Comment comprendre la relativité d'Einstein ?

[N738139]

Bonjour,

1. Chacun des observateurs voit l'horloge de l'autre ralentie. (paradoxe des jumeaux)
2. HORMIS GRAVITE, Hafele-Keating ont mesuré un temps plus court pour le mouvement :
(temps de l'avion qui tourne avec la rotation de la terre < temps de la terre qui tourne < temps de l'avion qui est resté sur place dans l'espace : HORMIS GRAVITE.)

(1. synchronisation de mesure de temps égaux) n'est pas égal à (2. mesure de temps différents et désynchronisation)

3. pour réfuter 1. il est dit que le référentiel a un impact sur l'observateur qui change de référentiel (théoriquement prouvé par Hafele-Keating : un référentiel en rotation et accéléré par la gravité n'est pas inertiel). On admet en général que la résolution du paradoxe est que le jumeau en mouvement a une mesure de son temps propre plus courte (donc on peut parler d'un référentiel au temps dilaté = celui en mouvement ou plutôt celui le plus perturbé par le mouvement).

Question :

Je veux bien qu'on continue à parler de simultanéité (deux événements simultanés qui sont désynchronisés), mais pourquoi on se borne à continuer de parler de synchronisation ? Si il y a dilatation du temps, n'est ce pas pour dire que les mesures ne sont pas identiques ?

Pseudotroll :
On voit le soleil synchronisé entre les altitudes depuis des millénaires !
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Question ad hoc :

Si le mouvement créer de la dilatation du temps pour un référentiel, on peut bien fixer un référentiel préférentiel (celui du temps le plus rapide et le moins affecté par la gravité), alors pourquoi on continue à dire que la relativité ne privilégie pas de référentiel ?

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pseudotroll final :

fréquence = vitesse/distance
temps = 1/fréquence

c = cte
(GR) 1 mètre à 0m = 1 mètre à 5000m (cherchez l'erreur)
(SRT) 1 mètre d'une bobine qui roule est le même mètre que cette même bobine en mouvement. (cherchez l'erreur)

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Pas besoin de répondre au pseudotroll, mais arriverons nous à nous mettre d'accord sur ce que signifie la théorie de la relativité ? (but de la discussion)

P.S. Essayer d'avoir un esprit critique et scientifique et faites des arguments, pas des commentaires.

Cordialement. (Excusez je risque de vite partir en chauffe ou faire de l'ironie si on m'attaque et c'est pas le but j'espère)
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[mach3]

Deux fils à lire :

https://forums.futura-sciences.com/p...ultaneite.html

https://forums.futura-sciences.com/a...e-jumeaux.html

pas de temps pour une plus grande contribution en ce moment.

m@ch3

[N738139]

Deux fils à lire :

https://forums.futura-sciences.com/p...ultaneite.html

m@ch3

Il me semble que dès le départ Phys4 inverse simultanéité et synchronicité ?

[coussin]

Les intervalles de temps dépendent de la ligne d'univers suivie. Point.
C'est d'une simplicité évangélique.

[A voir en vidéo sur Futura]

[N738139]

Les intervalles de temps dépendent de la ligne d'univers suivie. Point.
C'est d'une simplicité évangélique.

https://forums.futura-sciences.com/p...ultaneite.html

...puisque le jumeau voyageur change de référentiel galiléen, ce que ne fait pas le jumeau sur Terre.

Il me semble avoir bien compris et expliqué.

[coussin]

Il me semble avoir bien compris.

Félicitations, vous avez alors compris la relativité d'Einstein !

[N738139]

Pourtant chacun d'eux ne voient pas des évènements synchronisés mais simultanés et peuvent se mettre d'accord sur un monde commun en ajustant leurs chronologies (compte tenu des distances et du signal).

Si vous êtes d'accord, c'est qu'on s'entend.

[coussin]

Pourtant chacun d'eux ne voient pas des évènements synchronisés mais simultanés et peuvent se mettre d'accord sur un monde commun en ajustant leurs chronologies (compte tenu des distances et du signal).

