Dilatation du temps et avion zéro G

[Okabe]

Bonjour à tous,

En ce moment je me renseigne sur la déformation de l'espace temps par les forces gravitationnelles. J'ai étudié que plus la gravité est forte et plus le temps s'accélère.

Du coup dans un avion zéro gravité, je me demandais si un passager verrait son temps se ralentir quand il se trouve dans la phase d'apesanteur du voyage? Et de la meme manière lors de la remontée et de la descente si il subit 2G a cause de la vitesse, son temps se réaccélère et donc au final quand il revient au sol il n'est pas décalè par rapport a l'heure terrestre?

J'ai du mal à voir si c est plus la vitesse ou la gravité qui influe sur le temps dans ces cas là.

SI vous avez des éléments de réponse, même des expériences ou des recherches sur le sujet je serais tres interessé.

Merci beaucoup pour votre attention ! Je reste à l'écoute
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[Andrei2010]

Soyons bien précis sur les détails, pour partir sur des bases saines :

- Plus la gravité est forte, plus l'espace-temps est déformé, donc le temps ralentit.
- Plus la vitesse d'un objet est élevée, plus le temps propre de l'objet est lent.

Un peu de lecture ? https://fr.wikipedia.org/wiki/Dilatation_du_temps


Ensuite, dans les "avions zéro gravité" on n'est pas en apesanteur, mais on obtient un effet équivalent à celui de l'apesanteur grâce à une phase en vol parabolique. Si l'on avait fabriqué des dispositifs annulant la gravité dans les avions, on serait déjà en train de coloniser le système solaire grâce aux astronefs propulsés par l'antigravitation

Pour plus d'infos : https://fr.wikipedia.org/wiki/Vol_parabolique

[Mailou75]

Salut,

En ce moment je me renseigne sur la déformation de l'espace temps par les forces gravitationnelles. J'ai étudié que plus la gravité est forte et plus le temps s'accélère.

Non, il aurait tendance à ralentir au contraire. Mais attention, c'est ce que percevrait un observateur éloigné, sur place (localement) tout est toujours normal, tu ne verras pas ta montre ou les battements de ton cœur ralentir.

Du coup dans un avion zéro gravité, je me demandais si un passager verrait son temps se ralentir quand il se trouve dans la phase d'apesanteur du voyage?

Il semble que ce que tu appelles "phase d'apesanteur" soit l'apogée de la trajectoire. Dans ce cas, le voyageur est considéré comme un immobile à cette altitude : il peut voir ce qui est au dessus accéléré (blueshifté) et ce qui est en dessous ralenti (redshifté) mais, je le répète, pour lui tout est normal. D'ailleurs, les valeurs que tu donnes (multiples de G) sont tellement infimes qu'il ne voit rien, seules des horloges atomiques ultra précises verraient une variation. Note que toute trajectoire libre cad non accélérée (ejection initiale par exemple) est un cas d'apesanteur.

Et de la même manière lors de la remontée et de la descente si il subit 2G a cause de la vitesse, son temps se réaccélère et donc au final quand il revient au sol il n'est pas décalé par rapport a l'heure terrestre?

Nous avions mené des calculs il y a quelque temps (sur les trous noirs pour avoir quelque chose de mesurable, mais le principe est identique), la conclusion était que, dans un cas d'éjection (sans accélération continue), celui qui fait un aller retour dans le ciel retombera toujours plus jeune. Par exemple ici https://forums.futura-sciences.com/a...ml#post4472312 tu peux voir que pour un astre de masse solaire, de rayon Ro=6km et un aller retour à Rmax=24km le voyageur resterait synchronisé (globalement sur le long terme) avec un immobile à R'=12,6km, mais pas avec celui qui reste en Ro.

J'ai du mal à voir si c est plus la vitesse ou la gravité qui influe sur le temps dans ces cas là.

Les deux, le facteur de Lorentz lié à la vitesse en RR et l'effet Einstein en RG

[invite06459106]

Bonjour et bienvenue sur FS,

En cas de doute, oublie la réponse d'Andrei2010, c'est nawak, d'autant plus quand on se veut précis, on n'écrit pas ça:

Soyons bien précis sur les détails, pour partir sur des bases saines :

- Plus la gravité est forte, plus l'espace-temps est déformé, donc le temps ralentit.

