Livre de SF "Spin" et Relativité Générale

[Urgon]

Je viens de terminer la lecture du livre de SF "Spin" de R.C. Wilson (excellent livre au demeurant).

Pour faire bref, des extra-terrestres posent autour de la terre une "membrane" qui fait en sorte que le temps se passe dans l'univers des milliards de fois plus "vite" que sur Terre. Un problème se pose à l'humanité : la fin de l'univers est prévue - en temps terrestre - pour dans 40 ans..

Je voudrais explorer avec vous certaines conséquences de cette "membrane" d'un point de vue scientifique. Je n'entrerais pas dans la faisabilité de la "membrane". Je prendrais un modèle "équivalent", mais physiquement réaliste à ma connaissance : la surface d'une étoile à neutron, où le temps est extrêmement ralenti par rapport au reste de l'univers, du fait de la gravitation.

Dans le livre, les humains arrivent à réaliser des A/R terre-mars en quelques secondes (terrestres). C'est l'inverse du paradoxe des jumeaux : celui qui se déplace revient plus vieux que celui qui ne bouge pas ! (pas d'effet de RR ici, le voyage terre-mars se déroule à une vitesse bien inférieure à c, du point de vue du vaisseau).

Mais ce voyage se déroule "plus vite que la lumière" (du point de vue de la Terre). Cela m'a choqué a priori, et je me suis dit que quelque-chose n'allait pas. Mais pourtant, si la gravité sur Terre devenait équivalente à celle de la surface d'une étoile à neutrons (et si nous étions capables d'y vivre), n'y aurait-il pas une situation équivalente ?

J'ai essayé de trouver une solution à ce paradoxe. Voici ce que j'ai trouvé de mieux : je pense que - dans une telle situation (vu d'une planète à gravité extrême) - l'univers nous paraîtrait "rapproché" : la distance Terre-Mars serait - vue de la terre - bien plus courte, de sorte que le voyage se déroule, en vitesse vue de la terre, à une vitesse inférieure à c. Dans le cas du "spin", la distance terre-mars (vue de la terre) ne serait que de quelques centaines de mètres ! (bien sur, le diamètre de mars diminuerait aussi vu de la terre, ce qui rend cette distance vraisemblable).

Cette interprétation est cohérente avec un autre effet : vu de la terre, celle-ci (dans le spin) réalise des milliers de tours autour du soleil par seconde terrestre. C'est compatible avec une distance terre-soleil qui serait extrêmement faible (les lois de newton doivent rester valable vues de la terre dans cette situation, je pense).

Qu'en pensez vous ? Est-ce que les choses se présenteraient vraiment ainsi vu d'une terre à très forte gravité ? Sinon, comment résoudre le paradoxe ?

Merci d'avance à tous.
-----

[Urgon]

Un petit "up", vu que ce post vient de passer en page 2 sans réponse.

Je sens de la perplexité, ou j'ai fait trop long et c'est décourageant ?

Je peux le refaire en plus court :

Supposons que la Terre aie la même gravité qu'une étoile à neutrons : le temps s'y écoule donc (beaucoup) plus lentement. Comment résoudre le paradoxe consistant à se dire que, vu de la Terre, le voyage Terre-Mars A/R pourrait se faire en quelques secondes (par exemple), et donc en apparence bien plus vite que la lumière ? Et pourquoi, toujours dans ce cas, le paradoxe de jumeaux est-il inversé ?

Voir le post ci-dessus pour une tentative d'auto-réponse.

[Urgon]

Ultime tentative désespérée

Au moins dites moi ce qui ne va pas : c'est incompréhensible, vous trouvez que c'est n'importe quoi (quoique - dans mon expérience de ce forum - les posts "n'importe quoi" on beaucoup de réponses ), vous n'avez pas d'idées ..?

[invited6a8e0a5]

Je viens de terminer la lecture du livre de SF "Spin" de R.C. Wilson (excellent livre au demeurant).

Pour faire bref, des extra-terrestres posent autour de la terre une "membrane" qui fait en sorte que le temps se passe dans l'univers des milliards de fois plus "vite" que sur Terre. Un problème se pose à l'humanité : la fin de l'univers est prévue - en temps terrestre - pour dans 40 ans..