Je ne comprends rien à cette phrase. Trop compliqué...
Reprenez la mienne du message #4. On peut pas faire plus simple.

[N738139]

Synchronisé = simultané et en "même temps/fréquences mesurés"

Des temps différents ne peuvent pas être synchronisés.

[Nicophil]

On admet en général que la résolution du paradoxe est que le jumeau en mouvement a une mesure de son temps propre plus courte (donc on peut parler d'un référentiel au temps dilaté = celui en mouvement ou plutôt celui le plus perturbé par le mouvement).

Source ?? Pour ma part, je n'ai jamais rien lu de tel.

Si il y a dilatation du temps, n'est ce pas pour dire que les mesures ne sont pas identiques ?

Si le mouvement crée de la dilatation du temps pour un référentiel,

Je t'arrête tout de suite, le mouvement ne crée pas de dilatation du temps pour un système de datation.

[N738139]

Source ?? Pour ma part, je n'ai jamais rien lu de tel.


Je t'arrête tout de suite, le mouvement ne crée pas de dilatation du temps pour un système de datation.

Par là j'entend qu'un système de coordonnées X' (référentiel) en mouvement comptera le temps par intervalles plus petites que le système de coordonnées X (transformations de Lorentz). Un dt' (dans X') est plus court qu'un dt (dans X).

P.S. Mais vu depuis X' le temps propre paraît être le même (un dt' vu depuis X' est comme un dt vu depuis X, mais dt' est plus court que dt)

[mach3]

Il me semble que dès le départ Phys4 inverse simultanéité et synchronicité ?

Quand on parle d'horloges synchronisées, c'est sous-entendu au sens de la synchronisation d'Einstein-Poincaré, qui concerne deux horloges immobiles l'une par rapport à l'autre (champ de gravitation négligé) et qui est telle que si un signal lumineux prend une durée 2t (distance d/c entre les deux), vu de l'une ou l'autre horloge, pour faire l'aller-retour entre elle et la seconde, alors chaque horloge doit voir (dans le sens recevoir des rayons lumineux) l'autre retarder de t, et ce retard est constant.

Deux horloges en mouvement relatif ne sont pas synchronisables (sauf exception, en espace-temps courbe, dans certaines configurations particulières).

Si on considère (virtuellement) un réseau d'horloges immobiles les unes par rapport aux autres dans tout l'espace, toutes synchronisées suivant Einstein-Poincaré, ce réseau définit une datation, et donc une simultanéité. Au voisinage de tout évènement, il y aura une ligne d'univers d'une de ces horloges qui passe et cela permettra de le dater. Deux évènements possédant la même date suivant ce système de datation seront dits simultanés dans ce système de datation. Comme l'immobilité est relative, la simultanéité est relative : on peut toujours considérer un autre réseau d'horloge, de mêmes caractéristiques (immobilité des horloges relativement les unes aux autres, et synchronisation E-P), mais dont les horloges sont en mouvement relatif uniforme par rapport à celles du premier réseau. Cela formera un autre système de datation, incompatible avec le premier, et si deux évènements étaient simultanés dans le premier système de datation, il ne le sont pas nécessairement dans le second (sauf si le segment entre les deux évènements est orthogonal à la vitesse relative des horloges des deux systèmes).

Ces réseaux d'horloges définissent des référentiels inertiels. Il n'existe pas de tels réseaux, avec ces propriétés, pour les référentiel non inertiels.

Par là j'entend qu'un système de coordonnées X' (référentiel)

Référentiel et système de coordonnées sont des concepts différents. Les uns peuvent servir à définir les autres et inversement, certes, mais il y a une infinité de systèmes de coordonnées pour un même référentiel, et certains systèmes de coordonnées ne permettent pas de construire de référentiel.

De toutes façon comprendre ces deux concepts n'est pas utile pour comprendre la relativité restreinte sur le fond. De plus leur mauvaise compréhension est justement un obstacle à la compréhension de la relativité restreinte. Généralement, le problème se situe en amont, ces concepts n'étant même pas compris correctement dans le cadre de la mécanique classique, mais là, une mauvaise compréhension n'est pas trop préjudiciable, ce qui fait qu'on ne s'en rend pas compte avant de vouloir aborder la relativité restreinte.

