Dilatation du temps ?

Bonjour à tous,

Je viens de me plonger depuis peu dans la théorie de la relativité restreinte et générale et j'ai un peu de mal à la comprendre. Nottament la partie qui parle de la dilatation du temps.

D'aprés ce que j'en ai lu ou entendu, si une navette spaciale partait pour un voyage d'un an à la vitesse de la lumière, au retour sur terre, les occupants de la navettes aurait vieillit d'un an seulement et ceux de la terre de vingts ans.

Je dois vous dire que pour moi ça n'a pas de sens et j'aimerais bien que quelqu'un puisse m'explique ça.

Merci à tous d'avance pour votre aide.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Relativit%C3%A9_restreinte#Dilatation_des_dur.C3.A9es

Merci pour le lien mais y a toujours quelque chose que je ne saisi pas.

C'est dit dans le lien que tu m'as donné : "(les horloges terrestres doivent tourner γ secondes, donc plus d'une seconde, avant de voir l'horloge de la fusée tourner d'une seconde)".
Pour ça je suis d'accord, la lumière met un certain temps avant d'arriver aux observateurs terrestres donc ils voient l'heure de l'horloge de la fusée décalé par rapport à leur horloge. Mais pour moi le temps reste le même pour tous les observateurs. Moi je comprend par "Dilatation du temps", "Interprétation du temps à un instant t grace à la lumière".

Et c'est donc le paradoxe des jumeaux que je ne comprend pas.
L'un s'en va en fusée j1 à la vitesse de la lumière et l'autre reste sur terre j2. Les deux frères se voient s'éloigner l'un de l'autre et viellir moins vite (ça ok puisque pour j1 par ex, il va aussi vite que les rayons de lumière que j2 réfléchit, il a d'ailleur l'impression que le temps s'arrête pour j2 si sa vitesse et celle de la lumière).
Aprés 1 an, j1 décide de faire demi tour. Imaginons qu'il s'arrete net avant de repartir en sens inverse ! Là il voit j2 comme il l'a quitté il y a un an puisque la lumière de j2 ne fait plus la course égalitaire avec j1.

Mais un an c'est écoulé, les rayons de j2 à l'instant ou j1 s'arrete partent tout juste de la terre, ils leurs faudra un an avant d'arriver à j1 au point ou il c'est arrété.

Maintenant, et c'est la que je ne comprend pas, j1 repart vers la terre à la vitesse de la lumière. Il lui faudra donc un an pour revenir sachant que lui voit au moment du retour, la lumière de j2 il y a un an. Il va donc en un an de voyage en faire deux d'aprés ce que la lumière lui montre.

En faite en un an de voyage, il va voir deux ans de vie de j2, comme un film qu'on accélère mais pas pour autant être plus ou moins vieux. D'ailleur s'isl avaient eu chacun une horloge mécanique synchronisé au départ (date + heure). au retour de j1, les horloges aurait indiqué le même temps. C'est uniquement l'interprétation de la lumière à un instant t qui est en cause, pas le temps .

Voila comment moi je le comprend mais la théorie des jumeaux dit que : "Au final, c'est celui qui a fait l'aller-retour dans la fusée qui a vieilli moins vite que celui qui est resté sur Terre.".

Donc si quelqu'un pouvait m'éclairer, ça serait simpa !

Merci d'avance à tous !

La célérité de la lumière dans le vide est constante, et reste la même pour tous les observateurs. Le temps et l'espace, eux, ne sont pas absolus, ils dépendent des observateurs.

Dans le cas des satellites GPS, la relativité est une réalité.

Un objet qui se déplace par rapport à un autre a un temps propre qui est ralenti par rapport au temps mesuré par l'observateur au repos.

Par exemple, une des deux sondes Pioneer (Pioneer 10) a une vitesse de 12 km/s par rapport à la Terre. Elle voyage dans l'espace depuis 1972, soit depuis 39 ans.

