Forum Sceptique

Raphaël a écrit :Autrement dit est-ce que la Relativité empêche l'existence d'un référentiel universel de vitesse nulle ou si elle s'en accommode ?

Il manquait un mot dans ma question.

curieux a écrit :Observe-t-on un centre de l'univers ?

Le problème c'est qu'on est toujours au centre de l'Univers, peu importe où on se trouve.

par Raphaël » 27 Déc 2015, 09:32

Raphaël a écrit :
Autrement dit est-ce que la Relativité empêche l'existence d'un référentiel universel de vitesse nulle ou si elle s'en accommode ?

Dans l'univers il n'y as pas de temps, ni de vitesse, ni d'espace nul. Pour trouver ces paramètres nuls il faut se référer avant notre univers.

Raphaël a écrit :

curieux a écrit :Observe-t-on un centre de l'univers ?

Le problème c'est qu'on est toujours au centre de l'Univers, peu importe où on se trouve.

Ce qui n'est d'ailleurs pas un problème vis à vis de la RR, ce n'est un problème que pour la cosmologie.
Cela peut paraitre agaçant de devoir se considérer comme étant au centre de l'univers observable puisque le modèle héliocentrique nous a forcé à reconsidérer ce point mais le fait est là.
Mais bon, cela répond à la question de richard, il n'existe dans l'univers aucun référentiel qui puisse exhiber le titre de référentiel absolu et immobile.
Puisque le fait est là, il semble bien que vouloir définir un centre pour l'univers soit aussi impossible que de vouloir attribuer un centre à la surface de la Terre, aucun habitant ne peut dire qu'il est à ses pieds, et vis à vis des autres, tous peuvent dire qu'il n'est nulle part en particulier.

25 décembre a écrit :Dans l'univers il n'y as pas de temps, ni de vitesse, ni d'espace nul. Pour trouver ces paramètres nuls il faut se référer avant notre univers.

Merci pour ta réponse mais ça ne répond pas à ma question qui demande une réponse un peu plus subtile. Supposons par exemple qu'on décide que le Soleil représente ce référentiel de vitesse nulle. Est-ce qu'on pourrait s'en servir comme référence universelle sans que ça remette en question la validité des calculs relativistes ?

Aussi j'aimerais que tu répondes à ma devinette: d'après toi qu'est-ce qui cloche dans cette image du jumeau voyageur (à part la fusée et les pantalons orange) ?

par Raphaël » 27 Déc 2015, 14:55

25 décembre a écrit :
Dans l'univers il n'y as pas de temps, ni de vitesse, ni d'espace nul. Pour trouver ces paramètres nuls il faut se référer avant notre univers.

Merci pour ta réponse mais ça ne répond pas à ma question qui demande une réponse un peu plus subtile. Supposons par exemple qu'on décide que le Soleil représente ce référentiel de vitesse nulle. Est-ce qu'on pourrait s'en servir comme référence universelle sans que ça remette en question la validité des calculs relativistes ?

Aussi j'aimerais que tu répondes à ma devinette: d'après toi qu'est-ce qui cloche dans cette image du jumeau voyageur (à part la fusée et les pantalons orange) ?

Le soleil ne peut être considéré comme référence que pour lui-même, il possède son temps propre dans l'espace. Tous les référentiels sont équivalents et aucun n'est immobile.
Dans l'image on voit les jumeaux ayant chacun subit leur temps propre. Le plus vieux ne peut prétendre être dans son propre futur puisqu'il est dans le présent et que son frère est aussi dans le même présent puisqu'ils sont ensembles.

Nous aurions pu avoir l'inverse en âge si la fusée se serait tenue immobile dans l'espace pendant que le jumeau sur terre voyageait avec la terre et le système solaire en se déplaçant comme à son habitude, dans l'espace temps. Le jumeau dans la fusée aurait vieilli plus vite, en étant immobile dans la fusée que l'autre sur terre en se déplaçant autour du soleil lequel est en déplacement dans la galaxie et la galaxie en déplacement dans l'univers.
Qui se déplace par rapport à quoi et quoi se déplace par rapport à qui, Qui étant le frère de quoi.