Pour comprendre la relativité restreinte, il suffit de faire de la géométrie. Par deux évènements séparés temporellement passent une infinité de lignes d'univers, toutes de durées différentes, la plus longue étant celle qui est droite. C'est analogue à la géométrie euclidienne où par deux points passent une infinité de lignes, toutes de longueurs différentes, la plus courte étant celle qui est droite. Il n'y a que ça à comprendre dans le fond. Les référentiels, les systèmes de coordonnées, c'est bon pour faire des calculs une fois qu'on a compris le fond. Tant que le fond n'est pas compris, ces notions sont au mieux inutiles, au pire nuisibles.

m@ch3

[N738139]

Il me semble que dès le départ Phys4 inverse simultanéité et synchroniSATION ?

Effectivement j'ai mal lu et phys4 parle bien de deux horloges immobiles l'une par rapport à l'autre lorsqu'il évoque la synchronisation.

Il s'agit bien du "processus de synchronisation" que vous évoquez mach3. La synchronisation Einstein Poincaré ne fonctionne essentiellement que pour deux horloges immobiles l'une par rapport à l'autre. (Exemple simplifié, elles sont dans le même référentiel.)

Donc répondre à ma première question revient tout simplement à dire qu'il faut toujours parler de désynchronisation en relativité (à l'exception du cas où l'on souhaite régler deux horloges distantes dans le même référentiel, on parlera de processus)

Et vous refuserez surement de prétendre que la position du soleil entre altitudes est synchronisée de par cette incapacité à synchroniser des horloges en relativité, je comprends.

C'est analogue à la géométrie euclidienne où par deux points passent une infinité de lignes, toutes de longueurs différentes, la plus courte étant celle qui est droite.
m@ch3

Je veux bien visualiser deux lignes de différentes longueur reliant deux points. Mais dans la réalité ??? Une voiture en marche suit-elle vraiment une ligne d'univers plus courte que la route immobile (de trèèès peu) ??? Et à des vitesses proche de la lumière comment pourrait-on à la fois parcourir une petite distance pour le voyageur (qui regarde par le hublot une grande distance) et une grande distance pour le stationnaire (qui suit le voyageur faire une petite distance) ???

[Deedee81]

Salut,

Je veux bien visualiser deux lignes de différentes longueur reliant deux points. Mais dans la réalité ??? Une voiture en marche suit-elle vraiment une ligne d'univers plus courte que la route immobile (de trèèès peu) ??? Et à des vitesses proche de la lumière comment pourrait-on à la fois parcourir une petite distance pour le voyageur (qui regarde par le hublot une grande distance) et une grande distance pour le stationnaire (qui suit le voyageur faire une petite distance) ???

Attention à l'analogie.
Dans cette analogie, la distance euclidienne en question est spatiale.
Et la distance dans l'espace-temps est un intervalle relativiste.

D'autant qu'en relativité, les distances spatiales ne sont pas absolues. Si je mesure (avec une règle étalon) la distance entre deux points (immobiles l'un par rapport à l'autre, sinon, bonjour les complications. Deux bornes kilométriques par exemple). Et si un autre en mouvement fait la même mesure avec sa propre règle étalon. Alors les deux résultats en général seront différents.

[Nicophil]

La synchronisation Einstein Poincaré ne fonctionne essentiellement que pour deux horloges immobiles l'une par rapport à l'autre. (Exemple simplifié, elles sont dans le même référentiel.)

Elles sont dans le même référentiel ?

[mach3]

La synchronisation Einstein Poincaré ne fonctionne essentiellement que pour deux horloges immobiles l'une par rapport à l'autre. (Exemple simplifié, elles sont dans le même référentiel.)

Elles sont dans le même référentiel ?