Le temps écoulé pour la sonde Pioneer 10 est de (1 - ((12 000 / 299 792 458)^2))^0.5 = 0.999999999 par rapport au temps écoulé sur Terre (= 1).

Ainsi, si exactement 39 ans (c'est-à-dire 14245 jours) se sont écoulés sur Terre, il se sera écoulé un peu moins de temps sur Pioneer 10 (il manque environ 1,23 seconde).

En ce qui concerne l'anomalie Pioneer (à ne pas confondre avec la théorie de la relativité), il s'agit d'une décélération faible de la sonde.

Mon calcul indique qu'après avoir parcouru 8,7 années-lumière environ au bout d'un voyage de 435 076,7 années, la sonde Pioneer 10 commencera théoriquement à se rapprocher du soleil (si bien sûr il n'y a pas d'étoile proche dont l'attraction est plus forte que l'anomalie Pioneer).

Citation :

Le temps écoulé pour la sonde Pioneer 10 est de (1 - ((12 000 / 299 792 458)^2))^0.5 = 0.999999999 par rapport au temps écoulé sur Terre (= 1).

Si j'ai bien compris ce que veux dire ton calcul, un observateur sur terre verra l'horloge de la sonde être décalé de quelques milisecondes par rapport à la sienne ?

Le voir, non, à cause de la distance. Et le décalage temporel est d'environ 1,23 s, soit environ 1230 millisecondes.

De plus, la simultanéité n'existe pas. La sonde est à plus de 14 milliards de km, donc il faudrait plus de 13 heures entre l'émission d'un signal lumineux depuis la sonde et sa réception sur Terre.

Pardon mais mon cerveau refuse d'intégrer bêtement ce concepte de dilatation du temps sans en comprendre le sens et manifestement ça ne veux pas rentrer.

Je comprend tout à fais la constance de la célérité. Par contre l'idée qu'il n'y ai pas de temps absolu me parait irééel !

Pour calculer le décalage de temps entre la terre et la sonde (1,23 s), tu utilise la vitesse de la lumière dans ton calcul.
Ca signifie que la lumière, à une incidence sur le temps ?

Peux tu au moins me dire ce qui ne va pas dans mon résonnement sur la théorie des jumeaux ?

Merci d'avance.

Le raisonnement, plutôt.

salut
je suis tout nouveau sur ce forum ...
...
je tombe par hasard sur cette question et les réponses ...il me semble que parler d'un "voyageur qui irait à la vitesse de la lumière" n'est pas très juste ...on sait que cette vitesse est inatteignable par un objet ayant une masse.
qu'il faudrait une énergie infinie pour ce faire ...

me trompé-je ?
polaris

Polaris dit la vérité. Aucun objet matériel ne peut atteindre ni dépasser la vitesse de la lumière. Content de te retrouver ici parmi nous.

Pulstars a écrit:

Polaris dit la vérité. Aucun objet matériel ne peut atteindre ni dépasser la vitesse de la lumière. Content de te retrouver ici parmi nous.

salut
devrais-je savoir qui tu es (ailleurs ?)
polaris*


*employé sur un autre site que je ne citerai pas

Bien sûr, toi et moi venons d'un site dont il ne faut dire le nom.
Je suis J.P.

Citation :

Le raisonnement, plutôt.

Pardon pour la faute, mais ça ne répond pas à ma question.

Citation :

Polaris dit la vérité. Aucun objet matériel ne peut atteindre ni dépasser la vitesse de la lumière

J'ai dit à la vitesse de la lumière pour illustrer mon raisonnement.
Si ça peux vous faire plaisir, il va à 90 % de la célérité.

Je ne comprend toujours pas le phénomene de dilatation du temps, quelqu'un peut il m'expliquer clairement ou est le problème dans mon raisonnement de départ ?

Autrefois, à l'époque du physicien Newton, tout le monde pensait que le temps et l'espace était des concepts parfaits et absolus.

