Problème de relativité restreinte

[alain_17]

J'y suis allé, ici :
http://forums.futura-sciences.com/sh...ghlight=jumaux
Mais je n'y ai pas trouvé de réponse.

Pour moi, quand un système A a une vitesse V par rapport au système B, le système B a une vitesse V (la même) par rapport au système A.

Donc, leurs temps, masses, longueurs sont différents quand on observe un système depuis l'autre. Mais s'ils décélèrent l'un par rapport à l'autre pour alors redevenir immobiles l'un par rapport à l'autre, leurs temps etc. qui s'étaient modifiés dans un sens au moment de l'accélération se sont modifiés dans l'autre sens. Si bien que rien n'a changé entre eux depuis le début.

Les horloges atomiques qui sont, l'une dans l'avion et l'autre au sol étaient différentes pendant le vol mais doivent être redevenues identiques à l'atterrissage.
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[mach3]

J'y suis allé, ici :
http://forums.futura-sciences.com/sh...=41371&highlig ht=jumaux
Mais je n'y ai pas trouvé de réponse.

ce n'est pourtant pas le seul sujet sur la question, on en a parlé tellement de fois (ça en devient lassant). Au passage, jumeaux ça s'ecrit jumeaux et pas jumaux, tu auras p-t plus de résultats en cherchant avec la bonne orthographe

La résolution du paradoxe des jumeaux n'est pas compliqué (ce n'est d'ailleurs pas un paradoxe). Le jumeaux qui voyage dans l'espace subit une accélération à un moment donné (ne serait-ce que pour faire demi tour), cela introduit une asymétrie qui fait que au final quand les jumeaux se retrouvent, le voyageur est plus jeune que le sédentaire.
Le point de vue des jumeaux est symétrique (chacun voit l'autre vieillir moins vite que lui) jusqu'à ce que l'un d'eux soit accéléré (son référentiel n'est plus inertiel).

Des films tel que "La planète des singes" apportent une confusion dans la compréhension de la théorie de la relativité car on y voit des astronautes revenir sur une terre qui a vieilli plus vite qu'eux.

cela n'apporte pas de confusion, car c'est exact (par contre ce qui est fantasque c'est que les astronautes espèrent pouvoir rentrer à leur époque ce qui est impossible).

m@ch3

[invité576543]

Bonjour,

ce n'est pourtant pas le seul sujet sur la question, on en a parlé tellement de fois (ça en devient lassant).

Il y a peut-être une raison de fond pour laquelle cela revient

La résolution du paradoxe des jumeaux n'est pas compliquée (ce n'est d'ailleurs pas un paradoxe).

Ah!

Le jumeaux qui voyage dans l'espace subit une accélération à un moment donné (ne serait-ce que pour faire demi tour), cela introduit une asymétrie qui fait que

A cet argument il est toujours rétorqué que l'accélération est relative...

Le point de vue des jumeaux est symétrique (chacun voit l'autre vieillir moins vite que lui) jusqu'à ce que l'un d'eux soit accéléré (son référentiel n'est plus inertiel).

Et on définit de "référentiel inertiel" de manière ad-hoc pour que ça marche, et on a ainsi rien montré du tout...

Ce n'est pas si simple que cela

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AMHA, l'explication passe nécessairement par une réflexion sur l'accélération et comment lui donner une définition "moins relative". La RR postule des référentiels inertiels (et ce sont eux qui cassent la symétrie de la situation), qui font un peu "deus ex machina". Cela fait juste déplacer la question sur ce postulat et sur ce que peut bien être un référentiel inertiel autrement que l'affirmation ad-hoc que le référentiel propre d'un des jumeaux est inertiel. (Il faut réaliser qu'on pourrait très bien définir un référentiel inertiel en RR comme un référentiel tel que toute trajectoire S aller-retour accélérée par rapport à ce référentiel a un temps propre plus long que le temps propre de la trajectoire du point (immobile dans le référentiel) dont S part et arrive. Clairement, si on fait cela on n'a pas résolu le paradoxe des jumeaux, on l'a juste pris comme postulat!)

La RG permet une autre approche, présentant l'accélération comme la déviation par rapport à la chute libre, ce qui va bien plus loin que casser la symétrie, puisque cela permet de s'occuper séparément des deux jumeaux (i.e., sans s'occuper de leur mouvement relatif, qui est nécessairement symétrique). Ainsi chacun peut savoir, localement, sans s'occuper d'où est l'autre, s'il est celui qui est "accéléré" ou non.

