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besoin d'aide pour la comprehension de la relativité



  1. #1
    spitfireman

    besoin d'aide pour la comprehension de la relativité


    ------

    Bonjour!
    Depuis quelques temps deja je lorgnais sur un livre de mon CDI au titre evoquateur "trous noirs et distortion du temps" de KIP S.THORNE . J'ai franhi le pas la semaine derniere en me disant qui si c'etait vraiment incomprehensible je le rendrais et on resterais la.
    Jusqu'a present il est tres comprehensible. Néamoin un detail me turlupine.
    bon tout d'abord je vais vous expliquer une peu la situation.
    Le livre commence par un prologue sous forme de récit de science-fiction "qui introduit rapidement les concepts de la physique et de l'astropysique". Dans ce récit l'auteur nous mais dans la peau d'un personnage du futur qui part pour aller explorer les trous noirs. VOus vous rendez donc a un premier trous noir mais il ne vous convient pas vous en cherchez un 2 eme, vous le trouvez et faites routes vers lui. Sur ce voyage Kip S. Thorne nous dit que le vaisseau accelerera a 1g pendant la moitier du voyage puis pivotera à 180° et ralentira creant une acceleration de 1g pendant la seconde moitier du voyage(je ne sait pas si sa une reel importance mais on ne sait jamais). La distance a parcourir est de 30100 années lumieres. L'auteur nous indique qu'il durera 20 pour vous mais paraitera durer 30102 ans vu de la terre, cela est du nous dit-on a la grande vitesse du vaisseau qui celon la relativité restreinte céera une distortion du temps autour du vaisseau
    Jusque la pas de probleme j'ai souvant entendu parlé de ce concept.

    Dans le premier chapitre cette relativité restreinte et son histoire nous est explique (il n'est alors plus question de science-fiction)
    Pour aider a la comprehension du concept l'auteur prend l'exemple d'une voiture de sport roulant a grande vitesse le long des Champsè-Elysées avec des petard sur le toit et passant devant un policier. Je ne vais pas vous réécrire sa demonstration mais je vais vous paler d'une des conclusions. Cette conclusion est que celon la relativité restreinte moi qui suis dans la voiture je vois le cours du temps du policier ralenti par rapport au mien et reciproquement le policier voit le mien ralenti par rapport au sien

    J'arrive ci au coeur de ma question et de mon probleme.
    Comment se fait-il que vu de la terre mon voyage de 30100 années lumieres parraisse durer 30102 ans alors que je ne vois passer que 20 ans?

    merci de m'expliquer

    -----
    "un fanatique c'est quelqu'un qui ne change jamais d'avis et qui ne change jamai de sujet" Churchill

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  3. #2
    Witten

    Re : besoin d'aide pour la comprehension de la relativité

    Bonjour,

    Comme par rapport à la Terre la vitesse du vaisseau est proche de celle de la lumière, il prendra, vue de la Terre, un peu plus des 30100 ans (ici 30102 ans). Jusque là je suppose que ça paraît logique.
    Mais dans le référentiel du vaisseau le temps est dilaté de manière assez importante par rapport à la Terre à cause de la vitesse que le vaisseau possède par rapport à celle-ci.
    Ceci vient du fait que l'on ne peut jamais allez plus vite que la lumière (le déplacement dans l'espace plus celui dans le temps est toujours égal à c). Donc la Terre, au repos par rapport au vaisseau, ne bouge que dans le temps (et le temps s'écoule donc beaucoup plus vite que dans le vaisseau). En revanche le vaisseau bouche principalement dans l'espace (et n'avance quasiment plus dans le temps).

    J'espère ne pas avoir dit de chose fausse et d'avoir rendu le problème plus compréhensible.
    Dernière modification par Witten ; 14/01/2006 à 21h34.

