Le retour vers le passé: possible?

[MacIntoc]

Pete>Oui, tu as parfaitement raison. Le temp rallonge et racourcis pour les passagers mais selon 2 points de vue indépendants.

Nicoluve & Pete>
C etant une constante fondamentale, donnons lui la valeur 1m/s (histoire de simplifier les calculs). Nous avons donc :

C=1m/s

Sachant que le métre est égale à 1/C, l'équation devient :

C=1*(1/C)/s

On simplifi la division de (1/C)/s, l'équation devient :

C=1*s/C

On simplifie le 1, l'équation devient :

C=s/C

On simplifie C, il ne nous reste que notre variable, s. La seconde, càd le temps. Conclusion, lorsque 2 éléments se croisent, seul le temps est variable.

C'est plus clair et correct ?

Et puis d'abord :

Les photons ont une masse nulle.

En tant qu'onde, c'est vrai, en tant que particule, c'est faux. Donc bon, tu peut critiquer mes exemples, mais je ne file pas que la moitiée des infos

Nicoluve>Dans un Science-et-Avenir, mais j'ai du inverser avec les tachions, à priorie^^

Volfor>Oui, toutes les dimensions sont variables. Si le temps est variable, l'espace l'est également.

[Olivier]

C'est plus clair et correct ?

Je n'ai rien compris...

En tant qu'onde, c'est vrai, en tant que particule, c'est faux.

Les photons sont des particules de masse strictement nulle.

[Nicoluve]

Nicoluve & Pete>
C etant une constante fondamentale, donnons lui la valeur 1m/s (histoire de simplifier les calculs). Nous avons donc :

C=1m/s

Sachant que le métre est égale à 1/C, l'équation devient :

C=1*(1/C)/s

On simplifi la division de (1/C)/s, l'équation devient :

C=1*s/C

On simplifie le 1, l'équation devient :

C=s/C

On simplifie C, il ne nous reste que notre variable, s. La seconde, càd le temps. Conclusion, lorsque 2 éléments se croisent, seul le temps est variable.

C'est plus clair et correct ?

Et puis d'abord :

Les photons ont une masse nulle.

En tant qu'onde, c'est vrai, en tant que particule, c'est faux. Donc bon, tu peut critiquer mes exemples, mais je ne file pas que la moitiée des infos

D'abord les photons ont une masse au repos, ou masse gravitationnelle, strictement nulle. Si tu veux dire que les photons ont une masse non nulle, précise masse inertielle.

Pour tes équation… OK, s est le temps, et il faut diviser par la seconde absolu. Parce que C=s/C est absolument inhomogène.

[Pete]

MacIntoc> jolies équations, mais ça ne résout pas mon problème. Les passagers du vaisseau ne peuvent pas être soumis à la fois à une accélération et à une ralentissement du temps.

Tu parles de points de vue indépendants, desquelles on constaterait soit une accélération soit un ralentissement du temps par rapport au vaisseau. Ces points de vue sont le point de départ et le point d'arrivée. Mais si on admet que la distance entre le point de départ et le point d'arrivée reste constante, le temps s'y écoule à la même vitesse. Donc les seules variations temporelles possibles se déroulent à l'intérieur du vaisseau. Et dans le vaisseau le temps ne peut pas se contracter ou s'allonger en même temps.

[MacIntoc]

Niculuve>C et s inhomogène ? La célérité est exprimée en seconde, en quoi est-ce inhomogène ?

Et pourtant, les photons sont soumis à la force de gravité. C'est tout autant déroutant, au final, de la manière dont tu l'avais dit^^

Gringo>La grosse erreur de science et vie, c'est qu'ils font des raccourcis qui sont certe assez clair, mais qui sont plus ou moins abusif.

Pete>Bon, je vais prendre un autre exemple plus simple.
Imagines toi sur un velo roulant à 20Km/h. Tu croises 2 TGV qui se déplacent à la même vitesse, disons 300Km/h, mais l'un (appelont le A) se dirige dans la même direction que toi, l'autre (B) dans la directions opposée.
Du point de vue de A, tu te déplace à 280Km/h (300Km/h-20Km/h).
Du point de vue de B, tu te déplace à -320Km/s (-300Km/h-20Km/h).
Donc tu avances et tu recules en même temps selon 2 point de vue indépendants. Ca n'empèche pas que, de ton point de vue, tu ne fasses qu'avancer.
Jusque là, tu me suis ?
Maintenant, vu que l'unité de distance légale est la seconde (l'équivalence avec le mètre étant exprimé par l'équation m=1/C), il te suffit de remplacer le m par sa valeur réelle, soit 1/C, puis de simplifier autant que possible.