Un référentiel n'étant pas un contenant dans lequel un objet peut être ou pas, on ne peut pas dire que deux horloges sont dans le même référentiel. Aucun sens. Peut-être une preuve supplémentaire de la mauvaise compréhension de ce concept par notre primo-posteur.
On peut dire, par contre, qu'elles sont immobiles par rapport au même référentiel galiléen, ou encore immobiles dans le même référentiel galiléen, ou encore, qu'elles ont la même vitesse par rapport à un même référentiel galiléen, ou la même vitesse dans un même référentiel galiléen. Avec une préférence pour "par rapport à", qui évite le "dans" qui donne l'idée fausse que l'horloge est "contenue" dans le référentiel, alors qu'on parle en fait du mouvement de l'horloge vu du référentiel.

Je veux bien visualiser deux lignes de différentes longueur reliant deux points. Mais dans la réalité ??? Une voiture en marche suit-elle vraiment une ligne d'univers plus courte que la route immobile (de trèèès peu) ??? Et à des vitesses proche de la lumière comment pourrait-on à la fois parcourir une petite distance pour le voyageur (qui regarde par le hublot une grande distance) et une grande distance pour le stationnaire (qui suit le voyageur faire une petite distance) ???

comme dit par deedee, il y a confusion entre longueur euclidienne de la route et longueur de la ligne d'univers de la voiture qui parcourt la route.

Au passage, la longueur euclidienne de la route, en tant qu'objet matériel, ne doit pas être confondue avec la distance qu'on parcourt en suivant cette route. La première est intrinsèque à la route, alors que la seconde dépend du référentiel. Dans le référentiel où la route est immobile, la distance parcourue sera bien sa longueur, mais dans le référentiel de la voiture, cette distance sera nulle (la voiture ne bouge pas par rapport à la voiture), dans le référentiel géocentrique ou héliocentrique, cette distance sera souvent bien plus grande (dans les 1600km dans le géocentrique si la route est près de l'équateur et est parcourue en environ une heure...). Je précise qu'il s'agit ici de relativité galiléenne, et que si ça ça pose problème, il vaut mieux éviter d'aller plus loin en relativité restreinte.

Ensuite, quand on parle de durée de ligne d'univers c'est entre deux évènements (point de l'espace-temps, invariants), pas entre deux lieux (points de l'espace, immobile d'un référentiel, donc dépendant du référentiel). Suivant le référentiel, la distance des lieux correspondants aux évènements considérés sera différente. Dans le référentiel de la voiture, les évènements de départ et d'arrivée se produisent au même lieu (dans la voiture), alors que dans le géocentrique, ces deux lieux sont distants d'un bon millier de kilomètres. On est toujours en relativité galiléenne là.

La durée d'une ligne d'univers entre deux évènements ne dépend donc pas de la distance entre les lieux qui correspondent aux deux évènements (vu que cette distance dépend du point de vue).

Maintenant la différence essentielle entre relativité galiléenne et restreinte :
-en relativité galiléenne, si je prend plusieurs lignes d'univers reliant deux évènements, elles font toutes systématiquement la même durée : le temps est absolu
-en relativité restreinte, si je prend plusieurs lignes d'univers reliant deux évènements, elles font généralement une durée différente : pas de temps absolu
Et on compare ici des durée mesurées entre les deux évènements (mesurées par des horloges qui parcourent ces lignes) pas la distance entre les lieux correspondants.

m@ch3

[N738139]

on ne peut pas dire que deux horloges sont dans le même référentiel. Aucun sens.
...
On peut dire, par contre, qu'elles sont ... immobiles dans le même référentiel galiléen.
m@ch3

Dans le fond, on est d'accord. (L'exemple est l'immobilité de deux horloges l'une par rapport à l'autre, je n'ai pas généralisé)

...

...

Sur le reste, OK pour des distances parcourues, mais que faites vous des distances vues (le fait que je vois le bout d'un stade et que je le parcours) qui sont le fondement de mon raisonnement ?

