Vitesse de la lumiere et le temps

[Quidam]

En physique, du moins dans l'immense majorité des cas, le temps s'écoule toujours dans le même sens et sans arrêt.

J'aime bien cette expression "sans arrêt" ! Il ne s'arrête jamais, même pendant une seconde ? J'admets que justement tu nies la possibilité que le temps s'arrête, mais pour pourvoir la nier, cette possibilité, encore faut il que soit défini l'événement dont tu nies la possibilité ! Alors, qu'est-ce que cela voudrait dire "que le temps s'arrête pendant une seconde" ? D'ailleurs, l'adverbe jamais, que j'emploie par pure méchanceté, fait bel et bien référence au temps !

Bon, j'arrête ! Je me retire... :ptdr: Je ne voulais pas perturber cette très savante discussion...

[Dominique Lefebvre]

J'aime bien cette expression "sans arrêt" ! Il ne s'arrête jamais, même pendant une seconde ? J'admets que justement tu nies la possibilité que le temps s'arrête, mais pour pourvoir la nier, cette possibilité, encore faut il que soit défini l'événement dont tu nies la possibilité ! Alors, qu'est-ce que cela voudrait dire "que le temps s'arrête pendant une seconde" ? D'ailleurs, l'adverbe jamais, que j'emploie par pure méchanceté, fait bel et bien référence au temps !

Bon, j'arrête ! Je me retire... :ptdr: Je ne voulais pas perturber cette très savante discussion...

Non non , ne te retire pas! Et cette discussion n'est pas savante, au contraire...
Il est difficile (pour moi du moins) d'aborder ces sujets en étant à la fois compréhensible et précis: je ne sais pas trop faire!

Mon expression est en effet très imprécise : on ne pourrait évidemment pas parler d'arrêt du temps! Qu'est-ce que cela signifierait? Je voulais dire que jusqu'à preuve du contraire, et je pense le contraire, le temps est une fonction continue, sans d'ailleurs que l'on sache définir cette fonction. Mais je ne suis pas certain que cette expression soit beaucoup plus juste ni surtout beaucoup plus compréhensible.
Alors de façon très imagé, on pourrait dire qu'il semble que le temps "s'écoule" sans que l'on puisse influer sur cet "écoulement". Je mets le terme "écoulement" entre guillemets car je ne sais pas trop ce qu'il signifie précisément!

Ceux qui veulent une très bonne présentation du sujet, bien meilleure que la mienne, peuvent écouter [url="http://www.canal-u.education.fr/canalu/chainev2/utls/programme/188_le_temps_et_sa_fleche/"]http://www.canal-u.education.fr/canalu/chainev2/utls/programme/188_le_temps_et_sa_fleche/[/url]

[Dominique Lefebvre]

Que faut-il faire pour devenir physicien? J'ai encore le choix de plaquer mon travail actuel pour reprendre des études et sachant que je n'ai aucuns bagages, j'ésite beaucoup.

Dans ton cas, il existe au moins (et sans doute plus) deux directions:
- la fac, soit avec des cours en amphi , soit avec des cours par correspondance (le CNED). Le cycle habituel : Licence, maîtrise, puis ensuite selon tes projets : doctorat ou une formation plus pratique (mais je ne les connais pas très bien, ce n'est ni mon cursus ni surtout mon époque).

- le Cnam, qui te permet de faire des études de physique appliquée, en cours du soir... Il parait que c'est difficile mais cela te permet d'avoir une activité professionnelle.

En fait, je te conseille plutôt de consulter les organismes d'orientation qui t'en diront sans doute plus et mieux que moi...

Et puis finalement, n'hésite pas à lire des bouquins de vulgarisation. Il y en a de très bien fait. Par exemple, pour couvrir la physique de base, à un niveau terminal, lis le bouquin de Peter Atkins "Le doigt de Galilé".
Quel est ton niveau actuel?

[Quidam]

Non non , ne te retire pas! Et cette discussion n'est pas savante, au contraire...
Il est difficile (pour moi du moins) d'aborder ces sujets en étant à la fois compréhensible et précis: je ne sais pas trop faire!