Je voudrais explorer avec vous certaines conséquences de cette "membrane" d'un point de vue scientifique. Je n'entrerais pas dans la faisabilité de la "membrane". Je prendrais un modèle "équivalent", mais physiquement réaliste à ma connaissance : la surface d'une étoile à neutron, où le temps est extrêmement ralenti par rapport au reste de l'univers, du fait de la gravitation.

Le coup de la membrane n'est pas viable, il induit une discontinuité dans le champs de gravitation ce qui n'existe à priori qu'à l'horizon d'un trou noir. Le franchissement de l'hypothétique membrane se traduirait par un écartelement.

Dans le livre, les humains arrivent à réaliser des A/R terre-mars en quelques secondes (terrestres). C'est l'inverse du paradoxe des jumeaux : celui qui se déplace revient plus vieux que celui qui ne bouge pas ! (pas d'effet de RR ici, le voyage terre-mars se déroule à une vitesse bien inférieure à c, du point de vue du vaisseau).

Mais ce voyage se déroule "plus vite que la lumière" (du point de vue de la Terre). Cela m'a choqué a priori, et je me suis dit que quelque-chose n'allait pas. Mais pourtant, si la gravité sur Terre devenait équivalente à celle de la surface d'une étoile à neutrons (et si nous étions capables d'y vivre), n'y aurait-il pas une situation équivalente ?

En vertu de quoi le voyage se déroulerait'il plus vite que la lumière
du point de vue de la terre ? Le propre de la lumière est de se moquer du "point de vue".
La vitesse induit la notion de distance qui est définit par la "vitesse locale" de la lumière.

J'ai essayé de trouver une solution à ce paradoxe. Voici ce que j'ai trouvé de mieux : je pense que - dans une telle situation (vu d'une planète à gravité extrême) - l'univers nous paraîtrait "rapproché" : la distance Terre-Mars serait - vue de la terre - bien plus courte, de sorte que le voyage se déroule, en vitesse vue de la terre, à une vitesse inférieure à c. Dans le cas du "spin", la distance terre-mars (vue de la terre) ne serait que de quelques centaines de mètres ! (bien sur, le diamètre de mars diminuerait aussi vu de la terre, ce qui rend cette distance vraisemblable).

Tu dois donc faire attention quand tu parles de "mètres", celui-ci est définit, à l'endroit ou tu te trouves, par le trajet parcouru par la lumière pendant une fraction de seconde, seconde qui est aussi calculé en temps local par un nombre (donc adimensionnel) de transition.

Cette interprétation est cohérente avec un autre effet : vu de la terre, celle-ci (dans le spin) réalise des milliers de tours autour du soleil par seconde terrestre. C'est compatible avec une distance terre-soleil qui serait extrêmement faible (les lois de newton doivent rester valable vues de la terre dans cette situation, je pense).

Que veux tu dire par "dans le spin"

Qu'en pensez vous ? Est-ce que les choses se présenteraient vraiment ainsi vu d'une terre à très forte gravité ? Sinon, comment résoudre le paradoxe ?

Pour le paradoxe de l'age, sachant que l'homme doit acélérer (dc le temps doit se ralentir pour lui) mais pour se sortir d'un champ de gravité extrème (ou le temps est "lent") je suis un peu perdu...

Merci d'avance à tous.

Pour faire bref, des extra-terrestres posent autour de la terre une "membrane" qui fait en sorte que le temps se passe dans l'univers des milliards de fois plus "vite" que sur Terre. Un problème se pose à l'humanité : la fin de l'univers est prévue - en temps terrestre - pour dans 40 ans..

Je voudrais explorer avec vous certaines conséquences de cette "membrane" d'un point de vue scientifique. Je n'entrerais pas dans la faisabilité de la "membrane". Je prendrais un modèle "équivalent", mais physiquement réaliste à ma connaissance : la surface d'une étoile à neutron, où le temps est extrêmement ralenti par rapport au reste de l'univers, du fait de la gravitation.

Le coup de la membrane n'est pas viable, il induit une discontinuité dans le champs de gravitation ce qui n'existe à priori qu'à l'horizon d'un trou noir. Le franchissement de l'hypothétique membrane se traduirait par un écartelement.

