Temps propre

[invite87654323]

Bonsoir , si au lieu d'un seul (jumaux) voyageurs ,les deux vont aller dans des sens opposés (expérience de pensée idéalisée),aprés le retour au point de départ , d'aprés ce qui'est dit ,ils auront le même âge qui'est repéré par rapport au point de départ (c'est comme point absolu),or en RR ,il n'y a pas de référentiél absolu, si A/B est en mouvement par rapport à B ,l'inverse est vrai , on dit aussi que B/A ,maintenant ,si on change cette point (absolu) qui va être dans le référentiel de l'un des deux , qui va veillir? soit disont A ,mais on'a rien changé dans l'éxpérience de pensée ,sauf notre maniére de voir les choses(point de rencontre) ,c'est un peu paradoxal !!!!

C'est un bon exemple.
Il n'y a rien de paradoxal, et même si le point de départ/d'arrivée est "particulier", il n'a rien d'absolu.

La réponse est que les deux jumeaux auront effectivement le même âge.

Dans l'exemple précédent, un jumeau ne subissait aucun changement de référentiel (le sédentaire)
Le second jumeau subissait un changement de référentiel (le demi-tour).
Les deux parcours spatio-temporels n'étaient donc pas symétriques, et il en résultait une différence d'âge.

Dans votre exemple, les deux jumeaux subissent chacun un changement de référentiel (ils accélèrent au départ tous les deux, font demi-tour tous les deux, et décélèrent tous les deux...attention, de façon équivalente par hypothèse - cas idéal)
Les deux parcours spatio-temporels sont parfaitement symétriques et ils ont donc le même âge au retour.

Ce qui est amusant, c'est que la direction "spatiale" (toutes choses égales bien sûr) n'a aucune importance.
Cela revient même à partir chacun dans deux vaisseaux "cote-à-cote" ou le comble, partir ensemble dans le même vaisseau

Le voyage de l'un, peut même se faire avant ou après le voyage de l'autre, mais pour faire la même comparaison (âges identiques), il devront convenir que l'instant des retrouvailles à prendre en considération est celui où les deux jumeaux ont effectivement tous les deux effectué le voyage, à condition de ne pas faire d'escapades entre temps et il vaut mieux que çà ne dure pas trop longtemps pour que chacun ait le temps de faire le sien avant de retrouver l'autre
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[invite8915d466]

Bon, j'admets volontiers que votre explication est valable, si vous faites la distinction entre l'observation d'une part, et ce que vous appelez le temps réel dans le référentiel d'autre part.

J'admets également que je n'ai pas fait cette distinction.

Pourtant, ces deux explications, (la vôtre et la mienne) coïncident toutes les deux avec ce qu'on est en mesure d'observer, (et uniquement ce qu'on est en mesure d'observer vous êtes d'accord ?) c'est-à-dire ce que A observe de B et ce que B observe de A, ainsi que la concordance des âges aux retrouvailles.

Comment je vois les choses (et j'avoue que vos arguments très concis soulèvent de grandes questions philosophiques) :

Mon explication décrit ce qu'on observe, i.e. la réalité d'un évènement causalement relié avec un autre, par l'intermédiaire des photons, vecteurs de transmission de l'information les plus rapides de cause à effet.

La vôtre décrit une réalité indépendante de l'observation, i.e. un évènement qui, pour en vérifier la nature, nécessiterait une transmission d'information "instantanée" dont nous savons vous et moi qu'elle n'a pas de signification à ce jour.

le temps "du référentiel" n'est effectivement pas le temps "où on observe les choses" (par exemple si vous voyez un reportage sur ce qui se passe en Chine, vous lui affectez le temps où ça se passe "localement" et non le temps où vous voyez les images, même si c'est en direct, vous corrigerez des quelques secondes de transmission par satellite.
Ca ne pose pas de problème de principe pour un référentiel galiléen (celui du jumeau terrestre) : on peut imaginer un ensemble d'horloges munies de caméras qui filment en permanence ce qu'il se passe, et on prend après tout le temps pour dépouiller les images. Dans ce cas le mouvement du jumeau voyageur sera vu comme je l'ai dit toujours avec un vieillissement ralenti , il n'y a pas de blue shift mais juste un red shift d'un facteur gamma (celui qui est donné par les formules de Lorentz), en ne considérant que le temps de l'horloge coincidant avec le jumeau à tout moment. On ne tient nul compte du temps R/C que la lumière met pour parvenir au jumeau fixe, on le repère par rapport au "temps référentiel" et non au temps de réception de son image.


