Raphaël a écrit :Le sens est réversible selon le point de vue.
ABC a écrit :Celui d'une vitesse, oui. Celui de la flèche du temps non. On ne peut pas remonter le temps (à moins de croire au voyage dans le temps).
Raphaël a écrit :Je te parle d'un voyage dans le temps relatif (celui permis par [les jumeaux de Langevin dans] la théorie de la Relativité)
Ce n'est pas un voyage dans le temps, précisément parce qu'aucun des deux jumeaux ne viole la causalité. La flèche du temps du jumeau voyageur s'incline (selon la direction de sa vitesse), mais reste contenue dans le "cône" de causalité (attention l'axe du cône de causalité, c'est la quatrième dimension : celle du temps et le "cône" de causalité à 3 dimensions, pas 2).
Raphaël a écrit :Si je reprend l'exemple des jumeaux de Langevin, le jumeau resté sur Terre pourra serrer la main de son frère revenu de voyage qui est maintenant plus jeune que lui. Il serre donc la main à quelqu'un qui se trouve dans un passé relatif par rapport à lui.
Puisqu'ils se serrent la main, ils le font au même endroit et au même instant.
Raphaël a écrit :Aucun paradoxe n'est créé dans ce genre de voyage puisque à aucun moment le jumeau voyageur ne remonte le temps: il ne fait qu'accumuler un retard dû au fait que son temps s'écoule relativement plus lentement que celui se son frère.
Tout à fait. Une très bonne explication de cet effet de ralentissement du temps du jumeau tournant s'obtient avec une light clock.
On considère deux miroirs, liés par une tige de longueur initiale L0 = 150 000 km, quand l'ensemble est au repos dans un référentiel inertiel R0 donné. Un photon fait des allers-retour entre ces deux miroirs en une durée T0 = 2L0/c = 1 seconde (je laisse tomber les décimales)
Maintenant, on met cette light clock en rotation à vitesse v le long d'un très très grand cercle tracé dans le référentiel R0. La tige a maintenant, du point de vue des observateurs au repos dans R0, une longueur L = L0(1-v²/c²)^(1/2) (par exemple L = L0/2 si v = 87% de c). Le photon (qu'on oblige a faire des aller-retour à vitesse c à l'intérieur de cette tige jouant le rôle de guide d'onde) fait un aller-retour en un temps
T = L/(c-v) + L/(c+v) (1)
T = (2L/c)/(1-v²/c²) = (2L0/c)/(1-v²/c²)
1/2 = T0/(1-v²/c²)
1/2
Et voilà l'explication. "L'horloge" du jumeau tournant (en fait, tous les phénomènes périodiques des systèmes comobiles avec lui, y compris son "horloge biologique") bat plus lentement parce que (malgré le raccourcissement de la tige liant les deux miroirs)
- la perte de temps du photon à l'aller (vitesse relative c-v du photon par rapport aux miroirs quand cette vitesse relative de la lumière par rapport aux miroirs est mesurée dans R0 et non dans le référentiel des miroirs. Sans cette précision, cette vitesse serait c bien sûr)
- n'est pas suffisamment compensée par le gain de temps du photon au retour (vitesse relative c+v du photon par rapport aux miroirs quand cette vitesse relative est mesurée dans R0).
Le tic-tac de la light clock est ralenti quand cette light clock est mise en rotation à vitesse v le long d'un cercle tracé dans le référentiel inertiel R0. Ce ralentissement n'est pas relatif (la réciprocité de point de vue est valide seulement pour des mouvements relatifs
de translation à vitesse uniforme). Le jumeau tournant sur un cercle au repos dans le référentiel inertiel R0 vieillit moins vite que le jumeau sédentaire dans le référentiel inertiel R0.
Mais tout ça est très simple et n'a rien à voir avec le problème
beaucoup plus délicat de l'écoulement irréversible du temps et son lien avec la création d'entropie. Cette création d'entropie est à la base de tout phénomène d'enregistrement d'information (comme par exemple les traces laissées dans l'environnement par la désintégration d'un atome radioactif). La création d'entropie mesure la fuite d'information hors de portée de l' (la classe des) observateur(s) macroscopique(s).
Cette notion d'entropie intervient aussi pour distinguer :
- l'énergie cinétique qualifiée d'énergie mécanique
- de l'énergie cinétique qualifiée d'agitation thermique.