[mach3]

Sur le reste, OK pour des distances parcourues, mais que faites vous des distances vues (le fait que je vois le bout d'un stade et que je le parcours) qui sont le fondement de mon raisonnement ?

ce n'est pas du tout trivial. Il n'y a pas qu'une notion de distance, mais plusieurs, qui dépendent de la façon de mesurer la distance. En régime classique, il se trouve que toutes coïncident, mais ce n'est pas le cas en toute généralité. Parmi ces notions de distance, on peut citer la distance radar (d'après la durée d'aller-retour d'un signal), la distance angulaire (d'après la taille angulaire perçue d'un objet tout en connaissant sa taille réelle), la parallaxe (différence de position angulaire de l'objet par rapport à un arrière plan lointain en fonction du point de vue), la distance de luminosité (d'après la luminosité apparente d'un objet tout en connaissant sa luminosité réelle). Toutes ces mesures donnent les mêmes résultats si on mesure quelque chose qui ne bouge pas (ou vraiment très peu) et que l'espace-temps peut être approximé plat. Elles diffèrent dès qu'il y a mouvement relatif significatif et/ou courbure de l'espace-temps significative, à cause de divers effets d'aberration, Doppler, etc.

m@ch3

[N738139]

Je n'ai pas dit que c'était trivial.

Mais on peut se poser la question si le principe de relativité ne concerne pas également ce que l'on voit. Une infime différence de l'espace 3D qu'on voit permettrait de savoir dans quel référentiel on se trouve. Car ce qui est sûr, c'est que toutes ces données ne coïncident pas entre différents observateurs relativistes et des déformations apparaissent dès que l'on se met en mouvement, dans le cas contraire la trivialité s'expliquerait.

Difficile aussi de voir un mouvement effectif si l'intervalle de temps est très proche de 0. Comment parcourir des millions de km en pratiquement 0 secondes ???

Regardez aussi le nombre de "blocs déformés" que parcourt votre train dans les différentes vidéos qui expliquent de façon simple la relativité restreinte. Au final dans un référentiel le train a parcourut N bloc, dans l'autre Z ce qui est assez frustrant.

[mach3]

Mais on peut se poser la question si le principe de relativité ne concerne pas également ce que l'on voit.

Ben la réponse est évidente... déjà en relativité galiléenne (et même selon aristote) : ce que l'on voit est différent... selon le point de vue...

Une infime différence de l'espace 3D qu'on voit permettrait de savoir dans quel référentiel on se trouve.

si j'avais un buzzer j'appuierais dessus... ça n'a pas de sens.

Comment parcourir des millions de km en pratiquement 0 secondes ???

En mélangeant des mesures de distances et de durées qui ne sont pas faites par les mêmes observateurs par exemple...

Regardez aussi le nombre de "blocs déformés" que parcourt votre train dans les différentes vidéos qui expliquent de façon simple la relativité restreinte. Au final dans un référentiel le train a parcourut N bloc, dans l'autre Z ce qui est assez frustrant.

difficile de comprendre sans plus d'informations

m@ch3

[N738139]

Ben la réponse est évidente... déjà en relativité galiléenne (et même selon aristote) : ce que l'on voit est différent... selon le point de vue...

Je parle de l'espace 3D qu'on voit (la forme des objets ou une photo).

En mélangeant des mesures de distances et de durées qui ne sont pas faites par les mêmes observateurs par exemple...

Justement faut pas tout mélanger. ~0s et ~0m pour l'un ne correspond absolument pas à 1000s et 1000m pour l'autre.

difficile de comprendre sans plus d'informations

https://www.youtube.com/watch?v=JTaMfufMl1o
Ici on voit clairement le train passer 2bloc et 1bloc et demi pour l'autre. C'est clairement pas la même situation.

Dans e-penser, (https://www.youtube.com/watch?v=_4Af9UrWEtc)
il triche clairement avec la vitesse de déplacement du train et son temps n'est pas le même entre les 2 situations (le temps propre ou 1 seconde doit être identique !!!)

[N738139]

Et si dans les vidéos on tirait un laser dans le sens inverse de marche ???

