Pas facile l'espace-temps !

[invitea4732f50]

Bonjour à tous,

Une explication du concept d'espace-temps consisterait à dire, que dans la dimension "temps" (qui est orthogonale à l'espace), nous nous déplaçons tous ( L'univers ? ) à la vitesse de la lumière !
Moi, ma chaise, ma tasse de café, etc...et que si nous nous déplaçons dans les dimensions d'espace, il en résulte que notre déplacement dans le temps ralenti devient oblique/à l'axe du temps, et donc que notre temps propre ralenti.
J'avoue avoir quelques problèmes avec cette explication, même si elle me semble logique d'un point de vue mathématique.
L'idée que tous mes constituants sont en train de se balader dans la dimension temps à la vitesse de la lumière, me semble surprenante.

Si quelqu'un peut éclairer ma lanterne...

Cordialement,
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[Amanuensis]

Ce qui suit ne va rien éclairer du tout!

Pour moi le temps n'est pas une dimension, et j'ai une notion du concept de "vitesse" bien trop étroite pour accepter "nous nous déplaçons tous (...) à la vitesse de la lumière !".

Pour la dimension, j'utilise dans mes écrits l'image "noir-blanc": vous prenez un plan, y tracez deux lignes orthogonales et colorez deux secteurs opposés en noir, et les deux autres en blanc. Allons-nous dire que "noir" est une dimension? La logique qui amènerait à cela paraît plutôt curieuse. Pourtant, c'est ce qui est fait pour l'espace-temps...

J'avoue avoir quelques problèmes avec cette explication, même si elle me semble logique d'un point de vue mathématique.

Moi pareil. Et en plus, je ne considère pas la "logique" en question comme très logique

Pour moi (interprétation) cela vient d'une attraction à "spatialiser" le temps, de voir l'espace-temps via une image "spatiale", et donc d'extrapoler le vocabulaire lié au "mouvement" (balade, vitesse, se déplacer) à cette "spatialisation" ; c'est quelque part absurde, puisque le mouvement contient déjà une notion temporelle. On a donc une "double" intervention du temps en utilisant ce genre de vocabulaire et d'image, ce qui est la source d'ambivalences et, normalement, de malaise.

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Un autre axe de réflexion est par "contraste". Je n'ai pas de difficulté, et le fais souvent, à parler d'espace-temps classique, de l'espace-temps de la mécanique classique. D'un point de vue mathématique c'est justifié, puisque la mécanique classique postule aussi un continuum quadridimensionnel des événements, et utiliser "espace-temps" pour référer à un tel continuum d’événements ne devrait pas être choquant.

Pourtant, il y a souvent eu des remarques négatives, des opinions comme quoi il n'y a pas d'espace-temps classique.

De même, le message #1 apparaît faire une différence (implicitement) entre le modèle classique et les modèles relativistes. D'où la question, pourquoi cette image de "se déplacer" en 4D n'est-elle pas appliquée en classique? (Je ne dis pas qu'il n'y a pas de réponse, je dis juste qu'il est intéressant de réfléchir aux réponses...)

[invitea4732f50]

D'où la question, pourquoi cette image de "se déplacer" en 4D n'est-elle pas appliquée en classique? (Je ne dis pas qu'il n'y a pas de réponse, je dis juste qu'il est intéressant de réfléchir aux réponses...)

Je dirai que le déplacement en 4D n'est perceptible à nos faibles vitesses de déplacement que pour des horloges atomiques, où bien concerne les objets massifs, telles que les planètes dont les trajectoires sont "gouvernées" par la courbure de l'espace-temps.

Cordialement,

[inviteb6b93040]

Pour moi, architecte et informaticien, l'espace ne suffit pas au mouvement alors il fallait le temps pour que ça bouge
Le temps est une dimension de mouvement

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite6754323456711]

Pour moi, architecte et informaticien, l'espace ne suffit pas au mouvement alors il fallait le temps pour que ça bouge
Le temps est une dimension de mouvement

Un autre regard : http://www.emse.fr/~bguy/textes%20pd...0Juil%2006.pdf

Patrick

[invite6754323456711]

Un autre regard : http://www.emse.fr/~bguy/textes%20pd...0Juil%2006.pdf

Un autre article plus clair permettant de mieux cerner sa démarche de pensée : http://hal.archives-ouvertes.fr/docs...ace_bguy_c.pdf

Patrick

[invitea4732f50]

Bonjour

Dans l'introduction du texte proposé en lien j'ai relevé la citation suivante :

Le mouvement engendre d’un coup l’espace et le temps comme deux faces inséparables de la même substance.