Ben tu vois, je ne sais pas si cette discussion est savante ou pas ; faute de preuves, je préfère penser qu'elle est savante - qu'elle me dépasse - car je préfère avouer mon ignorance que parler sur des choses que je ne comprends pas moi-même. Et je m'en tire par une pirouette qui se voulait humoristique !

Le fond de ma pensée est que tout cela est une affaire de vocabulaire. On manque de mots pour décrire des phénomènes physiques que la relativité nous a fait observer. Einstein a bel et bien expliqué la précession du périhélie de l'orbite de Mercure. Les horloges atomiques des satellites artificiels montrent bel et bien des différences prédites par la théorie avec celles qui restent plus sagement sur le plancher des vaches (il me semble même que le Concorde a fait un test similaire - avec succès - malgré sa misérable vitesse de Mach 2) ! Mais malheureusement, notre vocabulaire est fondé sur les phénomènes observables par l'oeil humain, et certainement pas sur les caprices de quelque nanosecondes d'horloges au césium. Alors, c'est amusant de lancer quelques paradoxes dans des conversations de salons, mais on dira ce que l'on voudra - et la science fiction, dans les romans et au cinéma ne s'en prive pas - mais décrire des phénomènes physiques avec un vocabulaire qui nie leur existence amène le plus logiquement du monde à des paradoxes...

Je pense qu'il est nécessaire d'étudier cette branche de la physique pendant de longues années et en faire son métier pour comprendre réellement "ce qui se passe" ; apparemment, d'ailleurs, c'est nécessaire mais pas suffisant ! En tous cas, ce n'est pas le léger vernis que j'ai eu pendant mes études qui me permettrait d'en dire davantage !

En conclusion, catte savante discussion m'intéresse, mais je ne peux rien expliquer à qui que ce soit : j'écoute, c'est tout !

[Dominique Lefebvre]

Le fond de ma pensée est que tout cela est une affaire de vocabulaire. On manque de mots pour décrire des phénomènes physiques que la relativité nous a fait observer.

Comme je te l'écrivais, j'ai toujours trouvé très difficile d'exprimer en français les phénomènes physiques. Certains excellent dans le domaine, Feynman par exemple, mais j'en suis trè loin! Bon, je ne suis pas enseignant non plus...

Einstein a bel et bien expliqué la précession du périhélie de l'orbite de Mercure.
Les horloges atomiques des satellites artificiels montrent bel et bien des différences prédites par la théorie avec celles qui restent plus sagement sur le plancher des vaches (il me semble même que le Concorde a fait un test similaire - avec succès - malgré sa misérable vitesse de Mach 2) ! Mais malheureusement, notre vocabulaire est fondé sur les phénomènes observables par l'oeil humain, et certainement pas sur les caprices de quelque nanosecondes d'horloges au césium.

Oui, mais dans ce cas, il s'agit de la relativité générale et pas de relativité restreinte.
En fait, dans les expériences faites avec des horloges (ou avec des masers à hydrogène), il faut tenir compte de la "dilatation du temps" de la relativité restreinte mais aussi du décalage des fréquences du à l'effet gravitationnel prévu par la relativité générale.
L'écart du périhélie de Mercure est quant à lui entièrement expliqué par la relativité générale.

Les vérifications expérimentales de la relativité restreinte se trouvent plutôt dans les accélérateurs de particules. Par exemple, en traçant la courbe v = f(deltaE) où v est la vitesse des électrons et en choisissant mc^2 comme unité de deltaE. La courbe expérimentale admet une asymptote v = c, comme prévue par la théorie.

Une autre manip permettant de vérifier la relativité restreinte est la mesure de l'effet Compton.

Alors, c'est amusant de lancer quelques paradoxes dans des conversations de salons, mais on dira ce que l'on voudra - et la science fiction, dans les romans et au cinéma ne s'en prive pas - mais décrire des phénomènes physiques avec un vocabulaire qui nie leur existence amène le plus logiquement du monde à des paradoxes...

Je partage entièrement ton avis..

