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Astronomie

Sujet : [Paradoxe] Relativité restreinte, vitesse de la lumière, dilatation du temps
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Capote
Niveau 16
01 juillet 2016 à 13:45:06

Bonjour,
Il y a un truc que je ne suis pas sûr de comprendre dans la relativité restreinte :

Je cite un article pour l'exemple : http://merlay.pagesperso-orange.fr/old/dico/vitesselumiere.html

Le vaisseau atteint une vitesse proche de la lumière, admettons 299790 km/s (la lumière va à 299792 km/s). La personne reste admettons 1 journée à cette vitesse. Et bien sur la Terre, il se sera écoulé 246,9 jours !

Donc ici, la vitesse perçue du vaisseau depuis la terre sera donc très inférieur à 299 790 km/s si on ne veut pas que du point vue du vaisseau qu'il dépasse la vitesse de la lumière.
Je veux dire que si le vaisseau se déplace à 299 790 km/s du point vue de la terre, alors du point vue du vaisseau il se déplace à 246.9 fois cette vitesse (puisque un jour = 246.9 jours sur terre)

Depuis le vaisseau, en un jour à la vitesse de 299 790 km/s il aura parcouru 25 901 856 000 km
(299 790 * 3 600 * 24 = 25 901 856 000 km)
Cette même distance aura été effectuée en 246.9 jours depuis la terre donc la vitesse perçue du vaisseau depuis la terre est de 1214km/s :
246,9 jours converti en seconde : 246.9 * 24* 3 600 = 21 332 160 seconde,
Vitesse du vaisseau depuis la terre calculé en km/s : 25 901 856 000 km / 21 332 160 s = 1214km/s

Donc plus un objet se rapproche de la vitesse de la lumière, plus l'objet parait ralentir depuis la terre au fur et à mesure de l'accélération. Ce qui pourrait expliquer du coup pourquoi quand un objet tombe dans un trou noir, il parait ralentir d’un point de vue externe.

Le paradoxe arrive.

Bon maintenant pour simplifier les calculs on va dire que le vaisseau se déplace à la vitesse de la lumière et que du point de la terre il se déplace à 1/10 de la vitesse de la lumière.
Du coup si ce vaisseau se situe à 1 année lumière de la terre et qu'il veut rentrer sur terre, il va revenir sur terre en 1 année ou en 10 années ?
S'il rentre en 1 année du coup il se sera passé le même temps sur terre que sur le vaisseau ce qui est faux, s'il rentre en 10 ans alors aller à la vitesse de la lumière c'est tout pourri :hap:, autant dépenser de l’énergie pour aller à 1/10ème de la vitesse de la lumière :oui:.
Ca voudrait dire aussi qu'on ne verra jamais un objet se déplacer à une vitesse proche de la lumière :(.

J’ai une vague intuition que la solution se trouve dans la phase d’accélération et de décélération du vaisseau mais je vois pas encore en quoi :hap:.

Merci de votre lecture :oui:

Pseudo supprimé
Niveau 10
01 juillet 2016 à 19:39:40

Salut , je crois que tu confonds le temps propre dans le vaisseau et celui sur terre :hap:

comme tu l'as dit , du point de vue du vaisseau le temps va s'écouler considérablement plus lentement, mais ce n'est pas parce que le temps s'écoule plus lentement dans le vaisseau que ca va changer quelque chose depuis la terre :hap:

en réalité le vaisseau n'aura pas parcouru 1 jour-lumiére (à peu prés) mais 246 jours-lumiére :ok:
mais depuis le point de vue du voyageur, il a parcouru 246 jours-lumiére en 1 jour car le temps s'écoule plus lentement pour lui :hap:

du coup oui il aura l'impression d'avoir parcouru 246 jours lumiere à 246 fois la vitesse de la lumiére mais en réalité c'est uniquement parce que son temps s'écoule de maniere plus lente :noel:

