Relativité : Statut ontologique de la contraction des longueurs

[sunyata]

J'ai essayé de concrétiser ma question par ce dispositif expérimental :On suppose que l'armature du train est conductrice, et donc dans le schéma du haut, ce sont les cathénaires qui ferment le circuit électrique et qui font que la lampe s'allume.----> Si le train va à 80 % de C, l'observateur du quai perçoit une contraction de la longueur train.Ma question est de savoir, si la lampe va s'allumer ou non, dans cette situation.Cordialement

Au repos il n'y a pas de problématique :Le courant électrique part de la batterie , traverse laCaténaire, traverse le train jusqu'à l'autreCaténaire,la traverse,passe par la lampe pour retourner à l'autre borne ďe la batterie. La lampe est donc allumée.
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[sunyata]

Bonjour,

J'ai refais le schéma pour le rendre plus explicite.

On voit le point de vu : - du quai : Le train semble trop court pour fermer le circuit électrique qui alimenterait la lampe.
- du train : C'est le quai semble trop court

Au vu de ces perceptions relativistes "contradictoires" peut-on prédire que la lampe ne peut s'allumer ? Ou bien il ne faut pas en tenir compte, elle s'allumera, vu qu'au repos elle s'allume.

Cordialement,

[Amanuensis]

Mon shéma manque peut être de clarté : La lampe ne se trouve pas dans le train

Mes remarques sont les mêmes.

J'ai l'impression qu'est ignoré le fait que le courant électrique n'est pas instantané. Fermer un circuit n'implique pas que le courant passe instantanément (1). Il y a des délais de propagation, la vitesse étant limitée, comme tout ce qui est causal. La fermeture des contacts cause l'allumage, mais pas instantanément puisque c'est à distance.

(1) D'ailleurs penser ainsi revient à postuler une simultanéité absolue spécifique au circuit électrique, ce qui n'a pas grand sens de combiner avec une "contraction des longueurs"...

Pour ça qu'avec les flashs c'est plus simple à modéliser: c'est juste la propagation à c de la lumière.

[sunyata]

Bonjour,

Voici un cas concret, j'ai reconfiguré le problème en prenant en compte le temps nécessaire à l'établissement du courant dans la boucle formée par le circuit et le train.
Si on fait une analyse "classique" du problème, la longueur du train est suffisante pour alimenter la lampe,
Mais si les effets de contraction entrent en jeu le temps n'est pas suffisant pour alimenter la lampe.

Sachant que la boucle de courant a une longueur de 6 mètres, il faut que les 2 caténaires soient en contact avec le train pendant 2.10^-8 sec.
A 80% de C, cela implique une distance parcourue de 4.80 m. Donc la longueur minimum du train doit être de 6,80 m.
On prendra donc 7 mètres.
Mais si la contraction des longueurs intervient, le temps de fermeture du circuit n'est plus suffisant pour alimenter la lampe.

[Amanuensis]

Je ne vais pas répéter ce qui n'est pas lu. Les messages anciens restent disponibles.

[sunyata]

Je ne vais pas répéter ce qui n'est pas lu. Les messages anciens restent disponibles.

J'ai tenu compte de ta remarque sur le tempsde nécessaire pour que le courant s'établissedans la boucle...Le problématique est concret et chiffré.Contraction des longueurs ou pas ? La lampeS'allume ou pas ?C'est pas de la philosophie, juste une questionde physique. Seul compromis je néglige lesquestions liées à la qualité du contact entreLe train et les cathénaires. On suppose queLe contact se fait bien.Alors un avis ?

[sunyata]

Bonjour,

Ce qui est intéressant dans mon exemple du train, est qu'on voit que le temps de fermeture du circuit électrique alimentant la lampe est directement lié à la longueur
de train qui se trouve derrière la caténaire liée à la borne +.
Plus le train va vite, plus le temps de fermeture du circuit électrique sera bref, alors que le temps nécessaire aux électrons pour parcourir le circuit électrique lui est invariant.
Autrement dit on voit que la vitesse du train est le facteur qui transforme l'espace parcouru par le train pendant un temps donné, en durée de fermeture du circuit électrique.
La VITESSE est donc un OPERATEUR de transformation de l'ESPACE en TEMPS.