[Quidam]

Oui, mais dans ce cas, il s'agit de la relativité générale et pas de relativité restreinte.
En fait, dans les expériences faites avec des horloges (ou avec des masers à hydrogène), il faut tenir compte de la "dilatation du temps" de la relativité restreinte mais aussi du décalage des fréquences du à l'effet gravitationnel prévu par la relativité générale.
L'écart du périhélie de Mercure est quant à lui entièrement expliqué par la relativité générale.

Oui, eh bien j'avais raison ! Quand on n'y connaît rien "Vaut mieux se taire que de rien dire". J'aurais mieux fait de la fermer, tout simplement :zen:

[Dominique Lefebvre]

Oui, eh bien j'avais raison ! Quand on n'y connaît rien "Vaut mieux se taire que de rien dire". J'aurais mieux fait de la fermer, tout simplement :zen:

Arrête! Tu sais très bien que si l'on ne parlait qu'en étant sur de ne pas dire d'inexactitude, on ne parlerait jamais!
Et puis, c'est assez amusant de remarquer que même les meilleurs ingénieurs (tu me suis...) ont des idées floues sur la relativité générale et restreinte... Remarque, moi j'ai bien des idées assez floues en math, du moins dans certains domaines! En stat ou en arithmétique par exemple!

[AL-kashi23]

Peter Atkins "Le doigt de Galilée"

Je ne peux m'empécher de rectifier mais trêve de plaisanteries:

Ce livre est vraiment abordable à un lycéen de terminale ? Surtout, quel est le style employé ? Je m'explique : l'auteur reste-t-il dans un cadre didactique "brut" ou s'autorise-t-il quelques envolées litéraires ?

Merci

Cordialement.

[imbe6le]

Salut,

J'ai un très bas niveau d'étude, je n'ai pas pu suivre une scolarité normal.
J'ai quitté l'école à 16 ans sans jamais avoir rien fichu en cours, exepté en primaire.
J'ai appris à écrire un français pas trop médiocre sur internet :briques:
Autrement dit je suis vraiment un cas à part et si je veux me lancer la dedans j'ai plutôt interet d'être surdoué si non c'est peine perdu!
J'ai commencé les maths il y a quelques semaines, je prend des cours au greta, j'ai appris les bases et paralellement j'ai acheté plusieurs bouquins.

Si non je ne suis pas d'accord avec Quidam sur sa facon de penser "si on ne sais pas on se tait".
C'est ca qui est fascinant sur ce genre de sujet, toutes les hypothèses sont à étudier..

Question à part : Pourquoi on considere que le temps est une dimension?

[Dominique Lefebvre]

Je ne peux m'empécher de rectifier mais trêve de plaisanteries:

oups, mon clavier a fourché...

Ce livre est vraiment abordable à un lycéen de terminale ? Surtout, quel est le style employé ? Je m'explique : l'auteur reste-t-il dans un cadre didactique "brut" ou s'autorise-t-il quelques envolées litéraires ?

Abordable par un lycéen de terminale : question embarrassante! Par un lycéen de TS motivé et plus que moyen, oui. Mais c'est une opinion toute personnelle... Mais lorsqu'il tombera sur les groupes de symétrie SU(2) et SU(3), il décrochera surement, ce qui n'est pas vraiment grave )

Pour la suite de ta question, je suis un peu perplexe! Tout d'abord, je ne vois pas pourquoi il faudrait opposer l'aspect didactique et "envolée" littéraire, étant entendu que je considère qu'envolée littéraire sous-entend texte long et dense (mais je me trompe peut-être).

Le livre d'Atkins est bien écrit. Il y a peu d'équations, beaucoup de schémas et encore plus de textes. Son style est léger, sans prétention littéraire, mais d'excellente qualité (pour autant que je sois qualifié pour en juger!). Il explique tous les concepts qu'il utilise et le fait clairement.
Néanmoins, certains chapitres sembleront délicats, surtout vers la fin. Je pense aux chapitres traitant de la symétrie, des quantas et de l'espace-temps.
Son approche peut également dérouter le lecteur qui s'attend à ne trouver que de la physique dans ce bouquin : il débute par l'évolution (pour introduire l'émergence de la complexité) et l'ADN...

