Forum Sceptique

C'est d'ailleurs comme ça qu'on sait qu'on a changé de référentiel inertiel : on a ressenti une accélération.

richard a écrit : pourrais-tu préciser ce que signifie changer de référentiel?

Dans le cadre des jumeaux, il y a un double changement de référentiel.
Le premier quand l'un d'eux se déplace pour atteindre une vitesse relativiste.
Le second quand il fait demi-tour.
C'est le schéma de base mais en réalité il y en bien plus que ça, avant il doit accélérer, ensuite décélérer et rebelote après le demi-tour.
Faut bien qu'il s’arrête pour comparer sa montre avec son jumeau qui n'a jamais changé de référentiel, comme le reste de l'univers.

Merci curieux! mais je croyais que le Terre tournait autour du soleil, mais si je comprends bien, elle, elle ne change pas de référentiel. Ben c'est simple en définitive la RR, y en a un qui change de référentiel et pas l'autre.

richard a écrit :Merci curieux! mais je croyais que le Terre tournait autour du soleil, mais si je comprends bien, elle, elle ne change pas de référentiel. Ben c'est simple en définitive la RR, y en a un qui change de référentiel et pas l'autre.

Oui Richard, il fallait aussi lire le début des livres sur la relativité restreinte (et sur mécanique classique, d'ailleurs)

En relativité restreinte (comme en mécanique classique), on considère qu'il existe une classe spéciale de référentiels, les référentiels inertiels, dans lesquels un corps qui n'est soumis à aucune force est en mouvement rectiligne uniforme. Ça te dis quelque chose ?

La relativité restreinte traite uniquement des relations entre référentiels inertiels. Dans l'expérience de pensée des jumeaux de Langevin, on considère le référentiel de la Terre, le référentiel de la fusée à l'allée, et le référentiel de la fusée au retour, comme 3 référentiels inertiels.

C'est bien évidemment une approximation, mais les accélérations liées à la rotation de la Terre autour du Soleil sont négligeable par rapport à celle de d'une fusée qui fait demi-tour à une vitesse quasi-relativiste.

Mais je ne doute pas que tu vas trouver une nouvelle façon de tout interpréter de travers.

Non, non! J'ai bien compris, le cosmonaute reste dans son vaisseau mais celui-ci change de référentiel à l'allez et au retour. Du coup il vieillit moins vite que celui qui est resté sur Terre qui lui vieillira de 10 ans, 20 ans, 40 ans, 1000 ans suivant la vitesse à laquelle va son jumeau voyageur.

richard a écrit :Non, non! J'ai bien compris, le cosmonaute reste dans son vaisseau mais celui-ci change de référentiel à l'allez et au retour. Du coup il vieillit moins vite que celui qui est resté sur Terre qui lui vieillira de 10 ans, 20 ans, 40 ans, 1000 ans suivant la vitesse à laquelle va son jumeau voyageur.

C'est ça, maintenant tu peux visualiser le problème inverse, et imaginer que le vaisseau continue sa course alors que c'est la Terre qui sort ses grosses fusées pour rejoindre le cosmonaute...
Dans ce cas, ce sont les terriens qui auront moins vieilli que l'astronaute en le rejoignant(*).
Pas très facile à envisager sur le plan pratique mais la réciprocité est là.

(*) La solution se trouve logiquement, pour ce faire la Terre doit poursuivre le voyageur avec un gamma bien plus grand, c'est évident sinon elle ne le rattraperai jamais. Dans ce cas de figure, ce coup ci c'est la Terre qui devient le 'voyageur', qui accélère et décélère.

curieux a écrit :

richard a écrit :(...) Du coup il vieillit moins vite que celui qui est resté sur Terre qui lui vieillira de 10 ans, 20 ans, 40 ans, 1000 ans suivant la vitesse à laquelle va son jumeau voyageur.

C'est ça,

Je crains que Richard ne fasse de l'ironie. J'espère que je me trompe.

Le vieillissement du terrien ne dépend pas de la vitesse du voyageur.... Soyons plus claire: la vitesse du voyageur n'a aucune influence sur le vieillissement du terrien
Ce qui dépend de la vitesse du voyageur c'est le moment où il revient sur Terre, la durée de son voyage (profond non ?), la durée de son voyage pour lui-même et relativement au terrien.

richard a écrit :Du coup il vieillit moins vite que celui qui est resté sur Terre qui lui vieillira de 10 ans, 20 ans, 40 ans, 1000 ans suivant la vitesse à laquelle va son jumeau voyageur.

On n'a pas besoin d'avoir un jumeau voyageur pour vieillir. On vieilli tous, qu'on le veuille ou non.

Emanuelle a écrit :

curieux a écrit :

richard a écrit :(...) Du coup il vieillit moins vite que celui qui est resté sur Terre qui lui vieillira de 10 ans, 20 ans, 40 ans, 1000 ans suivant la vitesse à laquelle va son jumeau voyageur.

