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Voyage relativiste
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Ven 2 Déc 2011 18:13
Message Voyage relativiste
Je poste ce lien maintenant, pour ne pas oublier plus tard.

C’est une petite histoire, passionnante ou ennuyeuse, selon les points de vue. Je ne peux pas la citer directement, parce que les droits d’auteur de l’article l’interdise, alors je ne fait qu’une présentation et donne le lien juste à la suite.

Les voyages à grandes vitesses, surtout à des vitesses s’approchant de la vitesse de la lumière, ne serait-ce qu’à 10% de celle-ci, donne lieu à deux phénomènes.

Le premier, vous le connaissez déjà, est l’élongation du temps perçu par les personnes voyageant à cette vitesse, comparé au temps perçu par des gens ne déplaçant qu’à petite vitesse, comme sur la Terre qui ne bouge pas si vite.

Le second, moins connu, est le facteur de Lorentz, qui en plus d’être responsable du ralentissement apparent du temps décrit ci-dessus, est aussi responsable de la non-additivité des vitesses. Pour être plus clair, des petits malins pensent que si depuis un vaisseau voyageant à 60% de la vitesse de la lumière, on lance vers l’avant un objet propulsé à la même vitesse, on aura un objet qui ira plus vite que la lumière, se trompent : plus on approche de la vitesse de la lumière, et moins les vitesses s’additionne. Dans ces conditions de très grandes vitesses, deux vitesses combinées font une vitesse plus petites que la somme des deux vitesses.

En mettant en œuvre ce facteur de Lorentz dans un tableur, quelqu'un s’est amusé à imaginer le journal de bord d’un vaisseaux partant de la Terre, en accélérant à 1G. Cela signifie que l’accélération produit une pesanteur artificielle comparable à celle de sur Terre, et que à son départ, le vaisseau augmente sa vitesse de 9.8m/s à chaque seconde qui passe.

Je vous laisse maintenant lire ce journal de bord imaginaire : Accélération : Journal de bord d’un voyage relativiste (drgoulu.com). Par Dr. Goulu (un pseudonyme, j’imagine), le 9 août 2004.


P.S. Il y aura peut-être un topic sur le forum un de ces jours, à propos du facteur de Lorentz.

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Sam 3 Déc 2011 01:06
Message Re: Voyage relativiste
Très amusant, le texte. Et en supposant la chose possible, probablement exact aussi. Seul "détail" : ne pas oublier que le temps gagné sur celui de la Terre pendant la moitié du voyage, sera très exactement compensé par la perte de temps qui s'observera pendant la phase de décélération. Ce qui fait qu' à l'arrivée, les pendules de la fusée et celles de laTerre se seront à nouveau synchronisées. La "petite différence" qui pourrait subsister ne sera en fait due qu'aux vitesses respectives du Soleil et de l'étoile de destination, chacune entraînant sa propre planète.

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Sam 3 Déc 2011 11:43
Message Re: Voyage relativiste
harratch a écrit : 
ne pas oublier que le temps gagné sur celui de la Terre pendant la moitié du voyage, sera très exactement compensé par la perte de temps qui s'observera pendant la phase de décélération. Ce qui fait qu' à l'arrivée, les pendules de la fusée et celles de laTerre se seront à nouveau synchronisées.

Elles seront à nouveau synchrones dans leur tic-tac (elles avanceront à la même vitesse), mais elles ne seront pas à la même heure, celle du vaisseau des voyageurs, restera bien en retard par rapport à celle de la Terre, parce que à aucun moment elle n’aura tourné plus vite que celles de la Terre jusqu'à les rattraper.

Il n’y a pas de petite différence, elle restera grande.

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Sam 3 Déc 2011 12:09
Message Re: Voyage relativiste
Hum, je n'en suis pas si sûr que cela. Mais je vais vérifier et revenir en parler avec toi. Ce qui me pose problème en l'occurrence c'est le fait que si l'on prend comme référence non plus l'étoile de départ et celle d'arrivée, mais le vaisseau spatial lui-même, alors les passagers verront le Soleil s'éloigner de plus en plus vite et l'étoile de destination s'approcher d'eux dans le même rapport. On pourrait donc les considérer comme immobiles et ne ressentant plus ni accélération, ni décélération. Alors des horloges posées aux deux extrémité du voyage indiqueraient-elles la même heure ?
En toute logique, si c'est le fait d'accélérer qui contracte le temps, celui de freiner devrait le dilater. Mais je te concède que la logique devient boiteuse dès que l'on accepte de se placer dans le cadre de ces physiques un peu mystérieuses. Je reste persuadé qu'un de ces quatre, un physicien nous sortira un correctif à la relativité, et remettra.... les pendules à l'heure.

