Paradoxe des jumeaux.

[richard]

Je cherche toujours à comprendre la théorie de la relativité. Je suis très perplexe devant l’expérience de pensée du paradoxe des jumeaux de Langevin où il est dit que

Bernard [le cosmonaute] se déplaçant à grande vitesse, Alain [le jumeau resté sur Terre] constate que l'horloge de Bernard fonctionne plus lentement que la sienne et donc Bernard vieillit moins vite.

D’après la théorie de la relativité, le temps du voyage pour le jumeau voyageur est son temps propre t, par contre le jumeau resté sur Terre pense que le voyage a duré ti = γ t. Il croit donc que son jumeau a voyagé pendant tout ce temps. Je ne comprends pas que l’on fasse de cette mesure une réalité.

[jroche]

C'est bien un paradoxe dans la mesure (c'est le mot) où les équation de Lorentz sont strictement symétriques, réciproques. Poincaré et Einstein, dans leur démonstration (le second pompant sur le premier) ont dit expressément qu'il n'y a aucun moyen physique de déterminer une immobilité absolue donc une vitesse absolue.

Tout ça est venu du constat (expérience de Michelson notamment) qu'à quelque vitesse qu'on aille par rapport à une source de lumière, pour s'en approcher ou s'en éloigner, on voit passer sa lumière à la vitesse immuable (si l'on peut dire) dite c (299.792,458 km/s dans le vide aux dernières nouvelles).

Je ne suis pas totalement convaincu qu'on ait vraiment résolu le paradoxe. Les explications que j'ai vues me semblaient se contredire les unes les autres. Mais je n'ai pas approfondi.

[Gwanelle]

Je ne comprends pas que l’on fasse de cette mesure une réalité.

Parce qu'il s'agit de la réalité constatée sur les montres de chacun.

[Lambert85]

[thewild]

Il y en a par ici qui, pour tromper leur ennui, cherchent les ennuis...

[Gwanelle]

haha, et oui dans la planète des singes à la fin il a bien du finir par admettre la réalité.

[richard]

Parce qu'il s'agit de la réalité constatée sur les montres de chacun.

pourquoi une montre donnerait des temps différents suivant la vitesse des corps que l’on observe?

[Dominique18]

Un soupçon de pédagogie...
Il y en a qui font ça très bien.

https://m.youtube.com/watch?v=cjMfVe8wS ... ACAQ%3D%3D

Et un cours de physique, par Richard Taillet * (pour spécialistes. Je ne peux qu'apprécier la "beauté " de la démonstration, ce qui est déjà pas mal... )

https://m.youtube.com/watch?time_contin ... e=emb_logo

* https://www.futura-sciences.com/science ... aillet-88/

Les fondements théoriques étant posés, passons à ces questions de "réalité" avec un court extrait qui peut peut-être expliquer bien des choses (au même titre que La planète des singes).

https://m.youtube.com/watch?v=42j70O5Iu ... e=emb_logo

[richard]

Un soupçon de pédagogie...
Il y en a qui font ça très bien.
https://m.youtube.com/watch?v=cjMfVe8wS ... ACAQ%3D%3D

Merci Dominique pour cette référence, mais ce ne sont que des assertions sans démonstration et comme j’ai une vision un peu différente j’aimerais bien être convaincu par une solide argumentation.
Tu as rajouté deux autres références, je vais voir ça.

[Gwanelle]

Parce qu'il s'agit de la réalité constatée sur les montres de chacun.

pourquoi une montre donnerait des temps différents suivant la vitesse des corps que l’on observe?

Lis mieux la définition du temps propre en relativité et dis moi où as tu as vu qu'il "dépendrait des vitesses des corps que tu observes ".

[richard]

Le jumeau sédentaire lis son temps propre sur sa montre, pourquoi celui-ci dépendrait-il de la vitesse relative de son jumeau ? C’est ça que je ne comprends pas.

[Gwanelle]

Le jumeau sédentaire lis son temps propre sur sa montre, pourquoi celui-ci dépendrait-il de la vitesse relative de son jumeau ? C’est ça que je ne comprends pas.

je te rassure, ta montre ne dépend pas de ce que font tes jumeaux .

Mais tu ne m'as pas répondu ... pourquoi crois tu celà ? où as tu lu celà ?

[richard]

Ici

Parce qu'il s'agit de la réalité constatée sur les montres de chacun.

[jroche]

Le jumeau sédentaire lis son temps propre sur sa montre, pourquoi celui-ci dépendrait-il de la vitesse relative de son jumeau ? C’est ça que je ne comprends pas.

Aucun des deux n'est plus sédentaire que l'autre. Il n'y a pas d'immobilité absolue encore une fois (en tout cas selon cette théorie).