Avec la théorie de la relativité, le concept d'espace-temps forme une seule entité géométrique qui ne prend son sens et sa cohérence qu'à travers la notion d'espace et de temps relatifs. Sachant que la célérité de la lumière est constante, tous les calculs resteraient incohérents si l'on continuait à utiliser des calculs sur la base d'espace et de temps absolus.

http://www.astronomes.com/c3_mort/p331_espabsolu.html

Ok je regarde ça et je reviens vers vous.

Bonjour,

Emac a écrit:

Merci pour le lien mais y a toujours quelque chose que je ne saisi pas.

C'est dit dans le lien que tu m'as donné : "(les horloges terrestres doivent tourner γ secondes, donc plus d'une seconde, avant de voir l'horloge de la fusée tourner d'une seconde)".
Pour ça je suis d'accord, la lumière met un certain temps avant d'arriver aux observateurs terrestres donc ils voient l'heure de l'horloge de la fusée décalé par rapport à leur horloge. Mais pour moi le temps reste le même pour tous les observateurs. Moi je comprend par "Dilatation du temps", "Interprétation du temps à un instant t grace à la lumière".

Effectivement, plus tu t'éloignes du fait de la distance, plus les signaux de l'horloge mettront du temps à arriver.
Par exemple si tu conviens avec un ami (sur une planète éloigné), de synchroniser une horloge par exemple, il suffit de lui demander d'émettre un flash a minuit.
Tu reçois le signal à 0h20, sachant que la distance vous séparant est 10 minutes lumière, tu sais que son horloge ralentit de 10 minutes puisque tu prends en compte la distance et la finitude de la vitesse de la lumière. Cependant la dilatation relativiste du temps est tout autre.

Voici un schéma qui illustre le phénomène. Imaginons que tu as une horloge avec deux miroirs parallèles, et qu'un photon se réfléchit indéfiniment entre les deux.



Imaginons pour commencer que c'est une goutte de pluie qui tombe. Là il n'y a pas de problème, tu es dans un train, et quelqu'un t'attend à la gare, chaque goutte tombe à la même vitesse, pour toi comme pour lui, il faut autant de temps pour la goutte pour tomber entre le haut de la fenêtre et le sol.
Lui va voir la goutte tomber à une vitesse v, et toi tu vas voir la goutte tomber à une vitesse v' (plus élevé que v).

Pour la lumière c'est différent.
Vu du référentiel comobile à) l'horloge (où l'horloge est au repos), l'observateur voit le photon parcourir la distance d entre les miroirs à la vitesse de la lumière, il lui faut donc une durée T = d/c pour passer d'un miroir à l'autre.

Vu d'un référentiel en mouvement, il n'est pas possible que la lumière mette le même temps, en effet, pendant la durée T, le miroir du haut aura parcouru une distance vT, donc la lumière doit parcourir une distance plus grande racine(v²T² + c²T²), et comme la lumière va à la vitesse de la lumière, vu de ce réferentiel il faut plus de temps pour la lumière pour parcourir une plus grande distance, le temps est vu ralenti dans ce réferentiel.

Emac a écrit:

Et c'est donc le paradoxe des jumeaux que je ne comprend pas.
L'un s'en va en fusée j1 à la vitesse de la lumière et l'autre reste sur terre j2. Les deux frères se voient s'éloigner l'un de l'autre et viellir moins vite (ça ok puisque pour j1 par ex, il va aussi vite que les rayons de lumière que j2 réfléchit, il a d'ailleur l'impression que le temps s'arrête pour j2 si sa vitesse et celle de la lumière).
Aprés 1 an, j1 décide de faire demi tour. Imaginons qu'il s'arrete net avant de repartir en sens inverse ! Là il voit j2 comme il l'a quitté il y a un an puisque la lumière de j2 ne fait plus la course égalitaire avec j1.

Mais un an c'est écoulé, les rayons de j2 à l'instant ou j1 s'arrete partent tout juste de la terre, ils leurs faudra un an avant d'arriver à j1 au point ou il c'est arrété.