[Olivier]

Et pourtant, les photons sont soumis à la force de gravité.

Pas exactement.

"Sometimes people ask "If light has no mass how can it be deflected by the gravity of a star?" One answer is that any particles such as photons of light, move along geodesics in general relativity and the path they follow is independent of their mass."

http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/SR/light_mass.html

[Nicoluve]

C=s/C

Tu m'explique comment ceci pourrait être homogène?
C semble être parfois en m/s, parfois en 1/s.

Bon, si je comprends bien, le temps du vaisseau par rapport au faisceau laser tiré par le canon avant est contracté, le temps par rapport au faisceau laser tiré par le canon arrière est étendu… OK, si le temps est relatif aux 2 objets, ça va.

Les photons ne créent pas de gravité. Leur masse gravitationelle est nulle. Cela ne veut pas dire qu'ils ne sont pas soumis à la gravité. Mais pour décrire ça, les équations de Newton de la gravité sont inutilisables.

[Nicoluve]

La grosse erreur de science et vie, c'est qu'ils font des raccourcis qui sont certe assez clair, mais qui sont plus ou moins abusif.

Eh bien là tu nous as fait du sous Sciences&vie. Bon, rassure-toi Pete: il y avait une erreur dans ses equation, ça en a déclenché en cascade. heureusement pour McIntosh, quand c'est inhomogène, je lui explique l'erreur (et pour qu'il l'admette, c'est pas facile) au lieu de mettre 0 sans lire le reste comme tout physicien parasseux.

Je rapelle qu'en prépa, celui qui écrit des choses aussi inhomogènes que McIntosh peut être jeté par la fenêtre; Les profs n'étant pas cruels, n'appliquent ce droit que quand la salle est au rez-de-chausser. McIntosh, tu es donc prié de sauter par la fenètre de la salle où se trouve ton ordi si elle est au rez-de-chausser. Ensuite je suis interressé par les équations corrigées.

[MacIntoc]

Bon, avec Nicoluve, on a revut l'équation que j'ai donné.

L'erreur était qu'en disant que m=1/C, il fallait comprendre qu'une longueur n'est plus représentée par sa valeur habituelle d mais par d/C.
Par conséquent, le mètre a pour valeur exact 1/[299 792 458 s].
Donc la constance absolue de C est intégré dans le système d'unité.
Dans cette situation, la vitesse de la lumière devient 1s/s=1, càd un nombre sans dimension égale à l'unité.
Par conséquent, sachant que m=1/C et que C=1, on a également m=1.
Les équations sur les vitesses deviennent alors trés simple à résoudre (est-ce bien utils que je les remettes ?).
Pour être encors plus clair, il n'y a pas d'unitées séparées pour les longueurs et les durées. Une longueurs est une durée, la durée peut-être exprimé sous forme de longueur (le mètre, par exemple, mais ça peut également être le pied ou l'année lumière).

Olivier>J'ai raté un truc. Géodesics, késako ?

Eh bien là tu nous as fait du sous Sciences&vie.

Ui, sauf que moi je ne suis pas payé pour ne pas faire ce genre de bétise (et surtout, vous ne me payez pas pour que je ne le fasse pas ).

[Olivier]

J'ai raté un truc. Géodesics, késako ?

En relativité générale, il n'y a pas à proprement parler de force de gravitation. L'effet de la masse consiste à déformer l'espace-temps et n'exerce pas de force au sens de Newton.

Une particule suit spontanément (i.e. en l'absence de toute force extérieure) une géodésique dans l'espace-temps. Une géodésique est le plus court chemin entre 2 points. Dans un espace plat, il s'agit d'une ligne droite. Dans un espace courbé, les géodésiques se courbent également. Par exemple, sur Terre, le plus court chemin entre 2 points est un arc de cercle (en supposant la Terre parfaitement sphérique).

Donc, au voisinage d'un corps massif, l'espace-temps est déformé, et toute particule (qu'elle soit massive ou non) suit une géodésique courbée. C'est pour ça que la lumière s'incurve à proximité d'une étoile.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Image:Geodesiques.png

[Pete]

MacIntoc> jolies équations, mais ça ne résout pas mon problème. Les passagers du vaisseau ne peuvent pas être soumis à la fois à une accélération et à une ralentissement du temps.

