Le temps

[invite192beb19]

J'ai vainement tenté d'obtenir des réponses de physiciens à propos du temps. Au mieux m'a-t-on répondu qu'on n'avait pas le temps de répondre.
Notre impression qu'il existe un temps résulte de notre capacité à mémoriser qui nous donne ce sentiment de l'avant et de l'après. Le temps n'est alors qu'une création arbitraire de notre cerveau, sans aucune réalité. Mais qu'est-ce que la réalité en dehors de l'image que notre cerveau nous en donne? Le cerveau est à la fois juge et partie puisque c'est avec lui que nous prétendons critiquer, analyser, etc... l'image qu'il nous donne de quelque chose que nous ne pouvons appréhender qu'à travers lui.
Sur quoi peut-on alors se baser pour supposer et prouver l'existence du temps en dehors du phénomène de mémorisation? Ou bien le mot temps pour les physiciens ne désigne-t-il pas quelque chose de complètement différent de la durée perçue par un individu qui se souvient?
Les physiciens parlent de système de référence, mais quel que soit ce référenciel, la notion de temps reste attachée à l'observateur et à sa capacité de mémorisation. En l'absence d'observateur que devient le temps? Le temps a-t-il une existence (ou une réalité) en dehors de toute observation humaine?
On peut aussi imaginer aisément qu'en fonction de leurs positions respectives deux observateurs suivant les mêmes phénomènes les verront se dérouler en sens inverse, ou avec des durées différentes...quel temps va-t-on alors retenir?
Enfin, le temps inventé par les hommes avec des horloges qui scandent le passé, n'est qu'une facilité dont on peut se passer. Par exemple lorsqu'on décrit une réaction chimique on exprime habituellement sa vitesse en mesurant la transformation des réactifs en fonction du temps avec un chronomètre. Or il est tout aussi simple de la décrire par son degré d'avancement qui exprime les quantités de réactifs ou les pourcentages transformés et de produits obtenus, sans faire appel à la notion de temps. De plus la réaction dépend des quantités mises en jeu et non pas de la façon de mesurer le temps ce dont elle est totalement indépendante. Si on réalise la réaction chimique dans un vaisseau spatial qui se déplace à la vitesse de la lumière, se fera-telle toujours à la même vitesse ou bien s'arrêtera-t-elle? Si elle s'arrête alors cela veut dire qu'aucun être vivant ne peut voyager à la vitesse de la lumière car cela le tuerait; il mourrait d'ailleurs bien avant car un ralentissement relativement faible de la biochimie d'un être vivant suffit à le tuer. Personnellement je ne vois pas pourquoi la vitesse de déplacement empècherait une réaction chimique ou biologique de se dérouler normalement. Un astronaute voyageant à la vitesse de la lumière n'aurait que deux possibilités: vieillir normalement (comme sur terre) ou mourir (il mourrait d'ailleurs bien avant de l'atteindre). Donc mes questions sont: qu'est-ce que le temps pour un physicien? Existe-t-il en dehors de toute logique humaine? Pourquoi l'avoir désigné avec le même mot qui dans l'expérience quotidienne exprime, de façon arbitraire, la durée? Quelle peut être son influence sur la physiologie d'un organisme vivant?

Excusez la présentation brouillonne de ces questions. Dans l'attente de vos réactions,
-----

[invite826b6732]

J'ai posé un peu le même genre de question il y a un ptit quart d'heure environ

[invite90445145]

Le temps a-t-il une existence (ou une réalité) en dehors de toute observation humaine?

Il te suffit de considérer que la lumière est émise par une source lumineuse au présent. La lumière émise par la source et se trouvant à 300 000 km de celle-ci a été émise une seconde dans le passé, celle se trouvant à une année lumière a été émise il y a un ans, etc.
De même, la lumière que tu perçois est perçu au présent. Celle qui se trouve à 300 000 km et qui se dirige vers ton oeil est une seconde dans ton futur. Celle qui se trouve à une année lumière et qui se dirige vers toi est une année dans ton futur, etc.