Il faut peut-être préciser que les équations de Lorentz, dont est issu le paradoxe, ne traitent que de déplacements linéaires à vitesse constante, dans un espace supposé euclidien. Donc pas de retrouvailles possibles.

[Gwanelle]

Ici

Parce qu'il s'agit de la réalité constatée sur les montres de chacun.

Puisque tu interprètes mes réponses complétement à contre sens alors je préfère me taire du coup. ça vaut mieux.

[richard]

Aucun des deux n'est plus sédentaire que l'autre. Il n'y a pas d'immobilité absolue encore une fois (en tout cas selon cette théorie).

Tu as raison, on peut considérer que c’est le jumeau terrestre qui se déplace par rapport à son frère, mais pourquoi y a-t-il dissymétrie, alors ?

[jroche]

Tu as raison, on peut considérer que c’est le jumeau terrestre qui se déplace par rapport à son frère, mais pourquoi y a-t-il dissymétrie, alors ?

Quelle dissymétrie ?

[jroche]

Pour le coup je suis allé voir la page https://fr.wikipedia.org/wiki/Paradoxe_des_jumeaux qui me confirme mon intuition : ce n'est pas du tout résolu, il n'y a aucun consensus !

La classe AR
Il s'agit de l'interprétation classique du paradoxe, qui regroupe la très grande majorité des commentateurs et entre autres J. Terrel, H. Arzeliès, H.E. Ives5. Pour eux les deux jumeaux auront vieilli différemment (dans un sens ou dans l'autre) justement du fait de la dissymétrie de leurs référentiels : celui de A est galiléen, contrairement à celui de B. Ce serait également la position d'Einstein6.

La classe OR
Parmi eux, suivant Tonnelat, on trouve les « Relativistes purs », tels Herbert Dingle7 et E.G. Cullwick8. Pour eux, écrit Tonnelat, « il ne peut y avoir une modification des temps propres dans un mouvement qui ne met en jeu aucune accélération spécifique si l'on convient - comme c'est le cas - de les négliger ». Václav Hlavatý9, qui a des arguments différents, serait également classé dans OR car ce dernier, dit Tonnelat, « souligne que les concepts de « repos » et de « mouvement » qui alimentent le « paradoxe du voyageur » réintroduisent les absolus newtoniens au sein de la Relativité Restreinte. D'autre part, la dissymétrie que l'on souligne dans la situation physique des jumeaux, l'un sédentaire, l'autre itinérant, l'un lié à un système d'inertie, l'autre s'en affranchissant, est tout à fait subjective ».

La classe OG
Pour eux, toujours selon Tonnelat, « il faut appliquer des principes plus généraux qui permettent de calculer le mouvement « libre » de B dans le système propre de A, et réciproquement ». V.A. Fock10 fait les calculs en choisissant un champ de gravitation donnant lieu à une accélération constante, champ de la forme

{\displaystyle g=C^{te}}. Il obtient alors que B vieillit moins qu'A si les temps d'accélération sont suffisamment courts et que ce phénomène s'inverse pour les temps d'accélération plus longs.

Pour Jean Chazy et René Dugas11,12, dit Tonnelat, « les périodes d'accélération dont on devrait tenir compte permettraient de rétablir une égale longévité entre les deux voyageurs: B éprouverait un vieillissement brusque qui compenserait très exactement le rajeunissement du voyage uniforme ».

La classe AG
Les représentants de cette classe (Born, Pauli, Tolman entre autres)13 « ont vu, dans une généralisation du principe de relativité, la méthode nécessaire pour résoudre au moins un aspect du problème (calcul des vieillissements dans le système propre de B) ».

[ABC]

Aucun des deux n'est plus sédentaire que l'autre. Il n'y a pas d'immobilité absolue encore une fois (en tout cas selon cette théorie).

Bien sûr que si. Un référentiel inertiel est "sédentaire" un référentiel non inertiel ne l'est pas. L'accélération est absolue. Les référentiels non accélérés (les référentiels inertiels) forment une classe de référentiels privilégiés.

Tu as raison, on peut considérer que c’est le jumeau terrestre qui se déplace par rapport à son frère, mais pourquoi y a-t-il dissymétrie, alors ?

Parce que, en physique, les symétries que l'on prend en compte sont celles qui sont respectées par les faits d'observation (comme la relativité du mouvement à vitesse constante) et pas celles qui sont violées par les faits d'observation (comme la relativité de l'accélération).

je suis allé voir la page https://fr.wikipedia.org/wiki/Paradoxe_des_jumeaux qui me confirme mon intuition : ce n'est pas du tout résolu, il n'y a aucun consensus !

