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relativité restreinte

Posté par
FranckColvert
12-05-20 à 16:08

Bonjour,
Une des questions à laquelle je ne sais pas répondre:
- Pour faire comprendre la relativité, on dit souvent que le temps dépend du référentiel dans lequel on le mesure, " de la même manière que la taille d'un objet varie en fonction de la distance à laquelle on se trouve de cet objet".
Autrement dit, le temps est une notion relative comme la distance est une relation relative.
Cependant, cette analogie a ses limites: lorsque je me rapproche de l'objet, il reprend sa taille initiale, tandis que les jumeaux de Langevin, eux, ne retrouvent pas le même âge (leurs temps propres se sont désynchronisés). Comment expliquer cette différence?

Posté par
krinn Correcteur
re : relativité restreinte 12-05-20 à 19:18

Bonjour,
Les effets relativistes ne sont pas des effets de perspective : ce sont des effets différents ( dans un espace-temps à 4D).

Posté par
FranckColvert
re : relativité restreinte 12-05-20 à 20:34

Merci de votre réponse rapide et bien noté: dans le cas de la distance, il s'agit d'un simple effet de perspective; tandis que dans le cas du paradoxe des jumeaux, c'est un effet dans l'espace temps lui même.  C'est très clair.
Sur cette base, puis-je aller jusqu'à  dire que la fusée du jumeaux allant à une vitesse proche de la vitesse de la lumière, elle a modifié l'espace-temps qu'elle a parcouru?
Autrement dit,  quel est le lien entre vitesse de la lumière et espace-temps: est-il juste de dire que lorsqu'on voyage à une vitesse proche de la lumière on modifie  l'espace-temps autour de soi?

Par ailleurs, j'ai bien compris que si au final le jumeau qui revient est plus jeune que son frère qui est resté sur terre c'est uniquement parce qu'il n'a pas suivi un mouvement rectiligne et uniforme tout du long de son trajet (il fait un aller retour et donc décelère/ réaccèlère). Avant cela,  la situation est symétrique de deux cotés: chaque frère pouvant avoir l'impression que c'est l'autre qui s'éloigne à la vitesse proche de C et  voir le temps propre de l'autre ralentir par rapport au sien.

A titre personnel, j'avoue que bien qu'ayant suivi la démonstration mathématique de la résolution du paradoxe des jumeaux, je n'ai jamais bien compris en quoi le fait de sortir d'un mouvement uniforme et rectiligne (pour faire  demi-tour) entraine forcémment que c'est le jumeau qui a voyagé qui est moins vieux au final (si ce n'est de répéter que c'est la ligne d'espace temps la plus courte pour qui le temps écoulé est toujours le plus long). Je me suis toujours demandé par exemple, ce qui se passe avant la résolution du paradoxe du fait du demi-tour effectué: à l'instant t où le jumeau dans la fusée interrompt son mouveau rectiligne et uniforme, qui est le plus vieux? (le paradoxe étant alors encore effectif)

Posté par
krinn Correcteur
re : relativité restreinte 13-05-20 à 14:12

Bonjour,

Je vous conseille la chaine "Science étonnante" qui contient 3 ou 4 videos sur la relativité (dont une récente dédiée aux jumeaux et qui devrait répondre à certaines des questions que vous vous posez).

Citation :
quel est le lien entre vitesse de la lumière et espace-temps:
est-il juste de dire que lorsqu'on voyage à une vitesse proche de la lumière on modifie l'espace-temps autour de soi?

Il y a une vitesse limite (c) dans l'espace-temps, Cette vitesse limite est en fait une constante de structure de l'espace-temps (elle permet entre autres de définir les cônes de lumière). Et il se trouve que la lumière se propage à la vitesse c dans le vide.
Quant au mouvement , il est représenté par une ligne d'univers qui est une suite d'événements (càd de points de l'espace-temps). Donc partir en fusée, c'est suivre une certaine ligne d'univers dans l'espace-temps, mais dormir dans son lit aussi car le temps ne s'arrête jamais.

Citation :
... à l'instant t où le jumeau dans la fusée interrompt son mouveau rectiligne et uniforme, qui est le plus vieux? (le paradoxe étant alors encore effectif)

Ceci est expliqué dans la vidéo de "Science étonnante".
Il faut en fait abandonner la notion classique de simultanéité (et celle de présent) ce qui n'est pas simple.



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