Mais pour faire cela, il faut avoir un réseau d'horloges mutuellement synchronisées, ce qui est possible dans le référentiel galiléen. Si on veut faire la description symétrique dans "le référentiel du jumeau voyageur" (ce qui introduit le paradoxe puisqu'on peut penser que là on trouverait le résultat inverse), alors on a un gros problème : c'est que le référentiel matérialisé par des horloges synchronisées restant à des distances constantes n'existe plus. Il n'y a pas de réalisation matérielle possible d'un référentiel accéléré rigide.
on peut penser à associer à chaque instant au jumeau voyageur le "référentiel tangent" qui est galiléen et va à la même vitesse que lui , et considérer l'ensemble des référentiels galiléens ayant V(t) comme un référentiel complet de l'espace temps, mais ça ne marche pas : Il se pose le même problème que pour un référentiel en rotation, à certains endroits les horloges "à x' = cste" (qu'on voudrait lier au jumeau voyageur) devraient dépasser la vitesse de la lumière (dans le réf galiléen). Réciproquement des objets fixes dans le réf galiléen (comme le jumeau fixe) se mettent à dépasser la vitesse de la lumière dans R', voire à viellir ou à rajeunir de manière fantaisiste ! ça vient du fait que ce référentiel n'est pas réalisable par des objets matériels. On a donc un vrai problème pour décrire ce qu'il se passe "dans le référentiel " du jumeau voyageur.

L'approche que vous proposez (revenir au signal réellement perçu) a l'avantage de ne pas avoir ces pathologies, parce qu'effectivement à chaque moment on reçoit des photons, et on peut suivre l'évolution de ce signal sans problème. Mais il faut bien voir qu'alors on parle du temps retardé par R/c, et pas du temps "réel" synchronisable - mais c'est parce que cette synchronisation n'est en fait possible que dans le réf galiléen du jumeau fixe.

[invite5e279b10]

parce que cette synchronisation n'est en fait possible que dans le réf galiléen du jumeau fixe.

celui resté sur Terre?

[Amanuensis]

Celui supposé immobile relativement à un référentiel galiléen, par hypothèse.

[invite5e279b10]

la Terre constituerait donc un référentiel galiléen?

[invite87654323]

la Terre constituerait donc un référentiel galiléen?

Dans ce cas de figure, les effets relativistes liés à la vitesse relative sont prédominants et on peut "assimiler" la Terre à un référentiel galiléen, parce que le fait qu'elle n'en soit pas un en réalité à cause de son potentiel gravitationnel, ..etc.. intervient de façon négligeable dans ce scénario.

On peut aussi s'amuser à tenir compte du fait que la Terre tourne sur elle-même, fait plusieurs révolutions autour du soleil, que notre soleil se déplace dans la galaxie..etc..mais ça joue sur quelques fractions de secondes dans la vie des jumeaux

[azizovsky]

Bonsoir , je crois qu'on peut imaginer une éxpérience pour vérifier le paradoxe des jumeaux , on crée deux photons intriqués ,l'un reste dans une cavité 'résonnante' ,l'autre ,il va se balader quelque part (sur une surface quasi-équipotentiélle ) , à son retour , on le fait interagir par les technique d'intérférométrie avec le prisonier de la cavité ...., mais le probléme est :comment calculer le temps de vieillissemnent de l'un par rapport à l'autre.

[invite87654323]

Bonsoir , je crois qu'on peut imaginer une éxpérience pour vérifier le paradoxe des jumeaux , on crée deux photons intriqués ,l'un reste dans une cavité 'résonnante' ,l'autre ,il va se balader quelque part (sur une surface quasi-équipotentiélle ) , à son retour , on le fait interagir par les technique d'intérférométrie avec le prisonier de la cavité ...., mais le probléme est :comment calculer le temps de vieillissemnent de l'un par rapport à l'autre.

Les photons ne vieillissent pas, leur âge, c'est 0
Par contre, des temps de "vieillissement" différents peuvent être mesurés avec des particules ayant une durée de vie normalement très courte comme des muons relativistes.

Par contre, je ne comprends pas votre idée avec l'utilisation de particules intriquées, à supposer qu'on puisse expérimentalement l'appliquer à des muons..
Quel est l'intérêt votre intrication ?

[invite8915d466]

la Terre constituerait donc un référentiel galiléen?

dans l'expérience de pensée de Langevin, oui. En réalité en RG c'est un référentiel "en chute libre", il n'y a plus de référentiel galiléen, mais la propriété que le temps propre dépend de la trajectoire reste vrai. Le paradoxe de Langevin est une simplification dans un cas extrême, celui où l'un des jumeaux est galiléen, mais il apparait bien sûr de façon générale même si aucun n'est galiléen : c'est en général le "moins accéléré " qui va vieillir le plus vite, pour simplifier.