Tu parles de points de vue indépendants, desquelles on constaterait soit une accélération soit un ralentissement du temps par rapport au vaisseau. Ces points de vue sont le point de départ et le point d'arrivée. Mais si on admet que la distance entre le point de départ et le point d'arrivée reste constante, le temps s'y écoule à la même vitesse. Donc les seules variations temporelles possibles se déroulent à l'intérieur du vaisseau. Et dans le vaisseau le temps ne peut pas se contracter ou s'allonger en même temps.

Donc, j’ai peine à croire que ton explication puisse expliquer la distorsion (théorique) du temps à bord d’un vaisseau à grande vitesse. Je vais essayer d’expliquer pourquoi.

La vitesse de la lumière est une constante. C.
Imaginons qu’un vaisseau spatial parte d’un point D et aille vers un point A. La distance entre ces deux points est de 1 heure lumière. Le vaisseau va à C/2, donc il parcourra la distance D-A en deux heures.
Imaginons maintenant que le vaisseau soit un cube géant. Sur les faces avant et arrière est projeté le même film en même temps, pendant toute la durée du trajet, soit 2 heures. Chaque écran émet 24 images par secondes.
Voyons le film diffusé sur la face avant. La distance physique qui sépare chaque image émise (composé de particules de lumière) sera deux fois moins grande que la normale puisque elles s’éloignent du vaisseau à la vitesse de C (vitesse propre)- C/2 (vitesse de rapprochement du vaisseau) = C/2.
Sur l’écran arrière, c’est l’inverse. La distance qui sépare chaque image émise est plus longue que la normale puisque les images s’éloignent du vaisseau à la vitesse de C (vitesse propre) + C/2 (vitesse d’éloignement du vaisseau) = 1,5 C
Par conséquent, les spectateurs placés en D verront le film au ralenti (+50% de temps), tandis que les spectateurs en A verront le film en accéléré (x2, -50% de temps).
Est-ce à dire que du point de vue de D, le temps à bord du vaisseau est ralenti, et que du point de vue de A, le temps à bord du vaisseau est accéléré ?
Non, car c’est une simple illusion d’optique, un effet Doppler lumineux.
Les gens en D voient le film (de 2 heures) en 3heures puisqu’ils commencent à voir les premières images dès l’instant de leur diffusion (quand le vaisseau est en D) et les dernières images émises de A une heure après leur émission (car les images parcourent A-D en 1 heure).
A l’inverse, les gens en A verront le film en seulement une heure, car ils ne verront les 1ères images du film qu’une heure après le départ du vaisseau (car il faut aux images une heure pour parcourir D-C) et les dernières images au même instant que l’arrivée du vaisseau (qui arrive au bout de 2 heures, soit une heure après le début de la perception par les gens de A des premières images).

C’est donc la durée de la diffusion du film pour les spectateurs qui varie, pas le temps à l’intérieur du vaisseau, ni le temps en D, ni le temps en A.

J'éspère avoir été suffisamment clair.

[MacIntoc]

Pete>Attend, A ne voit pas le film en 1h. Il le voit bel et bien en 2h, justement pasque le temp ralentie pour eux. Même principe pour B, il voit le film en 2h car le temp accélère.
Au final, si tu fait la différence entre le ralentissement temporel de la relation A-film et l'accélération temporel de la relation B-film, celle-ci est nulle. Donc le film garde sa durée nominale pour tous, soit 2h.
Il faut que tu comprenne que la valeur que prend l'unité de temp (la seconde) est différente selon que tu te trouve en A, en B ou en film.
Mais essayes de prendre des exemple plus simple en te basant sur une unité que tu a l'habitude de manipuler (le mètre). Une fois que tout tes calcules pour équilibrer les vitesses et les distance sont fait, tu t'occupera de convertir le mètre en seconde. Perso, c'est comme ça que j'ai réussis à comprendre ce casse tête.

Olivier>Ok, je vois ce que tu veux dire. Je suis en train de voir ça avec Nicoluve.

[Nicoluve]

Olivier a tout à fait raison. Je cherche sur Wikipedia. Le seul problème, c'est que je n'arrive pas à comprendre tout à fait si le champ de gravitation (qui est une déformation de l'espace-temps) est bien génèré par la seule masse au repos (nulle pour un photon, finie et constante pour la matière quelle que soit sa vitesse) ou par la masse inertielle (finie non nulle pour un photon, infinie pour la matière se déplaçant à c). Je crois que c'est la masse au repos.