Dans le livre, les humains arrivent à réaliser des A/R terre-mars en quelques secondes (terrestres). C'est l'inverse du paradoxe des jumeaux : celui qui se déplace revient plus vieux que celui qui ne bouge pas ! (pas d'effet de RR ici, le voyage terre-mars se déroule à une vitesse bien inférieure à c, du point de vue du vaisseau).

Mais ce voyage se déroule "plus vite que la lumière" (du point de vue de la Terre). Cela m'a choqué a priori, et je me suis dit que quelque-chose n'allait pas. Mais pourtant, si la gravité sur Terre devenait équivalente à celle de la surface d'une étoile à neutrons (et si nous étions capables d'y vivre), n'y aurait-il pas une situation équivalente ?

En vertu de quoi le voyage se déroulerait'il plus vite que la lumière
du point de vue de la terre ? Le propre de la lumière est de se moquer du "point de vue".
La vitesse induit la notion de distance qui est définit par la "vitesse locale" de la lumière.

J'ai essayé de trouver une solution à ce paradoxe. Voici ce que j'ai trouvé de mieux : je pense que - dans une telle situation (vu d'une planète à gravité extrême) - l'univers nous paraîtrait "rapproché" : la distance Terre-Mars serait - vue de la terre - bien plus courte, de sorte que le voyage se déroule, en vitesse vue de la terre, à une vitesse inférieure à c. Dans le cas du "spin", la distance terre-mars (vue de la terre) ne serait que de quelques centaines de mètres ! (bien sur, le diamètre de mars diminuerait aussi vu de la terre, ce qui rend cette distance vraisemblable).

Tu dois donc faire attention quand tu parles de "mètres", celui-ci est définit, à l'endroit ou tu te trouves, par le trajet parcouru par la lumière pendant une fraction de seconde, seconde qui est aussi calculé en temps local par un nombre (donc adimensionnel) de transition.

Cette interprétation est cohérente avec un autre effet : vu de la terre, celle-ci (dans le spin) réalise des milliers de tours autour du soleil par seconde terrestre. C'est compatible avec une distance terre-soleil qui serait extrêmement faible (les lois de newton doivent rester valable vues de la terre dans cette situation, je pense).

Que veux tu dire par "dans le spin"

Qu'en pensez vous ? Est-ce que les choses se présenteraient vraiment ainsi vu d'une terre à très forte gravité ? Sinon, comment résoudre le paradoxe ?

Pour le paradoxe de l'age, sachant que l'homme doit acélérer (dc le temps doit se ralentir pour lui) mais pour se sortir d'un champ de gravité extrème (ou le temps est "lent") je suis un peu perdu...

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitee53284f6]

Ultime tentative désespérée

Au moins dites moi ce qui ne va pas : c'est incompréhensible, vous trouvez que c'est n'importe quoi (quoique - dans mon expérience de ce forum - les posts "n'importe quoi" on beaucoup de réponses ), vous n'avez pas d'idées ..?

Personnellement j'ai pas d'idées, du moins les idées qui me sont venues à l'esprit tu les as déjà citées

[Urgon]

Merci LdF pour ta réponse.

Le coup de la membrane n'est pas viable, il induit une discontinuité dans le champs de gravitation ce qui n'existe à priori qu'à l'horizon d'un trou noir. Le franchissement de l'hypothétique membrane se traduirait par un écartelement.

Tout à fait, c'est pourquoi je proposais un autre modèle que la membrane (la surface d'une étoile à très forte gravité) pour raisonner. Je ne voulais pas que la discussion se perde (mais jusqu'ici, ça ne risquait pas ) dans la faisabilité ou le réalisme de la membrane.

En vertu de quoi le voyage se déroulerait'il plus vite que la lumière
du point de vue de la terre ? Le propre de la lumière est de se moquer du "point de vue".
La vitesse induit la notion de distance qui est définit par la "vitesse locale" de la lumière.

En vertu du raisonnement suivant, qui est sans doute faux quelque-part, mais pas de manière évidente : si on remplace la Terre par une étoile à très forte gravité, la distance Terre-Mars ne change pas d'un iota. Vu de la "Terre", le voyage se déroule en quelque secondes (ou minutes comme vous voulez). Les astronautes reviennent rapidement. Or la lumière met 40 minutes A/R entre la Terre et Mars, avec la même distance. Donc le voyage se déroule "plus vite que la lumière".