Maintenant, et c'est la que je ne comprend pas, j1 repart vers la terre à la vitesse de la lumière. Il lui faudra donc un an pour revenir sachant que lui voit au moment du retour, la lumière de j2 il y a un an. Il va donc en un an de voyage en faire deux d'aprés ce que la lumière lui montre.

En faite en un an de voyage, il va voir deux ans de vie de j2, comme un film qu'on accélère mais pas pour autant être plus ou moins vieux. D'ailleur s'isl avaient eu chacun une horloge mécanique synchronisé au départ (date + heure). au retour de j1, les horloges aurait indiqué le même temps. C'est uniquement l'interprétation de la lumière à un instant t qui est en cause, pas le temps .

Voila comment moi je le comprend mais la théorie des jumeaux dit que : "Au final, c'est celui qui a fait l'aller-retour dans la fusée qui a vieilli moins vite que celui qui est resté sur Terre.".

Donc si quelqu'un pouvait m'éclairer, ça serait simpa !

Merci d'avance à tous !

Si tu pouvais écrire en français et faire un effort sur l'orthographe ça pourrait être sympa.

Bonjour bongo1981,

Aurais tu un autre exemple à me donner pour illustrer l'effet de la vitesse sur l'écoulement du temps que celui des deux mirroirs et du photon ?

Car je ne trouve pas cette exemple valide pour une simple raison : le photon est tout simplement invisible car il n'entre pas dans mon champs visuel. Tu me demande d'imaginer voir la lumière du photon, autrement dit la lumière de la lumière. A mon sens, il n'y a qu'avec que de la matière que tu pourra me le démontrer.

Un exemple avec de la matière et sans photon si possible ?

Merci d'avance.

Le mot miroir, en français, ne comporte qu'un seul R. En anglais, le mot mirror a deux R.
Le mot champ, au singulier, n'a pas de S.

Ce sont de petites erreurs, je les commettais autrefois moi-aussi.

Emac a écrit:

Bonjour bongo1981,

Aurais tu un autre exemple à me donner pour illustrer l'effet de la vitesse sur l'écoulement du temps que celui des deux mirroirs et du photon ?

Car je ne trouve pas cette exemple valide pour une simple raison : le photon est tout simplement invisible car il n'entre pas dans mon champs visuel. Tu me demande d'imaginer voir la lumière du photon, autrement dit la lumière de la lumière. A mon sens, il n'y a qu'avec que de la matière que tu pourra me le démontrer.

Dans ce cas imagine qu'à chaque fois que le photon tape sur un des miroirs, les miroirs munis d'un dispositif sensible envoie un tic (miroir du haut) et un tac (miroir du bas), ainsi tu ne vois pas le photon mais tu entends un tic et un tac.

Emac a écrit:

Un exemple avec de la matière et sans photon si possible ?

Merci d'avance.

Un exemple avec de la matière ça ne marche pas.
1) tu ne vois pas un électron parce que l'électron n'émet pas de lumière
2) avec la matière ça ne marche pas non plus parce que la matière aura toujours une vitesse inférieure à celle de la lumière.
3) tu fais de la mauvaise foi, c'est une expérience de pensée

4) et comme le dit Pulstars, tu pourrais faire un effort sur l'orthographe...

Citation :

1) tu ne vois pas un électron parce que l'électron n'émet pas de lumière

quand je dis "avec de la matière", je voulais dire reflexion de la lumière sur la matière.

Citation :

4) et comme le dit Pulstars, tu pourrais faire un effort sur l'orthographe...

sorry

Citation :

3) tu fais de la mauvaise foi, c'est une expérience de pensée

J'essai juste de comprendre la dilatation du temps, rien de plus. il faut que ça reste quand même réaliste même si ça reste une expérience de pensée.

Dans cette exemple, tout est basé sur la perception du photon par celui qui observe l'horloge.
Or on sait que :
1) La matière n'émet pas de lumière.
2) La lumière ne se voit pas dans cette exemple.