A mon avis, c'est un bouquin qu'il faut avoir lu pour se donner une idée de ce qu'est la science aujourd'hui.

[Dominique Lefebvre]

Salut,

J'ai un très bas niveau d'étude, je n'ai pas pu suivre une scolarité normal.
J'ai quitté l'école à 16 ans sans jamais avoir rien fichu en cours, exepté en primaire.
J'ai appris à écrire un français pas trop médiocre sur internet :briques:
Autrement dit je suis vraiment un cas à part et si je veux me lancer la dedans j'ai plutôt interet d'être surdoué si non c'est peine perdu!

Surdoué, certainement pas! Motivé, curieux, courageux, sans doute...

J'ai commencé les maths il y a quelques semaines, je prend des cours au greta, j'ai appris les bases et paralellement j'ai acheté plusieurs bouquins.

Si tu me permets un conseil, construits toi de bonnes bases, par exemple en étudiant et en maîtrisant le programme de math et de physique de seconde, première et terminale. Tu y apprendras les bases de la géométire, de l'analyse et de l'algèbre qui te seront nécessaires pour aller plus loin. En physique, la mécanique et l'électricité sont indispensables.

Si non je ne suis pas d'accord avec Quidam sur sa facon de penser "si on ne sais pas on se tait".
C'est ca qui est fascinant sur ce genre de sujet, toutes les hypothèses sont à étudier..

Quidam exprime, je le pense du moins, la prudence intellectuelle nécessaire chaque fois que l'on aborde un sujet difficile. Il a raison dans la mesure où il est utile (!) d'étudier le sujet dont on veut discuter avant de pouvoir émettre des doutes, des suggestions ou des critiques.
Si toutes les hypothèses sont envisageables, elles ne sont pas toutes à étudier, ce qui serait impossible! Beaucoup peuvent être écartées pour des tas de bonnes raisons, et c'est heureux. La démarche scientifique ne permet pas de faire n'importe quoi. De plus, en physique, nous sommes contraints par l'expérience. C'est un peu différent en mathématique, domaine dans lequel l'imagination n'est bridée que par la logique de la construction, et encore!

Question à part : Pourquoi on considere que le temps est une dimension?

Pour décrire complétement un mouvement dans un référentiel d'espace-temps, il faut 4 coordonnées : les trois coordonnées de l'espace et le temps.
C'est un des changements majeurs introduit par la relativité restreinte. En mécanique galliléenne, on considérait le temps comme une dimension particulière, différentes des coordonnées de l'espace. On travaillait dans l'espace usuel à 3 dimensions et le temps était une variable supplémentaire de status particulier.
En relativité restreinte, on travaille sur un espace à 4 dimensions où le temps possède le même status que les autres dimensions.
Cette différence vient du fait qu'en relativité galliléenne, le temps était considéré comme absolu, indépendant du repère choisi dans l'espace. Ce n'est plus vrai en relativité einsteinienne, où le temps est une donnée locale au repère choisi et donc une dimension de ce repère.

Je ne sais pas si je suis très clair!

[AL-kashi23]

Le livre d'Atkins est bien écrit [...] Son style est léger, sans prétention littéraire, mais d'excellente qualité

Bon, je me suis sûrement mal exprimé mais c'était la réponse que je voulais entendre...
Et je n'oppose pas l'aspect didactique et litteraire mais convenons-en : il y a quand même un gouffre entre un livre scolaire de quelque niveau ça soit ( ce que j'appelle oeuvre didactique "brute" ) et une oeuvre qui, tout en gardant un but didactique, enrobe cela dans un cadre qu'on peut qualifier de littéraire...

En tout cas, merci pour les renseignements, je pense que je vais essayer de me procurer ce livre...