:d) du point de vue de la terre, un observateur "verra" le vaisseau parcourir 246 jours-lumière en 246 jours mais si il pouvait voir le voyageur, il verrait que celui ci est pratiquement "en pause " et fera des actions 246 fois plus lentement que la normale

:d) du point de vue du voyageur, le temps semble s'écouler 246 fois plus vite sur terre et dans le reste de l'univers, il parcoure bien 246 jours-lumiére mais pour lui le voyage aura duré un jour :hap:

Capote
Niveau 16
01 juillet 2016 à 20:16:48

Alors je pense avoir compris ce que tu as dit :oui:,
Tu accepte donc le fait que l'observateur dans le vaisseau verra qu'il a parcouru 246 jours lumière en ses 24H ? :(
Mais vu qu'a vitesse constante, ici on admet que c'est le cas, tout les référentiels se valent.
Donc l'observateur du vaisseau aura l'impression d'être immobile et que la terre se déplace à quasi la vitesse de la lumière.
Sauf que ce que tu me dis c'est qu'il devrait voir la terre se déplacer à 246 fois la vitesse de la lumière ? :(

:d) du point de vue du voyageur, le temps semble s'écouler 246 fois plus vite sur terre et dans le reste de l'univers, il parcoure bien 246 jours-lumiére mais pour lui le voyage aura duré un jour

Et là est le mind-fuck de la relativité restreinte, du point de vue de l'observateur, sur terre le temps aura l'air de passer lui aussi 246 fois moins vite car les référentiels se valent ! Donc on peut se dire WTF qui a raison, en faite la réponse est au moment de l'accélération et de la décélération qui désynchronise et resynchronise les temps d'observateurs de réf différent :oui:.
(voir le topic que j'avais fait : https://m.jeuxvideo.com/forums/42-57-45537261-1-0-1-0-question-relativite-temps-et-observation.htm )

Pseudo supprimé
Niveau 10
01 juillet 2016 à 20:54:04

en fait la lumiére ne va pas à 246 fois sa vitesse initiale dans le vaisseau, et le vaisseau ne va pas à 246 fois la vitesse de la lumiére :noel:

en fait depuis l'intérieur du vaisseau, le voyageur aura le ressenti d'avoir parcouru 246 JL en 1 jour mais sauf que ce n'est pas la même valeur du jour que sur terre donc si tu calcules la vitesse du vaisseau en métres par seconde tu ne pourras pas dire " tiens ?! c'est 246 fois la vitesse de la lumiére ! " car ce n'est pas la même base de temps, ce n'est pas la même notion de "seconde" :oui:
ce sont justement des secondes qui s'écoulent 246 fois plus lentement que des secondes sur terre, du coup au final le vaisseau va bien à la vitesse de la lumiére [[sticker:p/1jnh]]
disons pour faire simple que tu ne peux pas comparer deux vitesses dont l'écoulement même du temps différe :ok:

poussons l'exemple encore plus loin en imaginant que le vaisseau va a la vitesse de la lumiére ? quel temps mettra le voyageur de son point de vue pour faire 1 année lumiére ?
comme de son point de vue une seconde dure infiniment plus longtemps qu'une seconde sur terre, il lui faudra 0 secondes pour faire le trajet
c'est l'impression qu'il aura eu, le temps ne se sera pas écoulé pour lui et il aura l'impression de s'être complétement téléporté
sauf qu'en arrivant à sa destination il se rendra compte qu'un an se sera écoulé dans le reste de l'univers [[sticker:p/1kki]]

Pseudo supprimé
Niveau 10
01 juillet 2016 à 20:55:17

ah par contre pour la partie acceleration / décelleration c'est un peu compliqué mais ca ne change pas tellement le principe, ici j'imagine qu'il passe instantanément de 0 kmh à 99.999% de C mais c'est pareil dans le fond [[sticker:p/1kkn]]