[Amanuensis]

L'expérience de pensée de Langevin est une idéalisation. C'est une analyse mathématique, dans le cadre de la RR, et la RR (ou plutôt l'espace-temps de Minkowski) n'est pas une description de notre Univers, ce n'est qu'une idéalisation mathématique.

La description du paradoxe avec des humains, une Terre, etc. c'est juste pour rendre concret. Si on mélange l'habillage "qui parle aux foules" et la propriété mathématique que cherche à souligner ladite expérience de pensée on ne fait qu'introduire de la confusion, sur un sujet qui s'en passerait bien.

La propriété physique derrière l'expérience de pensée ne se décrit pas en termes de référentiels, et encore moins de référentiels galiléens. Ne serait-ce que du fait que les référentiels ne sont que des intermédiaires de calcul, pas des éléments de description d'une "réalité". La propriété physique est juste que les chemins causaux allant d'un événement A à un événement B peuvent avoir des durées propres différentes. Une fois qu'on accepte cette formulation, les arguties semeuses de confusion n'ont plus leur place.

[azizovsky]

Les photons ne vieillissent pas, leur âge, c'est 0
Par contre, des temps de "vieillissement" différents peuvent être mesurés avec des particules ayant une durée de vie normalement très courte comme des muons relativistes.

Par contre, je ne comprends pas votre idée avec l'utilisation de particules intriquées, à supposer qu'on puisse expérimentalement l'appliquer à des muons..
Quel est l'intérêt votre intrication ?

bonour , des particules intriqués pour avoir des vrais jumeaux , ok , maintenant , si on a des pendules 'photoniques' :cavité avec des miroirs réflichissantes à 100°/°(idéalisation) , l'une reste immobile ,l'autre est embarquée avec le voyageur ,les photons vont efféctué des aller retour n fois pendant le voyage à l'intérieure des deux cavités) ,comment m'expliqué que le vieillissement des photons est nul ?

[azizovsky]

on va retourner à la définition du temps propre qui 'est un invariant de Lorentz (démonstration à l'appuis) ,(on va passer à la vitesse supérieure )

[azizovsky]

on va retourner à la définition du temps propre qui 'est un invariant de Lorentz (démonstration à l'appuis) ,(on va passer à la vitesse supérieure )

cette définition: le temps propre et l'intervalle d'espace-temps sont égaux, au coefficient près. Au moins de ce fait, le temps propre est invariant par changement de référentiel : http://fr.wikipedia.org/wiki/Relativit%C3%A9_restreinte ,n'est pas claire , il faut dire que le TEMPS PROPRE EST UN INVARIANT DE LORENTZ.

[azizovsky]

le TEMPS PROPRE EST UN INVARIANT DE LORENTZ.

théorème

AZIZOVSKY

[azizovsky]

et c'est la première chose qui j'ai démontré en RR il y'a exactement 21 ans.(à l'occasion de son anniversaire ).

[invite87654323]

Bonjour,

le TEMPS PROPRE EST UN INVARIANT DE LORENTZ.

Bien sûr, je n'ai jamais dit le contraire, vous avez entièrement raison
Quand j'ai dit que les photons ne vieillissent pas, je parle bien du temps relatif.

Vos cavités se comportent comme des horloges et ces horloges "vieillissent" oui.
Le nombre d'allers-retours des photons de la cavité embarquée dans le vaisseau sera moindre que celle restée sur Terre.
Les photons, eux, quels que soient leurs nombres d'allers-retours ont tous le même âge.

Le photon de votre lampe de poche que vous venez d'allumer a le même âge qu'un photon du CMB.
Si vous étiez un photon, votre départ et votre arrivée serait "simultanées".
C'est d'ailleurs une des raisons pour laquelle la simultanéité est "relative", et que le concept de simultanéité en relativité est attaché au photon dont la vitesse est bien finie (Einstein) et non infinie (Newton).

[invite6754323456711]

et c'est la première chose qui j'ai démontré en RR il y'a exactement 21 ans.(à l'occasion de son anniversaire ).

La dualité du proche (« Nahe » ) et du lointain (« Fern » ) qui constitue le trait majeur caractérisant l’approche géométrique de Riemann, trait qu’Hermann Weyl a voulu parfaire dans sa propre approche me semble être une bonne lecture. Les 5 éditions d’Espace-temps-matière s’étendent de 1918 à 1923.