J'aurais dis : "Mouvement relatif"...on peut pas créer un univers tout seul. Pour l'espace il faut un point de référence, pour le temps c'est pareil.
Le point de référence permet de définir le haut, le bas, la droite la gauche dans l'espace. Tandis que le point de référence dans le temps,
permet de définir, l'avant le pendant et l'après.

Cordialement,

[invite6754323456711]

J'aurais dis : "Mouvement relatif"...

Il n'est effectivement pas très clair dans sa proposition de repenser le mouvement, car je pense qu'il redéfini ce concept.

Notre discussion doit porter sur les concepts associés aux mots, mais nous ne pourrons éviter un déplacement du sens même de ces mots qui nous lient énormément sur ces questions. Il faut que ces derniers soient davantage en correspondance avec la réalité telle que nous la découvrons par les sciences cognitives ou que nous la décrivons avec succès par la physique.

Nous avons besoin d’un mot pour définir cette étoffe unique du monde. Nous choisissons le mot « mouvement » plutôt qu’ «espace-temps » qui pourtant existe déjà : ce dernier est trop composite, il suppose à la fois le point de départ et le résultat d’une séparation pratique entre espace et temps. Ce déplacement de sens (le mouvement est primaire) est un préalable indispensable à toute la suite.

Nous proposons de dissocier la notion de mouvement de celle de vitesse, ainsi que la signification des mots correspondants. 2) On peut dire que le mouvement engendre à la fois l’espace et le temps, comme deux points de vue associés sur lui : espace dans le sens de l’amplitude du mouvement envisagée comme un tout, temps dans le sens du défilement d’une extrémité à l’autre de cette amplitude et qui permettra de la quantifier. 3) Il y a donc correspondance terme à terme entre des « morceaux » d’espace et des morceaux de temps comme définis par des fractions d’un mouvement.

L'autre document

Il est à la limite absurde de vouloir attacher un « temps propre » à telle ou telle particule, alors que le temps est relation. En se libérant du concept de temps propre et en insistant sur le caractère conventionnel du marqueur que nous appelons temps, la question de l’échelle (microscopique ou macroscopique) à laquelle on pourrait ou non associer un paramètre temporel aux équations de la mécanique quantique ou de la relativité ne se pose plus.

Pourquoi faire simple si on peut faire compliquer ?

La notion d'espace-temps présenté par Christian Magnan

http://www.lacosmo.com/Nature74.html

Nous parcourons continuellement l'espace-temps même si nous ne bougeons pas dans l'espace. En effet, nous avons indiqué que la théorie de la relativité ne considérait pas séparément des lieux et des temps mais des événements, chacun se composant d'un emplacement et d'une date à la fois. Or, lorsque nous étudions un corps, qu'il soit ou non au repos, la date qui lui est assignée avance inexorablement. On parle d'ailleurs à ce sujet d'une « ligne d'Univers » attachée à un corps pour désigner la courbe que l'événement qui lui est lié parcourt dans l'espace-temps.

Ou est la difficulté dans ce regard géométrique de l'espace des événements pour vouloir chercher à construire d'autres représentations ?

Patrick

[Amanuensis]

Ce qui est impressionnant, c'est le nombre de gens qui veulent "virer" des concepts sans aucune proposition alternative qui soit opérationnelle.

Oubli que la physique ce n'est pas juste du bla-bla, mais aussi (et d'abord, selon moi) un outil?

[Les Terres Bleues]

Un autre article plus clair permettant de mieux cerner sa démarche de pensée : http://hal.archives-ouvertes.fr/docs...ace_bguy_c.pdf

Je retiens pour son originalité cet extrait de la conclusion :