  4. #3
    spitfireman

    Re : besoin d'aide pour la comprehension de la relativité

    oui mais si je suis ce que dit la relativité le temps de la terre devrait ce dilater de la meme maniere que le temps du vaisseau. nan?
    "un fanatique c'est quelqu'un qui ne change jamais d'avis et qui ne change jamai de sujet" Churchill

  5. #4
    BioBen

    Re : besoin d'aide pour la comprehension de la relativité

    Le coeur de ton problème c'est ca ? :
    Cette conclusion est que celon la relativité restreinte moi qui suis dans la voiture je vois le cours du temps du policier ralenti par rapport au mien et reciproquement le policier voit le mien ralenti par rapport au sien
    C'est vrai que ca peut etre troublant au début, mais en fait ca repose sur un truc tout bête : le principe de relativité galiléen.

    Tu as déja du faire dans des plus petites classes le fameux exo du gars sur le quai de la gare qui reagrde son ami passer dans un train. Tu avais vu que pour le gars sur le quai, c'est le gars dans le train qui bouge, mais par contre pour celui dans le train, c'est celui sur le quai qui bouge. (tu as déja peut etre déja eu cette sensation en train "ah tiens on est parti" et en fait c'est le train qui est juste en fac qui bouge).

    Bref, tout ca pour dire :
    Pour le policier, c'est la voiture qui bouge d'où la dilatation du temps.
    Mais pour celui dans la voiture, c'est le policier qui bouge, d'où le même effet.
    Et donc chacun voit l'autre vieillir moins vite !

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    stein_junior

    Re : besoin d'aide pour la comprehension de la relativité

    Citation Envoyé par Witten
    Bonjour,
    Ceci vient du fait que l'on ne peut jamais allez plus vite que la lumière (le déplacement dans l'espace plus celui dans le temps est toujours égal à c). Donc la Terre, au repos par rapport au vaisseau, ne bouge que dans le temps (et le temps s'écoule donc beaucoup plus vite que dans le vaisseau). En revanche le vaisseau bouche principalement dans l'espace (et n'avance quasiment plus dans le temps).
    je ne suis pas d'accord du tout... bioben a dèjà expliqué pourquoi.
    la terre n'est pas au repos par rapport au vaisseau, donc vu du vaisseau le temps s'écoule plus lentement sur terre mais inversement le vaisseau est en mouvement par rapport à la terre donc vu de la terre le temps s'écoule plus lentement dans le vaisseau...

  8. #6
    Floris

    Re : besoin d'aide pour la comprehension de la relativité

    Pour ajouter:

    Quand on parle de symétrie en relativité, sa veux justement désigner cette propriété.
    Seul les imbéciles sont bourrés de certitudes !

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  10. #7
    spitfireman

    Re : besoin d'aide pour la comprehension de la relativité

    Citation Envoyé par stein_junior
    je ne suis pas d'accord du tout... bioben a dèjà expliqué pourquoi.
    la terre n'est pas au repos par rapport au vaisseau, donc vu du vaisseau le temps s'écoule plus lentement sur terre mais inversement le vaisseau est en mouvement par rapport à la terre donc vu de la terre le temps s'écoule plus lentement dans le vaisseau...
    oui j'ai compris cet aspect du probleme mais alors pourquoi dans le temps relatif du vaisseau il ne se passe que 20 ans alors qu'il se passe 30102 ans dans le temps relatif de la terre?
    "un fanatique c'est quelqu'un qui ne change jamais d'avis et qui ne change jamai de sujet" Churchill

  11. #8
    stein_junior

    Re : besoin d'aide pour la comprehension de la relativité

    Citation Envoyé par spitfireman
    oui j'ai compris cet aspect du probleme mais alors pourquoi dans le temps relatif du vaisseau il ne se passe que 20 ans alors qu'il se passe 30102 ans dans le temps relatif de la terre?
    si tu poses encore cette question c'est que ce n'ai pas encore clair pour toi... si je suis sur terre et que toi tu es dans un vaisseau se dirigeant vers le soleil avec une vitesse tendant vers "c" alors moi qui suit sur terre et qui regarde dans ma montre j'enregistrerait une durée de 8 minutes pour le voyage par contre toi qui est dans le vaisseau et qui regarde dans MA montre qui est SUR TERRE tu enregistreras une durée qui tend vers zéro par contre si tu regardes dans ta montre qui dans ton vaisseau tu enregistreras une durée de 8 minutes.
    conclusion: si on se fie chacun à sa montre, on aura les mêmes durée par contre si on se fie tous les deux à l'une des deux montres, on obtiendra des résultats différent.
    c clair maintenant?