Oui, si on va chercher le point de vue de personnes d'un haut niveau d'incompétence en physique.

Parmi les physiciens par contre (et même les non physiciens ayant quelques notions de base en physique), le "paradoxe" des jumeaux n'est pas un problème. Ca se comprend et ça se visualise d'ailleurs très bien dans l'interprétation lorentzienne de la RR. cf. un ppt expliquant les effets relativistes dans ce cadre l'interprétation lorentzienne de la Relativité.

[jroche]

Aucun des deux n'est plus sédentaire que l'autre. Il n'y a pas d'immobilité absolue encore une fois (en tout cas selon cette théorie).

Bien sûr que si. Un référentiel inertiel est "sédentaire" un référentiel non inertiel ne l'est pas. L'accélération est absolue. Les référentiels non accélérés (les référentiels inertiels) forment une classe de référentiels privilégiés.

Ca sort du champ, du domaine d'application, de la RR. Il faut savoir de quoi on parle. Et je répète qu'il n'y a pas de consensus.

[Christian]

Et je répète qu'il n'y a pas de consensus.

Poutant dans le wiki:

La conclusion, admise dès les années 1930 par l'écrasante majorité des spécialistes, dit que le jumeau voyageur finit plus jeune que celui resté sur Terre, et que cette différence peut être considérée comme due à la dissymétrie entre les jumeaux car le voyageur change de référentiel galiléen pour revenir, alors que l'autre n'en change pas.

Un consensus, c'est ça. Ce n'est pas une unanimité.

[jroche]

Un consensus, c'est ça. Ce n'est pas une unanimité.

Avec des Born et Pauli dans l'opposition (accessoirement, mes profs de faculté en 1971, ça ne me rajeunit pas ), apparemment, si on part de 1930. Après, vu que c'est très compliqué à vérifier, je présume qu'on préfère une unité de façade, et qu'on a intérêt à entrer dans ce consensus si on veut faire carrière dans ce domaine.

Edit, et que je lis, toujours dans wiki, que c'était "apparemment" la position d'Einstein, ça fait bizarre quelque part. Il ne savait pas être clair ?

[ABC]

je présume qu'on préfère une unité de façade, et qu'on a intérêt à entrer dans ce consensus si on veut faire carrière dans ce domaine.

Surtout quand les preuves et repreuves et rerepreuves ont été apportées de la validité de l'invariance des lois de la physiques, notamment l'électromagnétisme, lors d'un changement de référentiel inertiel (cause du ralentissement du temps pour le jumeau tournant).

Un petit calcul cinématique très simple, permet de bien de visualiser et comprendre l'effet jumeau de Langevin. Il suffit de considérer une light clock constituée de 2 miroirs reliés par une tige. Le calcul montre (faites le il est très simple) pourquoi le tic tac d'un photon de ping pong entre les 2 miroirs devient plus lent (malgré la contraction de Lorentz de la tige reliant les 2 miroirs) quand cette light clock est mise en mouvement.

[Gwanelle]

Edit, et que je lis, toujours dans wiki, que c'était "apparemment" la position d'Einstein, ça fait bizarre quelque part. Il ne savait pas être clair ?

il n'est pas clair pour les gens qui croient pouvoir comprendre les gens intelligents en les mettant dans des "cases" dans lesquelles les personnes intelligentes ne se mettent jamais eux-mêmes, puisque l'intelligence nécessite une remise en question incessante de soi-même , une personne intelligente c'est une personne qui est critique ce qu'elles pensait il y a 10 ans, elle rejettera forcément la case dans laquelle vous l'auriez mis 10 ans auparavant car elle n'en est déjà plus là.
Et puis ces catégorie reportées dans wiki ne sont même pas exclusives. on peut très bien mettre des gens dans plusieurs catégories.

[jroche]

Surtout quand les preuves et repreuves et rerepreuves ont été apportées de la validité de l'invariance des lois de la physiques, notamment l'électromagnétisme, lors d'un changement de référentiel inertiel (cause du ralentissement du temps pour le jumeau tournant).

Peut-être, je n'ai pas les moyens d'en discuter, mais alors ce n'est plus du domaine de la RR et donc il faudrait le traiter avec d'autres équations que celles de Lorentz.

Et ça amène une question plus fondamentale : la science a pris une importance énorme, que je ne vais surtout pas contester, se substituant largement à la religion. Et donc les scientifiques les plus reconnus comme éminents ont un pouvoir conséquent, ce qui n'est certainement pas un mal en soi. Mais pourquoi diable serait-ce le seul champ d'activité humaine où ne jouerait pas le principe défini par John Acton : "Le pouvoir tend à corrompre, le pouvoir absolu corrompt absolument..." ?