L'espace temps

[Quentin debrou]

La théorie d'Einstein nous enseigne que: si un jumeau fait un voyage dans une fusée qui avance à la vitesse de la lumière, imaginons, un voyage de 50000 années lumiere, quand il reviendra sur terre, son frere sera mort depuis bien longtemps car 50000 années se seront ecoulées sur terre, mais que pour l'aventurier, seulement 5 années se seront écoulées.
J'ai bien compris le concept théorique, mais je voudrais savoir , dans le concret, si nous placions une camera qui filmait en direct l'interieur du vaisseau durant ses 5 années de voyage( 5 années pour les voyageurs) , dont nous pourions voire en direct les images de la terre, dont pour nous le voyage se deroule en 50000 ans.
Que verrions nous? Les 5 année du voyageur au ralenti? les 5 années de voyage de notre jumeau puis plus rien?


vous pouvez envoyer la reponse a mon email si vous le desirez ######
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[mach3]

Pour faire simple les 5 ans de voyage passeront au ralenti pendant 50000 ans sur la video retransmise sur terre. Pour entrer dans le détails, si on suppose 25000 années lumière dans un sens et 25000 années lumière dans l'autre (un allé retour), on aura 2,5 ans de voyage étalé sur presque 50000 ans et le 2,5 ans suivants (retour) dans ce qui reste, ceci à cause du temps mis par la transmission video à aller du vaisseau à la terre.

Sinon vu les données que tu donnes, le vaisseau ne va pas à la vitesse de la lumière (vitesse qu'il ne peut de toutes façons atteindre), mais presque : 299792456,5 m/s

m@ch3

[invite69d38f86]

Pour faire simple les 5 ans de voyage passeront au ralenti pendant 50000 ans sur la video retransmise sur terre. Pour entrer dans le détails, si on suppose 25000 années lumière dans un sens et 25000 années lumière dans l'autre (un allé retour), on aura 2,5 ans de voyage étalé sur presque 50000 ans et le 2,5 ans suivants (retour) dans ce qui reste, ceci à cause du temps mis par la transmission video à aller du vaisseau à la terre.

Avec peut être un effet Doppler du à l'aller et retour?

[Deedee81]

Bonjour,

Avec peut être un effet Doppler du à l'aller et retour?

Oui, l'effet "visuel" est Doppler. Mais il ne suffit pas à expliquer le phénomène "Langevin" car l'effet Doppler est symétrique.

L'asymétrie vient du moment où chacun constate le changement dans l'effet Doppler lors du demi-tour. Pour le voyageur, immédiatement, pour celui sur Terre, le temps que le "signal" du demi-tour lui parvienne.

Il y a une bonne présentation ici : http://www-cosmosaf.iap.fr/Paradoxe%...ngevinpres.htm apparemment au moins en partie une traduction du site de John Baez.

L'explication par l'effet Doppler transverse sur Wikipedia est pas mal aussi.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite192beb19]

Je voudrais connaitre votre avis quant au sens du mot "temps" en physique relativiste.

Une réaction chimique ou biologique ne dépend pas du temps pour son déroulement mais seulement des quantités de réactifs, de la température, etc... et il est possible de la décrire sans recourir au temps tel que mesuré par un chronomètre ( on mesure alors le degré d'avancement de la réaction, en % par ex.).
Il existe aussi des réactions réversibles ou oscillantes.
Dans le cas d'un être vivant, l'intégrité et le bon déroulement des réactions chimiques du métabolisme sont nécessaires à son maintien en vie.
Compte tenu des remarques ci-dessus, si j'augmente la température d'une réaction ou si je rajoute un catalyseur elle se déroulera plus vite. Pour autant je ne peux dire que la température provoque une accélération du temps.
De même quant une réaction part en sens inverse, je ne peux croire qu'elle change le sens d'écoulement du temps; d'ailleurs si je regarde mon chronomètre il continue à tourner dans le même sens.
Maintenant j'envoie dans l'espace un voyageur à la vitesse de la lumière: si elle ralentit tant soit peu les réactions biologiques de son organisme (10-15% peut-être), le voyageur mourra bien avant d'atteindre cette vitesse (c). Si le voyageur revient vivant c'est que son organisme n'a pas été ralenti et donc il est aussi vieux que s'il avait passé le même temps sur terre. Donc, suivant la réponse:
soit le temps des physiciens n'est pas le temps des biologistes,
soit un organisme vivant ne peut se déplacer à grande vitesse,
soit les propriétés du temps changent avec le degré de complexité de la matière,
soit les modifications du temps ne sont qu'une illusion.
De plus, par quel mécanisme la vitesse de déplacement et le temps modifieraient-ils le déroulement de réactions chimiques ou biologiques?
Le temps que nous mesurons habituellement en biologie, en chimie ou dans la vie de tous les jours est une mesure arbitraire de la durée que nous percevons du fait de notre capacité à mémoriser des évènements successifs. Qu'est-ce que ce temps par rapport au temps de l'espace-temps relativiste?