Cordialement,

[alain_17]

mach3 et Michel (mmy), merci de vos réponses qui montrent bien qu'il faudra attendre d'atteindre des vitesses plus élevées pour obtenir expérimentalement une réponse fiable.

On a sûrement essayé d'obtenir cette réponse à l'aide des horloges atomiques dont l'une était embarquée mais le résultat ne doit pas être si concluant !

Rendez-vous dans mille ans ? (si l'être humain est toujours de ce monde).

[mach3]

merci de vos réponses qui montrent bien qu'il faudra attendre d'atteindre des vitesses plus élevées pour obtenir expérimentalement une réponse fiable.

on en a pourtant une de réponse fiable, on prend en compte cette dilatation du temps pour que le GPS fonctionne, ça prouve bien que c'est pas du pipo.

A cet argument il est toujours rétorqué que l'accélération est relative...

non l'accélération n'est pas relative : le jumeau voyageur va ressentir cette accélération, pas le jumeau sédentaire. Le jumeau voyageur est le seul à accélérer (si on considère le sédentaire comme non soumis à la gravitation de la terre, en gros dans l'espace loin de tout, sinon on doit switcher en RG). Le fait que le voyageur ralentisse sa fusée ne peut pas faire que le sédentaire ressente une accélération.

La RG permet une autre approche, présentant l'accélération comme la déviation par rapport à la chute libre, ce qui va bien plus loin que casser la symétrie, puisque cela permet de s'occuper séparément des deux jumeaux (i.e., sans s'occuper de leur mouvement relatif, qui est nécessairement symétrique). Ainsi chacun peut savoir, localement, sans s'occuper d'où est l'autre, s'il est celui qui est "accéléré" ou non.

oui mais il n'y a pas besoin d'aller jusqu'en RG pour montrer que la durée du voyage est plus courte pour le voyageur que pour le sédentaire.

m@ch3

[invité576543]

Bonjour,

oui mais il n'y a pas besoin d'aller jusqu'en RG pour montrer que la durée du voyage est plus courte pour le voyageur que pour le sédentaire.

Si tu veux...

le jumeau voyageur va ressentir cette accélération, pas le jumeau sédentaire.

Par exemple, je ne suis pas sûr que la RR suffise à elle seule pour soutenir cette phrase. En particulier, un mouvement orbital est accéléré en RR. Ton mouvement autour du Soleil est accéléré en RR, et pourtant tu ne la ressens pas...

Ca me donne une idée de variante sur les jumeaux, ça. Avec un peu de chance c'est original sur FS Je vais lancer un autre fil, pour voir!

Cordialement,

[mach3]

Par exemple, je ne suis pas sûr que la RR suffise à elle seule pour soutenir cette phrase. En particulier, un mouvement orbital est accéléré en RR. Ton mouvement autour du Soleil est accéléré en RR, et pourtant tu ne la ressens pas...

oui c'est exact, c'est pour ça que j'ai précisé que le sédentaire n'était pas soumis à la gravitation, sinon on ne pas rester en RR. Si on voulait vraiment décrire un tel voyage réel il faudrait considérer la RG et ça devient tout de suite beaucoup plus compliqué. Je préférais rester en RR pour une question de simplicité.

m@ch3

[invité576543]

oui c'est exact, c'est pour ça que j'ai précisé que le sédentaire n'était pas soumis à la gravitation, sinon on ne pas rester en RR. Si on voulait vraiment décrire un tel voyage réel il faudrait considérer la RG et ça devient tout de suite beaucoup plus compliqué. Je préférais rester en RR pour une question de simplicité.

Tu vas pouvoir faire le même commentaire sur le fil que je viens de lancer

Et je ferais la même réponse qu'ici: il n'est absolument pas interdit d'appliquer la RR a des trajectoires accélérées; c'est bien ce qu'on fait dans le cas du traitement du paradoxe usuel. Et, à ma connaissance, la cause de l'accélération n'est pas évoquée dans ce traitement. Et la gravitation peut être traitée à la Newton, en RR. En champ faible, quel est le problème?

Il n'y a pas d'obstacle a rester dans le traitement "simple" de la RR pour décrire tous les voyages imaginables.

La question est de savoir si la RR ainsi utilisée va montrer une divergence avec la RG, alors qu'on reste en champ faibles.

Cordialement,

[alain_17]

on en a pourtant une de réponse fiable, on prend en compte cette dilatation du temps pour que le GPS fonctionne, ça prouve bien que c'est pas du pipo.

Non, ce n'est pas du pipo mais on est dans un système qui en observe un autre de vitesse différente et non pas dans un système qui est redevenu immobile par rapport à l'autre !

Pour ce retour en immobile, on ne doit pas avoir d'expérimentation.