Une présentation épistémologique : http://halshs.archives-ouvertes.fr/hal-00654934/

Hermann Weyl oppose une géométrie du lointain « Fern-geometrie » comme celle d’Euclide à une « Nahe-geometrie »/« géométrie de proximité » comme celle de Riemann ou celle qu’il développe lui-même.

Elle comporte un premier niveau constitué des relations spatiales de proximités, définies uniquement relativement à un point de l’espace et à son voisinage, et un deuxième niveau constitué des relations spatiales sur le lointain.

Ce second niveau consiste dans le fait que les structures spatiales de proximité associées à chaque point sont pour ainsi dire « cousues » les unes avec les autres par une structure mathématique. Les différentes structures spatiales de proximité peuvent ainsi être comparées ou « transportées » d’un point à un autre.
Il définis des strates de relations qui composent la notion d’espace. La strate topologique concerne les relations de voisinages entre les différents secteurs d’espace, la strate affine ajoute aux relations de voisinage la notion de direction. La strate conforme ajoute la comparaison des directions entre elles (la notion d’angle). Enfin, la strate métrique ajoute finalement la notion de mesure, ou de longueur.

Patrick

[azizovsky]

..Ce second niveau consiste dans le fait que les structures spatiales de proximité associées à chaque point sont pour ainsi dire « cousues » les unes avec les autres par une structure mathématique. Les différentes structures spatiales de proximité peuvent ainsi être comparées ou « transportées » d’un point à un autre.
Il définis des strates de relations qui composent la notion d’espace. La strate topologique concerne les relations de voisinages entre les différents secteurs d’espace, la strate affine ajoute aux relations de voisinage la notion de direction. La strate conforme ajoute la comparaison des directions entre elles (la notion d’angle). Enfin, la strate métrique ajoute finalement la notion de mesure, ou de longueur.

Patrick

Bonjour Patrick , je suis un partisan de Bergson (càd un néo-lorentzinen) , il y'a quelque chose qui manque dans notre conception d'espace-temps , je n'arrive pas à trouver une connexion (dérivée covariante qui tient compte d'un sens différent du temps ....).

[azizovsky]

...
Le nombre d'allers-retours des photons de la cavité embarquée dans le vaisseau sera moindre que celle restée sur Terre.....

Bonjour Hubert , je ne suis pas d'accord , le temps 'perdu' dans l'aller va être 'récupérer' au retour .

[Nicophil]

Bonjour Amanuensis,
Pouvez-vous en dire plus sur ces deux remarques de votre #308?

En mécanique classique, il faut un solide rigide pour déterminer un référentiel (et encore, seulement avec une définition étroite du mot "référentiel"). Pour la Terre, c'est le référentiel terrestre.

La difficulté est de prendre du recul par rapport à la notion de référentiel ; elle était triviale au temps du modèle de la Terre plate, nettement moins (et ce n'est pas toujours reconnu) avec l'espace-temps classique "à la Leibniz",

[Amanuensis]

Ce n'est pas que je pourrais pas, mais c'est plus simple pour moi d'essayer de répondre à des questions précises.

[Nicophil]

En ces Temps Anciens, le temps et l'espace étaient absolus.

Puis les coordonnées spatiales sont devenues relatives à un référentiel ("référentiel inertiel galiléen").

Avec Einstein, la coordonnée temporelle est elle aussi devenue relative, d'où une sorte de "référentiel inertiel minkowskien", mais qui n'a pas grand chose à voir avec un galiléen (d'où la difficulté d'appréhension).

[Amanuensis]

En ces Temps anciens, le temps et l'espace étaient absolus.

Pour commencer le temps était absolu et l'espace était la Terre, qui était plate. L'espace était composé d'un plan horizontal et de la hauteur.

Pour suivre, l'espace était composé de la Terre, au centre, entourée de sphères qui tournaient sur elles-mêmes (ce qui a la propriété de ne demander aucun "espace"). Il n'y avait que des objets, et on se référait à ces objets.

Puis les coordonnées spatiales sont devenues relatives à un référentiel ("référentiel inertiel galiléen").

Puis plusieurs choses...

D'un côté Copernic, Newton et alter ont "inventé" l'espace, le "vide" dans lequel se mouvait des planètes. De l'autre Leibniz, suivant Galilée, a proposé que l'espace n'était que relatif ; alors que Newton a proposé un espace absolu avec différents référentiels se comportant comme des solides rigides (6 degrés de liberté, trois en translation et trois en rotation), et qu'un solide rigide réel, comme la Terre, peut "incarner".

Pour Leibniz l'espace est relatif, au sens où rester immobile "en un point de l'espace" n'a pas de sens physique. Il y le temps, et l'espace-temps sans que cette expression apparaisse. La vision de Leibniz ne sera reprise qu'au XIXème (merci Newton).