J'espère que vous aurez le temps de me répondre prochainement.
Cordialement,

[Deedee81]

Bonjour,

Je voudrais connaitre votre avis quant au sens du mot "temps" en physique relativiste.

Le temps est ce qui est indiqué par une horloge idéale (parfaitement stable, régulière, ce qui se vérifie par comparaison), simplement (horloge au sens large, on peut utiliser un phénomène physique). Et techniquement on fait correspondre cela à une coordonnée numérique dans une variété adaptée au cadre théorique (Minkowski, Riemann,...). Le temps est défini par la définition de l'unité de temps en métrologie (voir le site internet du Bureau des Poids et Mesures).

Une réaction chimique ou biologique ne dépend pas du temps pour son déroulement mais seulement des quantités de réactifs, de la température, etc... et il est possible de la décrire sans recourir au temps tel que mesuré par un chronomètre ( on mesure alors le degré d'avancement de la réaction, en % par ex.).

Tu te contredits. Tu parles d'état "d'avancement". C'est l'avancement au cours du temps. Donc tu ne peux pas affirmer que le temps n'intervient pas.

Le cours de cinétique chimique m'a assez embêté pour que je m'en souvienne

Dire "ne dépend pas du temps ... mais seulement des quantités de réactifs" revient au même que de dire "la marche d'une horloge ne dépend pas du temps mais seulement de sa structure, de la tension des ressorts, etc...". Ce qui est franchement une erreur de logique.

[....]

Maintenant j'envoie dans l'espace un voyageur à la vitesse de la lumière: si elle ralentit tant soit peu les réactions biologiques de son organisme (10-15% peut-être), le voyageur mourra bien avant d'atteindre cette vitesse (c). Si le voyageur revient vivant c'est que son organisme n'a pas été ralenti et donc il est aussi vieux que s'il avait passé le même temps sur terre.

Ici, tu as manifestement une conception erronée de la relativité. Il conviendrait de bien la comprendre avant d'essayer de "mélanger" ça avec la biologie.

Le temps propre d'un voyageur n'est pas affecté par le mouvement (il n'existe pas de mouvement absolu). Les horloges, tout comme les réactions chimiques et biologiques, sont strictement inchangées pour le voyageur.

La différence de temps constatée est seulement relative. C'est par rapport à un autre observateur qu'il y aura une différence.

Donc, suivant la réponse:
soit le temps des physiciens n'est pas le temps des biologistes,
soit un organisme vivant ne peut se déplacer à grande vitesse,
soit les propriétés du temps changent avec le degré de complexité de la matière,
soit les modifications du temps ne sont qu'une illusion.

Aucun de ceux là
- Le temps physique est celui de la biologie (mais pas le temps dit "psychologique").
- il n'y a pas de vitesse absolue donc un organisme vivant peut aller à n'importe qu'elle vitesse. D'ailleurs, par rapport à un quasar, nous, sur Terre, nous nous déplaçons à une vitesse proche de 'c'. On ne s'en porte pas plus mal Par contre, on ne peut accélérer n'importe comment sans risquer d'en soufrir !
- le temps n'est pas une illusion (bien qu'il pourrait être émergeant, c'est ce que semble indiquer la gravité quantique, mais c'est un autre problème). Par contre l'effet de temps relatif qui varie à cause de la vitesse relative est un effet de perspective. Au même titre que l'effet de paralaxe.