Ca y est tu t'attaques à la relativité maintenant ?

25 décembre a écrit :Le soleil ne peut être considéré comme référence que pour lui-même, il possède son temps propre dans l'espace.

En Relativité on n'a pas le choix de se choisir un référentiel de comparaison puisque c'est la seule façon d'établir une vitesse. Pourquoi le Soleil ne ferait-il pas l'affaire ? Il est pourtant très utile comme référence dans le système héliocentrique.

Tous les référentiels sont équivalents

Non: ça c'est faux.

Il faut distinguer un référentiel galiléen (ou inertiel) d'un référentiel non-inertiel.

Wikipedia a écrit :En physique, un référentiel galiléen (nommé ainsi en hommage à Galilée), ou inertiel, peut se définir comme un référentiel dans lequel le principe d'inertie est vérifié, c'est-à-dire que tout corps libre (i.e. sur lequel ne s’exerce aucune force ou sur lequel la résultante des forces est nulle) est en mouvement de translation rectiligne uniforme, ou au repos (qui est un cas particulier de mouvement rectiligne uniforme).

Dans l'image on voit les jumeaux ayant chacun subit leur temps propre. Le plus vieux ne peut prétendre être dans son propre futur puisqu'il est dans le présent et que son frère est aussi dans le même présent puisqu'ils sont ensembles.

Félicitations ! C'est ce qu'il fallait comprendre.

C'est paradoxal de dire "voyager dans le futur" puisque ce genre de voyage nous amène inévitablement dans le présent*. Le vieux sur l'image n'a pas fait un bond dans le futur. Tout s'est déroulé normalement sur Terre pendant que son jumeau était en voyage. Lorsque le jumeau revient de voyage c'est lui qui détonne avec son look trop jeune: c'est parce durant les dernières décennies il se trouvait dans un autre référentiel où son temps impropre était ralenti. Pendant que les terriens vieillissaient à "vitesse normale", lui vieillissait au ralenti par rapport à eux.

* D'ailleurs on voyage tous vers le futur via le cours du temps et pourtant on se trouve toujours dans le présent ...

Nous aurions pu avoir l'inverse en âge si la fusée se serait tenue immobile

Attention à la célèbre erreur de Mireille: il faut dire "s'était" et non pas "se serait" (parce que les "si" mangent les "rais" )

Pepejul a écrit :Ca y est tu t'attaques à la relativité maintenant ?

Il faut être compréhensif Pépé: il fait des efforts pour comprendre et je trouve qu'il a déjà fait quelques progrès.

Salut curieux! tu as écrit

curieux a écrit :Mais bon, cela répond à la question de richard, il n'existe dans l'univers aucun référentiel qui puisse exhiber le titre de référentiel absolu et immobile.

Pourtant tu as écrit ici

Quand on veut mesurer la vitesse d'une étoile autour de notre galaxie, il faut choisir un point dans l'univers que tout le monde peut considérer comme immobile, et le point en question a été choisi pour correspondre le mieux possible à ce critère.

Boire ou conduire, il faut choisir!

ET donc tu as choisi de boire.
Entre deux pintes tu pourrais aussi essayer de comprendre tes lectures.

Raphaël a écrit :

Pepejul a écrit :Ca y est tu t'attaques à la relativité maintenant ?

Il faut être compréhensif Pépé: il fait des efforts pour comprendre et je trouve qu'il a déjà fait quelques progrès.

Dieu soit loué... je vais donc suivre cette évolution avec grand intérêt.

par Raphaël » 28 Déc 2015, 07:36

25 déc.: Tous les référentiels sont équivalents

Non: ça c'est faux.

Il faut distinguer un référentiel galiléen (ou inertiel) d'un référentiel non-inertiel.

Nous parlions de la relativité restreinte, ce qui n'inclut pas ce référentiel inertiel, utile seulement quand nous sommes sur une planète ou une lune.