Citation :

avec la matière ça ne marche pas non plus parce que la matière aura toujours une vitesse inférieure à celle de la lumière.

3) Le tic tac est une onde sonore (envi. 340ms) inférieure à la célérité donc exclu également.

Pour moi cet exemple ne m'explique pas la dilatation du temps.

Anonymous a écrit:

Citation :

1) tu ne vois pas un électron parce que l'électron n'émet pas de lumière

quand je dis "avec de la matière", je voulais dire reflexion de la lumière sur la matière.

Certes, mais tu te rends compte que tu me demandes de t'illustrer quelque chose avec un exemple infaisable ? (avec de la matière qui va à la vitesse de la lumière ?).

Anonymous a écrit:

Citation :

3) tu fais de la mauvaise foi, c'est une expérience de pensée

J'essai juste de comprendre la dilatation du temps, rien de plus. il faut que ça reste quand même réaliste même si ça reste une expérience de pensée.

Dans cette exemple, tout est basé sur la perception du photon par celui qui observe l'horloge.
Or on sait que :
1) La matière n'émet pas de lumière.
2) La lumière ne se voit pas dans cette exemple.

Citation :

avec la matière ça ne marche pas non plus parce que la matière aura toujours une vitesse inférieure à celle de la lumière.

3) Le tic tac est une onde sonore (envi. 340ms) inférieure à la célérité donc exclu également.
Pour moi cet exemple ne m'explique pas la dilatation du temps.

Je pense que tu as mal lu cet exemple.

bongo1981 a écrit:

Dans ce cas imagine qu'à chaque fois que le photon tape sur un des miroirs, les miroirs munis d'un dispositif sensible envoie un tic (miroir du haut) et un tac (miroir du bas), ainsi tu ne vois pas le photon mais tu entends un tic et un tac.

A chaque fois que le photon tape un écran, cela émet un son que tu pourras entendre.
Imaginons que ton horloge soit à 3 mètres de toi, dans ce cas, le décalage est de 0.01 seconde.
Et de toute façon ce n'est pas ce 0.01 seconde qui importe.
Pour toi ce qui importe c'est la durée séparant deux tic tac.

Donc même si ton horloge indique 2 secondes, et que tu entends le son que 0.01 s après soit à 2.01 s ce n'est pas l'information pertinente.
Puisque le deuxième top arriveras à 3 s, et que tu auras perçu le son à 3.01 s, tu mesures bien une durée de 1 s.

Pour moi, tu as mal compris l'exemple de l'horloge qui émet un son.

Je pense avoir enfin compris.

En faite il n'y a pas de voyage dans le temps.
Le voyageur ne percois pas le temps de la même manière que l'observateur resté sur terre.
Pour lui 1 an à sa montre se sera écoulé (son temps propre à ralenti dû à sa vitesse) alors que pour l'observateur, il aura vu le voyageur partir 20 ans (à sa montre).

Est ce que c'est ça ?

Emac a écrit:

Je pense avoir enfin compris.

En faite il n'y a pas de voyage dans le temps.
Le voyageur ne percois pas le temps de la même manière que l'observateur resté sur terre.

Ca me va.

Emac a écrit:

Pour lui 1 an à sa montre se sera écoulé (son temps propre à ralenti dû à sa vitesse) alors que pour l'observateur, il aura vu le voyageur partir 20 ans (à sa montre).

Est ce que c'est ça ?

Pas tout à fait, je pense qu'il y a encore une nuance que tu n'as pas saisie. Le temps propre n'a pas ralenti à cause de la vitesse. A ce stade, tu ne peux pas dire si c'est la terre qui bouge par rapport à la navette ou si c'est la navette qui bouge par rapport à la terre.
La différence est due à la non-équivalence des référentiels étant donnés que la navette doit accélérer (son vecteur vitesse doit changer) pour pouvoir revenir sur terre.