Horloge et ralentissement

[Nicophil]

çàd s'il mesure la seconde comme la durée utilisée par la lumière pour parcourir la distance de 299etc.

C'est en sens inverse : c'est le mètre qui est la distance parcourue par la lumière en 1/299...

Le mathématicien a une autre façon de s'exprimer, et je pense que c'est celle là qu'on doive adopter, car ce langage est largement plus universel que les mots.

C'est une blague ? Les mathématiciens n'ont même pas le concept de temps dans leur langage, alors tout le reste...
Non, il s'agit de concepts de physiciens. Il y a deux concepts de temps concurrents : le temps absolu et le temps atomique ; et, fondés dessus, deux systèmes de concepts (deux langages de physiciens) qui donnent deux descriptions cohérentes mais incompatibles.
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[coussin]

Je m'essaye à une dernière analogie et puis j'arrête (surtout que c'est pas très compliqué quand on y réfléchit...) :

Dans le monde (fictif) de Newton, y a une et une seule horloge magique qui éxiste. On peut imaginer cette horloge, telle un Dieu, énorme et trônant dans les cieux. Tous les hommes sur Terre n'ont qu'à lever les yeux au ciel pour voir cette horloge magique.
Tout ce que peuvent faire les Hommes sur Terre c'est, au début d'une activité lever les yeux au ciel et noter l'heure qu'il est sur un calepin. A la fin de l'activité, ils font la même chose et peuvent soustraire ces deux heures pour obtenir une durée.
Ici, presque par définition, tous les Hommes sur Terre, s'ils comparent leurs notes, obtiennent les mêmes durées (comment pourrait-il en être autrement...)

Dans le monde de Einstein, c'est un peu différent. Tous les Hommes sur Terre possèdent leur propre horloge, dans leur poche. Toutes ces horloges sont également magiques dans le sens qu'elles sont toutes exactement les mêmes. Ici aussi, les Hommes peuvent mesurer des durées, en utilisant sa propre horloge qui est dans sa poche.
Ici, a priori, il n'y a aucune raison que tout le monde mesure les mêmes durées. Et effectivement, maintenant c'est plutôt la règle que personne ne mesure les mêmes durées. Ici, c'est plutôt le contraire : pour que deux personnes mesurent les mêmes durées, faut se placer dans des situations très spéciales (on peut imaginer un couple d'amoureux qui ne se quittent jamais. 24h/24h, 7j/7j, ils se tiennent la main. C'est quend même une situation très très spéciale, non ?)

Vu comme ça, je trouve ça carrément normal que nos deux jumeaux quand ils comparent leur notes ne trouvent pas la même durée. Le "paradoxe" est renforcé par le fait que ces durées qu'ils mesurent sont directement reliées à leur âge...

[invite70335176]

Si tu veux le présenter ainsi, mais ce n'est pas une question de primauté du langage mathématique.
car l'explication est bien physique.
c'est juste que cela peut sembler contre-intuitif.

.

Intuitivement, je peux accepter que des choses en mouvement ne se déroulent pas au même rythme que le mien.
Il y a très longtemps (avant qu'internet n'existe), j'avais pour l'imaginer, une explication très naïve, mais qui rendait la chose intuitive et compréhensible. Je me disais - c'était encore du temps où on présentait de façon erronée, naïve, et idiote l'électron tournant autour du noyau (schématiquement comme une planète autour de son étoile), donc, si la vitesse faisait en sorte que cela retarde d'une façon ou l'autre la révolution autour du noyau, tout ralentit, puisque le nombre effectif des interactions moléculaires déterminent le rythme biologique. Bon, c'était naïf, mais cela rendait cohérent le fait qu'un jumeau pouvait revenir "moins vieilli".
Donc l'idée ne me déconcerte pas, même si l'explication que j'imaginais n'est pas la bonne.
Je trouve aussi très bien le type d'exemple que tu donnes (et comme le disait didier je pense) il faut le prendre avec des pincettes, comme analogie avec ton voyage en avion de Marco, ou encore le trajet le plus court en voiture lorsqu'on a affaire à un triangle.