En 1887, pour essayer de trouver quelle était la vitesse et la direction de la terre dans "l'héter" imaginé comme le repère absolu, Michelson reprit avec Morley sa célèbre expérience de Michelson-Morley : confirmation éclatante de la théorie de l'éther de Stokes.

Il fut démontré que l'éther n'existait pas, en même temps que la constance de la vitesse de la lumière.

On a donc toujours un système mobile par rapport à un autre et pas plus l'un que l'autre ne peut être considéré comme immobile par rapport à ... ?

[chaverondier]

En 1887, pour essayer de trouver quelle était la vitesse et la direction de la terre dans "l'héter" imaginé comme le repère absolu, Michelson reprit avec Morley sa célèbre expérience de Michelson-Morley : confirmation éclatante de la théorie de l'éther de Stokes.

Le résultat de l'expérience de Morley Michelson a démontré que la relativité Galiléenne était incorrecte. Si la relativité Galiléenne avait été juste (cad s'il y avait eu absence de contraction de Lorentz des longueurs et absence de dilatation temporelle de Lorentz), alors on aurait pu mesurer une vitesse absolue, c'est à dire l'existence d'un référentiel privilégié (qu'un milieu de propagation des ondes immobile par rapport à ce repère privilégié existe ou pas)..

Il fut démontré que l'éther n'existait pas, en même temps que la constance de la vitesse de la lumière.

Ce n'est pas l'inexistence de l'éther que l'on a démontré. On a démontré l'impossibilité de mesurer la vitesse de l'observateur par rapport à un (éventuel) milieu de propagation des ondes quantiques. Ce n'est pas la même chose.

A noter toutefois, que l'hypothèse de non objectivité de la réalité extérieure observée (hypothèse issue des interprétations non-réalistes des états quantiques et de la réduction du paquet d'onde en mécanique quantique) permet effectivement de considérer l'hypothèse d'existence d'un milieu de propagation des ondes quantiques comme non valide, mais la discussion est nettement plus subtile que des déclarations répétées à l'emporte-pièce sur ce sujet ne pourraient le laisser croire.

On a donc toujours un système mobile par rapport à un autre et pas plus l'un que l'autre ne peut être considéré comme immobile par rapport à ... ?

un milieu de propagation des ondes quantiques. Si on considère celles ci comme un catalogue des informations RELATIVE A UN OBSERVATEUR, alors on peut considérer qu'il n'existe pas de milieu de propagation des ondes quantiques et que la non localité quantique est une illusion liée à notre croyance (Naïve ? Vraiment ?) en l'existence d'une réalité extérieure objective....

...Et en même temps, il faudra qu'on m'explique comment envisager que des animaux tels que des dinosaures, ayant vécu 250 millons d'années avant nous, dotés d'instruments d'observations voisins des notres (des yeux, des oreilles, un nez, une langue et une peau capable de ressentir un choc, une morsure, le froid, le chaud, une brulure...) et d'une capacité de traitement de l'information s'apparentant à la notre par certains aspects (une moelle épinière et un cerveau), avec une information génétique codée sur un support semblable au notre (l'ADN), peuvent être des observations n'ayant de sens que vis à vis de l'ensemble des observateurs humains.

A mon sens, l'intersubjectivité invoquée dans les interprétations non réalistes de la mesure quantique s'étend forcément au dela du cercle restreint des seuls êtres humains pour engloger, à minima, tout le règne animal. Dans le cas inverse, il faut qu'on me donne des explications sacrément convaincantes.

J'ai beau trouver les explications des tenants de l'interprétation non-réaliste de la mesure quantique (directement nécessaire à l'hypothèse de non existence d'un éther) très bien construites et convaincantes quand on fait abstraction de telles considérations, je ne parviens plus à être vraiment convaincu (malgré tous mes efforts) dès que je réfléchis un tant soit peu aux considérations un peu terre à terre ci-dessus.

[JPL]

À ma connaissance on n'est pas en train de parler de mécanique quantique mais de relativité. Merci de ne pas tout mélanger.

[chaverondier]

À ma connaissance on n'est pas en train de parler de mécanique quantique mais de relativité. Merci de ne pas tout mélanger.

La discussion sur la question de l'existence (éventuelle) d'un référentiel absolu (1) n'a de sens (à ma connaissance) que vis à vis de l'interprétation dite réaliste de la non localité de la mesure quantique.

(1) souvent associé à la métaphore d'un éther (vocable utilisé à tort et à travers mais sans préciser mathématiquement de quoi on parle).