[invite192beb19]

Pour la cinétique je réïtère: je peux très bien doser mes réactifs et détailler ma réaction en pourcentage de réactifs consommés ou de produits formés. Le temps écoulé n'intervient pas. Si je n'ai pas de mémoire ni de chronomètre mais que je peux doser correctement alors je peux dire à chaque instant où en est la réaction sans même savoir quand elle a commencé (Je peux par exemple dire que la réaction est à 40% complète).

[invite192beb19]

Dans le fameux cas des "jumeaux" cité plus haut dans le forum. Qui est-ce qui vieillit réellement, par rapport à qui, par rapport à quoi et selon quel mécanisme?

[invite93279690]

Le temps écoulé n'intervient pas. Si je n'ai pas de mémoire ni de chronomètre mais que je peux doser correctement alors je peux dire à chaque instant où en est la réaction sans même savoir quand elle a commencé (Je peux par exemple dire que la réaction est à 40% complète).

y a quand même un problème là non ?
Certes tu dis qu'on n'est pas obligé de s'interesser à l'evolution de la réaction chimique mais ça ne veut pas dire qu'il n'y en a pas une .

[Deedee81]

Dans le fameux cas des "jumeaux" cité plus haut dans le forum. Qui est-ce qui vieillit réellement, par rapport à qui, par rapport à quoi et selon quel mécanisme?

Un jumeau vieilli différemment par rapport à l'autre (la partie soulignée est cruciale et même la clef).

Le "mécanisme" c'est toute la relativité restreinte. Plutôt que de répéter, tu peux faire une recherche sur le forum ou bien aller voir :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Relativit%C3%A9_restreinte
et
http://fr.wikipedia.org/wiki/Paradoxe_des_jumeaux

Pour l'autre message, une simple mise en évidence suffira comme réponse :

Pour la cinétique je réïtère: je peux très bien doser mes réactifs et détailler ma réaction en pourcentage de réactifs consommés ou de produits formés. Le temps écoulé n'intervient pas. Si je n'ai pas de mémoire ni de chronomètre mais que je peux doser correctement alors je peux dire à chaque instant où en est la réaction sans même savoir quand elle a commencé (Je peux par exemple dire que la réaction est à 40% complète).

Mais pour t'aider, vérifie : ce que tu dis marche aussi en parlant d'une horloge (je peux "traduire" si tu veux, mais ça me semble évident). Il me semble qu'à partir de là tu comprendras beaucoup mieux où tu commets ton erreur.

Bon, je dois y aller, à demain à tous

[invite192beb19]

Ce qui fait que la réaction a lieu c'est que les réactifs ont une affinité l'un pour l'autre (dans le cas de 2 réactifs) pas le fait que temps s'écoule. Le temps qui s'écoule, c'est l'observateur doué de mémoire qui perçoit une durée subjective laquelle est totalement extérieure à l'interaction des réactifs. Je ne nie pas le fait qu'il y ait un avant et un après, je ne remets pas en question le principe de causalité, mais je ne vois pas en quoi l'écoulement du temps qui reste une mesure arbitraire et extérieure influe sur la réaction.

[invite93279690]

Ce qui fait que la réaction a lieu c'est que les réactifs ont une affinité l'un pour l'autre (dans le cas de 2 réactifs) pas le fait que temps s'écoule. Le temps qui s'écoule, c'est l'observateur doué de mémoire qui perçoit une durée subjective laquelle est totalement extérieure à l'interaction des réactifs. Je ne nie pas le fait qu'il y ait un avant et un après, je ne remets pas en question le principe de causalité, mais je ne vois pas en quoi l'écoulement du temps qui reste une mesure arbitraire et extérieure influe sur la réaction.

Il n'influe pas sur la réaction mais sur les grandeurs mesurables qui y sont associées (dans un référentiel donné) comme la concentration moyenne d'un des réactifs etc...

