma connaissance, rien de scientifiquement défendable peut justifier un voyage dans le passé.

J'ai vu dans le film "Interstellar"

Méfiez-vous d'"Interstellar", c'est loin d'être un modèle de rigueur comme l'agence de com hollywoodienne a essayé de le faire croire...