C'est ce qui fait qu'à 80% de C la lampe ne peut s'allumer.

Cordialement

[sunyata]

On voit en effet en construisant un diagramme d'espace-temps que ce qui est simultané pour A ne l'est pas pour B et C. Le fil de laine cassera donc par défaut de synchronisation entre B et C.
Ce n'est pas un problème de contraction des longueurs ici, mais un problème de synchronisation des programmes de navigation.

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[sunyata]

Correction :

"On voit en effet en construisant un diagramme d'espace-temps que ce qui est simultané et synchronisé pour A ne le sera pas pour B et C "

[sunyata]

Supposons un train lancé à 87% de la vitesse de la lumière. Vu d'un observateur situé au milieu du quai devant lequel passe le train sa longueur est diminuée de moitié du fait de la contraction des longueurs.
Mais du point de vue de l'observateur situé au milieu du train, tout semble normal, il ne perçoit pas de "compression physique" du train.

La question que je me pose est donc de savoir quel "statut ontologique" attribuer à la contraction des longueurs ? Est-elle réelle ? ou Virtuelle (opérationnelle) ?
Cette contraction des longueurs est-elle seulement une apparence, liée à la propagation de l'information lumineuse vers un observateur donné ?

Pour trancher, j'ai imaginé l'expérience suivante. Supposons qu'à l'aide d'un projecteur puissant je projette une image virtuelle du train sur le train réel en mouvement. (Cette image projetée à la longueur correspondant au train à l'arrêt)

En donnant à mon projecteur un mouvement de rotation, je peux donner à cette image projetée la même vitesse que le train réel, à la différence prêt que ce train virtuel,
ne sera pas soumis au phénomène de contraction des longueurs, puisqu'il s'agit d'une image projetée.

Ma question est la suivante : Que va percevoir le passager du train ?

1- La contraction des longueurs créera-elle un décalage entre le train réel (dont la longueur se contracte) et le train virtuel, auquel cas,
nous devons attribuer à la contraction des longueurs un statut objectif.

2- Ou bien du point de vue du passager du train, l'image virtuelle du train restera-t-elle en phase avec le train réel ? Auquel cas nous devons admettre que la contraction
des longueurs revêt un caractère virtuel liée à l'information transmise à l'observateur du quai par la lumière du train (réel) en mouvement.

Si la réponse est 2, cela signifie qu'il peut exister une forme de simultanéité absolue, d'ordre matérielle , une simultanéité de contact qui fera que même à 87% de la vitesse de la lumière, les 4 plots de l'expérience imaginée dans la discussion précédente seront en contact en même temps, indépendamment des message lumineux transmis, et de l'ordre dans lequel ils sont perçus.

Si la réponse est 2, la notion de simultanéité absolue (ici une simultanéité de contact qui implique un contact entre 2 structures) n'a pas non plus de sens dans le cadre de la relativité.

L'image projetée du train virtuel et le train réel étant dans le même référentiel de vitesse, il n'y aura pas de déphasage pour le passager du train.
Ni pour le passager du quai d'ailleurs, pour qui contrairement à mon idée initiale va percevoir également la contraction des longueurs du train virtuel, puisque l'image projetée ne se trouve pas dans le même référentiel.
La procédure de mesure du train virtuel étant la même que pour un train réel.

[invitec9c0a685]

L'image projetée du train virtuel et le train réel étant dans le même référentiel de vitesse, il n'y aura pas de déphasage pour le passager du train.
Ni pour le passager du quai d'ailleurs, pour qui contrairement à mon idée initiale va percevoir également la contraction des longueurs du train virtuel, puisque l'image projetée ne se trouve pas dans le même référentiel.
La procédure de mesure du train virtuel étant la même que pour un train réel.

bonjour, votre phrase en rouge n'est pas claire...
Premièrement, l'image projetée d'un objet qui se déplace à 80% de la vitesse de la lumière n'est pas une notion si évidente que ça et deuxièmement je ne sais pas ce qu'est le déphasage d'un phénomène non périodique...
cordialement