On peut aussi imaginer aisément qu'en fonction de leurs positions respectives deux observateurs suivant les mêmes phénomènes les verront se dérouler (...) avec des durées différentes...quel temps va-t-on alors retenir?

C'est ce qu'on appelle la relativité de la simultanéité. Chaque observateur mesurera des durées différentes, mais leurs mesure sseront parfaitement cohérentes et chacun pourra connaître la durée mesurée par l'autre s'il connait leur vitesse relative.

Si on réalise la réaction chimique dans un vaisseau spatial qui se déplace à la vitesse de la lumière, se fera-telle toujours à la même vitesse ou bien s'arrêtera-t-elle

Pour l'expérimentateur qui réalise l'expérience, le temps qu'il mesurera sera le même qu'il soit sur terre ou dans le vaisseau spatial. En revanche, le temps du vaisseau se déplaçant à une vitesse proche de celle de la lumière sera tellement dilaté, que vu de la terre, la réaction durera tellement longtemps qu'elle semblera s'être arrêté.

il mourrait d'ailleurs bien avant car un ralentissement relativement faible de la biochimie d'un être vivant suffit à le tuer

Non, car l'homme subissant le ralentissement de sa biochimie ne s'en rend absolument pas compte. pour lui, dans son vaisseau spatial, le temps s'écoule tout à fait normalement. S'il mesure les battements de son coeur avec sa montre, quelle que soit la vitesse de son vaisseau, il constatera qu'il bat à 60 pulsations minute. Que le temps du vaisseau soit dilaté ou non.

qu'est-ce que le temps pour un physicien

Ce pourrait être une longueur parcourue par la lumière divisée par 300 000 km/s. (En fait les physiciens definissent le temps comme étant un certain nombre de pulsation du césium 135)

[invitebbf94d74]

Tant qu'on est dans les questions de relativité et de temps, j'en ai également une qui me trotine dans la tête :
La vitesse est relative à un référentiel, alors, quand le bonhomme dans son vaisseau (a disons 1/2c) allume ses phares pask'il fait tout noir dans le vide intergalactique, la lumiére des phares part a la vitesse de la lumiere pour lui, mais, pour l'observateur terrestre, les phares n'éclairrent pas a 1.5c, mais bien a c non? alors pourquoi?

[A voir en vidéo sur Futura]

[yat]

Tant qu'on est dans les questions de relativité et de temps, j'en ai également une qui me trotine dans la tête :
La vitesse est relative à un référentiel, alors, quand le bonhomme dans son vaisseau (a disons 1/2c) allume ses phares pask'il fait tout noir dans le vide intergalactique, la lumiére des phares part a la vitesse de la lumiere pour lui, mais, pour l'observateur terrestre, les phares n'éclairrent pas a 1.5c, mais bien a c non? alors pourquoi?

En effet, dans tout référentiel la lumière émise par les phares va à c. Pourquoi ? Je pense que personne ne pourra répondre à une telle question. Ca a été constaté, on en a déduit une meilleure compréhension de l'espace temps, et on a pu construire des théories qui décrivaient mieux la réalité.
Maintenant, à la question "comment est-ce possible", il faut savoir que les distances et les durées ne sont pas percues de la même manière dans les deux référentiels. Du coup, quand le bonhomme dans son vaisseau voit un photon parcourir 300 000km en une seconde, celui qui regarde de l'extérieur verra une autre distance et une autre durée. Le rapport entre les deux restera toujours c, quel que soit le référentiel, et c'est en se basant là-dessus qu'on peut déterminer les lois de transformations qui s'applliquent quand on passe d'un référentiel à un autre.

[Garion]

Un astronaute voyageant à la vitesse de la lumière n'aurait que deux possibilités: vieillir normalement (comme sur terre) ou mourir (il mourrait d'ailleurs bien avant de l'atteindre).