Capote
Niveau 16
01 juillet 2016 à 21:44:32

D'accord mais du coup ici les référentiels ne sont plus égaux, le principe de la relativité, c'est qu'en vitesse constante et en trajectoire rectiligne tout les ref se valent et que donc être en déplacement constant et rectiligne c'est comme être immobile. Hors le vaisseau se déplace en vitesse constante et en trajectoire uniforme, les observateurs dans le vaisseau pouront ici détecter qu'ils sont bien en mouvement puisqu'ils pourront voir qu'ils parcourent des distances en largement moins de temps, en observant par exemple des étoiles qui se déplace par rapport a eux à une vitesse 246 fois celle de la lumière :(

Pseudo supprimé
Niveau 10
01 juillet 2016 à 22:23:38

tout va lui sembler, autour de lui, 246 fois plus rapide que par rapport à lui, du coup il aura l'impression de mesurer une vitesse des étoiles à coté de lui de 246 C mais en fait c'est parce qu'une seconde pour lui c'est 246 fois plus long qu'une seconde normale, ca revient au même en fait :hap:

si tu essayes de calculer la vitesse de la lumiére pour le voyageur, lumiére qui pourrait etre émise par exemple par les phares du vaisseau, tu verrais que ca fait réellement C et pas autre chose :hap:

Capote
Niveau 16
01 juillet 2016 à 22:31:53

Je suis d'accord sur ton deuxième point mais le premier justement il ne verra pas que tout est plus rapide, ca voudrait dire qu'en effet il est en deplacement, il verra au contraire que tout est 246 fois ralentie comme si c'était les autres objets était en déplacement à quasi à la vitesse de la lumière et lui immobile :oui:

Pseudo supprimé
Niveau 10
01 juillet 2016 à 22:38:10

non justement c'est l'inverse, regarde :noel:

pour un terrien qui observe, le vaisseau va quasiment à C donc la lumiére qu'il émet ne va pas beaucoup plus vite que lui, ce qui fait que la vitesse de la lumiére par rapport au vaisseau est trés faible du point de vue d'un terrien

mais du point de vue du voyageur la vitesse de la lumiére produite par le vaisseau par rapport à lui sera multipliée par 246 du fait que son temps s'écoule 246 fois plus lentement pour lui, au final il va voir que la lumiére des phares du vaisseau vont bien à C même si le vaisseau va lui même à C :noel:

Pseudo supprimé
Niveau 10
01 juillet 2016 à 22:38:25

mais c'est aussi dur à comprendre qu'a expliquer c'est normal :hap:

Capote
Niveau 16
01 juillet 2016 à 22:59:28

Mais je suis d'accord :hap:, tu as simplement dit que la vitesse de la lumière est constante quelque soit le referenciel, la lumière est intemporelle, mathématiquement elle a un temps propre infini.
Les autres particules sont temporelles donc soumis à la dilation du temps, quand je dis que le temps parrait ralentir sur terre du point de vue de l'observateur dans le vaisseau c'est un principe de la relativité restreinte, tout les refs rectiligine et uniforme se valent :oui: de ce principe découle ce que je dis (et jsuis pas le seul à comprendre ca :noel:)

Capote
Niveau 16
01 juillet 2016 à 23:05:43

Jte conseille de voir le lien du topic ou j'ai posé une question qui à un peu pour thème là ou on n'est pas d'accord :hap:

Pseudo supprimé
Niveau 10
01 juillet 2016 à 23:08:28

aaah okay tu voulais parler de l'équivalent du paradoxe des jumeaux en fait ? :hap:
j'ai lu ton topic, je n'ai pas la réponse donc je vais pas te dire de bêtise :hap:

ChampChamp
Niveau 10
01 juillet 2016 à 23:13:00

J'ai surtout l'impression que tu t'embrouille pas mal et que t'as pas trop compris les bases (j'ai pas pris le temps de lire tout ce que vous avez écris par contre).