« Cette étape du penser ensemble l’espace et le temps, malgré son caractère provisoire, est fondatrice. Elle nous permet de comprendre la genèse des mots et des concepts correspondants, leurs limites, et les difficultés qui y sont cachées, depuis la culture et la philosophie jusqu’à la physique. La théorie de la relativité est là, dans cette association du temps, de l’espace et du mouvement. L’identification que nous pouvons faire en physique entre temps et mouvement n’est pas sans conséquences concrètes. Elle nous conduit à utiliser trois coordonnées pour construire le temps, non en ajout des coordonnées spatiales, mais comme trois d’entre elles à adjoindre à celles des points de l’espace : elles correspondent à celles d’un point particulier, exprimées dans le même repère, et dont le mouvement nous sert pour définir le temps. Nous contemplons alors un espace-temps renouvelé, plus compact que celui de la relativité standard qui reliait les mesures d’espace et de temps sans unifier les concepts. Ceci a de multiples conséquences pour le fonctionnement du formalisme (écriture des lois générales de conservation en physique, des transformations de Lorentz, des équations de Maxwell ; reprise des équations de la gravitation…) comme nous l’avons proposé de façon préliminaire dans [Guy 2010c] et [Guy 2010d]. De nombreux auteurs ont constaté le bon, ou meilleur, fonctionnement des équations de la physique en utilisant un paramètre temporel à trois dimensions (par exemple [Demers 1975], [Pappas 1978], [Pappas 1979], [Ziino 1979a], [Ziino 1979b], [Tsabary & Censor 2004], [Chen 2005], [Franco 2006]). Mais ils n’en ont pas compris la véritable portée : le temps n’a pas trois dimensions ! C’est un scalaire que nous construisons pour ordonner nos événements, mais nous le faisons à partir d’un mouvement qui, lui, est repéré par trois coordonnées, tout comme l’est un repère qui se déplace dans l’espace. Ce repère peut être associé à un objet céleste ou un photon dans une horloge atomique : dans ce cas l’orientation du dispositif de détection n’est pas quelconque et la valeur de l’étalon temporel incorpore de façon cachée les directions de l’espace. L’utilisation du paramètre temporel tri-dimensionnel est une façon technique de résoudre des problèmes techniques posés par la théorie de la relativité. Au-delà d’une amélioration de cette théorie c’est à un progrès conceptuel que nous prépare l’approche présentée ici. Pour aller vers la résolution de problèmes plus profonds dont nous avons évoqués certains, comme ceux reliant relativité et mécanique quantique. La clé de leur compréhension est la grande flexibilité que nous avons dans la définition du temps, de l’espace et des variables associées et l’assouplissement corrélatif de la contrainte de concaténation des processus physiques pour maintenir un temps universel. » (Bernard Guy)

[invite6754323456711]

Je retiens pour son originalité cet extrait de la conclusion :

Il est évident que j'adhère au mode de pensée de La pluralité interprétative, toutefois sa conceptualisation semble reposer sur ces remarques

En effet, si nous vivions beaucoup plus longtemps, beaucoup plus lentement, les montagnes (sur lesquelles nous avons planté nos bornes) bougeraient comme les vagues de la mer. Nous pourrions nous en servir pour définir le temps. Ce qui servait donc à définir l’espace servirait à définir le temps. Mais nous pouvons aussi imaginer : si nous vivions moins longtemps, à un rythme plus rapide, les grains de sable dans le sablier ne bougeraient pas durant notre vie entière. Nous pourrions nous en servir pour repérer l’espace. Ce qui servait donc à définir le temps servirait à définir l’espace...

Elles me laissent dubitatif

Patrick

[Amanuensis]

Elles me laissent dubitatif

Pareil.

Par ailleurs, cette citation me semble conforter une petite idée mienne: l'oubli courant (et l'importance) de la continuité des "objets".

Ce qui est "premier" sont les "objets" (les trucs qui suivent des lignes d'Univers) et les événements qui arrivent aux objets (en particulier les intersections de lignes d'Univers). Or vu comme cela, et contrairement aux analyses dans les textes cités, c'est le temps qui dérive du concept premier, de la notion de continuité d'un objet ; pas le mouvement (qui apparaît avec deux objets, deux lignes d'Univers (1), un mouvement étant relatif), et ni l'espace 3D (qui demande de multiples objets immobiles les uns par rapport aux autres. De fait, une ligne d'Univers (un objet ponctuel dans sa continuité) n'a qu'une seule étendue, et elle est temporelle.

(1) Je ne vois pas comment la notion de mouvement peut "précéder" celle d'objet ponctuel continu, celle de ligne d'Univers.

[Les Terres Bleues]

Ce qui est "premier" sont les "objets" (les trucs qui suivent des lignes d’Univers) et les événements qui arrivent aux objets (en particulier les intersections de lignes d’Univers). Or vu comme cela, et contrairement aux analyses dans les textes cités, c’est le temps qui dérive du concept premier, de la notion de continuité d’un objet ; pas le mouvement (qui apparaît avec deux objets, deux lignes d’Univers (1), un mouvement étant relatif), et ni l’espace 3D (qui demande de multiples objets immobiles les uns par rapport aux autres. De fait, une ligne d’Univers (un objet ponctuel dans sa continuité) n’a qu’une seule étendue, et elle est temporelle.

Sans être partisan inconditionnel de sa démarche, je vois a priori un certain intérêt dans le fait de décrire le temps par trois coordonnées. Pour le reste, je préfère vous faire confiance à vous.
Je rappellerai cependant que selon lui : « Il faut donc voir comme synonymes, avec les nuances qui s’imposent, les mots mouvements, temps et espace. » (Bernard Guy)
.