Tu parles d'un astronaute qui se déplacerait à la vitesse proche de la vitesse de la lumière (l'atteindre est impossible).
Mais par rapport à quoi se déplace t'il à cette vitesse ?

Nous même nous nous déplaçons déja à des vitesses proches de celle par rapport à d'autres repères, et nous ne mourrons pas pour autant.

Car notre temps propre est toujours le même. C'est un observateur extérieur qui ne verra pas le temps de la même manière.

[invite192beb19]

Prenons une référence indépendante du temps. Une réaction chimique ne dépend que de la composition des réactifs et de leurs proportions. Elle se déroulera toujours de la même façon où que l'on soit, à quelque vitesse que ce soit, donc sa durée sera toujours identique. La vitesse ou la façon de mesurer le temps n'y changeront rien puisqu'ils ne sont pour rien dans la façon dont la réaction se déroule sinon il faut réinventer toute l'atomistique et la chimie. Donc un organisme considéré comme un ensemble de réactions chimiques fonctionnera toujours de la même façon quel que soit le référenciel ou bien il faut m'explique comment la vitesse ou la façon de mesurer le temps influent sur le déroulement d'une réaction chimique.

[yat]

Prenons une référence indépendante du temps. Une réaction chimique ne dépend que de la composition des réactifs et de leurs proportions. Elle se déroulera toujours de la même façon où que l'on soit, à quelque vitesse que ce soit, donc sa durée sera toujours identique. La vitesse ou la façon de mesurer le temps n'y changeront rien puisqu'ils ne sont pour rien dans la façon dont la réaction se déroule sinon il faut réinventer toute l'atomistique et la chimie. Donc un organisme considéré comme un ensemble de réactions chimiques fonctionnera toujours de la même façon quel que soit le référenciel ou bien il faut m'explique comment la vitesse ou la façon de mesurer le temps influent sur le déroulement d'une réaction chimique.

Je ne suis pas bien sur de comprendre ce que tu veux dire.
Je mets dans un vaisseau spatial un ballon avec des réactifs de sorte que la réaction dure une heure. Le vaisseau décolle, voyage à 99% de c puis aterrit à nouveau sur la terre. Il s'est écoulé deux heures à ma montre. Je regarde mon ballon : la réaction n'est pas terminée.

Tu es d'accord avec ça ?

[Garion]

Prenons une référence indépendante du temps. Une réaction chimique ne dépend que de la composition des réactifs et de leurs proportions. Elle se déroulera toujours de la même façon où que l'on soit, à quelque vitesse que ce soit, donc sa durée sera toujours identique.

Uniquement si tu mesures sa durée en étant dans le même référentiel que la réaction chimique.
Si tu n'es pas dans le même référentiel, tu observeras des résultats différents.

La vitesse ou la façon de mesurer le temps n'y changeront rien puisqu'ils ne sont pour rien dans la façon dont la réaction se déroule sinon il faut réinventer toute l'atomistique et la chimie. Donc un organisme considéré comme un ensemble de réactions chimiques fonctionnera toujours de la même façon quel que soit le référenciel ou bien il faut m'explique comment la vitesse ou la façon de mesurer le temps influent sur le déroulement d'une réaction chimique.

Oui quelque soit ton référentiel ton corps marchera de la même façon, tu ne percevras pas de différence car tu es ton propre référentiel.

Mais un observateur extérieur pourrait te voir au ralenti si tu te déplaçais très vite par rapport à lui.

[Garion]

Je mets dans un vaisseau spatial un ballon avec des réactifs de sorte que la réaction dure une heure. Le vaisseau décolle, voyage à 99% de c puis aterrit à nouveau sur la terre. Il s'est écoulé deux heures à ma montre. Je regarde mon ballon : la réaction n'est pas terminée.

Tu es d'accord avec ça ?

Il faut préciser que la montre qu'on a laissé à coté du réactif dans le vaisseau indique moins d'une heure.