[imbe6le]

Et si jamais on faisai fausse route?
Le temps, c'est un mot que l'homme a inventé et si j'ai bien compris, le temps s'écoule moins vite si on se deplace à haute vitesse.
Et comme tu l'a dis, les deux observateur, l'un est à la vitesse de la lumière, il vieillit moins vite, mais ils ne vie pas au ralenti, l'autre est sur terre, il vieillit plus vite, et ne vie pas non plus au ralenti. (excuses moi pour les explications floues, je fais de mon mieux mais j'ai du mal à trouver les mots)
Ca voudrais dire qu'il ne faut pas considerer le temps comme une dimension mais plutôt comme une multitude de dimensions différentes, non?

[Dominique Lefebvre]

Et si jamais on faisai fausse route?

A quel propos?

Le temps, c'est un mot que l'homme a inventé

Le temps existerait-il si l'homme n'existait pas? c'est un débat philosophique. Pour ma part, je crois qu'avec ou sans homme, le temps existerait. DOnc je ne crois pas que le temps fut inventé par l'homme..

et si j'ai bien compris, le temps s'écoule moins vite si on se deplace à haute vitesse.

Non, le temps ne s'écoule pas moins vite... Cette phrase ne veut rien dire! Moins vite par rapport à quoi? Chaque référentiel a sa propre horloge et son temps local. C'est en comparant deux horloges que tu peux dire que l'une est plus "rapide" que l'autre. mais aucune des deux n'est l'horloge de référence qui détiendrait le temps absolu, par rapport auquel tu pourrais dire que le temps s'écoule moins vite! C'est la relativité!

Et comme tu l'a dis, les deux observateur, l'un est à la vitesse de la lumière, il vieillit moins vite, mais ils ne vie pas au ralenti, l'autre est sur terre, il vieillit plus vite, et ne vie pas non plus au ralenti. (excuses moi pour les explications floues, je fais de mon mieux mais j'ai du mal à trouver les mots)

Tu fais allusion au paradoxe des jumeaux de Langevin. Je n'en ai pas parlé, car l'analyse de ce paradixe est compliquée. Il faut d'abord que tu comprennes la relativité, c'est à dire qu'il n'existe PAS de référentiel absolu.

Ca voudrais dire qu'il ne faut pas considerer le temps comme une dimension mais plutôt comme une multitude de dimensions différentes, non?

Non pourquoi? Ce n'est pas parce qu'il existe une infinité de temps locaux que le temps ne serait pas une dimension et une seule! Il peut exister une infinité d'unités de longeur et de reprères pour la mesurer et pourtant une longueur est toujour de dimension 1.

[imbe6le]

Salut dominique,

Je voulais dire, non pas que le temps s'écoule moins vite, mais qu'il s'écoule differement, tu me fais jouer avec les mots, mais c'est bien, parce que comme ca j'exprime les choses plus clairement, et en me relisant, je prend conscience qu'il faut faire attention aux mots qu'on emplois.
Ensuite, quand je parle de dimenssion differentes par rapport au temps, je sais pas si je vais arriver à m'expliquer...
Imagines la vitesse comme des barrières invisibles, à chaque fois que tu franchis un pallier, il y a toutes les lois qui changent autour de toi.

PS : Desolé pour le temps de réponse, je n'etais pas présent ces temps-ci

[Dominique Lefebvre]

Salut dominique,

Je voulais dire, non pas que le temps s'écoule moins vite, mais qu'il s'écoule differement,

A vrai dire, il ne s'écoule pas différement non plus. Il faut bien voir que ce qu'on appelle "écoulement du temps" est un concept assez ésotérique. On ne sait mesurer l'écoulement du temps que par comparaison de systèmes dépendants du temps, des horloges par exemple. La relativité part du principe que chaque référentiel possède son horloge, c'est à dire sa propre mesure du temps. Tout ce que l'on peut dire, c'est que chaque horloge mesure à sa manière son temps local. Et comme il n'est pas question de comparer entre deux référentiels un même instant (l'instantanéité n'existe plus en relativité restreinte), il est difficile de dire (c'est un euphémisme) que le temps s'écoule différement! C'est d'ailleurs la cause des paradoxes comme le paradoxe des jumeaux.

tu me fais jouer avec les mots, mais c'est bien, parce que comme ca j'exprime les choses plus clairement, et en me relisant, je prend conscience qu'il faut faire attention aux mots qu'on emplois.