[MacIntoc]

C'est ça qui m'intrigues :
http://fr.wikipedia.org/wiki/D%C3%A9calage_d%27Einstein

[Pete]

MacIntoc> Je suis paumé. J’admets volontiers que l’écoulement du temps pour un corps soit fonction de sa vitesse. C’est ce qu’on lit ou entend à propos de la relativité.

Mais tu dis exactement l’inverse. A savoir que le temps ne change pas dans le vaisseau puisque l’accélération du point de vu arrière est annulée par le ralentissement du point de vu avant. En revanche le temps varie aux points d’observation D et A, qui sont fixes l’un par rapport à l’autre.
Reprenons les chiffres. Admettons comme tu le dis que tout le monde voit le film en 2 h.

Quand A commence à voir le début du film, il s’est écoulé une heure depuis le départ du vaisseau (selon le chrono du vaisseau). Il lui reste une heure avant d’arriver à A. Donc si pendant cette heure (du vaisseau) les gens de A voient le film en 2h, ça signifie que pendant qu’il s’écoule une heure dans le vaisseau, il s’écoule 2 heures en A. Donc pendant les 2 heures du voyage, il s’est déroulé 4 h en A.

Quand D finit de voir le film, il s’est écoulé 3 h à bord du vaisseau (voyage de 2h plus voyage des derniers images sur la distance A-D qui fait une heure lumière). Et pourtant ils ont vu le film en 2h selon toi.

Donc si T= écoulement du temps dans le vaisseau
Ecoulement du temps en D = 2/3 T
Ecoulement du temps en A = 2 T

La distance entre D et A est constante, donc ils sont fixes (ou dérivent dans l’espace à la même vitesse et dans la même direction). Et pourtant, tu dis que le temps s’écoule 3 fois plus vite en A qu’en D ? ? ? Tout ça parce qu’un vaisseau se déplace à C/2 de l’un à l’autre ? Un stupide vaisseau peut modifier l’écoulement du temps de l’univers, et de manière différente selon les endroit par dessus le marché ? ? ?

Imaginons que l’on puisse lancer à C/2 des obus sur la Lune, et que les tirs soient suffisamment rapprochés pour qu’il y ait en permanence un obus en route de la Terre à la Lune. Ça signifie que l’écoulement du temps sur la Lune sera 3 fois plus rapide que sur Terre ? ? ?

Je suis peut être nul en physique, mais ça me paraît complètement aberrant !

[Olivier]

je n'arrive pas à comprendre tout à fait si le champ de gravitation (qui est une déformation de l'espace-temps) est bien génèré par la seule masse au repos ou par la masse inertielle

Si on en croit ce passage :

"son équation du champ gravitationnel relie la courbure de la variété en un point, au tenseur impulsion-énergie en ce point, ce tenseur étant une mesure de la densité de matière et d’énergie (étant entendu que matière et énergie sont équivalentes)"

cela signifie que toute présence d'énergie courbe l'espace-temps. Donc c'est aussi valable pour un simple photon (même si l'effet doit être très faible)...

C'est ça qui m'intrigue

Dans cet article, ils disent "masse" pour "masse inertielle".


EDIT :

"The energy and momentum of light also generates curvature of space-time so according to theory it can attract objects gravitationally. This effect is far too weak to have been measured. The gravitational effect of photons does not have any cosmological effects either (except perhaps in the first instant after the big bang). There are far too few with too little energy to make up any noticeable proportion of dark matter."

http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/SR/light_mass.html

[Olivier]

Au fait, Nicoluve, au gré de mes recherches, il semble que ce que tu appelles "masse inertielle" du photon soit en fait la "masse relativiste". En résumé il y a :

- la masse gravitationnelle (ou pesante, ou grave)
- la masse inertielle
- la masse relativiste

Masses gravitationnelle et inertielle sont égales (principe d'équivalence de la relativité générale). Elles sont nulles pour un photon.
La masse relativiste, elle, est une vieille notion définie par la fameuse formule :

E=mc²

où E est l'énergie totale. C'est cette masse qui est non nulle pour le photon. Mais cette notion est obsolète et aujourd'hui, on interprète la formule avec m étant la masse gravitationnelle/inertielle et E l'énergie au repos.