Même si on prends le soleil comme référentiel les unités de mesures sont terrestres. Dans un système solaire à soleil unique, pour étudier l'héliocentrisme il est nécessaire d'utiliser ce soleil. Mais comme nous habitons sur terre et que les voyages et les études cosmologiques sont faites à partir de la terre, c'est Le référentiel de base.

par Pepejul » 28 Déc 2015, 15:24

Dieu soit loué... je vais donc suivre cette évolution avec grand intérêt.

Pour avoir un intérêt tu devrais te mettre aussi à l'étude du temps, c'est plus compliqué que tu ne crois.

25 décembre a écrit :Nous parlions de la relativité restreinte, ce qui n'inclut pas ce référentiel inertiel

Est-ce que j'ai bien lu ? Tu dis que la RR n'inclue pas les référentiels inertiels ?

Regarde la définition qu'en donne Wikipedia:

Wiki a écrit :La relativité restreinte est la théorie formelle élaborée par Albert Einstein en 1905 en vue de tirer toutes les conséquences physiques de la relativité galiléenne et du principe selon lequel la vitesse de la lumière dans le vide a la même valeur dans tous les référentiels galiléens (ou inertiels)

D'après toi qui a raison ? Toi ou Wiki ?

par Raphaël » 28 Déc 2015, 23:46


Est-ce que j'ai bien lu ? Tu dis que la RR n'inclue pas les référentiels inertiels ?

Regarde la définition qu'en donne Wikipedia:

Wiki a écrit :
La relativité restreinte est la théorie formelle élaborée par Albert Einstein en 1905 en vue de tirer toutes les conséquences physiques de la relativité galiléenne et du principe selon lequel la vitesse de la lumière dans le vide a la même valeur dans tous les référentiels galiléens (ou inertiels)
D'après toi qui a raison ? Toi ou Wiki ?

25 déc.: "Tous les référentiels sont équivalents"

25 déc.: "Nous parlions de la relativité restreinte, ce qui n'inclut pas ce référentiel inertiel, utile seulement quand nous sommes sur une planète ou une lune."

Un référentiel inertiel n'existe pas
Wiki: "Une définition plus abstraite mais équivalente est celle d'un référentiel par rapport auquel le temps est uniforme, l'espace homogène et isotrope. Il s'agit en pratique d'une idéalisation, la recherche d'un référentiel inertiel étant un sujet délicat, et sa détermination concrète toujours approximative."

Un référentiel est considéré inertiel pour la commodité des calculs qui n'ont pas besoin d'une plus grande précision. Ainsi tous les temps seront semblables peut importe la distance et la vitesse. Les mesures seront rectilignes que je me déplace horizontalement ou verticalement, les angles internes d'un triangle sera toujours égal à 180 degrés.

D'après toi qui a raison ? Wiki ou Wiki ?

Wiki dit aussi: "la relativité restreinte ne s'applique que dans les référentiels galiléens, les autres référentiels sont étudiés en relativité générale."

Je crois que je vais retourner à l'étude.
Merci

25 décembre a écrit :Nous parlions de la relativité restreinte, ce qui n'inclut pas ce référentiel inertiel, utile seulement quand nous sommes sur une planète ou une lune.

Un référentiel inertiel n'existe pas
Wiki: "Une définition plus abstraite mais équivalente est celle d'un référentiel par rapport auquel le temps est uniforme, l'espace homogène et isotrope. Il s'agit en pratique d'une idéalisation, la recherche d'un référentiel inertiel étant un sujet délicat, et sa détermination concrète toujours approximative."

Tu dis toi-même qu'on parlait de relativité restreinte, donc de théorie, et maintenant tu parles de détermination concrète. Faudrait savoir de quoi on parle. Ce n'est pas en mélangeant tout que tu vas finir par y voir plus clair.

Je crois que je vais retourner à l'étude.

Bonne idée.

25 décembre a écrit : Pour avoir un intérêt tu devrais te mettre aussi à l'étude du temps, c'est plus compliqué que tu ne crois.

Tes derniers messages le prouvent...