  12. #9
    spitfireman

    Re : besoin d'aide pour la comprehension de la relativité

    donc si j'ai bien compris dans la petite histoire si chacun regarde sur sa montre il vera 30102 ans et si chacun regarde sur la montre de l'autre il vera 20 ans... c'est ca?
    donc moi dans mon vaisseau j'ai vielli de 30102 ans.
    alors d'ou vient l'histoire que l'on vielli moin vite lorsque l'on voyage a vitesse de la lumiere????
    excusez moi si j'insiste (peut etre dans mon erreur) mais j'ai vraiment envie de comprendre...
    "un fanatique c'est quelqu'un qui ne change jamais d'avis et qui ne change jamai de sujet" Churchill

  13. #10
    stein_junior

    Re : besoin d'aide pour la comprehension de la relativité

    Citation Envoyé par spitfireman
    donc si j'ai bien compris dans la petite histoire si chacun regarde sur sa montre il vera 30102 ans et si chacun regarde sur la montre de l'autre il vera 20 ans... c'est ca?
    donc moi dans mon vaisseau j'ai vielli de 30102 ans.
    alors d'ou vient l'histoire que l'on vielli moin vite lorsque l'on voyage a vitesse de la lumiere????
    excusez moi si j'insiste (peut etre dans mon erreur) mais j'ai vraiment envie de comprendre...
    pour éviter de t'embrouiller, essaie de préciser par rapport à quoi est-ce qu'on vieillit moins et tu verras çà sera plus clair. en relativité il faut toujours donner le référentiel sinon çà devient du n'importe quoi...
    bon...
    1) on dit qu'on vieillit moins vite lorsqu'on se déplace plus rapidement et non quand on se déplace à la vitesse de la lumière (ce qui est impossible...)
    2) si je suis dans un vaisseau qui va à 200 000 km/h par rapport à quelqu'un sur terre, je ne sentirai aucune différence, j'aurai l'impression que je suis au repos et que la terre se déplace par rapport à moi à 200 000 km/h, si je regarde la montre de quelqu'un sur terre je la verrai avançer plus lentement que la mienne, je verrai l'homme vieillir moins vite que moi et agir mois vite que moi et penser moins vite que moi. lui aussi aura l'impression qu'il est au repos et que c'est moi qui vais plus lentement, qui pense plus lentement et qui vieillit plus lentement. Tu vois donc qu'il faut toujours préciser le référentiel pour pouvoir éclaircir les idées.
    mais tu trouveras mieux expliqué et plus précis que çà en faisant une petite recherche sur google. par exemple sur le paradoxe des jumeaux. tu trouveras ton bonheur...