C'est ça,

...la vitesse du voyageur n'a aucune influence sur le vieillissement du terrien

On est tous habitué aux frasques de richard mais là il a formulé correctement en précisant que le voyageur vieillissait moins vite que le terrien, par réciprocité la suite est correcte.

Raphaël, si ton jumeau part un an à une vitesse proche de celle de la lumière il se sera passé cent ans, voire mille ans pour toi. Il ne reconnaîtra rien. Moi je te le dis autant ne pas avoir de jumeau voyageur!

richard a écrit :Raphaël, si ton jumeau part un an à une vitesse proche de celle de la lumière il se sera passé cent ans, voire mille ans pour toi. Il ne reconnaîtra rien. Moi je te le dis autant ne pas avoir de jumeau voyageur!

Non franchement richard, arrête, tu te fais du mal. Je ne veux pas être désobligeant mais je crois c'est trop compliqué pour toi.

Ben si! Tu pars un an à une vitesse trés rapide, tu reviens ton père, ta mère, tes frères, tes sœurs sont morts; comme ça tu empoches l'héritage à toi tout seul. Pas mal la RR! Non?

richard a écrit :Ben si! Tu pars un an à une vitesse trés rapide, tu reviens ton père, ta mère, tes frères, tes sœurs sont morts; comme ça tu empoches l'héritage à toi tout seul. Pas mal la RR! Non?

Ouais, enfin si c'est tout l'intérêt que tu y vois je réitère : arrête, tu te fais du mal pour rien.

En fait, pour que tu ne te ridiculises pas plus avant, j'ai une proposition toute simple : plutôt que d'essayer d'invalider la RR par la théorie (parce que ça, d'autre bien plus malins que toi s'y sont essayés et ont renoncé, donc admets ton échec), imagine une expérience qui pourrait l'invalider.
C'est comme ça que ça fonctionne la science, si on pense qu'une théorie est fausse on expose des faits qui la contredisent.
Donc imagine une expérience qui pourrait l'invalider, et dis nous en quoi elle consisterait. Une expérience réalisable bien-sûr, si il s'agit d'envoyer un cosmonaute voyager pendant 1 an à 95% de la vitesse de la lumière et revenir ça va être un peu compliqué à financer. Quelque chose de simple et raisonnable. A toi de jouer.

thewild a écrit :Donc imagine une expérience qui pourrait l'invalider, et dis nous en quoi elle consisterait.

Ce n'est pas la bonne démarche. Pour invalider la Relativité Restreinte, il faudrait déjà que Richard l'ai apprise, puis comprise. Il n'a fait ni l'un ni l'autre. Pour savoir si Richard savait ce qu'était une durée impropre, je lui ai posé une question simple :
Un observateur inertiel O a mesuré la durée impropre s'écoulant entre deux évènements z'1 et z'2 (évènements par lesquels il n'est pas passé, sinon se serait une durée propre entre z'1 et z'2 qu'il aurait mesurée). Entre quels évènements z1 et z2 a-t-il mesuré une durée qui lui est propre pour obtenir cette durée impropre ? Je n'ai jamais obtenu de réponse.

Richard ne sait pas répondre aux questions les plus basiques de la Relativité Restreinte (et parfois d'une physique encore plus élémentaire). Le gros problème qu'il rencontre, c'est qu'il cherche à répondre à des questions sans connaître le sens des mots (durée propre, durée impropre, simultanéité, observateur inertiel) qu'il utilise pour poser ces questions.

Si on veut aboutir à quelque chose dans ce fil, il faudrait au moins que Richard prenne connaissance de considérations basiques en RR telles que :

• ce qu'est une droite de type temps dans l'espace-temps de Minkowski
• ce qu'est un référentiel inertiel
• la notion de durée impropre (manifestement il n'en sait rien)
• l'invariance de la durée propre delta_s = (c²delta_t² - delta_x²-delta_y²-delta_z²)1/2 entre deux évènements séparés par un intervalle de type temps, lors d'un changement de référentiel inertiel et sa démonstration dans le cas particulier d'une transformation de Lorentz.
• le lien de cette invariance (et celle des longueurs propres) avec l'invariance de la métrique de Minkowski par changement de référentiel inertiel,
• l'analogie avec l'invariance des longueurs (l'invariance de la métrique euclidienne), par rotation dans l'espace euclidien 3D,
• la signification physique du résultat nul de l'expérience de Morley Michelson, sa démonstration en utilisant la contraction de Lorentz, et le calcul de ce que prédit la relativité galiléenne dans cette expérience (en conflit avec la nullité du résultat d'observation),
• le comportement d'une light clock en mouvement inertiel vis à vis d'un ensemble d'observateurs au repos dans un référentiel inertiel R donné
• l'aptitude à visualiser son battement plus lent (du point de vue des observateurs au repos dans R) parce que le photon (qui joue au ping-pong entre les deux miroirs de la light clock reliés par une tige) perd plus de temps (après le ping) à courir après le miroir situé devant lui qu'à revenir (après le pong) vers le miroir dont il est parti, et ce, malgré la contraction de Lorentz (du point de vue des observateurs au repos dans R) de la tige qui relie ces deux miroirs...