25 décembre ne serais tu pas une forme de Martin Éden des temps modernes ?

par Pepejul » 29 Déc 2015, 17:36

25 décembre ne serais tu pas une forme de Martin Éden des temps modernes ?

Si tu n'as rien à dire sur le sujet va voir ailleurs.

Si tu connaissais ce personnage de Jack London tu verrais que c'était un compliment sur ta volonté de t'élever mais c'est pas grave. Ca te donnera l'occasion de le lire j'espère.

Pour ce qui est de ta phrase "je retourne aux études" elle emplit mon Coeur de joie car c'était mon premier conseil : Travailler les fondations avant de s'attaquer aux clochetons...c'est une métaphore maçonne.

Pour ce qui est du temps peut-on le considérer comme une succession d'états statiques "présents" et dependants ?

Bonjour! Et bon bout d'an!
untexte de BErgson sur le temps

Bergson critique l'idée classique que l'on se fait du temps que l'on voit, un temps mesurable par les horloges. Il rend ainsi au temps sa vraie nature .

richard a écrit :Bonjour! Et bon bout d'an!
untexte de BErgson sur le temps

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Raphaël a écrit :Une durée négative ? Ça s'interprète comment dans la réalité ?

La durée séparant z2 de z1 est dite :

• positive dans un référentiel inertiel d'observation R1 si, dans ce référentiel inertiel, l'évènement z2 est postérieur à l'évènement z1
• négative dans le référentiel inertiel d'observation R2 si, dans ce référentiel inertiel, l'évènement z2 est antérieur à l'évènement z1.

Cette inversion d'ordre chronologique selon le référentiel inertiel d'observation n'est possible que pour des évènements séparés par des intervalles de type espace (le feuilletage de l'espace-temps de Minkowski en feuillets 3D de simultanéité n'est pas le même selon le référentiel inertiel d'observation considéré).

Au contraire, pour des évènements séparés par des intervalles de type temps, si z2 est dans le cône de futur de z1 par exemple, alors z2 est postérieur à z1 dans tous les référentiels inertiels d'observation. En Relativité Restreinte, le cône de futur est absolu (il ne dépend pas du référentiel inertiel d'observation).

ABC a écrit :L'absence de conflit avec le principe de causalité (malgré cette inversion d'ordre chronologique entre z1 et z2 selon le référentiel inertiel d'observation) découle de la non existence d'interactions connues qui se propageraient à une vitesse supérieure à celle de la lumière.

Raphaël a écrit :Je ne vois pas vraiment le rapport avec la vitesse de la lumière.

Je vais l'expliquer. Ça demande pas mal de détails.

Soient z1 et z2 deux évènements. En Relativité Restreinte, la grandeur (positive, négative ou nulle) notée delta_s²(z1,z2) = (x2-x1)² - c²(t2-t1)² associée à ce couple d'évènements est invariante par changement de référentiel inertiel. Il s'agit en fait de la métrique de Minkowski. Le groupe de Lorentz est le plus petit groupe des transformations qui laisse cette métrique invariante (le groupe de Poincaré complet est le plus gros).

Lorsque la grandeur invariante de Lorentz (x2-x1)² - c²(t2-t1)² est positive, les évènements z1 et z2 sont dits séparés par des intervalles de type espace. Sa racine carrée d = [(x2-x1)² - c(t2-t1)²]1/2 s'appelle alors la distance propre séparant les évènements z1 et z2.

On considère maintenant deux évènements z1 et z2 séparés par des intervalles de type espace.

• Si, dans un référentiel inertiel donné R1
  • le temps (mesuré dans R1) mis pour joindre l'évènement z1 à l'évènement z2 est positif et vaut T1,
  • la distance (mesurée dans R1) séparant z1 et z2 vaut D1,
  • comme D1² - c²T1² >0, un hypothétique signal S1 qui joindrait z1 à z2 devrait, dans R1, se propager à la vitesse C1 = D1/T1 >c.