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Sam 3 Déc 2011 12:48
Message Re: Voyage relativiste
harratch a écrit : 
En toute logique, si c'est le fait d'accélérer qui contracte le temps, celui de freiner devrait le dilater.

Justement non, ce n’est pas l’accélération qui a cet effet, mais la vitesse, comparée à la vitesse des gens sur Terre.

Pour que les horloges du vaisseau rattrapent celles de la Terre, il faudrait qu’à un moment elles tournent plus vite que celles de la Terre. Comme la décélération n’accélère pas le temps, ça ne se produira pas comme ça. En décélérant, ils vont ralentir, et en ralentissant, la vitesses de leurs horloges va progressivement s’accélérer, jusqu'à aller à la même vitesse que celles de sur Terre, mais jamais plus vite, et elles ne les rattraperons pas.

Je crois que si tu demande ailleurs, tu aura la même remarque, qu’il ne faut pas confondre la vitesse et l’accélération, et ne pas attribuer à l’une les effets de l’autre.

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Sam 3 Déc 2011 16:45
Message Re: Voyage relativiste
Harratch, je ne peux pas écrire la formule ici, parce que je n'ai pas encore ajouté MathML au forum, mais Wikipédia ne dit pas le contraire : Lorentz factor (la version anglaise, parce qu’il semble y avoir un quiproquo sur la page en français).

À aucun moment l’accélération n’apparait, ce facteur ne dépend que de la vitesse, la vitesses par rapport à celle de la lumière. Évidement, si il y a accélération, il y a variation de la vitesse, et donc variation du facteur de Lorentz, mais ce n’est pas l’accélération qui donne la valeur de ce facteur, seulement la vitesse instantanée.

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Sam 3 Déc 2011 17:42
Message Re: Voyage relativiste
Bien sûr. Cela fait plus de cent ans que de ci de là on évoque ce fameux problème. Mais manque de chance : tout le monde l'a admis, les expériences et les mesures montrent que le phénomène est bien réel, mais .... quoique l'on dise, cela me chiffonne. Rien à faire, pour moi, c'est pas clair. Et pour ma défense, je me rabat sur l'impossibilité qu'aucun être humain n'a encore pu franchir : définir ce que peut bien être le temps. De Platon à St Augustin en passant par tous les philosophes qui s'y sont risqués, nul n'a encore trouvé une définition qui satisfasse tout le monde. D'ailleurs, par jeu, essaie de t'en trouver une toi même et tu verras que tu ne trouvera rien qui puisse s'écrire sans que dans ta définition tu utilises un mot ou un concept qui ne soit pas lui même évocateur du temps.
Ainsi Platon affirme que le temps, c'est la mesure .... de la vitesse. Mais voilà dans "vitesse" .... il y a déjà la notion de temps. Et St Augustin disait : Si personne ne me pose la question, je sais ce qu'est le temps. Si on me le demande, je ne sais plus quoi répondre. Alors on se rabat sur le sempiternel le temps n'existe pas : le présent glisse instantanément dans un passé qui n'est plus et le futur n'est pas encore là.
Bref, pas moyen de s'en sortir.
Alors quelque soit la foi que j'accorde à une démonstration mathématique, la présence en son sein de ce putain de t me rend chèvre.

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Sam 3 Déc 2011 18:04
Message Re: Voyage relativiste
Oops,

Je ne soupçonnais pas que partirait en question philosophique, je pensais à la physique. La physique peut faire des mesures sur le temps et les prédire, sans savoir ce qu’est la nature profonde du temps. Oui, je sais, c’est frustrant, mais c’est comme ça, jusqu'à notre époque au moins.

Pour revenir à la question terre-à-terre, est pas philosophique pour deux cents, quand on envoi se balader un truc dans l’espace, et qu’il revient, on constate un retard de son horloge. Elle n’accélère pas quand le truc revient sur Terre.