Quand les détails de l'état de mouvement d'un gaz deviennent trop fins pour être accessibles en tant qu'information détaillée à l'échelle d'observation macroscopique, cet état de mouvement est rangé en vrac dans la poubelle énergétique qu'on appelle l'agitation thermique (la chaleur).
C'est la myopie (la "myentropie" si on veut) de l'observateur macroscopique qui est à l'origine
- de la "création d'entropie" (quand l'information lui devient inaccessible précisément à cause de sa myopie modélisée par l'entropie)
- de la distinction entre chaleur et travail,
- de l'impossibilité d'un démon de Maxwell (2),
- et donc aussi du second principe de la thermodynamique,
- et donc aussi de l'écoulement irréversible du temps (à moins d'adhérer à l'interprétation proposée par I. Prigogine, qui sans nier la fuite d'information, propose de lui attribuer un caractère "objectif" via des considérations relatives aux systèmes régis par une dynamique du chaos).
(1) Je rappelle un point qui est mal connu (y compris, parfois par des personnes pensant bien connaître la Relativité Restreinte et même la Relativité Générale). L'
additivité de la composition des vitesses marche très bien
y compris en Relativité Restreinte si on fait bien attention de mesurer toutes les vitesses
dans le même référentiel inertiel. Ici, il s'agit du référentiel inertiel R0.
(2) J'aurais peut-être une petite idée de principe (purement théorique et très certainement fausse pour une raison x ou y que je devrais pouvoir trouver dans les heures, les jours ou les semaines qui viennent), utilisant une membrane hypothétique jouant le rôle de clapet anti-retour à l'échelle moléculaire. Il s'agirait, donc, d'un Démon De Maxwell réalisé par un "ressort de rappel moléculaire". Elle laisserait se soulever la petit porte du Démon (d'un côté seulement) sous un choc moléculaire et la rabattrait ensuite par rappel élastique + un peu de dissipation quand même pour ne pas rebondir sans arrêt, donc sans avoir besoin d'information. Cela mettrait l'interdiction d'un démon de Maxwell en défaut en réalisant un tourniquet (un peu comme les tourniquets décoratifs avec une face réfléchissante et une face absorbante animés d'un mouvement de rotation engendré par le réflexion de la lumière d'un côté et son absorption de l'autre) dont les pales seraient formées de ces membranes hypothétiques, poreuses dans un sens et étanches dans l'autre.
Je me doute bien qu'il ne doit pas être possible d'obtenir ainsi une création d'énergie mécanique à partir d'une unique source de chaleur lors de développements futurs poussés en nano-technologie (la preuve théorique que ça ne marche pas sur un pur plan de principe est facile à établir, mais un peu trop justement, je m'en méfie un petit peu. Je crains qu'elle ne soit circulaire).
Ces membranes permettraient de réaliser un cycle monotherme, fournissant de l'énergie mécanique en refroidissant l'air ambiant par exemple, une machine thermique qui violerait l'Énoncé de Kelvin :
"Il est impossible de construire une machine qui, opérant suivant un cycle de transformations, n’ait produit à la fin du cycle d’autre effet que l’extraction d’une quantité de chaleur positive d’une source unique et la production d’un travail positif (même en opérant de façon réversible)."
Bon, je plaisante bien sûr. En pratique Ya sûrement un hic (ou plusieurs) !
Par exemple, imaginons qu'une simple "astuce" technologique (enfin...se traduisant par de nombreuses années d'essais-erreurs et probablement une grosse déception au bout) permette de transformer un principe jugé fondamental (l’énoncé de Lord Kelvin) en barrière technologique de haut niveau, notre membrane perméable d'un côté et étanche de l'autre (s'il était possible d'en obtenir une) elle s'encrasserait en moins de 2. Donc il faut l'enfermer dans un local propre. Tout ça demande de l'énergie à construire et à entretenir. Sans compter l'énorme place requise (même si c'est au fond de l'eau), il y a toutes les chances que le bilan énergétique soit (très) négatif (alors que l'exploitation de l'énergie géothermique est peut-être une des solutions d'avenir pour produire une énergie "propre" ou presque). Bon... Tant pis. L'idée est stupide dès le départ (si on cherche à l'appliquer à des fins de production d'énergie ou plutôt de transformation d'énergie thermique en énergie mécanique)... Mais bon, du point de vue de la physique, je l'idée trouve amusante.