[coussin]

Avant qu'on me dise "mais comment ils peuvent mesurer des durées différentes puisque ils ont tous la même horloge dans leur poche"
Dans les mondes de Newton et d'Einstein, tous les hommes ont également un podomètre dans leur poche. Ces podomètres sont aussi magiques dans le sens qu'ils sont tous éxactement les mêmes.
Malgré que ces podomètres soient les mêmes, quand un couple met à zéro leurs podomètres le matin, que ce couple vaque à ces occupations au cours de la journée, le soir quand ils comparent leurs podomètres ils ne trouve pas la même chose (là aussi, il faudrait des situation très spéciales pour que leurs podomètres indique la même chose... Ca marcherait pour notre couple d'amoureux inséparables )

[invite70335176]

Je m'essaye à une dernière analogie et puis j'arrête (surtout que c'est pas très compliqué quand on y réfléchit...) :

Dans le monde (fictif) de Newton, y a une et une seule horloge magique qui éxiste. On peut imaginer cette horloge, telle un Dieu, énorme et trônant dans les cieux. Tous les hommes sur Terre n'ont qu'à lever les yeux au ciel pour voir cette horloge magique.
Tout ce que peuvent faire les Hommes sur Terre c'est, au début d'une activité lever les yeux au ciel et noter l'heure qu'il est sur un calepin. A la fin de l'activité, ils font la même chose et peuvent soustraire ces deux heures pour obtenir une durée.
Ici, presque par définition, tous les Hommes sur Terre, s'ils comparent leurs notes, obtiennent les mêmes durées (comment pourrait-il en être autrement...)

Dans le monde de Einstein, c'est un peu différent. Tous les Hommes sur Terre possèdent leur propre horloge, dans leur poche. Toutes ces horloges sont également magiques dans le sens qu'elles sont toutes exactement les mêmes. Ici aussi, les Hommes peuvent mesurer des durées, en utilisant sa propre horloge qui est dans sa poche.
Ici, a priori, il n'y a aucune raison que tout le monde mesure les mêmes durées. Et effectivement, maintenant c'est plutôt la règle que personne ne mesure les mêmes durées. Ici, c'est plutôt le contraire : pour que deux personnes mesurent les mêmes durées, faut se placer dans des situations très spéciales (on peut imaginer un couple d'amoureux qui ne se quittent jamais. 24h/24h, 7j/7j, ils se tiennent la main. C'est quend même une situation très très spéciale, non ?)

Vu comme ça, je trouve ça carrément normal que nos deux jumeaux quand ils comparent leur notes ne trouvent pas la même durée. Le "paradoxe" est renforcé par le fait que ces durées qu'ils mesurent sont directement reliées à leur âge...

Merci. Mais sommes-nous vraiment en désaccord ?
La seconde, pour chaque référentiel, est la durée nécessaire pour qu'un photon réalise 299....km.
Le mètre, pour chaque référentiel, est la 299....ième partie de la distance parcourue par un photon en une seconde.
Mais force est de constater lorsque le jumeau revient, il arrive moins vieilli que son frère (de son point de vue), et il dit : "le temps ne s'est pas écoulé de la même façon pour moi et pour toi" c'est un abus de langage. Bref, en quelque sorte, j'admets moi-même que c'est un abus de langage et qu'il faudrait que j'adapte donc mon langage. Vous avez raison.

[Amanuensis]

Merci. Mais sommes-nous vraiment en désaccord ?

Toujours pareil. S'il y avait vraiment accord, cela se verrait dans l'expression...

La seconde, pour chaque référentiel, est la durée nécessaire pour qu'un photon réalise 299....km.

Nan. Il n'a pas été question de référentiel. C'est: La seconde, pour chaque horloge, ...