[Amanuensis]

Sans être partisan inconditionnel de sa démarche, je vois a priori un certain intérêt dans le fait de décrire le temps par trois coordonnées.

Faut distinguer deux sujets, l'un est celui d'une "logique des concepts", l'autre celui des modèles.

Mon intervention est relative au premier, et je mettrais les descriptions dans le second.

(PS: Ce que je reproche à nombre d'approches dans le domaine est qu'elles cherchent à rejeter le modèle courant, mais n'aboutissent pas à un modèle opérationnel efficace différent. Perso j'admets le modèle courant, et je réfléchis à une "logique des concepts" qui y aboutisse...)

[invite5e279b10]

Une explication du concept d'espace-temps consisterait à dire, que dans la dimension "temps" (qui est orthogonale à l'espace),

Ce qui est important dans cette phrase c'est orthogonale: "la dimension temps est orthogonale à l'espace", elle ne peut donc se mélanger avec celles de l'espace.

[Amanuensis]

Cela montre juste que 'la dimension "temps" (qui est orthogonale à l'espace)' est une vision trop étroite de la notion d'espace.

[invite5e279b10]

Qu'est-ce que ça veut dire?

[stefjm]

Cela montre juste que 'la dimension "temps" (qui est orthogonale à l'espace)' est une vision trop étroite de la notion d'espace.

Et pourquoi orthogonale?
Indépendante suffit.

Pour le mélange espace temps, j'ai l'impression qu'on retrouve des choses analogues avec une bête loi d'Ohm qui mélange courant et tension.
Dans le plan, (UxI), on peut privilégier la source de tension, la source de courant, ou aucune des deux et faire un mélange. (en tournant les axes par exemple)

[Amanuensis]

Et pourquoi orthogonale?
Indépendante suffit.

À quel sens indépendante? Je n'en vois pas, et c'est bien pour cela que je pense que voir le temps comme une dimension (au sens d'une variété) n'est pas correct. Pour moi, le "temps" c'est une propriété qu'a ou non un vecteur ; cela ne pourrait être une "dimension" que dans le cas particulier où tous les vecteurs ayant cette propriété sont "parallèles", ce qui est le cas en classique avec un espace absolu, mais pas dans les modèles modernes.

Si je prends le cas 1+1 (espace de Minkowski à deux dimensions), je ne trouve qu'une possibilité de parler de dimensions (une construction RxR canonique): la lumière allant dans une direction et la lumière allant dans l'autre. Cela définit de manière unique (à facteur multiplicatif près) deux coordonnées dans le système desquelles la métrique est du.dv.

[stefjm]

indépendant dans le sens de l'algèbre linéaire?

La dimension temps ne peut être obtenue à l'aide d'une combinaison linéaire des dimensions d'espace.

[Amanuensis]

La dimension temps ne peut être obtenue à l'aide d'une combinaison linéaire des dimensions d'espace.

Un vecteur temporel peut être obtenu comme combinaison linéaire de vecteurs spatiaux.

(Dans ta phrase tu pré-supposes que ce sont des dimensions!)

[Zefram Cochrane]

Bonsoir,
Effectivement, une interprétation possible est que nous nous déplaçons tous à la vitesse de la lumière.
Si je prends l'exemple de deux observateurs O et O'' stationnaires entre eux, distants de 24AL et dont les horloges sont synchronisés, ie lorsque l'observateur lit sur son horloge une date t, il lira sur l'horloge de O'' la date t - 24 ans ( durée coordonnée).

Comme les horloges sont synchronisées, on peut définir par Po les photons s'éloignant de O à to=t''o vers O'' et par P''o les photons s'éloignant de O to=t''o vers le sens opposé.

Si à l'instant l'observateur O' décide de s'éloigner de O à 0,8c pour rejoindre O'' à 0,8c voici ce qu'il se passe, en prenant un espace-temps 1D+1:

Comme O' s'éloigne lui aussi de lui (O) à 0,8c. Du point de vue de O, les photons Po de l'événément origine en date to se dirigeant vers O'' ne s'éloigne de O' qu'a (c - v) = 0,2c. Au bout d'une durée coordonnée t de 30ans, Po auront distancé O' de 6AL.
30AL parcouru par la lumière en 30ans -24AL parcouru par O' en 30ans à 0,8c.

Pour O'', O' O' se rapproche à 0,8c. Comme pour O, les photons P''o de l'événement origine en date t''_o s'éloigne de lui (O'') à la vitesse de la lumière; de son point de vue, la vitesse relative de P''o et de O' est de (c+v)= 1,8c. Au bout de 30ans, P''o auront distancés O' de 54AL.