Tu dois donc faire attention quand tu parles de "mètres", celui-ci est définit, à l'endroit ou tu te trouves, par le trajet parcouru par la lumière pendant une fraction de seconde, seconde qui est aussi calculé en temps local par un nombre (donc adimensionnel) de transition.

Tout à fait, et ma "solution" est précisément reliée à cette remarque, puisque ma solution est de redéfinir la notion de distance Terre-Mars. Vu de la "Terre" (à forte gravité) "tout se passe comme si", aucune expérience de physique ne sera en contradiction, avec le fait que Mars n'est que à quelque centaines de mètres (kilomètres comme vous voulez, il suffit de jouer sur la valeur de la gravité).

Que veux tu dire par "dans le spin"

Pardon, j'étais encore dans la terminologie du bouquin. Je voulais dire : dans la zone où le temps se déroule beaucoup plus lentement que dans le reste de l'univers.

Pour le paradoxe de l'age, sachant que l'homme doit acélérer (dc le temps doit se ralentir pour lui) mais pour se sortir d'un champ de gravité extrème (ou le temps est "lent") je suis un peu perdu...

Moi aussi ! Mais tous ensemble (?) on y arrivera peut-être !

[Urgon]

Personnellement j'ai pas d'idées, du moins les idées qui me sont venues à l'esprit tu les as déjà citées

Il y a pourtant, sûrement, une explication "officielle" à tout cela, puisque la situation est physiquement réaliste, et que on est encore "dans les clous" de la RG (contrairement aux spéculations de ce qui se passe dans un trou noir, ici pas de spéculations tout doit être scientifiquement gérable).

Mais je n'avais pas encore entendu parler jusqu'ici de ce "paradoxe", qui est pourtant à mon sens au moins aussi passionnant que celui des jumeaux.

[invitee53284f6]

Bon j'ai un peu réfléchi finalement

En fait j'ai l'impression que les modèles de la membrane et de l'étoile à neutrons sont assez semblables, dans les 2 tu considères que le temps se déroule très lentement à un endroit précis. En t'éloignant de la surface de la Terre (qui a la même gravité qu'une étoile à neutrons donc), le temps s'écoulera plus vite qu'à sa surface, mais de tout de même encore moins vite que dans le reste de l'univers.

Donc le voyage Terre-Mars ne se fera pas en quelques secondes mais en beaucoup plus que ça, et je suis pas si sur qu'au final la vitesse du vaisseau spatial reliant les 2 planètes puisse être considérée comme supérieure à la vitesse de la lumière, du point de vue de la Terre.

[invited6a8e0a5]

Merci LdF pour ta réponse.



Tout à fait, c'est pourquoi je proposais un autre modèle que la membrane (la surface d'une étoile à très forte gravité) pour raisonner. Je ne voulais pas que la discussion se perde (mais jusqu'ici, ça ne risquait pas ) dans la faisabilité ou le réalisme de la membrane.



En vertu du raisonnement suivant, qui est sans doute faux quelque-part, mais pas de manière évidente : si on remplace la Terre par une étoile à très forte gravité, la distance Terre-Mars ne change pas d'un iota. Vu de la "Terre", le voyage se déroule en quelque secondes (ou minutes comme vous voulez). Les astronautes reviennent rapidement. Or la lumière met 40 minutes A/R entre la Terre et Mars, avec la même distance. Donc le voyage se déroule "plus vite que la lumière".



Tout à fait, et ma "solution" est précisément reliée à cette remarque, puisque ma solution est de redéfinir la notion de distance Terre-Mars. Vu de la "Terre" (à forte gravité) "tout se passe comme si", aucune expérience de physique ne sera en contradiction, avec le fait que Mars n'est que à quelque centaines de mètres (kilomètres comme vous voulez, il suffit de jouer sur la valeur de la gravité).



Pardon, j'étais encore dans la terminologie du bouquin. Je voulais dire : dans la zone où le temps se déroule beaucoup plus lentement que dans le reste de l'univers.



Moi aussi ! Mais tous ensemble (?) on y arrivera peut-être !

si on remplace la Terre par une étoile à très forte gravité, ""la distance Terre-Mars ne change pas d'un iota""

Je dirais faux, la gravité "rallonge" les distances, pourquoi crois tu que le temps s'écoule plus lentement à la surface de ta planète ?

