Qu'est-ce que le temps?

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Posted by: Alpha

Quelle définition pouvez-vous donner de la notion de temps en physique?

Comment peut-on définir la mesure du temps?

A partir de mouvements périodiques? Mais comment sait-on que certains mouvements sont périodiques? Comment être sûr qu'un mouvement est rigoureusement périodique, du moment où l'on définit la mesure du temps à partir de ce mouvement?

Bref, comment vérifier qu'une horloge est juste?


Posted by: tristan

Citation:
Posté par APLHA
Bref, comment vérifier qu'une horloge est juste?


Comment fais-tu avec ta montre ?



Tu compare avec une autre montre ! Pas moyen de faire autrement.

Une horloge est juste, avec eventuellement une erreur théorique, du moment qu'on l'a prend comme référence. Par exemple la définition de la seconde est aujourd'hui callée sur la durée de "9 192 631 770 périodes de la radiation correspondant à la transition entre les 2 niveaux hyperfins de l'état fondamental de l'atome de césium 133". Les modèles quantiques permettent de faire l'approcimation d'une variation d'une seconde tous les 100.000 ans, mais il est bien entendu impossible de la mesurer .

Pour fixer un système de durées on est obligé de prendre un phénomène physique pour référence, que l'on va supposer plus ou moins périodique.
Il y'a un choix arbitraire (ou reposant sur des théories) à faire. Supposons que nous soyons dans une pièce fermée avec une horloge. On nous apporte alors une autre horloge. Comment savoir laquelle des deux repose sur le mécanisme à la période la plus régulière ? Impossible.



Newton disait qu’il est possible qu'il n'y ait pas de mouvement parfaitement uniforme qui puisse servir à la mesure du temps. En tout état de cause, même si on tombait dessus, il serait impossible d'affirmer la perfection de ce mouvement puisque qu'on ne disposerait d'aucun moyen de le vérifier. Un modèle physique désignera peut-être un jour un phénomène comme étant "théoriquement" parfaitement périodique, mais ça ne restera qu'une hypothèse nécessaire au fonctionnement de la théorie et invérifiable empiriquement.

Par contre j'aimerais bien savoir comment on peut affirmer des choses comme "une horloge atomique ne varie que d'une seconde en 100000 ans".
Puisque la seconde est définie par rapport à celle des horloges atomiques, je trouve cette phrase un peu paradoxale. Il doit s'agir d'une valeur calculée théoriquement à partir d'un modèle quantique ?

En esperant avoir apporté quelques lumières.


Posted by: RadarX

Bien bien!! Le message de tristan sent la culture, et ça vole haut!
Al.


Posted by: Alpha

Merci, tristan, pour ta réponse!

Cependant, il reste la question que tu poses à la fin, et encore d'autres, de ma part :

lorsque l'on observe un pendule, on a "l'impression" que son mouvement est périodique. Mais pour l'oscillation de l'atome de césium ou pour d'autres oscillations dont on doit s'assurer de la régularité, comment sait-on qu'elles sont périodiques?

Si l'on s'appuie sur un modèle quantique pour affirmer que tel mouvement est périodique et a telle périodicité, par quelle expérience prouve-t-on que ce modèle quantique est correct? Car toute théorie doit normalement subir l'épreuve de l'expérience, or pour le temps, pour la régularité d'un mouvement, il est clair que l'on ne peut pas faire d'expériences directes.

Personnellement, j'aurais pensé qu'on aurait pu utiliser la vitesse de la lumière dans le vide pour définir la seconde (temps mis par la lumière pour parcourir 300 000km).

Avez-vous des idées, des corrections ou des réponses à apporter à ce que j'ai écrit?




Posted by: rene38

Bonjour
Citation:
Posté par Alpha
Personnellement, j'aurais pensé qu'on aurait pu utiliser la vitesse de la lumière dans le vide pour définir la seconde (temps mis par la lumière pour parcourir 300 000km).
Juste un détail :
Le mètre est la longueur du trajet parcouru dans le vide par la lumière pendant une durée de 1/299792458 s (17 ème CGPM - 20 octobre 1983)
On va finir par se faire mal si on se mord ...


Posted by: Alpha

Oui, mais alors, si le mètre est défini à partir de la vitesse de la lumière dans le vide et de la seconde, alors peux-tu me dire comment l'on sait que les mouvements périodiques sur lesquels on s'appuie pour définir la seconde sont périodiques?

D'après tristan, pour l'atome de césium, on s'appuie sur un modèle quantique, j'aimerais donc bien savoir comment la théorie quantique prévoit cela, et quelles expériences permettent indirectement d'affirmer que ce que prédit la théorie quantique correspond bien à la réalité.

Par ailleurs, la question que pose tristan reste toujours sans réponse.

Amicalement




Posted by: Chimerade

Citation:
Posté par tristan
Par contre j'aimerais bien savoir comment on peut affirmer des choses comme "une horloge atomique ne varie que d'une seconde en 100000 ans".


Je n'ai pas de compétence particulière en la matière, mais je pense que si on fabrique 10 horloges au césium, qu'on les synchronise, et que l'on s'aperçoit au bout d'un mois que les indications des dix horloges tiennent dans la même microseconde, on est fondé à penser que la "précision" de ce type d'horloge est de l'ordre d'une microseconde par mois, soit environ une seconde en 100000 ans, non ?

Lorsque l'on fabrique des horloges à 10^{-6}, 10^{-7}, 10^{-8}, on peut toujours comparer à une horloge de référence plus précise. Lorsque l'on fabrique la meilleure horloge du monde, j'imagine qu'il n'y a qu'une approche statistique pour valider une théorie.