[inviteca4b3353]

Ce qui fait que la réaction a lieu c'est que les réactifs ont une affinité l'un pour l'autre (dans le cas de 2 réactifs) pas le fait que temps s'écoule.

Mais tu oublies que ce qui fait que cette affinité conduise à une réaction est la conséquence du temps qui passe. La réaction n'est pas instantannée. Maintenant ce que tu dis signifie simplement que ton système définit lui-meme une horloge. C'est à dire que tu peux mesurer des durées en mesurant des proportions de réactifs au cours du temps. Ta réaction est une sorte de "tic-tac" chimique.

[b@z66]

Mais tu oublies que ce qui fait que cette affinité conduise à une réaction est la conséquence du temps qui passe. La réaction n'est pas instantannée. Maintenant ce que tu dis signifie simplement que ton système définit lui-meme une horloge. C'est à dire que tu peux mesurer des durées en mesurant des proportions de réactifs au cours du temps. Ta réaction est une sorte de "tic-tac" chimique.

C'est d'ailleurs sur cette propriété d'homogénéité du temps qu'une propriété comme la conservation de l'énergie peut se déduire avec le théorème de Noether. Physique et temps(et en relativité espace-temps) sont des choses indissociables, à mon sens, et considérer l'un sans l'autre n'a par contre, là, aucun sens.

[invite192beb19]

Prenons la reaction X. A 20°C elle dure 2 minutes. Je chauffe à 30°C, elle dure 1 minute. Ai-je agi sur l'écoulement du temps?
Je peux faire la même chose ou mieux avec un catalyseur. Le catalyseur modifie-t-il l'espace temps?

[invitedbd9bdc3]

Prenons la reaction X. A 20°C elle dure 2 minutes. Je chauffe à 30°C, elle dure 1 minute. Ai-je agi sur l'écoulement du temps?
Je peux faire la même chose ou mieux avec un catalyseur. Le catalyseur modifie-t-il l'espace temps?

Non, mais la temperature ou le catalyseur modifie ton horloge.
Tout comme si tu prends ta montre et que tu en changes un des ressorts (je suppose qu'elle est mecanique, mais on en est pas a un tel pinaillage, non?), la trotteuse ira plus vite. Pour autant, le temps passe t il plus vite? (si tu reponds oui, on est mal barre )
Que je sache, les horloge mal reglee (i.e. trop rapide ou trop lente par rapport a la definition de la seconde) n'ont jamais change l'espace-temps, ce qui est bien dommage, ca faciliterait bien la decouverte des ondre gravitationelle

[invite6754323456711]

Bonjour,

Je pense qu'il y a deux notions qu'il ne faut pas confondre "Cours du temps" (notion de chronologie) et "Flèche du temps" (notion de irréversibilité de processus physique) : La flèche du temps, modélise les transformations au cours du temps, ou plutôt, « au cours du cours du temps. » Elle est une propriété des phénomènes.


La « flèche du temps » est l'expression introduite en 1927 par Eddington pour décrire le fait que le temps nous semble s'écouler toujours dans la même direction.
.....

http://fr.wikipedia.org/wiki/Fl%C3%A8che_du_temps
http://fr.wikipedia.org/wiki/Le_temps_en_physique

Patrick


Patrick

[invite192beb19]

Si je suis ma réaction avec un chronomètre (ou une horloge atomique) la réaction catalysée ou chauffée se déroulera 2 fois plus vite (en temps mesuré par mon horloge). Ma réaction modifie-t-elle localement le temps du milieu dans lequel elle se déroule?

[invite6754323456711]

Si je suis ma réaction avec un chronomètre (ou une horloge atomique) la réaction catalysée ou chauffée se déroulera 2 fois plus vite (en temps mesuré par mon horloge). Ma réaction modifie-t-elle localement le temps du milieu dans lequel elle se déroule?

Pour moi non le catalyseur modifié le processus physique (le contenu) et non le cours du temps (le contenant).


Maintenant des physiciens pensent que le temps n'est pas substentiel mais est relationnel. C'est à dire l'espace-temps serait-il un déploiement de la causalité ? Le temps n'existe pas par lui-même, mais c'est des événements eux-mêmes que découle le sentiment de temps.