Vu de la "Terre", le voyage se déroule en quelque secondes (ou minutes comme vous voulez). Les astronautes reviennent rapidement. Or la lumière met 40 minutes A/R entre la Terre et Mars, avec la même distance. Donc le voyage se déroule "plus vite que la lumière".

Par conséquent, le voyage "vu de la terre" ne dure pas quelques minutes et ne va surtout pas plus vite que la lumière. (je raisonne en variation du champ de gravitation continue, la frontière n'a aucun sens physique, sauf de mettre une éternité à la franchir)

[Urgon]

Bon j'ai un peu réfléchi finalement

En fait j'ai l'impression que les modèles de la membrane et de l'étoile à neutrons sont assez semblables, dans les 2 tu considères que le temps se déroule très lentement à un endroit précis. En t'éloignant de la surface de la Terre (qui a la même gravité qu'une étoile à neutrons donc), le temps s'écoulera plus vite qu'à sa surface, mais de tout de même encore moins vite que dans le reste de l'univers.

Donc le voyage Terre-Mars ne se fera pas en quelques secondes mais en beaucoup plus que ça, et je suis pas si sur qu'au final la vitesse du vaisseau spatial reliant les 2 planètes puisse être considérée comme supérieure à la vitesse de la lumière, du point de vue de la Terre.

Oui, c'est aussi une possibilité, je suis d'accord. La gravité étant - par hypothèse - extrêmement forte, il est donc possible que son effet temporel se fasse sentir assez loin, voire très loin, malgré la décroissance selon le carré de la distance. Des calculs seraient nécessaires.

C'est aussi - pour autant que je puisse en juger - une hypothèse sérieuse.

Cependant, ce que j'aimais dans l'hypothèse du raccourcissement des distances, c'est la cohérence. D'après le principe de relativité, les lois de la physique restent les mêmes quel que soit le référentiel en vitesse uniforme (RR) ou uniformément accéléré (RG).

Vu de la "Terre" a forte gravité, Mars tourne autour du Soleil plusieurs fois par seconde. Mais la loi de Kepler doit rester valable, donc ce rythme de rotation autour du soleil implique que - vu de la Terre - la distance Soleil-Mars (et Terre-Mars aussi) est devenue extrêmement courte.

Avec ton interprétation, je ne retrouve pas cette cohérence, mais cela ne veut pas dire qu'elle est fausse. A suivre..

[Urgon]

Je dirais faux, la gravité "rallonge" les distances, pourquoi crois tu que le temps s'écoule plus lentement à la surface de ta planète ?

Parce c'est ce que relativité générale prévoit : voir par exemple http://fr.wikipedia.org/wiki/Dilatat....A9n.C3.A9rale, et il y a eu des expériences pour le vérifier.

Sur la distance, vu de l'extérieur de la Terre, la distance ne change pas, a priori. As-tu un lien comme le mien stipulant que la distance augmente avec la gravité ? Cela ne me dis rien.

En plus tu dis que cela augmente la distance, mais dans quel référentiel ? Celui de la Terre, ou celui de l'univers ? C'est important de spécifier les référentiels dans ce genre de situation, vu les différences extrêmes entre les référentiels.

[invited6a8e0a5]

Parce c'est ce que relativité générale prévoit : voir par exemple http://fr.wikipedia.org/wiki/Dilatat....A9n.C3.A9rale, et il y a eu des expériences pour le vérifier.

Sur la distance, vu de l'extérieur de la Terre, la distance ne change pas, a priori. As-tu un lien comme le mien stipulant que la distance augmente avec la gravité ? Cela ne me dis rien.

En plus tu dis que cela augmente la distance, mais dans quel référentiel ? Celui de la Terre, ou celui de l'univers ? C'est important de spécifier les référentiels dans ce genre de situation, vu les différences extrêmes entre les référentiels.

Je parle en référentiel "local"

La gravité courbe localement l'espace, pour aller de A à B, tu mets donc plus longtemps car la distance à parcourir est "courbe" et non plus droite (même si c'est cette courbe qui définit ta droite, oui c'est étrange).

En vertu de c exprimé en m/s, intuitivement ton temps s'écoule plus lentement car toutes les distances se rallongent. Et effectivement, ton horloge "tributaire de ces distances" ralenti dans un champ de gravité >>, la seule constante étant c.