Mais force est de constater lorsque le jumeau revient, il arrive moins vieilli que son frère (de son point de vue), et il dit : "le temps ne s'est pas écoulé de la même façon pour moi et pour toi" c'est un abus de langage.

Pas un abus de langage. Une erreur conceptuelle. Il constate des durées différentes. Mais il en déduit, faussement, "le temps ne s'est pas écoulé de la même façon". Déduction fausse, due à une velléité de penser un temps unique (le temps) qui s'écoulerait de manière variable.

C'est trop près d'une conception erronée consistant à penser qu'il y a l'écoulement du temps "standard", et que les horloges vont "plus ou moins vite" par rapport à ce standard, que ce que mesurent les horloges est "un" temps qui ne s'écoulerait différemment du temps standard, par un facteur déterminée par la vitesse et le potentiel gravitationnel.

Eh bien non, ce n'est pas ça. Chaque horloge mesure correctement l'écoulement du temps, et les durées des jumeaux sont quand même différentes. Les durées différent non pas parce que "le temps s'écoulerait différemment", parce que "les choses en mouvement ne se déroulent pas au même rythme", "dilaté" ou "contracté" par rapport à un standard. Non. Les durées sont différentes parce que les chemins suivis ont été différents. C'est très simple, quand on y réfléchit, comme dit coussin. Chemins différents => durées pouvant être différentes.

[invite70335176]

C'est en sens inverse : c'est le mètre qui est la distance parcourue par la lumière en 1/299...


C'est une blague ? Les mathématiciens n'ont même pas le concept de temps dans leur langage, alors tout le reste...
Non, il s'agit de concepts de physiciens. Il y a deux concepts de temps concurrents : le temps absolu et le temps atomique ; et, fondés dessus, deux systèmes de concepts (deux langages de physiciens) qui donnent deux descriptions cohérentes mais incompatibles.

"C'est en sens inverse : c'est le mètre qui est la distance parcourue par la lumière en 1/299..." Mais ma phrase n'était pas inexacte tout de même. Ou si ? Je pourrais étalonner ma seconde en me basant sur la durée qu'a mis la lumière pour parcourir la distance donnée.

"Les mathématiciens n'ont même pas le concept de temps dans leur langage, alors tout le reste..."
Oui, pardon, par mathématiques, je voulais dire celles utilisées par les physiciens. Mais c'est intéressant ce que vous dites. Je n'avais pas saisi que parmi les physiciens il y avait cette dualité.

[invite70335176]

Toujours pareil. S'il y avait vraiment accord, cela se verrait dans l'expression...



Nan. Il n'a pas été question de référentiel. C'est: La seconde, pour chaque horloge, ...



Pas un abus de langage. Une erreur conceptuelle. Il constate des durées différentes. Mais il en déduit, faussement, "le temps ne s'est pas écoulé de la même façon". Déduction fausse, due à une velléité de penser un temps unique (le temps) qui s'écoulerait de manière variable.

C'est trop près d'une conception erronée consistant à penser qu'il y a l'écoulement du temps "standard", et que les horloges vont "plus ou moins vite" par rapport à ce standard, que ce que mesurent les horloges est "un" temps qui ne s'écoulerait différemment du temps standard, par un facteur déterminée par la vitesse et le potentiel gravitationnel.

Eh bien non, ce n'est pas ça. Chaque horloge mesure correctement l'écoulement du temps, et les durées des jumeaux sont quand même différentes. Les durées différent non pas parce que "le temps s'écoulerait différemment", parce que "les choses en mouvement ne se déroulent pas au même rythme", "dilaté" ou "contracté" par rapport à un standard. Non. Les durées sont différentes parce que les chemins suivis ont été différents. C'est très simple, quand on y réfléchit, comme dit coussin. Chemins différents => durées pouvant être différentes.

D'accord sur toutes ces remarques (donc je progresse). Merci

[coussin]

On est un peu insistant, dans ce fil, mais c'est parce que c'est crucial d'assimiler ça ! Il faut absolument se détacher de toute notion d'un temps absolu qui nous est pourtant tellement familière dans la vie de tous les jours

[Paradigm]

Bonsoir Danabc

Bonjour. Corrigez-moi s'il le faut.