[invite192beb19]

Réponse à Garion et Yat,
Comment expliquez-vous l'influence de la vitesse sur le déroulement de la réaction chimique? Je suis curieux de découvrir la nouvelle force qui empèche des réactifs de suivre les lois de la chimie. Après l'interaction forte, la faible, l'électromagnétisme et la gravitation je n'en vois aucune autre. Quand à la montre qui retarde, j'ai la question suivante: on a envoyé des horloges atomiques dans l'espace; elles sont d'une extrème précision. Si la vitesse dilate le temps alors même à la vitesse de satellisation (28000 km/h) on aurait pu et dû mesurer une différence par rapport à une horloge identique sur terre. Or je ne crois pas que cela fut observé. Est-ce à dire que la vitesse n'a de l'influence qu'à partir d'une certaine valeur? Oui, non, laquelle?

[invite4d7a968b]

Il n'y a pas de force qui agit sur la réaction chimique.
La réaction prend une heure dans le système du laboratoire. Mais pour un observateur qui se déplace à une certaine vitesse par rapport au laboratoire, sa perception du temps écoulée dans le laboratoire sera différente que celle du chimiste dans le laboratoire.

Ce phénomène découle directement de la relativité restreinte. Le temps n'est pas absolu, chaque observateur vit avec sa propre perception du temps. Et donc une durée peut être pour un observateur égale à une heure, mais deux heures pour un autre.

Ce qu'il faudrait dire c'est que ta réaction dure "une heure dans le système du laboratoire" mais elle dure "deux heures pour un observateur qui se déplace à une vitesse v par rapport au laboratoire"

[yat]

Réponse à Garion et Yat,
Comment expliquez-vous l'influence de la vitesse sur le déroulement de la réaction chimique? Je suis curieux de découvrir la nouvelle force qui empèche des réactifs de suivre les lois de la chimie. Après l'interaction forte, la faible, l'électromagnétisme et la gravitation je n'en vois aucune autre. Quand à la montre qui retarde, j'ai la question suivante: on a envoyé des horloges atomiques dans l'espace; elles sont d'une extrème précision. Si la vitesse dilate le temps alors même à la vitesse de satellisation (28000 km/h) on aurait pu et dû mesurer une différence par rapport à une horloge identique sur terre. Or je ne crois pas que cela fut observé. Est-ce à dire que la vitesse n'a de l'influence qu'à partir d'une certaine valeur? Oui, non, laquelle?

Non, non, tu n'y es pas.

Dans l'avion qui est parti avec les réactifs, il ne s'est écoulé que quelques minutes. La réaction met une heure pour se faire, elle n'a donc tout simplement pas eu le TEMPS de se terminer. Il n'est pas question de force là-dedans.

Pour le reste, vérifie tes sources. Les décalages temporels ont parfaitement été mesurés et vérifient parfaitement les équations. De pus il est nécessaire d'en tenir compte pour des applications comme le GPS.

[invite192beb19]

Bon, je vais essayer autrement. A l'instant t sur terre on déclenche simultanément la même réaction chimique (prévue pour durer 1Heure terrestre) sur terre et dans un engin spatial qui voyage à la vitesse de la lumière. Au bout de 1 heure terrestre la réaction doit être finie dans les deux cas puisque son déroulement ne dépend que des quantités de réactifs. Oui, non, pourquoi?

[Garion]

Bon, je vais essayer autrement. A l'instant t sur terre on déclenche simultanément la même réaction chimique (prévue pour durer 1Heure terrestre) sur terre et dans un engin spatial qui voyage à la vitesse de la lumière. Au bout de 1 heure terrestre la réaction doit être finie dans les deux cas puisque son déroulement ne dépend que des quantités de réactifs. Oui, non, pourquoi?

Parceque le temps ne s'écoule pas à la même vitesse dans les deux référentiel. Ce n'est pas qu'une question de perception. C'est une réalité physique.

Quand à l'expérience dont tu parlais avec les horloges atomiques, elle a justement été réalisée, et à montré une différence entre les horloges conforme à la théorie de la relativité.