Avec Einstein, les coordonnées temporelles sont elles aussi devenues relatives, d'où une sorte de "référentiel inertiel minkowskien", mais qui n'a pas grand chose à voir avec un galiléen, d'où la difficulté d'appréhension.

Avec Einstein, Minkowski et autres, la notion d'espace-temps, comme autre chose que espace+temps) est introduite. La maturation de cela aboutit à relativisation de la notion de synchronisation, et à l'aspect arbitraire de la notion d'espace au sens d'un "présent". Un référentiel inertiel minkowskien est une manière d'essayer de se raccrocher aux branches, en gardant une notion de référentiel galiléen (espace-temps affine) et via cela le bon vieux référentiel bien solide dont la Terre est l'archétype.

Avec Einstein encore (ou plutôt grâce à ceux qui ont élaboré à partir des fondements de la RG posés par Einstein), disparition de la notion de référentiel (d'espace, de présent, ...) pour faire place à des systèmes de coordonnées quelconques et arbitraires de l'espace-temps, pour faire place au principe de covariance générale et ses difféomorphismes actifs.

Mais le plus gros de la planète en est toujours à la Terre Plate, ou presque...

[azizovsky]

Bonjour Patrick , je suis un partisan de Bergson (càd un néo-lorentzinen) , il y'a quelque chose qui manque dans notre conception d'espace-temps , je n'arrive pas à trouver une connexion (dérivée covariante qui tient compte d'un sens différent du temps ....).

J'ai pérdu boucoup de temps pour mettre les transformations de Lorentz en défaut (plus de 10 ans , l'endurance) , mais c'est impossible , et j'ai changé ma façon de voir l'espace -temps (d'aprés un théorème de Gôdel) ,là , tous ne marche pas sauf le fil conducteur physique est trés trés puissant ....,

[invite87654323]

Bonjour Hubert , je ne suis pas d'accord , le temps 'perdu' dans l'aller va être 'récupérer' au retour .

Bonjour azizovsky, vous oubliez le principal : Le demi-tour ! La majeure partie du temps perdu se trouve dans le demi-tour ! Vous le récupérez quand..ce temps perdu ?

Attention aussi au terme "jumeau" appliqué aux particules intriquées, le sens est différent de celui utilisé en RR.
Parler de particules "jumelles" pour des particules intriquées signifie simplement qu'elles forment un tout inséparable avant mesure, ces deux particules couplées (jumelles) peuvent très bien avoir un "âge différent" au moment de l'intrication.

Il y a effectivement des cas particuliers, par exemple une création de paire particule-antiparticule..

[invite6754323456711]

En ces Temps Anciens, le temps et l'espace étaient absolus.

La vison de Leibniz basée sur son principe de raison suffisante.

Patrick

[invite6754323456711]

Mais le plus gros de la planète en est toujours à la Terre Plate, ou presque...

Il me semble que la difficulté conceptuelle est en majorité de rompre avec une vison d'un espace 3D absolu ou coexistent les choses simultanément. On en cherche même la forme globale.

Thus if all places are not in the same place, something must separate them. And for want of a better word, why not call it “space”? Gould, 1997

Patrick

[azizovsky]

Bonjour azizovsky, vous oubliez le principal : Le demi-tour ! La majeure partie du temps perdu se trouve dans le demi-tour ! Vous le récupérez quand..ce temps perdu ?

Attention aussi au terme "jumeau" appliqué aux particules intriquées, le sens est différent de celui utilisé en RR.
Parler de particules "jumelles" pour des particules intriquées signifie simplement qu'elles forment un tout inséparable avant mesure, ces deux particules couplées (jumelles) peuvent très bien avoir un "âge différent" au moment de l'intrication.

Il y a effectivement des cas particuliers, par exemple une création de paire particule-antiparticule..

bonsoir , je suis d'accord avec toi , mais le concept d'espace -temps à 4 dimensions est classique pour moi , il y'a mieux que ça , ce que j'ai dit c'est pour simplifier un autre concept ,mais j'arrive pas avec des phrases , le seul mot qui refléte un petit peu ce que je voulais dire c'est que je suis un néo-lorentzien , je trouve toute la physique moderne (relativité , MQ ) à partir des concept plus généraux .

[azizovsky]

la covariance Lorentziénne n'est que locale au sens de Gôdel.

[azizovsky]

la covariance Lorentziénne n'est que locale au sens de Gôdel.

désolé ,je voulais dire ,l'invariance de Lorentz n'est que local (propre à la théorie qui lui a donné naissance).