Posted by: cesar

bonjour à tous,
la question posée en premier lieu était : qu'est ce que le temps. Pour l'instant vous avez parlé simplement de sa mesure.
je crois qu'il faudrait s'interesser à la theorie de la relativité (restreinte -restons simplesvp...). en particulier à la norme du vecteur (x,y,z,t), tel que
Norme = x*x+y*y+z*z - c^2*t^2
idem pour un intervalle d'espace temps.
elle ne depend pas du repere, ce qui crée un lien entre le temps et les coordonnées de l'espace : il y a une sorte d'équivalence entre l'espace et le temps, un peu comme entre le masse et l'energie...


Posted by: montsegur

Voir le lien :

http://perso.wanadoo.fr/casar/temps.htm

Extrait :

Nous montrons que, contrairement à ce que pensaient
Hartle, Hawking et les Bogdanov,
le temps n'a pas "émergé" de quoi que ce soit :
le temps n'existe pas, il n'y a que de l'espace et du vide


Posted by: montsegur

Tiens... Tiens...

Personne ne donne son avis sur le lien :

http://perso.wanadoo.fr/casar/temps.htm

Perso : il y a longtemps que cette question me turlupine.
J'en suis arrivé à penser que le temps n'est pas une grandeur physique,
mais seulement un paramètre commode pour les calculs.


Posted by: seb8392

Dans les profondeurs de la physique théorique (quantique essentiellement), le temps est une dimension comme une autre, aux quelques changements près liés au fait que le temps ne s'exprime pas dans la même unité que les distances...

Cependant, dans des sciences aux fondements statistiques comme la thermodynamique (dont la théorie découle directement de la physique statistique, elle même se basant sur la physique quantique), le temps prend une dimension plus proche de ce que nous percevons : l'échelle du temps est fixée, et matérialisée par l'entropie : Celle ci ne peut qu'augmenter, jamais diminuer dans un système isolé. LE temps n'est donc pas comme l'espace : les particules peuvent se déplacer dans tout l'espace, l'énergie être répartie de telle ou telle manière, mais l'entropie de l'Univers (système isolé) ne peut qu'augmenter. Mais ces règles sont définies par des esprits humains, pénétrés de la notion de temporalité...Quid de leur validité ?


Posted by: cesar

Citation:
Posté par montsegur
Voir le lien :

http://perso.wanadoo.fr/casar/temps.htm

Extrait :

Nous montrons que, contrairement à ce que pensaient
Hartle, Hawking et les Bogdanov,
le temps n'a pas "émergé" de quoi que ce soit :
le temps n'existe pas, il n'y a que de l'espace et du vide


j'ai lu la premiere demonstration (la premiere en partant du haut de la page). Il y a une enorme erreur dans la formule (7).
on fait un changement de variable dans un Developpement limité en oubliant les termes en O(V puissance 6) .... C'est lourd !!!!
un debut de calcul, fait à partir de la fonction non developpée donne comme premier terme : exp(-1) et comme 2eme :exp(-1)*(+-2*v)....
le terme en v ne disparait pas et tout le raisonnement s'écroule...

il y a peut être d'autres problemes que je n'ai pas vu...
amicalement
cesar


Posted by: cesar

Citation:
Posté par seb8392
LE temps n'est donc pas comme l'espace : les particules peuvent se déplacer dans tout l'espace, l'énergie être répartie de telle ou telle manière, mais l'entropie de l'Univers (système isolé) ne peut qu'augmenter. Mais ces règles sont définies par des esprits humains, pénétrés de la notion de temporalité...Quid de leur validité ?


entierement d'accord avec vous !!!
nous ne connaissons le temps que par l'experience que nous en avons. Nous lui avons "collé" un modele qui nous suffit dans nos applications humaines. Nous l'avons modelisé un temps unidimensionnel en un passe, un present et un futur (pour rester dans le modele classique, sans entrer dans des conditions relativistes..). Rien ne nous prouve que le temps est comme cela, hormis le fait que dans le monde des hommes, ce modele est suffisant. On pourrait, par exemple, imaginer un modele de temps à 2 dimensions (simple spéculation, sans fondement, juste pour voir...).


Posted by: Dominique Lefebvre

Bonsoir,
intéressant débat... Outre d'éventuelles dimensions supplémentaires au temps (mais le temps possède-t-il vraiment une dimension au sens de la géométrie?) on peut se poser la question de sa continuité. On part presque toujours du principe que le temps est continu. Et si il était discret? Qu'est-ce que cela changerait dans nos raisonnements?


Posted by: Dominique Lefebvre

Citation:
Posté par montsegur
Voir le lien :

http://perso.wanadoo.fr/casar/temps.htm

Extrait :

Nous montrons que, contrairement à ce que pensaient
Hartle, Hawking et les Bogdanov,
le temps n'a pas "émergé" de quoi que ce soit :
le temps n'existe pas, il n'y a que de l'espace et du vide


Moi, ça me gêne un peu de comparer explicitement ou du moins de citer dans une même phrase Hawking et les Bogdanov, comme s'il s'agissait de personnages comparables....


Posted by: inconnu

Je voudrais préciser une chose (hors sujet)
mais néanmoins importante :

Dans beaucoup de livres et d'articles
on parle de contraction des longueurs
et de la dilatation du temps.

Ce phénomène est réciproque pour deux référentiels
se déplaçants à vitesse relative constante.

C'est la perception qui est contractée ou dilatée.
L'objet lui-même ne se déforme pas.
Le temps propre est le même pour les deux référentiels.










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