• Si, dans un référentiel inertiel R2
  • c'est au contraire le temps mis pour joindre l'évènement z2 à l'évènement z1 qui est positif et vaut T2,
  • et que la distance séparant z1 et z2 vaut D2,
  • comme D2² - c²T2² >0, un hypothétique signal S2 qui joindrait z2 à z1 devrait, dans R2, se propager à la vitesse C2 = D2/T2 >c.

Si maintenant on considère :

• un hypothétique signal S1 émis de z1 vers z2 se propageant, dans R1, à vitesse C1 = D1/T1,
• un hypothétique signal S2, émis de z2 vers z1 en réponse à S1, se propageant, dans R2, à vitesse C2 = D2/T2,

alors, la réponse S2 est reçue au moment même où le signal S1 est émis. Il suffit d'avoir une vitesse de propagation de S1 supérieure à C1 à l'aller ou de S2 supérieure à C2 au retour pour que la réponse au signal S1 soit reçue avant que le signal S1 soit émis. Il y a donc violation de causalité. La combinaison de l'invariance de Lorentz avec la possibilité d'interactions se propageant à vitesse supraluminique est incompatible avec le principe de causalité (la structure causale de l'espace-temps de Minkowski est intimement liée à la vitesse maximale de propagation des interactions qui se trouve être celle de la lumière dans le vide).

C'est pour cette raison que l'interprétation de la fonction d'onde comme la représentation intersubjective de l'état d'un système physique (indépendant de l'observateur et de l'acte d'observation) et la mesure quantique comme un processus physique objectif n'offre guère que deux possibilités :

• Soit, en violation du principe de relativité du mouvement, l'hypothèse d'existence d'un référentiel quantique privilégié comme proposé par De Broglie, Bohm, Bell, Goldstein, Percival, Scarani, Valentini, Bricmont...(sacrifice de l''invariance de Lorentz pour pouvoir préserver l'interprétation réaliste de la fonction d'onde ET le principe de causalité)
  .
• Soit acceptation de la symétrie T, de l'invariance de Lorentz ET, de ce fait, interprétation de l'écoulement irréversible du temps et du principe de causalité comme des émergences de nature thermodynamique statistique directement liées à une fuite d'information hors de portée de l'observateur macroscopique. De toute façon, cette interprétation thermodynamique statistique est (à ma connaissance) la seule possibilité de faire émerger un écoulement irréversible du temps d'une physique qui, fondamentalement, est (presque) T-symétrique.

Dans ce deuxième cas, au niveau quantique, il y a rétrocausalité. La controverse quant à l'emploi de ce qualificatif est, au jour d'aujourd'hui, plus une question de sémantique qu'une question de physique. En effet, la symétrie T de l'effet, sur des mesures faibles, de mesures quantiques fortes antérieures ou postérieures à ces mesures faibles est à la fois :

• une conséquence mathématique de la physique quantique standard (la formulation time-symmetric de la mécanique quantique ne change que la forme explicitement T-symétrique donnée aux équations mais pas ces équations elles-mêmes)
• un fait d'observation expérimentalement vérifié (cf. Can a Future Choice Affect a Past Measurement's Outcome?).

(plus de détails sur ce débat positiviste/réaliste versus rétrocausalité dans la réponse suivante)

Raphaël a écrit :Les galaxies les plus éloignées qu'on connaisse se déplacent par rapport à nous à une vitesse de 3,4 c...

...et la vitesse à laquelle un spot lumineux, émis par une torche en rotation, se déplaçant sur un mur peut même aller encore beaucoup plus vite sans que cela ne viole la causalité. Pourquoi ? Parce que le mouvement de ce spot lumineux sur le mur ne transporte pas d'information d'un point du mur à un autre.

De façon similaire, l'absence de possibilité de transfert d'informations du futur vers le présent, qui seraient accessibles à l'observateur et décodables au moment où il les reçoit (en utilisant, par exemple, des résultats de mesure faible rendant compte de résultats de mesures fortes ultérieures), justifie pleinement (du point de vue des positivistes) la contestation de l'emploi du terme de rétrocausalité pour qualifier cette évolution à rebrousse-temps.

