La relativité du temps

[Rush23]

Alors voilà je viens de voir ce reportage sur le temps. Mon savoir scientifique n'est pas assez étayé et étoffé pour dire si toute l'information donnée est bonne ou pas, mais je pense qu'une majeure partie l'est. Ma question est la suivante. Je comprends que le temps est une affaire de perception. Mais je ne comprends pas comment la vitesse et le mouvement peut agir PHYSIQUEMENT sur la matière, je prendrai l'exemple de l'horloge atomique embarquée à bord d'un Boing en 1971. L’horloge embarquée dans l'avion affichait à l'arrivé de ce dernier une heure avec "quelques centaines de milliardième de secondes" par rapport à l'autre horloge atomique (elle, restée au sol). Ces deux horloges servent à mesurer MECANIQUEMENT le temps (j'écarte la perception). Cela veut donc dire que la vitesse et le mouvement de l'avion à "ralenti" le mouvement des atomes de l'horloge?

Et si les 2 horloges étaient temps étaient remplacées par des êtres humains. Que l'un des humains serait fixe et l’autre voyagerait à la vitesse de la lumière durant un certains temps, cela voudrait dire que la vitesse et le mouvement ralentiraient le vieillissement des cellules de l'humain voyageant à la vitesse de la lumière?? (paradoxe des jumeaux)

Merci de m'enlever ce terrible mal de crâne que mes dolipranes sont incapables de guérir
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[Amanuensis]

Mais je ne comprends pas comment la vitesse et le mouvement peut agir PHYSIQUEMENT sur la matière

Pas de problème, puisque ce n'est pas le cas.

, je prendrai l'exemple de l'horloge atomique embarquée à bord d'un Boing en 1971. L’horloge embarquée dans l'avion affichait à l'arrivé de ce dernier une heure avec "quelques centaines de milliardième de secondes" par rapport à l'autre horloge atomique (elle, restée au sol). Ces deux horloges servent à mesurer MECANIQUEMENT le temps (j'écarte la perception). Cela veut donc dire que la vitesse et le mouvement de l'avion à "ralenti" le mouvement des atomes de l'horloge?

Non. Cela veut juste dire que le temps n'est pas absolu, que chaque horloge mesure "son" temps.

Et si les 2 horloges étaient temps étaient remplacées par des êtres humains. Que l'un des humains serait fixe et l’autre voyagerait à la vitesse de la lumière durant un certains temps, cela voudrait dire que la vitesse et le mouvement ralentiraient le vieillissement des cellules de l'humain voyageant à la vitesse de la lumière?? (paradoxe des jumeaux)

Non. Le vieillissement (des personnes, des cellules, des atomes radioactifs, etc.) resterait conforme aux horloges et autres phénomènes physiques accompagnant la personne (cellule, atome, ...). Les relations temporelles entre phénomènes locaux (voyageant ensemble) sont indépendants du mouvement, la personne vieillirait au rythme indiqué par les horloges, les temps de cuisson des aliments sont inchangés, la durée d'un film pareil, etc.

La révolution de la relativité du temps consiste à admettre qu'il n'y a pas UN temps, au sens où deux horloges (ou jumeaux) séparés puis réunis auraient mesuré la même durée, mais que le temps est propre à une horloge/personne/objet/cellule/expérience, tout en étant "le même" pour des horloges/personnes/objets/cellules/expériences voyageant ensemble.

Cela ne correspond en rien à une action physique de quoi que ce soit sur quoi que ce soit, juste à une notion de temps qui n'est pas la notion commune, c'est à dire celle du temps newtonien absolu.

[salym]

Non. Le vieillissement (des personnes, des cellules, des atomes radioactifs, etc.) resterait conforme aux horloges et autres phénomènes physiques accompagnant la personne (cellule, atome, ...). Les relations temporelles entre phénomènes locaux (voyageant ensemble) sont indépendants du mouvement, la personne vieillirait au rythme indiqué par les horloges, les temps de cuisson des aliments sont inchangés, la durée d'un film pareil, etc.

Es que vous pouvez développer un peu plus ce point, parce que à plusieurs reprises j'ai lu que la relativité affecte le vieillissement des personnes en clair si l'un voyage à C et l'autre est devant sa télé, celui qui est devant sa télé sera ridé alors que l'autre comme neuf après un temps "t", Merci !