[Nicoluve]

Si le "momentum" (résultante cinétique en français) courbe aussi l'espace-temps, alors oui c'est possible que même la lumière engendre une force de gravité. Ma prof de physique m'avait dit que la masse au repos, qui correspond à la quantité de matière, était la masse à utiliser dans l'équation de la gravité, mais là elle me parlait de l'équation de Nèvethon. (ou Nioutonne, prononcez comme vous voulez)

C'est pour ça que je pensais que masse gravitationelle correspond à masse au repos (qui est égale au nombre de quarks multiplié par leur masse de référence, plus les électrons si vous y tenez mais en général on s'en fout).

Donc, sur les photons, je corrige: leur masse au repos est nulle, leur masse relative (ie inertielle) est non nulle… pour la gravitationelle, je me prononce pas.

[Nicoluve]

Oh, tu as posté alors que j'écrivais. Euh, attend. La masse inertielle, c'est la masse relativiste, pas la masse au repos. La masse inertielle, c'est celle qui s'oppose au mouvement (1ere loi de Newton). Quand on fait de la physique semi-relativiste, on remplace la masse au repos par la masse relativiste dans l'equation de la 1ere loi… donc la masse inertielle, ce n'est pas la masse au repos.

Ou bien tu t'es trompé, ou bien il y a en tout 4 masses. Puisque tu dis que la masse gravitationelle n'est pas non plus la masse au repos.

[Olivier]

En fait, d'après ce que j'ai compris :

inertielle = gravitationnelle = au repos

Seule la relativiste est différente.

[Olivier]

Pour répondre à Pete :

Si D et A sont fixes, le temps s'y écoule de la même manière. En relativité restreinte, dans un référentiel donné, le temps s'écoule de manière uniforme pour l'ensemble des observateurs fixes de ce référentiel.

En revanche, le vaisseau étant en mouvement, le temps à bord s'écoule de manière différente.

[Pete]

Pour répondre à Pete :

Si D et A sont fixes, le temps s'y écoule de la même manière. En relativité restreinte, dans un référentiel donné, le temps s'écoule de manière uniforme pour l'ensemble des observateurs fixes de ce référentiel.

En revanche, le vaisseau étant en mouvement, le temps à bord s'écoule de manière différente.

ça, d'accord ! C'est ce que j'expliquais à MacIntoc.

[Nicoluve]

En fait, d'après ce que j'ai compris :

inertielle = gravitationnelle = au repos

Seule la relativiste est différente.

relativiste=au repos*facteur de Lorentz…

Je croyais que inertielle=relativiste. Bon, j'ai dû encore mal comprendre ce qu'expliquait ma prof. Je vais revérifier sur Wikipedia.

Gravitationnelle=inertielle, c'est un lemme d'Einstein… Si inertielle=au repos, alors la masse gravitationelle de la lumière est bien nulle… Ce qui ne veut pas dire qu'elle ne crée pas de gravité puisque la résultante cinétique en crée. Juste que dans ce cas la masse gravitationelle n'inclue pas tous les facteurs de création de gravité. Donc si ce que tu dis est vrai et que je l'ai bien compris (grosses hypothèses) on peut génèrer de la gravité en ayant une masse gravitationnelle nulle.

[Olivier]

j'ai dû encore mal comprendre ce qu'expliquait ma prof.

Ou bien c'est elle qui s'est plantée

on peut génèrer de la gravité en ayant une masse gravitationnelle nulle.

Oui, la notion de masse gravitationnelle remonte à Newton, et à cette époque on pensait qu'elle était nécessaire pour générer de la gravité (puisque la force de gravitation est proportionnelle à cette masse). En relativité générale, la déformation de l'espace-temps est donnée par le tenseur impulsion-énergie, qui peut être non nul même pour une particule de masse gravitationnelle nulle.

[MacIntoc]

Je crois que vous avez raison tous les 2 pour les masses gravitationnels et inertiels, voir le principe d'équivalence de la relativité général.

Parce qu’il n’a jamais été possible de mettre en évidence le moindre écart entre la masse d’inertie (résistance d’un corps à l’accélération) et la masse pesante (qui détermine son poids dans un champ de gravité), le principe d'équivalence en relativité générale postule qu’il n’y a pas lieu de distinguer localement un mouvement de chute libre (sans rotation) dans un champ gravitationnel, d’un mouvement uniforme [?](donc non accéléré) en l’absence de champ gravitationnel.

Pete>Je n'ai jamais dit que du point du vue du vaisseau le temps était distordu...