Ce n'est pas pour le plaisir de chipoter, quoiqu'on puisse en penser. Mais ce sont des concepts compliqués qui ne souffrent pas l'imprécision. C'est encore plus vrai en mécanique quantique!

Ensuite, quand je parle de dimenssion differentes par rapport au temps, je sais pas si je vais arriver à m'expliquer...
Imagines la vitesse comme des barrières invisibles, à chaque fois que tu franchis un pallier, il y a toutes les lois qui changent autour de toi.

A priori,la physique part du principe que les lois de la physique sont applicables à l'univers tout entier, sous réserve bien sur que nous connaissions ces lois. Si ce n'était pas le cas, la démarche scientifique serait inapplicable! On pense aussi, mais ça c'est moins sur, que ces lois n'ont pas varié au cours du temps.

Quant à parler des dimensions de l'espace dans lequel on déroule les lois de la physique, on risque de s'amuser un moment! Il existe aujourd'hui des théories (les cordes, supercordes ou la supersymétrie et leurs variantes par exemple) qui travaillent dans des espaces à 7, 9 , 11 ou même 23 dimensions!

[imbe6le]

J'ai recherché des trucs sur le paradoxe des jumeaux, voici ce que j'ai trouvé (un extrait)

Si l'expérience des jumeaux est paradoxale au sens où elle heurte indéniablement l'intuition courante, elle ne l'est pas au sens où elle conduirait à une contradiction logique. Une telle contradiction surgit lorsqu'on applique sans précaution un principe de relativité du mouvement en arguant à tort du fait que c'est indifféremment l'un ou l'autre des jumeaux qui est animé d'une grande vitesse et revient plus jeune. Or un jumeau ne peut être à la fois plus jeune et plus vieux que son frère lors des retrouvailles.


Sincèrement, je ne vois pas ou est la contradiction, je trouve plutôt ça logique en fait.

Pour ce qui est de l'écoulement du temps, je pense que tu as compris ce que je voulais dire, mais tu as raison sur le fait qu'on ne peut pas parler de différence sur l'écoulement du temps étant donné qu'on doit se baser sur le temps qui s'écoule sur terre (fiou j'ai du mal..)

[Dominique Lefebvre]

Dans le paradoxe des jumeaux, il y a un autre aspect plus subtil!

La relativité restreinte n'est vraie que pour des référentiels en mouvement uniforme. Elle n'est pas applicable aux référentiels accélérés, dans lesquels il faut appliquer la relativité générale.
Or, dans la description du paradoxe, Langevin dit que l'un des jumeaux quitte la Terre lors d'un voyage au bout duquel il atteint une vitesse proche de c. Il a donc accéléré. Or pendant les parties du voyage pendant lesquelles il accèlère et décelère, la relativité restreinte n'est pas applicable.
En fait ce paradoxe n'en est pas un, en grande partie parce qu'il n'évolue pas dans le domaine d'application de la relativité restreinte.

[imbe6le]

Oui forcement, etant donné qu'en accelerant il vas plus vite, puis qu'il doit ralentir, c'est simplement des parametres à rajouter en plus!
Mais je vois pas le soit disant paradoxe en fait en fait :doh:
Ce paradoxe a dû être établi avant la theorie de la relativité generale non?

[entropik]

Donc ils se gourent completement sur wiki? Voilà ce qu'ils mettent:
"Enfin, le scénario des jumeaux de Langevin a été inventé pour illustrer un résultat de relativité restreinte et ne fait intervenir en rien[1] la relativité générale, notamment pour la bonne et simple raison que la relativité restreinte est capable de traiter le problème d'une fusée accélérée."
Et y font référence à ça: [1] voir dans l'ouvrage anglais de Taylor et Wheeler (Spacetime physics, Introduction to special relativity, second edition, Freeman and Company, 1992) l'encadré 4-1, page 132, intitulé « Do we need general relativity? No! »