[invite4d7a968b]

Ton problème est équivalent au paradoxe des jumeaux de Langevin.
On prend deux observateurs T (reste sur Terre) et F (dans la fusée)

Au bout "d'une heure terrestre", soit une heure à la montre de T, sa réaction dans son labo est terminée.
Pour se tenir au courant de l'avancement de la réaction embarquée sur la fusée, F envoie un signal toute les minutes à T.
Quand l'heure de T est écoulée, il ne reçoit pas 60 signaux mais un nombre plus petit, disons 30. Du point de vue de T, la réaction de F est plus lente et va mettre deux heures.
Mais si on regarde la montre de F, la réaction de F se fait bien en une heure.

La vitesse des deux référentiels n'agit pas sur la vitesse de réaction mais sur le temps lui-même.
Et je confirme les propos de Yat, on a effectivement observé des décalages de temps entre des horloges placées à bord d'avions et au sol.

[invitea29d1598]

pour ceux qui l'auraient pas vu et que ça intéresserait, y'a des dossiers FS d'intro aux principes de la relativité :

relativité restreinte :
http://www.futura-sciences.com/compr...ssier509-1.php

relativité générale :
http://www.futura-sciences.com/compr...ssier510-1.php

par ailleurs, je vous conseille de chercher sur le forum, y'a déjà eu de nombreuses discussions sur ces sujets...

[invite192beb19]

Ce qui me parait toujours ambigu c'est cette notion de vitesse, elle même liée au temps qui est (pour moi) une pure illusion générée par le cerveau humain (à cause de sa capacité à stocker l'information, à se souvenir). On mélange donc des choses objectives (forces, masse, énergie) à des concepts subjectifs (vitesse et temps). Ne serait-il pas plus clair, moins ambigu, d'exprimer la relation entre la masse et l'énergie en faisant intervenir la notion de quantité de mouvement? Je suppose qu'il y a bien eu des tentatives dans ce sens; quel fut le résultat?

[Garion]

Cela n'a rien à voir avec le cerveau humain.

Si tu lances une réaction chimique sur terre et l'autre dans un vaisseau spatial, elle ne se finiront pas en même temps.

Le temps n'est pas une illusion du cerveau humain. Sans le temps, tout serait immobile, rien ne bougerait ni ne changerait.

[invite192beb19]

Qu'est-ce qui empèche la réaction chimique de se dérouler de la même façon. Comment le temps peut-il ralentir voire arrêter la rencontre de deux molécules?

[yat]

Qu'est-ce qui empèche la réaction chimique de se dérouler de la même façon. Comment le temps peut-il ralentir voire arrêter la rencontre de deux molécules?

Ce que tu dis n'a pas vraiment de sens : le temps ne ralentit rien du tout. Les choses se passent au cours du temps, voilà tout. S'il faut une heure à la réaction chimique pour se faire, elle n'a pas eu le temps de se dérouler dans le vaisseau, puisque dans ce référentiel, il ne s'est pas écoulé une heure. Tu as l'air d'avoir vraiment du mal à te détacher de l'idée d'un temps absolu, non ?

[Garion]

Oui, tu restes bloqué sur une notion de temps universel, ce qui n'est pas en accord avec les observations.

[invite4d7a968b]

Peut être la notion de dilatation du temps est plus difficile à percevoir.
On peut essayer de faire une analogie avec la contraction des longueurs qui est aussi une conséquence de la relativité restreinte :
tu prends une règle de vingt centimètres, quand tu la tiens dans ta main elle fait vingt centimètres. Maintenant tu la fixes sur une fusée, si tu es dans la fusée elle mesure toujours vingt centimètres. Si tu restes sur Terre, elle ne mesure plus que 10 cm.

La règle est toujours la même, la réaction a toujours les mêmes caractéristiques. Mais leur observation, la mesure de leur longueur ou du temps écoulé dépend du référentiel dans lequel on se place.