  14. #11
    gatsu

    Re : besoin d'aide pour la comprehension de la relativité

    Citation Envoyé par stein_junior
    pour éviter de t'embrouiller, essaie de préciser par rapport à quoi est-ce qu'on vieillit moins et tu verras çà sera plus clair. en relativité il faut toujours donner le référentiel sinon çà devient du n'importe quoi...
    bon...
    1) on dit qu'on vieillit moins vite lorsqu'on se déplace plus rapidement et non quand on se déplace à la vitesse de la lumière (ce qui est impossible...)
    2) si je suis dans un vaisseau qui va à 200 000 km/h par rapport à quelqu'un sur terre, je ne sentirai aucune différence, j'aurai l'impression que je suis au repos et que la terre se déplace par rapport à moi à 200 000 km/h, si je regarde la montre de quelqu'un sur terre je la verrai avançer plus lentement que la mienne, je verrai l'homme vieillir moins vite que moi et agir mois vite que moi et penser moins vite que moi. lui aussi aura l'impression qu'il est au repos et que c'est moi qui vais plus lentement, qui pense plus lentement et qui vieillit plus lentement. Tu vois donc qu'il faut toujours préciser le référentiel pour pouvoir éclaircir les idées.
    mais tu trouveras mieux expliqué et plus précis que çà en faisant une petite recherche sur google. par exemple sur le paradoxe des jumeaux. tu trouveras ton bonheur...
    Ba justement dans le paradoxe des jumeaux il y a bel et bien un des deux jumeaux qui est plus vieux que l'autre au retour du voyageur
    Ce qui est important en RR c'est que pour un événement de coordonnées x et ct dans un référentiel R (à deux dim) il lui correspond égalment des coordonnées x' et ct' dans un référentiel R'...apres toutes ces histoire de "il viellit moins vite" , "il bouge moins vite" ça veut pas dire grand chose (en tout cas moi je pige pas d'autant plus que c'est pas vraiment intuitif comme notion).
    Par contre si tu cherches ensuite à comparer des ages de personnes (deux voyageurs) ce qui important c'est le temps propre ça veut dire que les deux observateurs doivent avoir deux points d'espace-temps en commun (un pour le point de départ et un pour le retour pour comparer les ages) et là comme j'ai dit plus haut l'un des deux jumeaux est vraiment plus vieux que l'autre au retour.

  15. #12
    legyptien

    Re : besoin d'aide pour la comprehension de la relativité

    Citation Envoyé par gatsu
    Ba justement dans le paradoxe des jumeaux il y a bel et bien un des deux jumeaux qui est plus vieux que l'autre au retour du voyageur
    Ce qui est important en RR c'est que pour un événement de coordonnées x et ct dans un référentiel R (à deux dim) il lui correspond égalment des coordonnées x' et ct' dans un référentiel R'...apres toutes ces histoire de "il viellit moins vite" , "il bouge moins vite" ça veut pas dire grand chose (en tout cas moi je pige pas d'autant plus que c'est pas vraiment intuitif comme notion).
    Par contre si tu cherches ensuite à comparer des ages de personnes (deux voyageurs) ce qui important c'est le temps propre ça veut dire que les deux observateurs doivent avoir deux points d'espace-temps en commun (un pour le point de départ et un pour le retour pour comparer les ages) et là comme j'ai dit plus haut l'un des deux jumeaux est vraiment plus vieux que l'autre au retour.
    moi y a vraiment un truc que je pige pas, pourtant le paradoxe des jumeaux, j ai lu ca mainte et mainte fois.

    Supposons:
    -2 jumeaux sur la terre.
    -1 qui parts avec un vaisseau "relativiste".
    -ce qui est important c'est le temps propre ou temps local, tout a fait d accord avec toi gatsu.
    -au moment ou je parts de la terre, je lance mon chronometre et mon jumeaux fait de meme.
    -si mon voyage terre-soleil par exemple affiche 8 min sur mon chrono alors d'apres stein junior au moment ou je vais arriver au soleil, il fera chaud mais surtout mon jumeau verra 8 min aussi sur SON chrono.
    - maintenant SI au retour je vois aussi 8 min(de plus) sur mon chrono ET que mon jumeau voit 8 min aussi sur le sien alors au moment de nous rencontrer on aura le meme age? bizzare . j ai du faire une erreur dans mon raisonnement.
    De 2 chose l une: -soit sur le retour ca se passe pas comme je pense .
    -soit j ai pas compris quand stein junior dit, tu le verra vieillir moins vite, bouger moins vite etc... c est pas ca qu on entend par le paradoxe des jumeaux non? parce que quand on dit qu il aura vieilli moins vite ca veut dire qu au retour quand les jumeaux se rencontreront sur terre, ils n auront pas le meme age , non?