Ça c’est ce qu’on mesure; après, ce qu’est la nature du temps, c’est une autre histoire. Alors peut-être qu’on s’égare sur la nature des horloges elles-mêmes et de ce que l’on mesure avec elles, l’avenir le dira, et avec un peu de chance, on pourra compter sur toi pour faire un résumer.

harratch a écrit : 
ce putain de t me rend chèvre.

N’y pense pas plus que nécessaire alors. L’inspiration viendra en son temps (eh zut, il revient encore).

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Dim 4 Déc 2011 16:27
Message Re: Voyage relativiste
harratch a écrit : 
Alors quelque soit la foi que j'accorde à une démonstration mathématique, la présence en son sein de ce putain de t me rend chèvre.

Tiens, voilà de la lecture pour toi : Et si le temps n’existait pas ?. Par Thierry Lombry (informaticien et astrophysicien).

Je ne ferai que survoler, je te laisse le soin d’aller plus loin.

-- EDIT -- Finalement je lis tout. En page 2, il y a quelque chose qui va t’interpeller j’imagine, et qui semble cohérent.

Citation : 
Si vous visitez un jour l’Institut des Poids et Mesures de Paris, l’Observatoire de Belgique à Uccle ou l’Institut National des Standards et de Technologie (NIST), à Boulder, aux États-Unis, qui ont notamment pour tâche de définir l’heure avec une précision "atomique", ne leur dites jamais quelque chose du genre "votre horloge mesure le temps avec précision". Ils vous diront invariablement : "Nos horloges ne mesurent pas le temps"... Ils vous désorienteront tout à fait quand ils vous diront : "Non, le temps est défini par ce que mesurent les horloges". La différence est subtile, mais c’est la réalité.


-- EDIT 2 --

Désolé pour la longueur de cette citation, c’est que pour que la phrase surlignée en gras soit compréhensible, il est nécessaire de citer ce qui la précède.
Citation : 
Rovelli, qui défend la thèse de l'univers intemporel, considère que les "Gardiens du Temps" ont raison. De plus, leur point de vue est compatible avec l'équation de Wheeler-DeWitt. "On ne voit jamais le temps", fait remarquer Rovelli. "Nous voyons seulement son effet dans nos montres. Si vous dites que cet objet bouge, vous voulez en fait dire que l'objet est à tel endroit quand l'aiguille de votre montre est ici, et ainsi de suite. Nous disons que nous mesurons le temps avec une montre, mais nous ne voyons jamais que les aiguilles d'une montre, pas le temps lui-même. Et les aiguilles d'une montre sont des variables physiques comme n'importe quelle autre. Aussi, dans un sens, nous trichons, car ce que nous voyons réellement ce sont des variables physiques, elles-mêmes fonction d'autres variables physiques, mais nous nous les représentons comme si tout évoluait dans le temps".

"En ce qui concerne l'équation de Wheeler-DeWitt, nous devons arrêter de jouer à ce jeu", nous dit Rovelli. "Au lieu d'introduire cette variable fictive qu'est le temps, qui n'est pas observable en soi, nous devrions simplement décrire les relations entre les variables. […]"

Là, tout à fait d’accord, et je trouve cette citation géniale. C’est la manière dont je m’explique la physique moderne, et même aussi la relativité ou l’expansion de l’univers : des relations entre des variables.

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Mer 7 Déc 2011 00:55
Message Re: Voyage relativiste
À l’intention de Harratch principalement (sinon j’aurais ouvert un nouveau sujet).

Paradoxe EPR : des signaux plus rapides que la lumière ?
Le lien ci-dessus a écrit : 
L’espace et le temps ne sont pas pour autant des illusions, mais les images que nous avons de la réalité avec ces concepts sont des approximations trompeuses, bien que justes dans un certain domaine de notre expérience. Une conclusion déjà atteinte par Platon, Kant et les philosophes hindous avec la notion de « Maya », […]

Ben voilà, si tu voulais des pistes philosophiques dont des signes indiquent qu’elles peuvent tenir la route, tu en as. Et moi je viens de découvrir qu’il y en a, ce qui me surprends. Toi tu semblais le soupçonner déjà depuis longtemps.

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