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Relativité générale

Posté par
mfx
23-08-11 à 21:36

Bonjour. Ou plutot bonsoir.

Après l'étude de la relativité restreinte j'ai decidé d'apprendre la relativité générale. Bon évidemment j'apprend tout seul et je viens à peine d'avoir mon bac S donc je n'ai qu'un niveau terminale (je rentre bientot en licence physique-chimie). Et donc la géométrie riemanienne, les tenseurs métriques et tout ça je comprends pas tellement... Mais je voudrais d'abord savoir une chose simple concernant la relativité générale. Est-ce que c'est, EN GROS, prendre compte des effets de courbure de l'espace et du temps de la relativité restreinte sur l'accélération gravitationnelle newtonienne ?

Merci de répondre svp.

Edit Coll : forum modifié

Posté par
J-P
re : Relativité générale 24-08-11 à 14:14

On ne peux pas expliquer "en gros" la relativité génerale.

Comprendre déjà pourquoi cette théorie a vu je jour.

Le génial Albert a expliqué la constance de la célérité de la lumière dans le vide quel que soit le référentiel choisi par la théorie de la relativité restreinte ... En renversant la notion de temps absolu qui avait jusqu'alors été admis par tous.

Le hic, c'est qu'avec cette théorie, (celle de la relativité restreinte, que beaucoup pensent avoir compris mais se plantent largement), aucun "effet" ne peut se propager à une vitesse supérieure à celle de la lumière. Or la théorie de la gravitation de Newton suppose que la force de gravitation (F = G.mm'/d²) agit à distance de manière instantanée.

Et donc la théorie de la gravitation de Newton est tout simplement incompatible avec la théorie de la relativité restreinte de Albert.

Donc, au moins une de ces 2 théories est fausse.

Albert a d'abord été bien perturbé par cette incompatibilité entre sa merveilleuse théorie de la RR et celle de la gravitation de Newton.

Il fallait renoncer à au moins une des 2 théories et le génial Albert a alors imaginé une théorie capable de remplacer la théorie de la gravitation de Newton par une nouvelle théorie de la gravitation (la relativité générale) dans laquelle la force de Newton n'existe plus.

Et exit donc l'incompatibilité entre la RR et la nouvelle théorie de la gravitation la RG.

Merveilleux ... mais il faut bien dire que la théorie de la RG n'est pas très accessible à la compréhension du commun des mortels.

C'est beau de parler de courbure de l'espace-temps par les masses en présence et de modifier le principe d'inertie en remplaçant la ligne droite par des géodésiques de l'espace-temps ... mais en saisir vraiment le sens, c'est tout autre chose.

Albert était vraiment un très très grand.

Posté par
mfx
re : Relativité générale 28-08-11 à 17:11

Bonjour,

Merci d'avoir répondu. Ta réponse m'a permis de me rendre compte d'une chose. Je n'avais pas compris la relativité restreinte. Je l'avais survolée en pensant que si je savais calculer mon facteur de lorentz j'avais tout compris. Mais en fait pas du tout... Donc merci de m'avoir remis en question.

J'ai donc une question sur la relativité restreinte. Imaginons deux vaisseaux se déplaçant à une vitesse constante de 0.86c le long d'un meme axe mais dans un sens opposé. Viendra forcément un moment où les vaisseaux se croiseront. Voilà mon problème :

D'après la loi d'addition des vitesses, l'observateur d'un vaisseau verrait l'autre vaisseau venir vers lui à un vitesse de 0.99c environ. Mais est-ce qu'il verrait le temps de ce vaisseau dilaté selon une vitesse de 0.99c ou 0.86c ?

Merci de répondre.

Posté par
J-P
re : Relativité générale 30-08-11 à 10:00

Ce n'est pas aussi simple que tu sembles le penser.

Des voyageurs ne peuvent comparer les indications de leurs montres que s'ils se retrouvent au même endroit au même instant.

Donc ici, lorsque les 2 voyageurs se croisent.

Mais cela ne sert à rien de comparer des indications de montres qui n'ont pas été synchronisées auparavant.

Dit autrement : Il faudrait que les voyageurs soient ensembles au départ, qu'ils synchronisent leur montres ... Et puis que plus tard, ils comparent les indications de leur montres respectives ...
Mais cela ne peut se faire que si ils sont au même endroit à l'instant de cette comparaison.