Patrick

[invite192beb19]

Maintenant des physiciens pensent que le temps n'est pas substentiel mais est relationnel. C'est à dire l'espace-temps serait-il un déploiement de la causalité ? Le temps n'existe pas par lui-même, mais c'est des événements eux-mêmes que découle le sentiment de temps.


Des évènements ou de la mémoire des êtres vivants? Sinon tu admets qu'il y a un processus physico-chimique indépendant de l'écoulement du temps?

[mach3]

Si ta réaction va plus vite quand tu chauffes, c'est juste parce que les molécules bougent plus vite (plus d'énergie cinétique), ce qui a deux conséquences : elles se rencontrent plus souvent et leurs rencontres sont plus violentes. La probabilité de rencontre augmente donc, de même que la probabilité de réaction en cas de rencontre. Donc la vitesse de réaction augmente.

L'écoulement du temps lui est inchangé (et je vois pas pourquoi il le serait...),

Pour la cinétique je réïtère: je peux très bien doser mes réactifs et détailler ma réaction en pourcentage de réactifs consommés ou de produits formés. Le temps écoulé n'intervient pas.

bien sur que si le temps intervient, sinon on ne parlerait pas de vitesse de réaction en mol/secondes ou mol/L/secondes. Ces vitesses sont directement liées aux vitesses cinématiques des molécules (température), à leur probabilité de rencontre (entre autre due à la concentration) et à leur probabilité de réaction lorsqu'elles se rencontrent (énergie d'activation). Si tu agis sur un de ces 3 paramètres (en chauffant, en concentrant ou en ajoutant un catalyseur), la vitesse de réaction change.

Dans le fameux cas des "jumeaux" cité plus haut dans le forum. Qui est-ce qui vieillit réellement, par rapport à qui, par rapport à quoi et selon quel mécanisme?

Il s'écoule simplement plus de temps dans le référentiel de l'un par rapport à celui de l'autre. Aucun des deux jumeaux ne remarque rien d'anormal, le temps ne leur parait pas s'écouler différemment et l'un ne se voit pas veillir en accéléré. C'est quand ils se retrouvent qu'ils constate que l'un a vieilli plus que l'autre et que sa montre a fait plus de tours.

m@ch3

[invitedbd9bdc3]

Si je suis ma réaction avec un chronomètre (ou une horloge atomique) la réaction catalysée ou chauffée se déroulera 2 fois plus vite (en temps mesuré par mon horloge). Ma réaction modifie-t-elle localement le temps du milieu dans lequel elle se déroule?

Ce qui était de l'ironie ce confirme... on est mal barré

[invite6754323456711]

ou de la mémoire des êtres vivants?

L'univers a un age entre 13 et 15 milliards d'années. La formation de la
Terre a eu lieu il y a 4,45 milliards d'années et la vie y est apparue il y a
3,5 milliards d'années.

Nul sujet conscient n'était encore présent ? Pourtant des évènements
innombrables se sont enchainés sans nécessiter de conscience.

Sinon tu admets qu'il y a un processus physico-chimique indépendant de l'écoulement du temps?

Non

Patrick

[inviteca4b3353]

Ma réaction modifie-t-elle localement le temps du milieu dans lequel elle se déroule?

Non elle se déroule juste plus rapidemment. Et ce qui te permet de dire cela, c'est justement le fait que l'écoulement du temps n'est pas modifié, et sert de référence pour en déduire des vitesses.

Quand tu appuies sur l'accélérateur de ta voiture, dirais tu aussi que tu modifies le cours de temps (meme localement) car tu mets moins de temps pour te rendre de A à B ? Sérieusement ?

Tu confonds surtout temps et durée.

[invite192beb19]

Non elle se déroule juste plus rapidemment. Et ce qui te permet de dire cela, c'est justement le fait que l'écoulement du temps n'est pas modifié, et sert de référence pour en déduire des vitesses.

Quand tu appuies sur l'accélérateur de ta voiture, dirais tu aussi que tu modifies le cours de temps (meme localement) car tu mets moins de temps pour te rendre de A à B ? Sérieusement ?

