Problème d'approche pratique de la relativité restreinte.

[Newtonien]

Bonjour, ma question porte sur la relativité et plus précisément sur les référentiels galiléens:

Un vaisseau se déplace à une vitesse proche de la célérité de la lumière, le temps mesuré or du vaisseau est donc supérieure au temps mesuré à bord.
En regardant par un hublot les passagers du vaisseau vont donc voir le monde extérieur comme accéléré.
En principe les gens de l'extérieur devraient voir l'inverse au travers du hublot, c'est à dire des passagers au ralentis, ce qui me mène à un paradoxe: Le vaisseau fait lui aussi parti du référentiel des passagers, alors pourquoi ne serait-il pas lui aussi perçu comme ralentis d'un point de vus extérieur ? Ce qui en soit est absurde puisque cela voudrait dire que plus un objet est rapide plus il avance lentement...

Pourriez-vous m'expliquer où se situe mon erreur ? Merci.
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[soliris]

... cela voudrait dire que plus un objet est rapide plus il avance lentement

Pour pouvoir percevoir le vaisseau, avant de regarder à travers le hublot, il faudrait qu'il tourne autour d'un observateur -situé par exemple à une seconde/lumière- qui tournerait lui aussi sur lui-même (donc à la vitesse de 1 tour/ (une seconde x 2 "pi"), ce qui est relativement "cool").
Qui connaît la grandeur que prendrait le vaisseau, avant de parler de la "lenteur" ou de la "rapidité" de son mouvement ?

[Mailou75]

Salut,

En regardant par un hublot les passagers du vaisseau vont donc voir le monde extérieur comme accéléré.

Non, ils le voient ralenti. Tout est réciproque en relativité restreinte.

En principe les gens de l'extérieur devraient voir l'inverse au travers du hublot, c'est à dire des passagers au ralentis, ce qui me mène à un paradoxe

C’est juste, pas de paradoxe pour autant.

Ce qui en soit est absurde puisque cela voudrait dire que plus un objet est rapide plus il avance lentement...

Ce qui se passe à bord est ralenti mais l’objet lui même ne l’est pas.

[Newtonien]

Bonjour merci de votre réponse.

Mais si les passagers voient également le monde extérieure au ralentis cela signifie que, de leurs point de vus, une horloge située en extérieure compterais moins de de temps qu'une horloge en intérieure... Donc que le temps passerait plus vite pour eux que pour ceux de dehors. Pourtant d'après ce que j'ai lu de la relativité un passager de retour de son voyage devrait avoir moins vieillis qu'une personne extérieure ? Vous dites qu'il y as réciprocité mais d'après ce "paradoxe des jumeaux" il semblerait qu'au moment ou les passagers quittent leur vaisseau l'un des deux référentiels prennent le dessus puisque ce sont eux qui ont le moins vieillis et pas l'inverse ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[pm42]

Pourtant d'après ce que j'ai lu de la relativité un passager de retour de son voyage devrait avoir moins vieillis qu'une personne extérieure ? Vous dites qu'il y as réciprocité mais d'après ce "paradoxe des jumeaux" il semblerait qu'au moment ou les passagers quittent leur vaisseau l'un des deux référentiels prennent le dessus puisque ce sont eux qui ont le moins vieillis et pas l'inverse ?

Il faut lire tout ce qui a été écrit ici et sur de nombreux sites dont Wikipedia pour comprendre le paradoxe des jumeaux. Notamment le fait que la situation n'est pas symétrique contrairement au cas que tu as décrit.

[Mailou75]

Vous dites qu'il y as réciprocité mais d'après ce "paradoxe des jumeaux" il semblerait qu'au moment ou les passagers quittent leur vaisseau l'un des deux référentiels prennent le dessus puisque ce sont eux qui ont le moins vieillis et pas l'inverse ?

Tant qu'on a deux observateurs en mouvement rectiligne uniforme, tout est réciproque. Le paradoxe des jumeaux parle de demi tour cad que l'un des jumeaux va être accéléré. Celui qui est inertiel va "en ligne droite dans l'espace temps" entre les évènements de départ et d'arrivée. Celui qui fait demi tour a une ligne brisée (accélérée instantanément). La ligne droite est "le chemin le plus long en temps" entre deux évènements, tout détour raccourcira le temps propre, c'est le cas pour le voyageur.

[franckcolvert]

Merci pour cette réponse qui reprend, effectivement, les explications données sur le paradoxe des jumeaux de Langevin sur de nombreux sites. Toutefois, j'avoue que cette explication me laisse un peu sur ma faim: qu'est-ce qu'on veut dire exactement quand on dit que le jumeau qui fait l'aller/retour sera plus jeune que l'autre à son retour sur terre du fait qu'il a fait demi-tour et donc n'a pas suivi tout du long un mouvement rectiligne et uniforme? Je comprends l'explication d'un point de vue mathématique mais pas son sens phyisque. Pour faire comprendre la relativité, on dit souvent que le temps dépend du référentiel dans lequel on le mesure, " de la même manière que la taille d'un objet varie en fonction de la distance à laquelle on se trouve de cet objet".
Autrement dit, le temps est une notion relative comme la distance est une relation relative.
Cependant, cette analogie a ses limites: lorsque je me rapproche de l'objet, il reprend sa taille initiale, tandis que les jumeaux de Langevin, eux, ne retrouvent pas le même âge (leurs temps propres se sont désynchronisés). Comment expliquer cette différence?

[Mailou75]

Salut,

Comment expliquer cette différence?

Pas facile comme question... elle revient à demander pourquoi la relativité est juste. Oublie le parallèle avec la perspective, c’est hors sujet (jeu de mots involontaire)

Tu peux «calculer» les décalages via les formules (transformations de Lorentz) ou les «représenter» dans des repères espace-temps (diagrammes de Minkowski) et si tu es prêt à oublier ce que tu crois savoir, alors tu verras que c’est assez simple, mathématiquement et encore plus géométriquement. Les justifier c’est autre chose...

La relativité restreinte n’est que la mise en application du principe simple (et évident une fois qu’on le sait) qui dit que la lumière va à «c» quel que soit l’observateur. De fait, dès qu’on commence à mettre un mec dans un train et à additionner les vitesses y’a un problème...

La seule solution est qu’un objet en mouvement sera compressé dans le sens du mouvement et aura un temps ralenti, pour un observateur statique (c’est un peu plus complexe mais le résultat est là). C’est sûr que les premières conclusions ont du faire douter Albert, mais il est resté droit dans ses bottes.

Bon, y’a quand même des mecs qui avaient oeuvré avant lui, notamment Maxwell qui avait fait les trois quarts du boulot ou Poincaré qui avait la relativité sur le bout de la langue... Restait à poser l’hypothèse osée que le temps n’est pas le même pour tous, un seul a eu l’audace ! Et son ancien prof de maths, Minkowski, se l’est mordue. La langue... enfin, je crois

Bref, si tu poses que la lumière a une vitesse identique dans tous les référentiels, tu obtiens la relativité restreinte. De là, de «faux paradoxes», comme Langevin, qui sont surtout les vérités surprenantes d’une physique tout à fait réelle.

Si je suis à coté de la plaque tu le dis...