[sunyata]

bonjour, votre phrase en rouge n'est pas claire...
Premièrement, l'image projetée d'un objet qui se déplace à 80% de la vitesse de la lumière n'est pas une notion si évidente que ça et deuxièmement je ne sais pas ce qu'est le déphasage d'un phénomène non périodique...
cordialement

Bonjour,

Définition du déphasage que j'emploie dans le contexte : Décalage entre l'image projetée du train virtuel et le train lui même.( au cas où un des trains subirait la contraction des longueurs et pas l'autre.)

l'image projetée d'un objet qui se déplace à 80% de la vitesse de la lumière n'est pas une notion si évidente

C'est ce que je pensais aussi, mais au final si en tant qu'observateur je veux mesurer la longueur du train virtuel, je devrais aboutir à la même mesure que le vrai train.

Cordialement,

[invitec9c0a685]

C'est ce que je pensais aussi, mais au final si en tant qu'observateur je veux mesurer la longueur du train virtuel, je devrais aboutir à la même mesure que le vrai train.

Cordialement,

expliquez moi le mode opératoire que vous appliquez pour mesurer la longueur du train virtuel? j'ai du mal à l'imaginer...
Cordialement

[sunyata]

expliquez moi le mode opératoire que vous appliquez pour mesurer la longueur du train virtuel? j'ai du mal à l'imaginer...
Cordialement

Moi aussi ! C'est plus là que se trouve le problème..:
C'est le passager du train qui est le mieux placé, pour observer s'il y a ou non un déphasage.
Il ne verra pas de déphasage, donc train réel et train virtuel c'est pareil...

[invitec9c0a685]

essayez d'employer les bons mots...
"Déphasage" n'est pas le mot approprié, je vous en ai déjà fait la remarque...
décalage est plus précis car il sous-entend deux décalages, un à l'avant et l'autre à l'arrière...
qu'un déphasage lui, a forcément le même décalage...
Le problème, c'est que vous n'avez pas décrit la source de lumière pour l'ombre portée du train...
J'ai supposé que c'était un éclairage situé à l'infini dont les rayons était tous parallèles... ai-je fait le bon choix?
je suppose aussi que l'ombre portée l'est à quelques cm du train auquel cas un dispositif de mesure pourrait être un rayon laser perpendiculaire à une règle sur le train...
Auquel cas, la règle subirait les mêmes déformations que le train...

[sunyata]

essayez d'employer les bons mots..."Déphasage" n'est pas le mot approprié, je vous en ai déjà fait la remarque...décalage est plus précis car il sous-entend deux décalages, un à l'avant et l'autre à l'arrière...qu'un déphasage lui, a forcément le même décalage...Le problème, c'est que vous n'avez pas décrit la source de lumière pour l'ombre portée du train...J'ai supposé que c'était un éclairage situé à l'infini dont les rayons était tous parallèles... ai-je fait le bon choix?je suppose aussi que l'ombre portée l'est à quelques cm du train auquel cas un dispositif de mesure pourrait être un rayon laser perpendiculaire à une règle sur le train...Auquel cas, la règle subirait les mêmes déformations que le train...

BonjourOui c'est le dispositif que j'avais imaginépour "prendre en défaut" la contraction desLongueur mais en final cela ne change rienCar en effet la règle subira les mêmes déformationsQue le train. Par ailleurs l'ombre portéeNe sera pas décalée...sinon c'est le train deLucky Luck 😆

[invitec9c0a685]

BonjourOui c'est le dispositif que j'avais imaginépour "prendre en défaut" la contraction desLongueur mais en final cela ne change rienCar en effet la règle subira les mêmes déformationsQue le train. Par ailleurs l'ombre portéeNe sera pas décalée...sinon c'est le train deLucky Luck 😆

à 0,8 de la vitesse de la lumière... C'est le train de Lucky Luck...