[Archi3]

Il faut comprendre que quand on parle de synchronisation, ce n'est pas tant pour synchroniser "deux horloges" que pour synchroniser un référentiel. Cette opération est nécessaire (je pense contrairement à Mach 3 que c'est important d'y réfléchir ) car un référentiel au départ , c'est juste une fibration de l'espace temps en trajectoire temporelles x,y,z= cste (c'est à dire qu'on a défini le mouvement des horloges mais on ne les a pas encore réglées ) : pour compléter le système de coordonnées, il faut définir le temps de chaque horloge, et si on veut faire des mesures physiques de temps et de vitesse, il faut que ces indications soient synchronisées - c'est à dire avoir définir la simultanéité dans le référentiel qu'on a choisi.


Deux horloges ne peuvent etre synchronisées que si on les imagine comme immobiles dans un certain référentiel (à coordonnées spatiales constantes). Si on veut que ce référentiel soit galiléen (dans un espace temps sans gravitation), cela implique nécessairement que les horloges soient immobiles l'une par à l'autre. Il n'y a que dans ce cas qu'on peut les synchroniser sans ambiguïté. Si elles sont en mouvement relatif, il existe des référentiels non galiléens (déformables) où elles seraient toutes les deux "immobiles" (au sens à coordonnées spatiales constante mais bien sur pas à distance constante, donc plutot "comobile" en fait ) , mais la procédure de synchronisation ne marche alors pas de manière globale (elle peut etre définie localement mais pas globalement), donc elles ne peuvent pas être synchronisées "intrinsèquement".

[N738139]

horloge ou référentiel ou système de coordonnées, peu importe si on s'entend à ce que signifie l'immobilité par rapport à qqch.

Un observateur dans un bout d'espace 3D avec une horloge (indépendante de toute force) à partir d'un système de coordonnées suffisent à former un référentiel.

P.S.

Et si dans les vidéos on tirait un laser dans le sens inverse de marche ???

J'avais pas remarqué que la symétrie était sensée expliquer l'inverse.

[Archi3]

horloge ou référentiel ou système de coordonnées, peu importe si on s'entend à ce que signifie l'immobilité par rapport à qqch.

Un observateur dans un bout d'espace 3D avec une horloge (indépendante de toute force) à partir d'un système de coordonnées suffisent à former un référentiel.

un observateur inertiel dans un espace sans gravitation définit un unique référentiel galiléen, oui. Sinon c'est faux, il y a une infinité de référentiels dans lequel un observateur donné est immobile (ou deux observateurs).

[N738139]

un observateur inertiel dans un espace sans gravitation définit un unique référentiel galiléen, oui. Sinon c'est faux, il y a une infinité de référentiels dans lequel un observateur donné est immobile (ou deux observateurs).

Un référentiel n'est pas forcément galiléen. Sur terre j'ai mon propre référentiel.

[Archi3]

Un référentiel n'est pas forcément galiléen. Sur terre j'ai mon propre référentiel.

non... tu ne définis pas un unique référentiel, il y en a une infinité dans lequel tu es immobile.

[Amanuensis]

Un jour il faudra se pencher sur le sens «commun» de référentiel, le (ou les) sens auquel le terme est utilisé par la majorité des intervenants dans un forum de vulgarisation. Ce n'est pas facile à cerner (e.g., avoir un référentiel, être dans un référentiel, changer de référentiel, ...).

(Ce n'est évidemment pas le sens des physiciens, sens (en fait plusieurs) aisément définissable, puisque c'est des maths.)

[Archi3]

meme sans entrer dans les subtilités de la Relativité, juste en restant avec l'idée de référentiel rigide classique , il y en a déjà une infinité puisqu'en se plaçant à l'origine d'un repère, on ne spécifie pas sa rotation... (et ça pose ensuite un problème avec la synchronisation, voir l'effet Sagnac)

[N738139]

non... tu ne définis pas un unique référentiel, il y en a une infinité dans lequel tu es immobile.

Il y a plusieurs systèmes de coordonnées pour un observateur, mais il n'y a qu'un seul référentiel par observateur qui peut en changer dès qu'il change de contraintes. (Je t'invite à revoir le concept sinon.)