RG expériences sur notre planète

[invite70335176]

Bonjour, en tombant sur un article de Futura-sciences parlant de la fosse des Mariannes, et en me rappelant les expériences faites à partir d'une horloge atomique embarquée sur avion, je me suis posé la question de savoir si la désynchronisation des horloges avait déjà été expérimentée "simplement" dans des conditions de différence de hauteur. Si l'on prend la hauteur la plus haute sur terre et la plus basse, cela fait tout de même aux environs de 18 km. Evidemment, je conçois bien qu'on ne peut installer une base d'expérimentation sur ces deux extrêmes ne fut-ce que pour des raisons de logistique, mais peut-être à bord d'un sous-marin pour la partie basse, et une plate-forme à une hauteur raisonnable pour la partie haute. L'avantage, par rapport avec l'expérience comparative en avion, c'est que la désynchronisation peut se réaliser sur un temps prolongé. De plus, on isolerait uniquement l'action de la gravitation en RG et non le mélange de la gravitation et la vitesse dans le cas de l'avion. A t-on déjà fait des expériences de ce type ? Merci.
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[Lansberg]

Bonjour,

Pour l'effet gravitationnel, on y arrive sans problème dans un labo sur une différence d'altitude de quelques dizaines de cm. De mémoire, je crois qu'on a pu le faire sur 30 cm seulement. D'autres confirmeront ou non !

[invitedd78828e]

Bonjour,
En tout cas l'observation de la désynchronisation d'horloges à différentes altitudes est observée tous les jours et prise en compte pour les GPS ! Sauf cas particulier on isole pas les effets dus à la vitesse des effets dus au champ gravitationnel, cela dit on ne le ferait pas non plus dans le cas d'une horloge dans la fosse des Marianne comparée à une horloge au sommet de l'Everest. La Terre étant en rotation deux points à différentes altitudes, même dans un même plan, auront des vitesses différentes (dont la différence sera la différence d'altitude fois la vitesse de rotation de la Terre pour le détail). Mais on peut calculer la part que joue chacun de ces effets et observer que le modèle prédit très bien la réalité.

[invite6dffde4c]

Bonjour.
On a fait beaucoup d’expériences concernant la RG. Et un peu plus élaborées que la désynchronisation des horloges qui est bien vérifiée avec le GPS.
Regardez par exemple cette manip :
https://en.wikipedia.org/wiki/Gravity_Probe_B

Il y a aussi la détection des ondes gravitationnelles qui a fini par donner des résultats.
Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite6c093f92]

Dans le même esprit que Lansberg:
https://fr.wikipedia.org/wiki/Exp%C3...de_Pound-Rebka

[invite70335176]

Bonjour,
En tout cas l'observation de la désynchronisation d'horloges à différentes altitudes est observée tous les jours et prise en compte pour les GPS ! Sauf cas particulier on isole pas les effets dus à la vitesse des effets dus au champ gravitationnel, cela dit on ne le ferait pas non plus dans le cas d'une horloge dans la fosse des Marianne comparée à une horloge au sommet de l'Everest. La Terre étant en rotation deux points à différentes altitudes, même dans un même plan, auront des vitesses différentes (dont la différence sera la différence d'altitude fois la vitesse de rotation de la Terre pour le détail). Mais on peut calculer la part que joue chacun de ces effets et observer que le modèle prédit très bien la réalité.

J'ai lu à plusieurs reprises que la prise en compte de la RG pour le GPS est une légende (contrairement à l'exemple des muons toujours aussi repris pour les preuves de la démo de la RG). Qu'en est-il finalement ?
Vitesse différente selon l'altitude : bien vu, je n'y avais pas pensé. Mais après réflexion, les deux objets semblent immobiles l'un par rapport à l'autre. Il faut tout de même en tenir compte en relativité restreinte ? Merci.

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Vous devriez limiter vos lectures à de sources sérieuses.
Au revoir.

[invite70335176]

Bonjour.
On a fait beaucoup d’expériences concernant la RG. Et un peu plus élaborées que la désynchronisation des horloges qui est bien vérifiée avec le GPS.
Regardez par exemple cette manip :
https://en.wikipedia.org/wiki/Gravity_Probe_B

Il y a aussi la détection des ondes gravitationnelles qui a fini par donner des résultats.
Au revoir.

Merci. J'avais envie de vous demander de quel ordre de décalage peut-on obtenir sur une durée d'un jour par exemple entre une horloge sur Terre, et une horloge éloignée d'une distance donnée sur Terre. Et en écrivant, je me demandais si on pouvait considérer que le champ gravitationnel peut être considéré comme nul à une distance précise entre la Terre et la Lune (je me rappelle d'un point précis du temps de la conquête de la lune dans les années 60 où la fusée ne "tombait" plus sur la Terre mais sur la Lune), et du coup, tout en écrivant, je me pose la question : mais alors, sur Terre, si on est capable de mesurer une différence de 30 cm (comme dit plus haut, mais confirmé ?) on devrait pouvoir mesurer une différence notable entre deux horloges sur Terre, l'une placée "face" à la lune, l'autre en opposition de l'autre côté du globe ! Je suppose que ces expériences ont été réalisées ( ? )

[Amanuensis]

J'ai lu à plusieurs reprises que la prise en compte de la RG pour le GPS est une légende (contrairement à l'exemple des muons toujours aussi repris pour les preuves de la démo de la RG). Qu'en est-il finalement ?