En toute rigueur, le minimum serait ensuite de comprendre l'invariance des équations de Maxwell vis à vis des actions du groupe de Poincaré, comprendre que champ magnétique et champ électrique sont deux composantes d'une même 2-forme (le tenseur de Maxwell) invariante (en tant que tenseur) par action du groupe de Poincaré, etc, etc...

ABC a écrit :

thewild a écrit :Donc imagine une expérience qui pourrait l'invalider, et dis nous en quoi elle consisterait.

Ce n'est pas la bonne démarche. Pour invalider la Relativité Restreinte, il faudrait déjà que Richard l'ai apprise, puis comprise.

Il affirme depuis le début que les jumeaux auront le même âge lorsqu'ils se retrouveront.
Il ne devrait pas être nécessaire d'avoir compris la RR pour imaginer une expérience permettant de vérifier cette hypothèse.

ABC a écrit :

thewild a écrit :Donc imagine une expérience qui pourrait l'invalider, et dis nous en quoi elle consisterait.

Ce n'est pas la bonne démarche. Pour invalider la Relativité Restreinte, il faudrait déjà que Richard l'ai apprise, puis comprise.

thewild a écrit :Il affirme depuis le début que les jumeaux auront le même âge lorsqu'ils se retrouveront.
Il ne devrait pas être nécessaire d'avoir compris la RR pour imaginer une expérience permettant de vérifier cette hypothèse.

D'autant que

• cette expérience a déjà été réalisée en 1971 par Hafèle et Keating (avec 4 horloges atomiques au césium embarquées dans deux avions ayant réalisé le tour de la terre l'un vers l'est et l'autre vers l'ouest),
• qu'elle a confirmé les prédictions de la RR,
• qu'on l'a signalé à Richard (dans le présent fil)

et que, manifestement ça ne l'intéresse pas puisque ça ne correspond pas à son intime conviction, intime conviction de béotien bien plus fiable, bien sur, que plus d'un siècle de travaux de scientifiques de haut niveau, confirmant l'invariance de Lorentz dans une multitude d'expériences impliquant de multiples domaines de la physique.

thewild a écrit :Il ne devrait pas être nécessaire d'avoir compris la RR pour imaginer une expérience permettant de vérifier cette hypothèse.

ABC a écrit :D'autant que

• cette expérience a déjà été réalisée en 1971 par Hafèle et Keating (avec 4 horloges atomiques au césium embarquées dans deux avions ayant réalisé le tour de la terre l'un vers l'est et l'autre vers l'ouest),
• qu'elle a confirmé les prédictions de la RR,
• qu'on l'a signalé à Richard (dans le présent fil)

Oui, j'avais une petite idée derrière la tête en lui demandant cela évidemment.
Il faut qu'il se rende compte par lui même de son erreur, c'est le seul moyen pour mettre un terme à ses divagations.

thewild a écrit :Il affirme depuis le début que les jumeaux auront le même âge lorsqu'ils se retrouveront.

D'un côté la RR affirme que le temps propre, dtau', d'un référentiel en mouvement par rapport à la Terre se déroule plus lentement que celui, dtau, de la Terre: dtau = gamma dtau'. D'un autre elle dit que le temps propre est invariant dans un changement de référentiel (je peux refaire la démonstration pour ceux qui n'ont pas comprise): dtau = dtau'. Il est clair que ces deux propositions sont contradictoires et que par là-même on doit en déduire que la RR est incohérente. Par contre linvariance des temps propres est une proposition solide qui invalide l'autre option couramment admise.

richard a écrit :D'un côté la RR affirme que le temps propre, dtau', d'un référentiel en mouvement par rapport à la Terre se déroule plus lentement que celui, dtau, de la Terre: dtau = gamma dtau'. D'un autre elle dit que le temps propre est invariant dans un changement de référentiel (je peux refaire la démonstration pour ceux qui n'ont pas compris): dtau = dtau'. Il est clair que ces deux propositions sont contradictoires.