Tu confonds surtout temps et durée.

Donc ma réaction est indépendante du temps, c'est bien ça? Donc comment peut-elle être modifiée si elle se déroule dans un lieu qui se déplace à la vitesse de la lumière?

[mach3]

Donc ma réaction est indépendante du temps, c'est bien ça?

J'ai déjà dit NON!

ca va tourner au troll cette discussion... si c'est pas déjà fait...

m@ch3

[invite192beb19]

Ce que je cherche à savoir, en fait, c'est la limite de validité de la relativité et des exemples donnés pour l'illustrer. Quand à ce propos on parle du paradoxe des jumeaux il me semble que c'est une image sans rapport avec une réalité biologique. Supposons donc que le jumeau A reste sur terre (référentiel A) tandis que le jumeau B voyage dans l'espace à la vitesse de la lumière. Pendant le temps T de l'absence de B, l'organisme de A est le siège de X réactions qui entretiennent son métabolisme. Lorsque B revient sur terre soit son organisme a subi le même nombre de réactions que A et il est vivant et aussi vieux que A, soit ce nombre est inférieur et il est très certainement mort.

[Deedee81]

Bonjour,

soit ce nombre est inférieur et il est très certainement mort.

Même si la différence est seulement de 1 seconde ?

Et crois-tu que le temps arrête de tourner quand un individu est mort ? qu'est-ce qui t'empêche de dire (pour un écart de plusieurs siècles disons) "le voyageur revient avec un an de plus alors que sur Terre le jumeau a vieilli, est mort, s'est décomposé, son squelette tombé en poussières" ????

As-tu lu les commentaires de Karibou blanc ? Il a dit explicitement ce que j'essayais de te faire dire Peux-tu commenter ses remarques S.T.P. ? Si je demande ça c'est parceque mach3 a raison : tu continues de répéter certaines erreurs alors que certains participants ont expliqué pourquoi c'était erroné et tu n'as même pas remis ces réfutations en cause. Alors ça fait un petit peu fdg (acronyme à deviner ).

Merci de faire un effort de communication,

[mach3]

Ce que je cherche à savoir, en fait, c'est la limite de validité de la relativité et des exemples donnés pour l'illustrer.

concernant la relativité restreinte, il n'y a priori aucune limite de validité, elle est même compatible avec la mécanique quantique et donc tout ce qui en découle (la structure des atomes, des molécules, les réactions chimique, la cinétique, la thermodynamique, la biologie...).

Pour la relativité général la limite de validité ce sont les fortes courbures aux échelles quantiques (10^-30m), la on y arrive plus, mais ça ne concerne que les trou noir et les premiers ages de l'univers. La relativité générale est donc applicable à tout les phénomène de la vie de tous les jours.

On a pourtant tout essayé pour invalider ces théories, mais les résultats des expériences sont toujours furieusement en accord avec les prédictions théorique. La relativité est donc "vraie" dans un large domaine d'application (tout comme la gravitation de Newton, mais dans un domaine moins large).

Ca n'est pas la peine d'invoquer des problèmes de cinétique qui n'en sont pas pour montrer une limite qui n'existe pas.

m@ch3

[curieuxdenature]

Le paradoxe ne se situe pas au niveau des effets biologiques, mais au fait que les phénomènes physiques se sont déroulés à une vitesse différente dans les 2 cas.
D'après la seule théorie de la RR cela ne devrait pas être le cas parce qu'il n'est pas possible que chacun des 2 observateurs en déduise qui a voyagé par rapport à l'autre. Le paradoxe serait d'affirmer que chacun d'eux devrait constater que c'est l'autre qui est plus jeune.

Le paradoxe n'en est pas un selon la théorie de la RG parce que l'un (le voyageur) a vraiment subit des mouvements accélérés et pas l'autre (le Terrien).
Preuve que la vitesse seule n'influe pas sur le déroulement du temps est que des horloges atomiques embarquées dans des avions battent la seconde moins vite qu'au sol. Le paradoxe est donc levé parce que les accélérations subies par l'astronaute ne sont pas symétriques dans le raisonnement de calcul que les jumeaux peuvent tenir.