[Amanuensis]

Pas de contradiction, tout est dans le texte.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Rush23]

Je vois que toi aussi tu as du mal à saisir la chose Salym =). Te concernant Amanuensis je ne suis pas d'accord concernant l'horloge. Même si chaque objet à son temps propre car a un référententiel qui diffère, la vitesse et le mouvement impacte bien un corps physique. Voici une réponse que j'ai trouvé :

"Un exemple mécanique simple : une montre, un oignon, le temps est régulé par un "balancier" qui est en fait une roue couplée à un ressort spiral, cette roue tourne d'un mouvement alternatif, elle oscille, la cadence dépend de la masse de la roue, et de l'élasticité du ressort.

Si cette montre est emportée dans un avion qui va très vite, l'effet relativiste va causer une légère augmentation de masse de l'ensemble, y compris de la roue. Du coup elle va osciller moins vite, et la montre va prendre du retard par rapport à une autre montre restée au sol.

Bon, mais est-ce que ça arrive vraiment ? Oui ! Les satellites qui nous donnent notre position GPS tournent vite, et leurs horloges embarquées prennent du retard par rapport à l'heure sur Terre. Si on ne fait pas de corrections (légères...) la position est fausse, enfin assez pour écorner une aile en entrant dans son garage... "

[invite06459106]

Bonsoir,

l'effet relativiste va causer une légère augmentation de masse de l'ensemble, y compris de la roue.

La masse étant un invariant(relativiste ou non), que penser du reste..? je ne saisis pas...(ni l'argument, et encore moins le fond )?

Es que vous pouvez développer un peu plus ce point, parce que à plusieurs reprises j'ai lu que la relativité affecte le vieillissement des personnes en clair si l'un voyage à C et l'autre est devant sa télé, celui qui est devant sa télé sera ridé alors que l'autre comme neuf après un temps "t", Merci !

Si cela peut aider, les mesures sont relatives, chacun peut se considérer "fixe" ou "voyageur", la théorie montre que c'est le "voyageur" qui est considéré immobile, qui vieillit plus vite que l'autre "voyageur" qui est considéré en mouvement(donc, le contraire est également correct puisque c'est relatif). Donc, il n'y a aucune contradiction."techniquement", il faut mesurer la longueur du chemin de chaque voyageur dans l'espace-temps (leur ligne d'univers, ou "référentiel"), tu appliques ça à "qui mesure quoi", et pas de paradoxe des jumeaux, m'enfin, c'est comme ça que je comprends le concept, attends confirmation, ça sera pas pire.


Cordialement,

[Amanuensis]

"Un exemple mécanique simple : une montre, un oignon, le temps est régulé par un "balancier" qui est en fait une roue couplée à un ressort spiral, cette roue tourne d'un mouvement alternatif, elle oscille, la cadence dépend de la masse de la roue, et de l'élasticité du ressort.

Si cette montre est emportée dans un avion qui va très vite, l'effet relativiste va causer une légère augmentation de masse de l'ensemble, y compris de la roue.

Incorrect. Ce serait contraire au principe de relativité.

Il n'y a pas d'augmentation de la masse en relativité. C'est une confusion avec la modification de l'inertie en fonction du référentiel utilisé pour étudier le mouvement. Le calcul de la période de l'horloge sera différent selon le référentiel utilisé pour l'étude, ce qui s'explique par l'influence du choix du référentiel, sans avoir à évoquer un "effet physique". Et le calcul de la période est identique pour toute horloge de ce type en mouvement non accéléré (1) si le calcul est fait dans un référentiel tel que l'horloge y est immobile.

(1) Une horloge à balancier ou à ressort peut être influencée par l'accélération propre, ce qui en fait de piètres candidats pour des étalons génériques.

Une conséquence simple apparaît dans le cas de deux montres de ce genre en mouvement relatif uniforme l'une par rapport à l'autre, en situation parfaitement symétrique. Si le calcul est fait des deux périodes en utilisant un référentiel tel que l'une y est immobile (deux possibilités), alors ce calcul donne la période de l'autre plus grande que pour celle de l'immobile. Si cela était dû à un effet physique comme un changement de masse, si on voyait les deux calculs comme donnant effectivement le rapport des périodes, on aurait une contradiction, un rapport entre données physiques absolues ne pouvant pas être à la fois strictement supérieur et strictement inférieur à 1. Par contre, il n'y a pas de difficulté si on considère que le calcul de la période dépend du référentiel choisi pour le faire.