[sunyata]

Bonjour,

Il me paraît intéressant de remarquer que lorsqu'on trace le schéma d'espace-temps du problème de la ficelle de Bell on voit que :

Avant le déclenchement des accélérations, les lignes de simultanéité de B, A, C sont confondues. B,A,C sont dans le même référentiel, et ont la même date concernant le départ et la réception du flash.
On pourrait alors se dire que puisque tout le monde est d'accord, tout va bien se passer, et que la ficelle ne cassera pas.
Mais on voit que les accélérations de B et de C simultanées pour A changent la condition de simultanéité a postériori pour B et C.
Après le début de l'accélération de B et C leurs lignes de simultanéité sont toujours confondues.
Mais B et C doivent réviser la date de déclenchement du flash émis par A, dans leur nouveau référentiel,
Pour B le flash a été émis avant la date qu'il avait déterminée dans l'ancien référentiel.
Pour C le flash a été émis après le date qu'il avait déterminée dans l'ancien référentiel.

Le "c'est arrivé en même temps" avant accélération n'est plus valable après accélération.

Il en va de même pour A dans son référentiel, avant accélération il détermine une même date d'émission et de réception du signal lumineux pour A et B.
Mais dés que A et B accélèrent, le signal lumineux n'a plus été émis simultanément pour B et C.

A est donc obligé après-coup de revoir l'ordre dans lequel les évènements se sont déroulés.
On voit donc que les conditions de simultanéité ne sont plus absolues, elles doivent être réactualisées après chaque accélération.

Cordialement

[Amanuensis]

A est donc obligé après-coup de revoir l'ordre dans lequel les évènements se sont déroulés.

C'était tout bon jusqu'à cette phrase. Mais non, il n'y a pas à "revoir l'ordre", simplement cet ordre est arbitraire, il n'a aucun sens absolu.

On voit donc que les conditions de simultanéité ne sont plus absolues, elles doivent être réactualisées après chaque accélération.

Là encore, non ; elles sont juste arbitraires.

Ce que montre le cas de la ficelle de Bell est que les raisonnements en terme de simultanéité sont des "pièges à intuition".

On peut atteindre la conclusion sans jamais parler de simultanéité (sauf pour la prise en compte de la condition initiale, et la traduire).

[sunyata]

C'était tout bon jusqu'à cette phrase. Mais non, il n'y a pas à "revoir l'ordre", simplement cet ordre est arbitraire, il n'a aucun sens absolu.Là encore, non ; elles sont juste arbitraires.Ce que montre le cas de la ficelle de Bell est que les raisonnements en terme de simultanéité sont des "pièges à intuition".On peut atteindre la conclusion sans jamais parler de simultanéité (sauf pour la prise en compte de la condition initiale, et la traduire).

Sur le fond on est d'accord.Les raisonnementsen terme de simultanéïté sont des pièges à intuition !Malgrés tout le terme est toujours usitédans le cadre de la théorie.

[sunyata]

Sur le fond on est d'accord.Les raisonnementsen terme de simultanéïté sont des pièges à intuition !Malgrés tout le terme est toujours usitédans le cadre de la théorie.

Du reste l'essentiel est que grâce à la théoriede relativité nous soyons capables de programmerLes programmes de navigation des vaisseauxEn sorte que la ficelle de Bell ne se romptpas...

[Amanuensis]

Du reste l'essentiel est que grâce à la théoriede relativité nous soyons capables de programmerLes programmes de navigation des vaisseauxEn sorte que la ficelle de Bell ne se romptpas...

Oui, c'est l'aspect opérationnel. Alors que la notion de "simultanéité" ne parle que d'interprétation, sans grande nécessité pour l'opérationnel.

(La notion de simultanéité simplifie le langage dans les quelques cas, pas si courants, où une synchronisation peut être maintenue opérationnellement ; cas nécessairement stationnaires, dont les exemples sont l'espace-temps de Minkowski et la géométrie extérieure de Schwarzschild, cette dernière ayant comme application la notion de TAI, de "temps" sur le géoïde terrestre. Ces deux cas, importants en pratique et dans l'enseignement, sont malheureusement pas représentatifs des cas généraux...)