Peux tu préciser, dans les 3 cas ci-dessous :
entre quels évènements tu mesure dtau
entre quels évènements tu mesures dtau'

• d'abord lorsque dtau = gamma dtau'
• ensuite lorsque dtau = dtau'
• enfin lorsque dtau' = gamma dtau'

et comment tu fais, une fois ce point précisé, pour parvenir à faire apparaître une contradiction.

richard a écrit :D'un côté la RR affirme que le temps propre, dtau', d'un référentiel en mouvement par rapport à la Terre se déroule plus lentement que celui, dtau, de la Terre: dtau = gamma dtau'. D'un autre elle dit que le temps propre est invariant dans un changement de référentiel (je peux refaire la démonstration pour ceux qui n'ont pas comprise): dtau = dtau'. Il est clair que ces deux propositions sont contradictoires et que par là-même on doit en déduire que la RR est incohérente. Par contre linvariance des temps propres est une proposition solide qui invalide l'autre option couramment admise.

Il est clair Richard que tu ne comprends pas le sens des phrases que tu utilises.
Moi non plus d'ailleurs. Par exemple, je ne comprends pas: "D'un autre elle dit que le temps propre est invariant dans un changement de référentiel."
Cela signifie-t-il que le temps propre entre deux évènements calculé depuis n'importe quel référentiel est invariant ? Est-ce cela ?

ABC, je crains que vous ne surestimiez certains de vos interlocuteurs (dont moi).
En ce moment, je n'ai pas le temps de faire les multiples recherches nécessaires à la compréhension de vos messages.
Serait-il alors possible que vous nous expliquiez les notions basiques dont vous avez parlé dans un message ci-dessus.
Je comprendrais que cela ne vous intéresse pas. Pas de problème, je ferai les recherches quand j'en aurai le temps.

J'ai commencé hier à lire le livre d'Einstein sur la relativité.
Je comprends facilement la relativité de la simultanéité et la relativité des durées.
Je comprends moins facilement la relativité de la notion de distance spatiale. Y a-t-il une expérience de pensée simple qui pourrait la faire comprendre (un peu différente de celle qu'utilise Einstein dans son livre ou un peu plus développée) ?

Salut ABC, tu me demandes

ABC a écrit : de préciser, dans les 3 cas ci-dessous :
entre quels évènements tu mesure dtau
entre quels évènements tu mesures dtau'...

les dtau peuvent (sont) les mêmes dans les trois cas. Ce sont, par exemple, l'oscillation d'un atome de césium ou si tu préfères le tic-tac d'une montre, ou en plus moderne l'intervalle entre deux signaux d'une horloge d'ordi, à ton choix

comment tu fais, une fois ce point précisé, pour parvenir à faire apparaître une contradiction.

Ben si dtau = dtau' et que dtau = gamma dtau' ça implique que gamma=1 donc que le vaisseau n'a pas encore décollé, ce qui n'est pas un cas très intéressant à étudier.

Richard a écrit :Les dtau peuvent (sont) être les mêmes dans les trois cas.

Si ces 3 cas sont identiques, bien sûr. La question que je te pose concerne au contraire 3 cas dont 2 où les durées dtau et dtau' sont différentes.

• On appelle z1 et z2 les évènements entre lesquels on mesure une durée dtau,
• On appelle z'1 et z'2 les évènements entre lesquels on mesure une durée dtau'.

Comment sont reliés les évènements z1 et z'1, ainsi que z2 et z'2 :

• d'abord lorsque dtau = gamma dtau',
• ensuite lorsque dtau = dtau',
• enfin lorsque dtau' = gamma dtau ?

La question est très simple. Il suffit de savoir ce qu'est une durée impropre pour savoir répondre.

Emanuelle a écrit :... Par exemple, je ne comprends pas: "D'un autre elle dit que le temps propre est invariant dans un changement de référentiel."
Cela signifie-t-il que le temps propre entre deux évènements calculé depuis n'importe quel référentiel est invariant ? Est-ce cela ?

Bonjour

oui, c'est une conséquence d'un principe plus général : les lois de la physique sont les mêmes quand elles sont menées dans des référentiels en mouvement rectiligne uniforme, et ce, quelle soit leurs vitesses relatives. (Galilée le savait déjà)
Ce que richard a du mal à saisir, c'est que quand on compare ces résultats avec ceux relevés dans un référentiel distant ils sont différents.
Mais bon, cela ne concerne que des vitesses relatives proches de la vitesse de la lumière, en mécanique classique on dort aussi bien sans se prendre le chou avec la RR.

richard a écrit :Ben si dtau = dtau' et que dtau = gamma dtau' ça implique que gamma=1 donc que le vaisseau n'a pas encore décollé, ce qui n'est pas un cas très intéressant à étudier.

Bein déjà c'est dtau' = dtau * gamma et ça ne concerne que la mesure comparative entre deux référentiels distants et en MRU.
C'est stupide de poser dtau = dtau' puisque ce sont deux mesures faites avec la même horloge.
Quand deux personnes près de toi te demandent le jour de la date, tu la répète deux fois, une pour chaque personne, date et date' ?