Bon, mais est-ce que ça arrive vraiment ? Oui ! Les satellites qui nous donnent notre position GPS tournent vite, et leurs horloges embarquées prennent du retard par rapport à l'heure sur Terre. Si on ne fait pas de corrections (légères...) la position est fausse, enfin assez pour écorner une aile en entrant dans son garage... "

La relativité du temps n'est pas mise en doute. C'est ce qui explique les corrections nécessaires pour le GPS.

Le point est qu'il ne s'agit pas d'une "action physique sur la matière", juste de la nature du "temps". La nature non absolue du temps implique qu'un même phénomène sera décrit différemment si on utilise des références (référentiels) différentes ; mais c'est un effet du choix des références, pas un effet physique.

[salym]

Bonsoir,

Si cela peut aider, les mesures sont relatives, chacun peut se considérer "fixe" ou "voyageur", la théorie montre que c'est le "voyageur" qui est considéré immobile, qui vieillit plus vite que l'autre "voyageur" qui est considéré en mouvement(donc, le contraire est également correct puisque c'est relatif). Donc, il n'y a aucune contradiction."techniquement", il faut mesurer la longueur du chemin de chaque voyageur dans l'espace-temps (leur ligne d'univers, ou "référentiel"), tu appliques ça à "qui mesure quoi", et pas de paradoxe des jumeaux, m'enfin, c'est comme ça que je comprends le concept, attends confirmation, ça sera pas pire

Cordialement,

Donc si A voyage à et je mets mon référentiel sur B, c'est B qui va vieillir et si je mets mon référentiel sur A alors B va voyager à la vitesse de la lumière et A va vieillir ?

[Amanuensis]

Donc si A voyage à et je mets mon référentiel sur B, c'est B qui va vieillir et si je mets mon référentiel sur A alors B va voyager à la vitesse de la lumière et A va vieillir ?

Oui, au sens de "vieillir relativement au référentiel choisi".

Avec la relativité du temps, la seule notion de "vieillir" qui a un sens pour la personne elle-même est "vieillir tel que mesurer par une horloge l'accompagnant" (notion de temps propre).

[Depuis le début de la discussion "voyager à c" doit être compris comme "voyageant à une vitesse très proche de, tel que mesuré relativement au référentiel choisi", pour prendre en compte deux points de base: 1) on ne peut définir une vitesse que relativement à quelque chose (un objet, un référentiel, ...) ; 2) en RR aucun objet matériel ne peut aller à c (ou plus) relativement à un autre objet matériel.]

[Bonnie_-]

Pour ce qui est du vieillissement qui serait affecté par des voyages à vitesses proche de c, en fait, il y a le paradoxe des jumeaux de Langevin qui tendrait à montrer que la relativité restreinte n'est pas cohérente. Toutefois, il n'en serait rien.
En résumé et pour faire clair (je pense que cela devrait répondre à votre question, enfin, je l'espère ), c'est une expérience de pensée :

"Des jumeaux sont nés sur Terre. L'un fait un voyage aller-retour dans l'espace en fusée à une vitesse proche de celle de la lumière. D'après le phénomène de dilatation des durées de la relativité restreinte, pour celui qui est resté sur Terre la durée du voyage est plus grande que pour celui qui est parti dans l'espace. Ce dernier rentre donc plus jeune que son jumeau sur Terre. Mais celui qui voyage est en droit de considérer, les lois de la physique restant identiques par changement de référentiel, qu'il est immobile et que c'est son frère et la Terre qui s'éloignent à grande vitesse de lui. Il pourrait donc conclure que c'est son frère, resté sur Terre, qui est plus jeune à la fin du voyage. Ainsi chaque jumeau pense, selon les lois de la relativité restreinte, retrouver l'autre plus jeune que lui. Est-on tombé sur un véritable paradoxe qui, comme Painlevé l'a indiqué à Einstein en 1922, peut mettre en cause la cohérence interne de la théorie de la Relativité ?
La conclusion, admise par l'écrasante majorité des spécialistes, dit que le jumeau voyageur finit plus jeune que celui resté sur terre, et peut être considérée comme due à la dissymétrie entre les jumeaux car le voyageur change de référentiel galiléen pour revenir, alors que l'autre n'en change pas. Des observations, notamment sur les durées de vie (de la création à l’annihilation) de muons, sont considérées comme en accord avec cette conclusion." Wiki

Conclusion : la plupart des scientifiques s'accordent à dire que ceux qui voyageraient à une vitesse proche de c suffisamment longtemps auraient l'air plus jeune une fois de retour sur Terre que des gens qui qui seraient nés en même temps qu'en sur Terre.