Ton problème simple est alors impossible à réaliser car si les voyageurs se déplacent sur un même axe en direction opposée, ils ne peuvent pas s'être rencontrés avant leur croisement pour pouvour synchroniser leurs montres.

Il leur est donc impossible de comparer leurs "écoulements" du temps.

Si tu veux pouvoir comparer, il faut que les voyageurs soient au moins 2 fois ensemble (au même endroit de l'espace).

Il faut donc qu'au moins un des 2 voyageurs ait "changé de sens" en cours de voyage ... On retombe alors sur l'exercice classique des Jumeaux de Langevin...

Posté par
mfx
re : Relativité générale 30-08-11 à 17:34

D'accord. Alors changeons le probleme.

Deux vaisseaux partent de deux planetes différentes pour aller à la planete de l'autre. Soit vaisseau A part de planete A pour aller à planète B et vaisseau B part de planète B pour aller à planète A (bien entendu en négligeant les effets produits par la gravité en considérant juste les planètes comme des référentiels inertiels). Ils synchronisent leur montre donc et partent en même temps. Que voit un observateur dans chacun des vaisseaux ? Il voit quand il démarre le temps dans l'autre vaisseau passer très vite puis ralentir d'un coup ? Et finalement ils seront aussi vieux l'un que l'autre à la fin du voyage ?

Merci pour les réponses en tout cas.

Posté par
J-P
re : Relativité générale 30-08-11 à 19:00

On ne peut pas synchroniser des montres en étant à des endroits différents... Ca c'est primordial à comprendre.

Et on ne peut pas "voir" à distance le temps qui passe ailleurs. Même si on emploit souvent ce genre de raisonnement.

Chaque voyageur à son temps propre ... Et il n'est possible de comparer les indications des montres (et que cela signifie quelque chose) que si elles ont été, au préalable, synchronisées (donc les 2 bonhomme ensemble) et que les voyageurs sont de nouveau à un même endroit au moment des comparaisons.

Il faut d'abord essayer de comprendre le soit-disant paradoxe des jumeaux de Langevin...
mieux que ce que l'on voit souvent expliqué sur le net (où on lit n'importe quoi).

Les jumeaux sont ensemble sur Terre (par exemple), ils synchronisent leurs montres. L'un part dans l'espace à grande vitesse et revient sur Terre après un "long" voyage. Les 2 jumeaux sont de nouveau réunis et peuvent alors comparer leurs montres...
Le jumeau qui a voyagé sera plus jeune que celui resté sur Terre.

Il faut comprendre pourquoi... surtout réussir à expliquer pourquoi l'un est plus vieux que l'autre alors que leur vitesse relative a été évidemment la même pour les 2.

S'intéresser par exemple à l'espace de Minkowski. Quelques mots ici :

Posté par
mfx
re : Relativité générale 31-08-11 à 00:19

Oui pour le paradoxe des jumeaux c'est bon j'ai compris avec une image simple. Enfin en gros c'est que le jumeau qui voyage fait "un petit écart dans l'espace" et donc "un angle" par rapport au temps de l'immobile (je sais pas si c'est très correct de le dire comme ça mais bon juste pour l'idée...). Et je savais pas que c'était primordial de démarrer du meme point et de se retrouver pour que l'on puisse appliquer la relativité...

Mais donc un évènement se produisant dans un référentiel inertiel fixe ne sera pas simultané dans un autre référentiel inertiel fixe distant car cela impliquerait que "l'effet" de cet évènement a voyagé plus vite que la lumière ?

Et sinon peut-on résoudre à peu près tous les problèmes de la relativité restreinte en se traçant un diagramme de minkowski ? (sans pousser les calculs bien entendu juste comprendre ce qu'il se passe)

Posté par
J-P
re : Relativité générale 31-08-11 à 12:59

Tu peux lire ce qu'écrit mon copain Toto ici :

Et si, une fois dans ce lien, tu cliques sur "voir le contexte" ou bien ici : ,  tu pourras lire tout le topic, mais attention que certains y racontent des bêtises, il faut faire le tri.

Sans avoir tout relu, tu peux faire confiance aux messages de ThM, de Deedee et de Toto.

Posté par
mfx
re : Relativité générale 31-08-11 à 16:52

Ok, merci beaucoup !