Vous avez eu de très bonnes réponses de personne bien plus averti que moi sur le sujet. Rompre avec l'apriori d'un temps absolu n'est pas chose facile à faire.

Cordialement

[invite6c093f92]

Reste plus qu'à ouvrir un fil sur les notions pour aborder la RR qui pourrait aider à rompre avec nos visions d'absolu.

[Paradigm]

Reste plus qu'à ouvrir un fil sur les notions pour aborder la RR qui pourrait aider à rompre avec nos visions d'absolu.

"Paradoxalement" la RR contient aussi ses absolus, tout autant voir plus que la mécanique classique.

Cordialement,

[invite70335176]

On est un peu insistant, dans ce fil, mais c'est parce que c'est crucial d'assimiler ça ! Il faut absolument se détacher de toute notion d'un temps absolu qui nous est pourtant tellement familière dans la vie de tous les jours

Oui, j'apprécie cette insistance. Le clou finira par entrer.

J'ai l'impression tout de même que cette modification de notre "intuition" est un peu plus difficile à intégrer que celle que nos anciens ont dû à connaître lorsqu'ils ont eu à remplacer la notion de leur poids sur une Terre plate, à la notion d'attraction mutuelle telle que celle de Newton (même si celle-ci a été remplacée par notre ami Albert).
C'est nettement plus difficile de comprendre cette notion 4d, l'espace courbé par la masse... Comment "intuitivement" peut-on comprendre que l'espace (qui est lui-même difficile à définir) soit modelé par les masses, et que les photons dépourvus de masse suivent des "couloirs" déformés. La nappe bombée par le poids utilisée en vulgarisation est bien belle, mais pas vraiment compréhensible pour un espace vide, sauf si on admet l'espace comme une trame qui serait tissée par les particules virtuelles de ce qu'on appelle le vide quantique je crois(mais réellement opérationnelles pour former ce genre de toile) Mes excuses pour l'écart, mais vous me mettez l'eau à la bouche....

[invite70335176]

Reste plus qu'à ouvrir un fil sur les notions pour aborder la RR qui pourrait aider à rompre avec nos visions d'absolu.

J'en serais ravi ! Et à la fin, je ferai une synthèse et vous pourrez me coter !

[invite6c093f92]

"Paradoxalement" la RR contient aussi ses absolus, tout autant voir plus que la mécanique classique.

Cordialement,

Oui, entièrement d'accord, c'était un appel pour Danbac.

J'en serais ravi !

N'hésites pas.

[Nicophil]

C'est nettement plus difficile de comprendre cette notion 4D, l'espace courbé par la masse...

Attention, ce n'est pas l'espace 3D mais l'espace-temps 4D qui est courbé.

Mais ma phrase n'était pas inexacte tout de même. Ou si ? Je pourrais étalonner ma seconde en me basant sur la durée qu'a mis la lumière pour parcourir la distance donnée.

Ca c'est une question très intéressante ! Avant tout, quelle serait ta définition de l'unité de longueur ?

[invite70335176]

Attention, ce n'est pas l'espace 3D mais l'espace-temps 4D qui est courbé.


Ca c'est une question très intéressante ! Avant tout, quelle serait ta définition de l'unité de longueur ?

Ah oui pardon ! Il faut d'abord convenir d'établir un étalon qui soit reproductible pour tous les référentiels, et cela commence par une unité de temps, et cela c'est effectivement, au niveau atomique qu'il faille commencer. A partir de là, l'étalon du mètre suivra. Bien vu.

[invite70335176]

Oui, entièrement d'accord, c'était un appel pour Danbac.

N'hésites pas.

C'est vrai ? je peux ? Et je promets de réfléchir davantage avant de répondre. J'ai remarqué que je pêche par passion et j'ai souvent répondu un peu vite.