Les voyageurs qui prennent l'avion vieillissent un tout petit peu (mais vraiment un tout tout petit peu car leur vitesse est beaucoup trop faible par rapport à c) moins vite que ceux restés sur Terre qui n'ont pas pris l'avion.

[salym]

Okay, je vois, j'ai mieux comme exemple du moins , on prend un élément hypothétique nommé SLM ( ) on suppose que cet élément a une durée de vie de 12 minutes, alors on met le premier sur terre et le second dans un avion qui voyage disons à 0.9*C, et la si j'ai bien compris, le noyau qui est dans l'avion va disparaître avaaaaaaaaant que celui qui est sur terre ne disparaisse ?

[invite58238425]

Bonjour,

Mais celui qui voyage est en droit de considérer, les lois de la physique restant identiques par changement de référentiel, qu'il est immobile

Il est en droit de considérer ce qu'il veut, et au-delà il a possibilité de constater à l'aide d'instruments appropriés ( un regard continu sur l'ensemble de l'environnement pourrait être considéré comme un tel appareil ) qu'il est soumis lors de son voyage à multiples (tautologie peut-être) accélérations, (non seulement par rapport à son frère, mais par rapport à l'ensemble de tous les évènements se déroulant dans un intervalle de genre temps) introduisant autant de changements de référentiels.

Il pourrait donc conclure que c'est son frère, resté sur Terre, qui est plus jeune à la fin du voyage

A condition de considérer que son frère, muni des mêmes facultés ou appareils, parvient aussi à la détection d'accélérations pour lui-même, relativement à l'ensemble de son environnement. Ce n'est pas le cas, car par hypothèse, il est déclaré non-voyageur.

Cordialement.

[invite58238425]

Seulement 5 minutes pour dernière relecture et correction des fautes. C'est court...tant pis.

[Amanuensis]

Okay, je vois, j'ai mieux comme exemple du moins , on prend un élément hypothétique nommé SLM ( ) on suppose que cet élément a une durée de vie de 12 minutes, alors on met le premier sur terre et le second dans un avion qui voyage disons à 0.9*C, et la si j'ai bien compris, le noyau qui est dans l'avion va disparaître avaaaaaaaaant que celui qui est sur terre ne disparaisse ?

Le problème avec la relativité du temps est qu'il devient difficile d'utiliser un mot comme "avant" sans donner plus de précisions.

Par ailleurs, c'est plutôt "après" que "avant".

Le plus "simple", c'est le cas dit des jumeaux: les deux SLM sont séparés au moment où il leur reste 12 minutes de durée de vie. L'un ne subit aucune accélération propre, le second est accéléré jusqu'à 0.9c, reste à cette vitesse "un certain temps", puis fait demi-tour et autres manoeuvres suite auxquelles il est de nouveau immobile là où était le premier. Pour le second le voyage a duré (ainsi que selon toute horloge ou expérience voyageant avec) 11'. Mais le premier SLM n'est plus là, car il s'est passé pour lui (ainsi que selon toute horloge l'accompagnant) beaucoup plus que 12'.

Dans un tel cas, les deux disparitions sont en "séparation temporelle", et donc pour tout observateur le premier SLM a bien disparu avant le second.

La relativité du temps rend difficile l'usage de "avant"/"après" quand deux événements sont en "séparation spatiale" ; l'ordre dépend alors du système de coordonnées utilisé, et est donc arbitraire.

[azizovsky]

Okay, je vois, j'ai mieux comme exemple du moins , on prend un élément hypothétique nommé SLM ( ) on suppose que cet élément a une durée de vie de 12 minutes, alors on met le premier sur terre et le second dans un avion qui voyage disons à 0.9*C, et la si j'ai bien compris, le noyau qui est dans l'avion va disparaître avaaaaaaaaant que celui qui est sur terre ne disparaisse ?

Salut, tu n'a qu'a comparé la durée de vie des muons créer et mésurer sur terre et ceux qui viennent d'ailleurs.

[salym]

Salut, tu n'a qu'a comparé la durée de vie des muons créer et mésurer sur terre et ceux qui viennent d'ailleurs.

je vais essayer de m'informer la dessus, Et merci pour toutes vos réponses ^^