Pour O' les photons Po et P''o ne seront distant que de
donc les relations (c - v) = 0,2c et (c+v)= 1,8c sont vraies à tout instant pour les trois observateurs ssi
-> pour une durée coordonnée t = t'' = 30ans, on obtient que la durée du voyage pour O' est de 18ans.

Cordialement,
Zefram
Je l'accord l'espace-temps, c'est pas simple.

[stefjm]

Un vecteur temporel peut être obtenu comme combinaison linéaire de vecteurs spatiaux.
(Dans ta phrase tu pré-supposes que ce sont des dimensions!)

Quand tu dis vecteur temporel tu parles d'un intervalle de genre temps ou d'autre chose? (et dans ce cas, de quoi?)

[invitea4732f50]

Bonjour,

Je suppose que le texte que j'ai lu où l'auteur affirme que nous sommes dans la dimension temps en mouvement à la vitesse de la lumière,
à voulu dire, que l'espace agit comme un éther bizarre, sans direction privilégiée un référentiel, par rapport auquel la vitesse de la lumière est une constante, une loi de la nature, et qui définit la contrainte de causalité.
Quelque-soit la direction dans laquelle je bouge,je bouge toujours/rapport à C,et comme C est toujours la même, mon temps est modifié.
Je suppose aussi que c'est pour cela qu'on affirme que la dimension Temps est orthogonale, à l'espace.

Voici ce qu'il écrit :

"Tout se déplace à la vitesse de la lumière. Même en restant assis à lire, nous nous précipitons à travers le temps à cette vitesse. Si nous commençons à bouger dans l'espace, notre vitesse à travers le temps ralentit pour égaliser les vitesse combinées dans l'espace et le temps à la vitesse de la lumière."

Cordialement

[Amanuensis]

Quand tu dis vecteur temporel tu parles d'un intervalle de genre temps ou d'autre chose? (et dans ce cas, de quoi?)

Non pas d'un intervalle ; quand je parle d'un vecteur temporel, je parle d'un vecteur de genre temps, d'un élément de l'espace vectoriel tangent en un événement tel que (la pseudo-norme carrée) soit du signe minoritaire.

C'est la seule notion temporelle que je comprenne, et ce n'est pas une dimension.

De cette définition on tire celle de ligne d'Univers, comme ligne telle que le vecteur tangent soit en tout point de genre temps, et ensuite celle de temps propre comme indexation d'une ligne d'Univers telle que la pseudo-norme carrée des dérivées (des éléments d'espaces vectoriels tangents) soit constante.

Rien là-dedans ne parle de dimension.

(Et ensuite je construis une notion d'espace à partir de l'ensemble des vecteurs tangents de genre temps unitaires en un événement... toujours pas de dimension.)

[Amanuensis]

PS: pour moi l'idée de temps et l'espace comme dimensions vient de l'espace-temps de la mécanique classique. Cela ne marche plus dans les modèles relativistes, mais la notion persiste de par notre attraction atavique de l'espace-temps newtonien, dont on reconstruit des fantômes avec la notion de référentiel.

[invite7ce6aa19]

Bonjour,

Je suppose que le texte que j'ai lu où l'auteur affirme que nous sommes dans la dimension temps en mouvement à la vitesse de la lumière

Bonjour,

Je ne sais pas ou tu as lu cela, mais ça me parait absurde.

Les points de l'espace temps sont appelés EVENEMENTS ( c'est vrai en physique classique). quand on se déplace entre 2 points on décrit une ligne d univers. Dans le cas particulier ou il n y aurait que de la gravitation les déplacements des corps sont des lignes d'univers appelées géodésiques dont la longueur se mesure avec l'horloge embarquée qui est ton temps propre. On ne peut pas dire que l'on se déplace dans le temps avec la vitesse de la lumiére!! Non?

Si a chaque instant tu effectues une mesure de la vitesse de la lumiere tu vas toujours trouver c. On pourrait donc dire éventuellement que tu es plutôt immobile. Non?

[Amanuensis]

géodésiques dont la longueur se mesure avec l'horloge embarquée qui est ton temps propre.

La notion de temps propre s'applique à toute ligne d'Univers, géodésique ou non.

[invite7ce6aa19]

La notion de temps propre s'applique à toute ligne d'Univers, géodésique ou non.

Tout a fait puisque le temps propre c'est la longueur d'une ligne d'univers (géodesique ou pas) entre 2 evenements.

[Amanuensis]

Je préfère distinguer durée et temps, et définir la notion de temps propre comme indiqué message #25, comme une indexation.