C'est plus compliqué que ça. Certaines manières de présenter cette "prise en compte" sont fausses, d'autres sont correctes. Cf. des discussions dans lesquelles ces subtilités sont abordées.

C'est le terme "prise en compte" qui amène à des subtilités. Dans l'autre sens, il n'y a pas d'ambiguïté sur le fait que les horloges des satellites GPS, tout comme toutes les horloges embarquées dans des satellites ou des sondes interplanétaires, permettent de vérifier des prédictions de la RG.

À ce sujet, la notion d'horloge de référence est intéressante. Voir par exemple https://en.wikipedia.org/wiki/Baryce...Dynamical_Time

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Vous avez ici une brève descriptions des décalages.

Je ne suis pas sur qu’on ait fait des expériences bébêtes alors que l’on fait des sérieuses.
Pour ce qui est des positions côté Lune et côté opposé, c’est un peu plus compliqué pour les conclusions, car la Terre, en plus de tourner autour de son centre en 24 h, tourne autour du centre de masse Terre-Lune en 28 jours. Donc, les vitesses et les accélération ne sont pas les mêmes.
Au revoir.

[Amanuensis]

Et pour continuer sur les horloges de référence, la prise en compte de l'effet de l'altitude sur les horloges sur Terre est effective depuis 1970 pour le TAI...

[invite70335176]

Bonjour.
Vous avez ici une brève descriptions des décalages.

Je ne suis pas sur qu’on ait fait des expériences bébêtes alors que l’on fait des sérieuses.
Pour ce qui est des positions côté Lune et côté opposé, c’est un peu plus compliqué pour les conclusions, car la Terre, en plus de tourner autour de son centre en 24 h, tourne autour du centre de masse Terre-Lune en 28 jours. Donc, les vitesses et les accélération ne sont pas les mêmes.
Au revoir.

Oui, je comprends bête, pour un scientifique, ce sont des expériences un peu bébêtes. Mais tant qu'à faire, je pense que c'est beaucoup plus parlant pour le citoyen lambda, de montrer les effets avec des objets de son environnement. Mais il est vrai qu'on peut se passer de perdre du temps à réaliser ces expériences, mais peut-être juste lui fournir une réponse issue des calculs, et qui lui montrerait que les effets sont bien réels.

[invite70335176]

Et pour continuer sur les horloges de référence, la prise en compte de l'effet de l'altitude sur les horloges sur Terre est effective depuis 1970 pour le TAI...

Merci, mais cela rejoint mon autre interrogation. Je comprends très bien qu'il faille prendre en compte l'altitude d'une horloge si l'on veuille qu'elle serve de référence. Mais qu'en est-il alors de l'influence de la Lune et du Soleil selon leurs positions. Est-ce négligeable, ou l'intègre t-on dans les calculs ?

[Amanuensis]

Merci, mais cela rejoint mon autre interrogation. Je comprends très bien qu'il faille prendre en compte l'altitude d'une horloge si l'on veuille qu'elle serve de référence. Mais qu'en est-il alors de l'influence de la Lune et du Soleil selon leurs positions. Est-ce négligeable, ou l'intègre t-on dans les calculs ?

C'est un point compliqué parce que la Terre est en chute libre. Autrement dit, le mouvement du centre de masse de la Terre est affecté par la Lune et le Soleil. Et donc sa vitesse relative par rapport à, par exemple, un référentiel dans lequel le centre de masse du Système Solaire serait immobile. Or la vitesse relative affecte aussi les horloges.

Je ne saurais pas expliquer en détail pourquoi (mais j'aimerais bien), mais la définition du TAI (par exemple) ne mentionne pas de correction pour les positions du Soleil et de la Lune. Le TAI est censé représenter les horloges idéales situées sur le géoïde terrestre, et toutes les définitions présentent ce géoïde comme indépendant des positions du Soleil et de Lune, mais par ailleurs n'indiquent pas de correction autre que l'altitude pour les quelques centaines d'horloges mondiales qui servent à établir le TAI, qui est une approximation de l'horloge idéale sur le géoïde.

[Lansberg]

Bonjour,

Dans le cas du GPS les corrections secondaires sont de l'ordre de la picoseconde par jour pour les effets de marée (Lune et Soleil). Les effets liés à l'altitude sur Terre représentent des corrections d'une vingtaine de picosecondes par jour. C'est quand même mille fois plus faible que l'effet gravitationnel. Je ne suis pas sûr que ça soit pris en compte.

[Amanuensis]

Dans le cas du GPS les corrections secondaires sont de l'ordre de la picoseconde par jour pour les effets de marée (Lune et Soleil).

Ce sont des corrections liées à l'effet sur l'orbite, non?

[Lansberg]

Je n'ai malheureusement pas d'autres précisions en tête. Il faudrait que je retrouve l'article en question. Il se peut que ce soit lié aussi aux déformations subies par la Terre.

[Lansberg]

C'est un article de Bartolomé Coll du SYRTE-CNRS de l'observatoire de Paris. C'est là-dedans !..... : http://www.ipgp.jussieu.fr/~tarantol...oll/index.html

[Amanuensis]

Beaucoup à lire, là. Et cela semble intéressant. On en reparle en décembre?

[Lansberg]

Il faut que je retrouve dans la masse de docs !!!! Peut-être en décembre en effet