Temps et espace sont des notions relatives et non absolues, elles sont fonction du référentiel choisi.

[invite192beb19]

Je comprends ce que vous dites à propos de la relativité, je ne cherche pas à m'accrocher à un temps universel mais plutôt à l'éliminer. Je peux décrire une réaction chimique, c'est à dire des combinaisons de molécules uniquement en considérant les quantités mises en oeuvre et le degré d'avancement de la réaction, sans jamais faire référence à une mesure du temps. Dans ces conditions quid de la réaction sur terre et dans un engin voyageant à la vitesse de la lumière?

[Garion]

Je ne comprend pas ce que tu veux dire.
Une réaction chimique comprend le paramètre de temps, elle ne se fait pas instantanément.
Les forces en jeux sont des forces qui sont quantifié de manière temporelle. Par exemple, si je lache un objet, il tombe par terre en un certain temps car la gravitation se mesure en m.s-² ce qui fait bien intervenir le temps.
Les forces ne sont pas les même dans une réaction chimique, mais cela fonctionne sur le même principe.

[yat]

Je comprends ce que vous dites à propos de la relativité, je ne cherche pas à m'accrocher à un temps universel mais plutôt à l'éliminer. Je peux décrire une réaction chimique, c'est à dire des combinaisons de molécules uniquement en considérant les quantités mises en oeuvre et le degré d'avancement de la réaction, sans jamais faire référence à une mesure du temps. Dans ces conditions quid de la réaction sur terre et dans un engin voyageant à la vitesse de la lumière?

Ah ouais ? Et le degré d'avancement de la réaction, il évolue en fonction de quoi ? Pourquoi, quand tu regardes deux fois de suite ce degré d'avancement, il a évolué d'une certaine valeur et pas d'une autre ? Pourquoi toutes les réactions chimiques ne sont pas instantanées ? Difficile de ne pas faire de référence à une mesure du temps pour quelque chose qui dépend directement du temps.

Passons donc ce détail :
Pour les réactifs restés sur terre, le degré d'avancement de la réaction sera arrivé à son terme.
Sur le vaisseau, entre le décollage et l'aterrissage, le degré d'avancement de la réaction aura moins évolué que celui de la réaction se produisant sur terre.

Mais c'est juste une autre manière de dire qu'il se sera écoulé moins de temps.

[invite192beb19]

J'ajouterai que même en ignorant tout du temps, du point de départ et du point final de la réaction, par simple analyse des produits et réactifs je peux dire si ma réaction est réalisée au 1/3, au 1/4, au 1/10 etc...

[yat]

J'ajouterai que même en ignorant tout du temps, du point de départ et du point final de la réaction, par simple analyse des produits et réactifs je peux dire si ma réaction est réalisée au 1/3, au 1/4, au 1/10 etc...

Cool.
Quand le vaisseau revient, la réaction sur terre est réalisée à 100%, et celle dans le vaisseau, mettons à 1/10.

Nous voilà donc bien avancés... Alors maintenant, on peut se demander, mais quelle est cette variable qui évolue et qui détermine en fonction du point de départ de la réaction, le taux d'avancement de celle-ci ?

[Garion]

J'ajouterai que même en ignorant tout du temps, du point de départ et du point final de la réaction, par simple analyse des produits et réactifs je peux dire si ma réaction est réalisée au 1/3, au 1/4, au 1/10 etc...

Oui, mais la définition de ta réaction est incomplète.
Imagine qu'un chercheur veuille faire cette réaction, et bien il ne sera pas s'il aura le résultat immédiatement ou dans mille ans. C'est pas génial.

Mais bon, si ça t'arrange, la réaction en sera à 1/1 pour celle qui été en vaisseau et seulement à 1/10 pour celle qui est restée sur terre.

[yat]

Mais bon, si ça t'arrange, la réaction en sera à 1/1 pour celle qui été en vaisseau et seulement à 1/10 pour celle qui est restée sur terre.

L'inverse passera mieux.