L'adoption (par les réalistes) du terme rétrocausalité repose, en fait, sur une interprétation réaliste de la fonction d'onde. Cette interprétation est contestée par les positivistes (et par ceux des réalistes qui souhaiteraient que le principe de causalité soit interprété comme un principe fondamental et le temps comme un concept premier). Pour les positivistes, la fonction d'onde ne représente pas une grandeur physique objective, mais la connaissance maximale qu'est susceptible d'en avoir un observateur.

Au contraire, pour les réalistes (du moins ceux de la famille des Aharonov, Bergmann, Lebowitz, Albert, Vaidman, Elitzur, Steinberg, Popescu, Rohrlich, Lundeen, Hosten, Kwiat, Tollaksen, Bamber...), le rejet du terme rétrocausalité pour qualifier l'effet de mesures fortes sur des mesures faibles antérieures est une forme d'anthropocentrisme. Il revient, selon eux, à attribuer un caractère fondamental à nos limitations (définitives ?) d'accès à l'information, bref, à confondre la carte avec le territoire.

Nota : pour ma part, sans pour autant me considérer comme un positiviste, le réalisme dit naïf est mort. On ne peut pas attribuer de propriétés à un système physique sans acquérir d'information sur ce système. Or on ne peut pas acquérir d'information sans action irréversible d'enregistrement. Enfin, il n'y a pas d'enregistrement irréversible d'information sans regroupement en classes d'équivalence (des états perçus comme identiques à l'échelle d'observation macroscopique) d'états microscopiques pourtant distincts. C'est ce mode de création de l'information pertinente à notre échelle d'observation que j'appelle la grille de lecture de l'observateur macroscopique (la "myentropie" sans laquelle nous serions aveugles).

Ci-dessous, la réponse à la partie de vos remarques la plus facile à adresser (cf. la Relativité Restreinte). Ce qui précède, plus particulièrement le débat entre réalistes et positivistes sur la légitimité ou pas de l'emploi du qualificatif de rétrocausalité pour qualifier l'effet de mesures fortes sur des mesures faibles antérieures, est beaucoup plus délicat.

ABC a écrit :La distance pour aller de Marseille à Paris dépend du chemin emprunté pour aller d'une ville à l'autre.

Bien sûr,

Raphaël et ABC a écrit :on n'est pas obligé de passer par les routes terrestres: on peut aussi prendre l'avion.

Mais peu importe ces différents chemins et le moyen de transport utilisé. Dans un espace Euclidien 3D, il y a bien une plus courte distance (la distance donc). Elle est très directement associée à une métrique euclidienne :
dl² = dx²+dy²+dz² (invariante par action du groupe d'Euclide)

Dans l'espace-temps 4D de Minkowski on a une notion similaire, la métrique de Minkowski :
ds² = c² dt² - (dx²+dy²+dz²) (invariante par action du groupe de Poincaré)

• La durée propre séparant deux évènements z1 et z2 dits séparés par des intervalles de type temps (c'est à dire tels que c² delta_t² - delta_x² - delta_y² - delta_z² >0) c'est :
  delta_tau = [delta_s²]1/2
• La distance propre séparant deux évènements z1 et z2 dits séparés par des intervalles de type espace (c'est à dire tels que delta_s² < 0) c'est :
  d = [-delta_s²]1/2

Si deux évènements z1 et z2 sont séparés par des intervalles de type espace, la durée t2-t1 qui sépare z2 de z1 peut être positive ou négative selon le référentiel inertiel d'observation considéré (c'est une conséquence de la relativité de la simultanéité ayant cours en Relativité Restreinte).

25 décembre a écrit :Est-ce à dire que lorsque des évènements z1 et z2 sont séparés par des intervalles de type espace, l'instant t1 relatif à z1 et l'instant t2 relatif à z2 sont

, selon le référentiel inertiel d'observation, égaux ou vérifient t1> t2 ou encore vérifient t1< t2

25 décembre a écrit :et que, dans certains référentiels inertiels d'observation choisis de façon appropriée, les évènements z1 et z2 sont simultanés ?

Oui.