Et encore moins ça:

- Plus la vitesse d'un objet est élevée, plus le temps propre de l'objet est lent.

Vu qu'il n'a acquis les bases, je te conseille de lire la réponse de Mailou75

[A voir en vidéo sur Futura]

[pm42]

Vu qu'il n'a acquis les bases, je te conseille de lire la réponse de Mailou75

En effet, la réponse de Maillou est claire et précise, et notamment il fait bien d'insister sur le fait que le temps ne "ralentit pas" ou "n'accélère pas" en temps que tel et que ces expressions sont trompeuses.

[Okabe]

Merci pour vos réponses.

Pour en revenir a l'avion zero G, si il y a un passager a l'interieur, est ce qu'il subit quand meme la deformation de l'espace temps liée a la gravité terrestre? Ou bien l'apesanteur annule la déformation, et donc permet une dilatation du temps au niveau de l'avion?

J'ai bien compris qu'a l'interieur on ne voyait pas de différence, je voulais poser la question dans le sens où on pourrait voir un décalage entre une horloge atomique au sol et une horloge atomique dans l'avion par exemple.

[jiherve]

Bonsoir
dans le Zero G le bonhomme est toujours soumis à l'accélération de la pesanteur terrestre mais aussi à une accélération de sens contraire induite par la trajectoire de l'avion, ce qui fait qu'ile pèse plus mais il reste dans le champ de pesanteur.
JR

[Gilgamesh]

Bonjour à tous,

En ce moment je me renseigne sur la déformation de l'espace temps par les forces gravitationnelles. J'ai étudié que plus la gravité est forte et plus le temps s'accélère.

Du coup dans un avion zéro gravité, je me demandais si un passager verrait son temps se ralentir quand il se trouve dans la phase d'apesanteur du voyage? Et de la meme manière lors de la remontée et de la descente si il subit 2G a cause de la vitesse, son temps se réaccélère et donc au final quand il revient au sol il n'est pas décalè par rapport a l'heure terrestre?

J'ai du mal à voir si c est plus la vitesse ou la gravité qui influe sur le temps dans ces cas là.

SI vous avez des éléments de réponse, même des expériences ou des recherches sur le sujet je serais tres interessé.

Merci beaucoup pour votre attention ! Je reste à l'écoute

Il y a un effet de relativité restreinte dû à la vitesse de l'avion, exactement comme dans un avion de ligne normal, et un effet de relativité générale dû à l'altitude de l'avion, à nouveau comme pour un avion de ligne normal, mais pas d'effet spécifique de l'apesanteur car le fait de parcourir une parabole au sein d'un champ de pesanteur ne vous soustrait pas à ce champs. Si les satellite GPS ont une horloge qui tourne légèrement plus vite qu'une horloge à la surface de la Terre c'est que le champ de pesanteur est plus faible à 20 000 km d'altitude.

[mach3]

Ensuite, dans les "avions zéro gravité" on n'est pas en apesanteur

Faux, pendant la phase de vol parabolique, on est autant en apesanteur qu'en orbite dans l'ISS : c'est le même état de chute libre.

Je n'ajoute pas de commentaire sur le reste, c'est déjà fait.

m@ch3

[Mailou75]

Re,

Pour en revenir a l'avion zero G, si il y a un passager a l'interieur, est ce qu'il subit quand meme la deformation de l'espace temps liée a la gravité terrestre? Ou bien l'apesanteur annule la déformation, et donc permet une dilatation du temps au niveau de l'avion?

Il ne faut pas tout mélanger.
- La déformation de l’espace temps et la gravité c’est la même chose, rien ne l’annule.
- Etre en apesanteur, c’est ne ressentir aucune accélération. Si tu es dans une fusée qui accélère tu seras collé a l’arrière, si elle tourne (accélère sur les cotés) tu sera projeté sur les cotés, tu as du faire l'expérience en voiture... c’est ça l’accélération. En chute libre ou en orbite, tu ne ressent rien, tu n’es pas accéléré, on dit que tu vas «en ligne droite dans un espace temps courbe». Dans une station en orbite ne ressent pas de force centrifuge car tout «tombe en même temps».
- Il n’y a pas de déformation locale du temps ou de l’espace, ce ne sont que des «illusions» entre observateurs distants en RG ou en mouvement relatifs en RR.