Posté par
RegisPetit
re : Relativité générale 24-07-17 à 17:45

Bonjour à tous,
Attention à l'interprétation du paradoxe des jumeaux. Le terme "vieillir" est erroné. Certes, le temps physique mesuré par les horloges est différent pour les deux jumeaux (résultat qui n'est plus contesté à ce jour). Mais rien ne peut être conclu sur le temps biologique de chacun d'eux. A ce jour, on ne sait pas si la RG s'applique ou non au temps biologique. Si vous cherchez la rigueur des termes, et en évitant toute polémique, jetez un oeil sur mon site pédagogique

***Raccourci url ajouté***

Posté par
J-P
re : Relativité générale 25-07-17 à 11:07

Citation :
Mais qu'en est-il du vieillissement (biologique) des deux jumeaux ? Faisons l'hypothèse que le jumeau voyageur vieillit au même rythme que son frère. Il constaterait alors, lors par exemple de l'aller, que le ryhtme de son horloge ne correspond pas au rythme de son vieillissement. Il aurait donc un moyen de discerner qu'il n'est pas "au repos".


Citation :
"Faisons l'hypothèse que le jumeau voyageur vieillit au même rythme que son frère"
: cela ne veut rien dire.

Citation :
Il constaterait alors, lors par exemple de l'aller, que le ryhtme de son horloge ne correspond pas au rythme de son vieillissement
: faux.

Comment le ferait-il ? : on pourrait imaginer qu'il mesure son rythme cardiaque ... mais il ne peut le faire qu'en comptant les battements de son coeur sur une durée qu'il mesurerait sur sa montre (horloge) qui voyage avec lui (et il ne constaterait rien du tout d'anormal).

Ce n'est qu'une fois le voyage aller retour terminé que les jumeaux réuni en un même point de l'espace pourront comparer leur montre ... et constater qu'elles sont décalées.

Ce sera ma seule intervention sur ce sujet ...





Posté par
RegisPetit
re : Relativité générale 25-07-17 à 20:23

Bonjour J-P,
Votre réponse mérite réflexion et j'ai peut-être tort dans la démonstration. Ce qui reste vrai, c'est que le temps biologique (des cellules humaines) n'a rien à voir avec le temps physique des horloges. C'est à ce titre que je trouve abusif (voire erroné) de parler de "jumeau voyageur plus jeune" à son retour de voyage. Il me semble que l'on devrait plutôt dire "horloge  physique dont la mesure semble retarder". On reste ainsi dans le cadre légitime de la Relativité Générale, sans rien affirmer quant à son application hypothétique au temps biologique des cellules.

Posté par
krinn Correcteur
re : Relativité générale 25-07-17 à 22:26

Bonsoir
"Une horloge physique dont la mesure semble retarder".


Je pensais que vous aviez assimilé la relativité et donc la multiplicite des temps propres , non?

Posté par
RegisPetit
re : Relativité générale 25-07-17 à 23:08

Mais ce sont les mots propres de Poincaré dans son texte fondamental de 1904. Imaginons deux observateurs O et O', en mouvement relatif l'un par rapport à l'autre, qui veulent régler leurs montres par échange de signaux optiques. Supposons que les deux montres soient synchronisées, par un moyen quelconque, de façon qu'elles indiquent la même heure à un même instant initial (t = t' = 0). A cet instant initial, chaque observateur émet un signal vers l'autre. Quel temps indique alors chaque montre quand chaque observateur reçoit le signal de l'autre ? Il est évident que ce n'est pas le même temps.
Et Poincaré explique ( ) : La durée de la transmission n'est pas la même dans les deux sens puisque l'observateur O, par exemple, marche au devant de la propagation optique émanée de O', tandis que l'observateur O' fuit devant la propagation émanée de O. Les montres marqueront le temps local de chaque observateur, de sorte que "l'une d'elles semblera retarder sur l'autre".
Le mot "semble retarder" me parait tout à fait légitime et en accord avec la Relativité.

Pas pour vous ?


***Raccourci url ajouté***

Posté par
krinn Correcteur
re : Relativité générale 25-07-17 à 23:20

Depuis 19o4 on a "un peu" progresse en la matière
Ce qui m'étonne c'est que vous citiez Gourgoulhon sur votre site
J'avais bien remarque l'absence d Einstein, ceci dit ,,,

Bonne soirée



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