[mariposa]

un milieu de propagation des ondes quantiques. Si on considère celles ci comme un catalogue des informations RELATIVE A UN OBSERVATEUR, alors on peut considérer qu'il n'existe pas de milieu de propagation des ondes quantiques et que la non localité quantique est une illusion liée à notre croyance (Naïve ? Vraiment ?) en l'existence d'une réalité extérieure objective....

Des ondes quantiques!

[chaverondier]

Des ondes quantiques!

On peut appeler ça vecteur d'état si on veut, histoire de rappeler qu'on peut faire rentrer ça dans un espace de Hilbert et pour souligner le fait que la notion de vecteur d'état est indépendante du choix d'une base de représentation (qui peut effectivement ne pas être une représentation dans l'espace des positions mais peut, toutefois, parfaitement l'être (1))

On peut se désintéresser de la notion de vecteur d'état et considérer que la notion de C*algèbre d'observables est plus fondamentale (en considérant l'Hilbert des fonctions de carré sommable sur le spectre joint d'un ensemble complet d'observables qui commutent comme un sous-produit dérivé de la C*agèbre d'opérateurs et présente un caractère moins fondamental que la C*algèbre elle-même).

Il y en a même qui continuent à présenter les choses en terme de dualité onde particule (ce que je ne trouve pas si génant que ça après tout, même si c'est un espèce de mélange vision classique/vision quantique assez nettement dépassé). Alors bon, d'accord pour exprimer sa préférence pour tel ou tel vocabulaire (parler de quanton par exemple, ça fait très chic), mais il ne faut quand même pas que l'attachement à un vocabulaire ou à un autre constitue un obstacle infranchissable à la discussion (cela dit, il y a au moins une conférence de Thibault Damour, me semble-t-il, qui prend l'exact contrepried de ce que je viens d'écrire estimant que l'emploi d'un vocabulaire inapproprié est la cause de nombreuses difficultés de compréhension, mais bon...)

(1) La représentation du vecteur d'état dans l'espace des positions joue même un rôle important quand on veut s'intéresser à la modélisation d'une direction privilégiée d'écoulement du temps en relativité Générale en relation avec un observateur (et son algèbre locale d'observables associée), alors que l'invariance de Lorentz s'oppose, hors considérations de nature thermodynamique ou apparentée (et hors le caractère géométrique spécifique de tel ou tel espace-temps), au choix d'un feuilletage 1D privilégié de type temps.

[JPL]

Je continue à prétendre que c'est hors sujet et si la discussion continue sur ce point je ferai disparaître toute allusion quantique (manifestement parachutée) de cette discussion.

[Deedee81]

Je continue à prétendre que c'est hors sujet et si la discussion continue sur ce point je ferai disparaître toute allusion quantique (manifestement parachutée) de cette discussion.

Bonjour,

D'autant que le début de l'explication de Ch. était parfaite et suffisante. Le dérapage est malheureux. D'autant plus qu'avec la précision donnée (traduction) : "immobile par rapport au vecteur d'état", la vitesse s'y exprime en Hilbert par seconde ?

Pour apporter de l'eau au moulin de la discussion (je n'y répond pas à tout, notamment ces histoires de repères accélérés, seulement sur le principe).

Je trouve que ce genre de discussion sur une "immobilité absolue" est un peu absurde. A supposer que l'on identifie un phénomène physique que l'on nomme "éther" (appellation galvaudée, mais bon). Que ce soit le champ gravitationnel, un éther luminifère, un vide quantique (désolé Jpl) qui est d'ailleurs invariant de Lorentz, le CMBR, ou tout autre chose, l'immobilité par rapport à ce "repère" n'est ni plus ni moins absolue que l'immobilité par rapport à ma chaise de bureau ! Il existe des repères privilégiés (par la présence d'objets, le repère du laboratoire, par exemple) mais pas de repère absolu (on peut toujours les faire disparaitre par réécriture mathématique, même si c'est parfois hard, je pense à la comparaison entre l'électrodynamique quantique en jauge de Coulomb et en jauge de Lorentz).

Ceci dit, étudier d'éventuelles variations de la vitesse de la lumière et ses causes peut être intéressant.... bien que cela ne remette pas du tout en cause la relativité restreinte ou générale. Après tout, faites l'expérience de M&M dans de l'eau en mouvement, vous verrez si vous ne détecterez pas de "vent d'éther" Et l'eau n'a pas encore mouillé, euh, invalidé la RR à ce que je sache.

Mais la lumière, comme tout phénomène physique, est intéressante à étudier en soit et pourrait très bien révéler des phénomènes physiques qui nous sont encore inconnus. Qui sait ? C'est ça la recherche