J'ai bien compris qu'a l'interieur on ne voyait pas de différence, je voulais poser la question dans le sens où on pourrait voir un décalage entre une horloge atomique au sol et une horloge atomique dans l'avion par exemple.

Déjà répondu, je t’ai link un graph, je peux te trouver les formules si tu veux. Ce que ça dit c’est que si une puce s’amuse à sauter sur place sur une étoile à neutron alors que sa jumelle reste au sol, alors la sauteuse sera de plus en plus jeune, sur le long terme... Dans le détail :
- au point haut de sa trajectoire elle est considérée comme immobile, elle voit sa soeur ralentie/rouge (redshift)
- en phase d’ascension elle la voit redshiftée du fait de sa vitesse d’eloignement et du fait qu’elle soit en dessous
- en phase chute c’est un mélange qui passe par un point d’equilibre : redshiftée car en dessous mais blueshifté car en vitesse d’approche (au départ red car loin en dessous et sans vitesse, a la fin bleu car grande vitesse et altitude égale)
Le fait est que sur le long terme le red l’emporte et chaque rencontre elles peuvent comparer leur montres et constater que la sauteuse vieillit moins vite.

Tu noteras la contradiction entre l’illusion a distance et le réel effet physique mesurable. C’est une question de chemin dans l’espace temps, on pourra t’en reparler

Bon courage et bienvenu

[Mailou75]

Si les satellite GPS ont une horloge qui tourne légèrement plus vite qu'une horloge à la surface de la Terre c'est que le champ de pesanteur est plus faible à 20 000 km d'altitude.

Pas que.. c’est aussi parce qu’en étant loin il tourne lentement. Il existe pour n’importe quel astre un point d’équilibre à 1,5R (si R est le rayon de l’astre, orbite circulaire). En dessous la RR l’emporte car il va vite à un faible écart d’altitude (c’est le cas de Hubble) et au dessus la RG l’emporte car il va lentement à haute altitude (c’est le cas des GPS). Un voyageur en orbite à 1,5R a une montre qui bat à la même vitesse qu’à la surface en R (en temps propre forcément et pour une comparaison à tout moment). Pourquoi on parle surtout des GPS ? Parce qu’une seconde d’écart c’est 300.000km d’erreur sur la carte

[mach3]

Un bon fil à lire sur le sujet :

https://forums.futura-sciences.com/p...t-gravite.html

m@ch3

[Okabe]

Merci pour vos explications, j y vois un peu plus clair. Tres interessant ton lien mailou il y a un sacré debat sur la gravité ^^

"Il n’y a pas de déformation locale du temps ou de l’espace, ce ne sont que des «illusions» entre observateurs distants en RG ou en mouvement relatifs en RR."
je crois que c est ce qui répond au point qui me bloquait le plus, je te remercie.

[Mailou75]

Re,

Merci pour vos explications, j y vois un peu plus clair. Tres interessant ton lien mailou il y a un sacré debat sur la gravité

C'était pas moi

"Il n’y a pas de déformation locale du temps ou de l’espace, ce ne sont que des «illusions» entre observateurs distants en RG ou en mouvement relatifs en RR."
je crois que c est ce qui répond au point qui me bloquait le plus, je te remercie.

De rien. Note quand même la contradiction, si tu laisses pendant un moment deux jumeaux à deux altitudes différentes puis que tu les réunis ensuite, il y aura bien une différence d’age, ce n’est pas qu’une illusion (c’est une question de chemin dans l’espace temps)

[Deedee81]

Salut,

De rien. Note quand même la contradiction, si tu laisses pendant un moment deux jumeaux à deux altitudes différentes puis que tu les réunis ensuite, il y aura bien une différence d’age, ce n’est pas qu’une illusion (c’est une question de chemin dans l’espace temps)

+1 il ne faut pas confondre illusion avec hallucination, effets apparents, effets de perspective géométrique....