[invite51d17075]

Ah oui pardon ! Il faut d'abord convenir d'établir un étalon qui soit reproductible pour tous les référentiels, et cela commence par une unité de temps, et cela c'est effectivement, au niveau atomique qu'il faille commencer. A partir de là, l'étalon du mètre suivra. Bien vu.

ben voilà qui fait avancer les choses.
car il y a bien invariance au niveau atomique, donc par prolongement aussi au niveau des mécanismes moléculaires ( biologiques ) et des montres à quartz....
tu reconnais indirectement que ces rythmes là ne changent pas !

[invite70335176]

ben voilà qui fait avancer les choses.
car il y a bien invariance au niveau atomique, donc par prolongement aussi au niveau des mécanismes moléculaires ( biologiques ) et des montres à quartz....
tu reconnais indirectement que ces rythmes là ne changent pas !

Ouiiiiii ! Invariance au niveau atomique quel que soit le référentiel, ce qui explique que la physique sera la même pour tous. Et les "différences de vieillissement des jumeaux" s'expliquent par les "chemins plus ou moins longs" dans l'espace 4D. Et c'est cette dernière notion que je dois essayer de bien appréhender.
J'ai tenté au début de ce fil, de présenter une situation symétrique, vous m'avez fait comprendre qu'elle ne l'était pas, que la RR ne pouvait pas être vraiment comparée dans mon exemple. Mais je dois progresser encore beaucoup.

[Amanuensis]

Ouiiiiii ! Invariance au niveau atomique quel que soit le référentiel, ce qui explique que la physique sera la même pour tous.

En toute rigueur, c'est l'inverse.

On postule que la physique est la même pour tout observateur, quel que soit son mouvement, quel ce soit son lieu-moment, quelle que soit son orientation (mais compte tenu de ses accélération et rotation propres). Ce postulat n'a jamais été contredit par les observations. On en déduit que les atomes ont les mêmes propriétés pour tout observateur, et donc qu'on peut les utiliser comme étalons universels d'unités, i.e., les utiliser dans des expériences locales qui définissent une unité.

(Pour une réflexion sur les unités, regarder les définitions actuelle et future du kg ; l'actuelle est basé sur un étalon unique (le grand K), non universel, la future est universelle (dérivée d'une valeur numérique fixé de la constante de Planck), et basée sur des expériences étalon universelles (deux seront proposées).)

[invite70335176]

En toute rigueur, c'est l'inverse.

On postule que la physique est la même pour tout observateur, quel que soit son mouvement, quel ce soit son lieu-moment, quelle que soit son orientation (mais compte tenu de ses accélération et rotation propres). Ce postulat n'a jamais été contredit par les observations. On en déduit que les atomes ont les mêmes propriétés pour tout observateur, et donc qu'on peut les utiliser comme étalons universels d'unités, i.e., les utiliser dans des expériences locales qui définissent une unité.

Intéressant ! Et si on suit la rigueur : peut-on dire que la physique n'est identique qu'à partir où l'on observe pas d'objet en mouvement (j'essaie de prendre en rigueur le mot local que vous soulignez). Ou je réponds un peu trop rapidement ?

[invite70335176]

Intéressant ! Et si on suit la rigueur : peut-on dire que la physique n'est identique qu'à partir où l'on observe pas d'objet en mouvement (j'essaie de prendre en rigueur le mot local que vous soulignez). Ou je réponds un peu trop rapidement ?

Oui, j'ai répondu trop rapidement. Si on considère que la physique intègre la RR et la RG (et il n'y a pas de raison de ne pas l'intégrer), alors elle concerne les objets en mouvements aussi. Correct ?

[invite51d17075]

Intéressant ! Et si on suit la rigueur : peut-on dire que la physique n'est identique qu'à partir où l'on observe pas d'objet en mouvement (j'essaie de prendre en rigueur le mot local que vous soulignez). Ou je réponds un peu trop rapidement ?

la remarque n'est pas de cette ordre.
"l invariance atomique" est effectivement un postulat de base. ( d'ordre "constitutionnel" (* ) pour la physique )
plus profond que les théories qui forment des couches au dessus.

j'ai pris un mot par analogie un peu simpliste, mais bon ...