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  17. #13
    gatsu

    Re : besoin d'aide pour la comprehension de la relativité

    Citation Envoyé par legyptien
    moi y a vraiment un truc que je pige pas, pourtant le paradoxe des jumeaux, j ai lu ca mainte et mainte fois.

    Supposons:
    -2 jumeaux sur la terre.
    -1 qui parts avec un vaisseau "relativiste".
    -ce qui est important c'est le temps propre ou temps local, tout a fait d accord avec toi gatsu.
    -au moment ou je parts de la terre, je lance mon chronometre et mon jumeaux fait de meme.
    -si mon voyage terre-soleil par exemple affiche 8 min sur mon chrono alors d'apres stein junior au moment ou je vais arriver au soleil, il fera chaud mais surtout mon jumeau verra 8 min aussi sur SON chrono.
    Ba non, il suffit de faire le calcul par transformation de Lorentz pour se rendre compte que ce n'est pas vrai.
    - maintenant SI au retour je vois aussi 8 min(de plus) sur mon chrono ET que mon jumeau voit 8 min aussi sur le sien alors au moment de nous rencontrer on aura le meme age? bizzare . j ai du faire une erreur dans mon raisonnement.
    De 2 chose l une: -soit sur le retour ca se passe pas comme je pense .
    -soit j ai pas compris quand stein junior dit, tu le verra vieillir moins vite, bouger moins vite etc... c est pas ca qu on entend par le paradoxe des jumeaux non? parce que quand on dit qu il aura vieilli moins vite ca veut dire qu au retour quand les jumeaux se rencontreront sur terre, ils n auront pas le meme age , non?
    Rigoureusement quand on fait le calcul on s'amuse pas trop à savoir si le gars sur Terre a le bras qui bouge moins vite pour le gars du vaisseau etc...tout ce qui compte c'est le décalage ds horloges au retour.
    Toutefois il se trouve que cette image est souvent utilisée pour vulgariser le probleme des jumeaux (perso je ne trouve pas qu'on comprenne mieux mais bon ).

  18. #14
    stein_junior

    Re : besoin d'aide pour la comprehension de la relativité

    Quand j'ai dit qu'on vieillissait moins vite et tout çà c'était pour répondre à spitfireman qui avait employé cette expression et que je voulais expliquer que çà n'avais pas beaucoup de sens...

    Par contre dans le paradoxe des jumeaux ce n'est pas la même chose, puisque pour se rejoindre sur terre ils doivent subir des accélérations et donc il faut utiliser la RG donc pas les même résultats...

  19. #15
    gatsu

    Re : besoin d'aide pour la comprehension de la relativité

    Citation Envoyé par stein_junior
    Quand j'ai dit qu'on vieillissait moins vite et tout çà c'était pour répondre à spitfireman qui avait employé cette expression et que je voulais expliquer que çà n'avais pas beaucoup de sens...

    Par contre dans le paradoxe des jumeaux ce n'est pas la même chose, puisque pour se rejoindre sur terre ils doivent subir des accélérations et donc il faut utiliser la RG donc pas les même résultats...
    Si tu vas lire les centaines de post sur le sujet (il y en a un assez récent d'ailleurs) sur le forum tu verras qu'il n'est pas nécéssaire de faire de la RG pour traiter le probleme des jumeaux.
    Ce que je voulais dire c'est qu'en fait tu ne peux pas comparer deux horloges qui ont vécues des histoires "spatio-temporelles" différentes entre deux points de l'espace temps sans regarder leur temps propre...et deux horloges qui ont des histoires différentes dans l'espace temps et deux points communs sur leur lignes d'univers impliquent des accélérations (si je ne me trompe pas ).

  20. #16
    legyptien

    Re : besoin d'aide pour la comprehension de la relativité

    tu as dis :"tu ne peux pas comparer deux horloges qui ont vécues des histoires "spatio-temporelles" différentes entre deux points de l'espace temps sans regarder leur temps propre..."