Je compare souvent la dilatation du temps à la parallaxe. Mais bien que purement géométrique, l'effet est bien réel.
(ici la géométrie concernant l'espace-temps et non l'espace seul)

Tout comme un mirage peut te griller la rétine si tu fixes un peu trop (mirage n'est pas hallucination, enfin, sauf ceux du capitaine Hadock dans le crabe aux pinces d'or )

[Andrei2010]

Faux, pendant la phase de vol parabolique, on est autant en apesanteur qu'en orbite dans l'ISS : c'est le même état de chute libre.

Il faut bien lire ce à quoi l'on répond, histoire de ne pas contredire à côté. Ici, on a utilisé le mot "apesanteur" dans le sens "absence de gravité", alors que l'on l'utilise plutôt pour définir l'absence d'accélération.

Si tu veux dire que les avions zéro g font disparaître la gravitation, faudra nous expliquer en quoi le vol parabolique annule la déformation de l'espace-temps Pour rappel, j'avais dit que le vol parabolique annule l'effet de la gravitation... Bref, le pinaillage, c'est comme la pompe à vide des shadoks.

[Mailou75]

Ça sent le quiproquo... rien n’annule l’effet de la gravitation.

- Couper les moteurs en pleine ascension fait que l’avion est en apesanteur (non accéléré)
- Il adopte alors une trajectoire parabolique (elliptique en fait) à cause de la déformation de l’espace temps (c’est une géodésique, en abscence de gravité il irait tout droit)

[Gwinver]

Bonsoir.

- Couper les moteurs en pleine ascension fait que l’avion est en apesanteur (non accéléré)

En fait, l'avion garde un peu de poussée pour compenser les effets du freinage aérodynamique.

[Andrei2010]

Pour une fois je suis tout à fait d'accord avec Mailou

J'aurais dû dire que le vol parabolique donne l'illusion d'annuler l'effet de la gravitation. Ainsi, ç'aurait été plus cohérent avec mon 2e paragraphe tout en évitant une 2e controverse d'ordre sémantique (la 1e portant sur les sens précis des mots apesanteur et gravité).

[mach3]

Bon, on va mettre les choses au clair.

Le primo-posteur parle de "zero gravité" dans le cadre d'un vol parabolique. C'est une erreur.
Le primo-posteur n'utilise pas le mot apesanteur. Il aurait dû.
Compte-tenu de la question posée, on peut jauger le niveau de connaissance du primo-posteur et l'excuser pour le mauvais usage des termes. Faire des erreurs fait partie de l'apprentissage.

Andrei2010 répond que dans les avions "zero gravité" (reprenant donc le terme du primo-posteur sans le corriger) on n'est pas en apesanteur. Cette affirmation est fausse. Dans un avion zero G on est en apesanteur, ce qui ne doit pas être confondu avec une absence de gravité.

Gravité et pesanteur sont deux notions bien distinctes. La première dépend du lieu (tenseur de Riemann). La seconde de l'état de mouvement (symboles de Cristofell), peu importe le lieu.
On peut avoir de la pesanteur sans gravité ou plutôt en gravité négligeable (dans une fusée en accélération loin de tout dans l'espace)
On peut avoir de la gravité sans pesanteur (chute libre, c'est à dire mouvement orbital ou balistique).

Il est essentiel d'utiliser les mots de vocabulaire à bon escient, surtout quand on est le premier à répondre à une question de quelqu'un qui ne connait pas bien le sujet. Le but est d'aider le demandeur, pas de le mettre dans la confusion en faisait celui qui sait.

m@ch3

[Andrei2010]

Il est essentiel d'utiliser les mots de vocabulaire à bon escient

Toute la difficulté de l'exercice est là. Le commun des mortels baigne dans la vulgarisation superficielle (voir mauvaise) et les approximations sémantiques y sont légion.

On dit que les planètes tournent autour du soleil (ce qui est vrai en 1e approximation, puisque le soleil est à l'intérieur de leur orbite) mais en réalité elles tournent autour du barycentre du système solaire.
On dit aussi que la gravitation attire, parce que Newton a marqué l'esprit du citoyen lambda bien plus qu'Einstein, et puis parce que la gravitation se comporte comme une force à petite échelle ; alors que en réalité, un objet glisse sur les géodésiques de l'espace-temps au lieu d'être attiré comme un clou par un aimant.

Il faudrait peut-être ajouter un appel à la discipline sémantique en en-tête de chaque chapitre du forum