[Amanuensis]

Oui, j'ai répondu trop rapidement. Si on considère que la physique intègre la RR et la RG (et il n'y a pas de raison de ne pas l'intégrer), alors elle concerne les objets en mouvements aussi. Correct ?

Correct.

(D'ailleurs, la physique sans mouvement, c'est quelque peu limité.)

[Nicophil]

un étalon unique (le grand K), non universel

En quel sens n'est-il pas universel ?

et basée sur des expériences étalon universelles (deux seront proposées).

Je ne connais que la balance du watt, quelle est l'autre ?

[invite70335176]

Pouvez-vous me dire si j'ai progressé en vous soumettant un exemple sans doute souvent repris :
Je suis chef de gare et je vois partir deux trains en sens opposés. Les 3 acteurs ont chacune une horloge.
Moi, chef de gare, mon horloge "traverse un espace 4D " différent que chacun des deux trains : les horloges sont désynchronisées : je "vieillis" plus rapidement qu'eux.
Chaque train pourrait considérer que l'autre train quitte son propre référentiel. Le voyageur du train A qui voit le voyageur du train B s'éloigner et inversement pour l'autre voyageur, trouverait logique (s'il n'a pas toutes les données du problème) qu'il vieillirait davantage que l'autre.
Mais lorsque nous examinons l'ensemble, nous déterminons qu'il n'y a pas de paradoxe, car le voyageur du train A fait un trajet 4D équivalent à celui du train B. Ils font tous les deux le même écart par rapport au chef de gare, mais similaire par rapport à l'autre.
C'est bien ça ? Si oui, je peux m'attaquer à mieux saisir les fameux chemins 4D...

[phys4]

Moi, chef de gare, mon horloge "traverse un espace 4D " différent que chacun des deux trains : les horloges sont désynchronisées : je "vieillis" plus rapidement qu'eux.

Il vaut lieux éviter ce vocabulaire !!!!

Mais lorsque nous examinons l'ensemble, nous déterminons qu'il n'y a pas de paradoxe, car le voyageur du train A fait un trajet 4D équivalent à celui du train B. Ils font tous les deux le même écart par rapport au chef de gare, mais similaire par rapport à l'autre.
C'est bien ça ? Si oui, je peux m'attaquer à mieux saisir les fameux chemins 4D...

Si les trajets A et B sont symétriques, les temps sont égaux.
Tout va bien, à suivre.

[Amanuensis]

En quel sens n'est-il pas universel ?

On ne l'utilise qu'à un seul endroit. Difficile d'y voir l'Univers.

Je ne connais que la balance du watt, quelle est l'autre ?

Sphère mono-cristalline de silicium 28 aussi pur que possible, taillée avec une précision de mieux que 10^-7.

[Nicophil]

Je suis chef de gare et je vois partir deux trains en sens opposés.

Et vitesses de même norme je suppose.

Les 3 acteurs ont chacun une horloge.

J'aime bien quand il y a une horloge dans chaque wagon ; et de nombreuses le long de la voie aussi !

Moi, chef de gare, mon horloge "traverse un espace 4D " différent

1) espace-temps !
2) Il n'y a qu'un seul espace-temps...

Chaque train pourrait considérer que l'autre train quitte son propre référentiel.

Déjà dit aussi, c'est n'importe quoi.
Remplaçons "référentiel" par "système de coordonnées" 1D+1D : la dimension de temps et l'espace réduit à 1 dimension. On pourrait parler de "système espace+temps" et, cette fois, chaque observateur a un espace+temps qui lui est propre. Hum...

Bref, y a du boulot pour maîtriser (le langage de) la théorie ; et t'aurais beau maîtriser complètement le formalisme mathématique que ça n'y changerait rien.