Déjà quand tu écris

Le 01 juillet 2016 à 13:45:06 Capote a écrit :
Je veux dire que si le vaisseau se déplace à 299 790 km/s du point vue de la terre, alors du point vue du vaisseau il se déplace à 246.9 fois cette vitesse (puisque un jour = 246.9 jours sur terre)

ça veut pas dire grand chose (en plus tu contredis directement le principe le plus connu de la RR :noel:)

Pour bien comprendre la relativité restreinte, pars sur ces quelques principes :

  • On parle toujours d'une vitesse par rapport à un référentiel/observateur/objet. Sinon si tu pars pas du point de vue d'un observateur tu t'en sortira pas
  • Si un objet A va à une vitesse c du pdv d'un objet B, alors de même l'objet B ira à la vitesse c pour un observateur A (symétrie)
  • De cette façon, un observateur A aura l'impression que l'objet B ira au ralenti (et sera contracté ou dilaté, je sais plus), mais A sera de la même façon au ralenti pour l'objet B.
  • Il n'y a pas de paradoxe car si l'on voulait le mettre en évidence, il faudrait comparer leur âge à deux moments différents au même endroit, ce qui n'est possible qu'en les faisant accélérer à un moment donné, et là intervient des phénomènes plus compliqué (c'est un exercice de pensée que j'ai trouvé :hap:)
  • Ne cherche pas trop à traiter des expérience de pensée qui ferait intervenir des accélérations tant que tu n'as pas bien compris le reste. Et pareil pour des objets se déplaçant à la vitesse de la lumière (par rapport à quelque chose), c'est trop mindfuck
Capote
Niveau 16
01 juillet 2016 à 23:16:49

Oui en effet, notre désaccord rentre bien dans le paradoxe des jumeaux, les deux jumeaux voient l'autre "ralentir" d'après leur référenciel, donc les deux devraient être plus jeune que l'autre, pour résoudre ça il faut prendre en compte que les deux refs ne se valent pas, l'un a subit une accélération, l'autre est resté inerte :oui:

ChampChamp
Niveau 10
01 juillet 2016 à 23:18:56

Le 01 juillet 2016 à 23:16:49 Capote a écrit :
Oui en effet, notre désaccord rentre bien dans le paradoxe des jumeaux, les deux jumeaux voient l'autre "ralentir" d'après leur référenciel, donc les deux devraient être plus jeune que l'autre, pour résoudre ça il faut prendre en compte que les deux refs ne se valent pas, l'un a subit une accélération, l'autre est resté inerte :oui:

Yup c'est ça, l'un accélère et pas l'autre (j'ai toujours eu du mal à trouver l'asymétrie là dedans, mais je fais confiance aux physicien :o)) ). Après il me semble qu'il est malgré tout possible avec la RR de calculer ça, mais à vérifier ... :(

Pseudo supprimé
Niveau 10
01 juillet 2016 à 23:20:09

oui mais si le vaisseau accelere par rapport à la terre, alors la terre accelere par rapport au vaisseau non ? [[sticker:p/1jnh]]

ChampChamp
Niveau 10
01 juillet 2016 à 23:21:05

Le 01 juillet 2016 à 23:20:09 Abraham_Simpson a écrit :
oui mais si le vaisseau accelere par rapport à la terre, alors la terre accelere par rapport au vaisseau non ? [[sticker:p/1jnh]]

Apparemment non je crois. C'est ce que j'ai toujours eu mal à accepter [[sticker:p/1lmk]]

Pseudo supprimé
Niveau 10
01 juillet 2016 à 23:23:49

j'en avais aussi le doute, mais je crois que tout ce qui touche à l'accéleration est du ressort de la relativité generale, ce a quoi je ne suis pas suffisemment initié pour émettre une conclusion :hap:

Geante-rouge
Niveau 11
01 juillet 2016 à 23:25:16

De ce que j'ai vu de mes modestes cours de relativité au lycée ( :hap: ), la relativité restreinte c'était toujours avec des vitesses constantes, mais comme toujours j'imagine bien que ça peut se compliquer avec des accélérations :hap:
C'était le message inutile du jour

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Sujet : [Paradoxe] Relativité restreinte, vitesse de la lumière, dilatation du temps
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