    Mais est ce qu on peut comparer deux horloge qui ont vecu des histoires "spatio-temporelles" différentes mais qu on est sur le meme point de l espace temps ?
    (dsl si je dis une bitize) .

  21. #17
    BioBen

    Re : besoin d'aide pour la comprehension de la relativité

    et deux horloges qui ont des histoires différentes dans l'espace temps et deux points communs sur leur lignes d'univers impliquent des accélérations(si je ne me trompe pas ).
    Considérons un espace-temp statique hypertorique RxT^3
    Bon gatsu je déconne je sais bien que c'est pas du tout le cadre de la discussion lol.

    Je pense que ce que tu dis est vrai, mais c'est pas vraiment moi qui peut en juger

  22. #18
    gatsu

    Re : besoin d'aide pour la comprehension de la relativité

    Citation Envoyé par legyptien
    tu as dis :"tu ne peux pas comparer deux horloges qui ont vécues des histoires "spatio-temporelles" différentes entre deux points de l'espace temps sans regarder leur temps propre..."

    Mais est ce qu on peut comparer deux horloge qui ont vecu des histoires "spatio-temporelles" différentes mais qu on est sur le meme point de l espace temps ?
    (dsl si je dis une bitize) .
    Ba justement c'est ça qu'il faut. Il doivent avoir le même point d'espace temps de départ et le même point d'arrivée pour pouvoir comparer.

  23. Publicité
  24. #19
    spitfireman

    Re : besoin d'aide pour la comprehension de la relativité

    d'accord je croit que j'ai tilté!!!! (il serait temps!)
    si l'on dit dans mon histoire que les temps de voyage selon la terre ou selon le temps du vaisseau c'est qu'il n'ont pas d'espace-temps commun...
    globalement si on avait réellemnt voulu comparer les deux horloges il aurrait fallu que le vaisseau parte de la terre et revienne sur celle ci afin de comparer leurs horloges sur l'intervalle espace-temps qui sépare les deux moment (le depart et l'arriv&#233 c'est ca? ou j'ai encore rien compris et je me suis encore plus embrouillé qu'avant?
    "un fanatique c'est quelqu'un qui ne change jamais d'avis et qui ne change jamai de sujet" Churchill

  25. #20
    gatsu

    Re : besoin d'aide pour la comprehension de la relativité

    Citation Envoyé par spitfireman
    d'accord je croit que j'ai tilté!!!! (il serait temps!)
    si l'on dit dans mon histoire que les temps de voyage selon la terre ou selon le temps du vaisseau c'est qu'il n'ont pas d'espace-temps commun...
    globalement si on avait réellemnt voulu comparer les deux horloges il aurrait fallu que le vaisseau parte de la terre et revienne sur celle ci afin de comparer leurs horloges sur l'intervalle espace-temps qui sépare les deux moment (le depart et l'arrivé) c'est ca?
    Oui c'est ça

  26. #21
    spitfireman

    Re : besoin d'aide pour la comprehension de la relativité

    mais sa m'explique pas la paradoxe des jumeau mais autant pas m' (re)embrouiller avec ca......
    "un fanatique c'est quelqu'un qui ne change jamais d'avis et qui ne change jamai de sujet" Churchill

  27. #22
    stein_junior

    Re : besoin d'aide pour la comprehension de la relativité

    Citation Envoyé par spitfireman
    mais sa m'explique pas la paradoxe des jumeau mais autant pas m' (re)embrouiller avec ca......
    tu iras loin comme çà...lol

  28. #23
    legyptien

    Re : besoin d'aide pour la comprehension de la relativité

    ok compris

  29. #24
    gatsu

    Re : besoin d'aide pour la comprehension de la relativité

    Citation Envoyé par spitfireman
    mais sa m'explique pas la paradoxe des jumeau .
    Ton message #19 disait plutot le contraire

    mais autant pas m' (re)embrouiller avec ca......
    Sisi apparement tu y es presque. Qu'est ce que tu ne comprends pas alors (ou plutot qu'est ce que tu veux comprendre dans ce probleme) ?

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