[Soir]

Bon, je ne suis ni physicien ni mathématicien, je vais peut-être dire des conneries en évoquant des questions qui me sont venues à l’idée, grâce à ce que j’ai compris de cet excellent livre de généralisation : « La relativité animée », par Stéphane Durand, aux éditions Belin (http://www.crm.umontreal.ca/~durand/ ). Je conseille d’ailleurs ce livre à tous les non-scientifiques, il permet, à défaut de comprendre vraiment, de se faire une idée de ce qu’est l’espace-temps et de la vision du monde impliquée par la théorie de la relativité.

D’abord, rappelons que certains des effets les plus étonnants prévus par la théorie de la relativité ont été prouvés expérimentalement.

Par exemple, le plus connu : le temps et le mouvement. Si quelqu’un sur une fusée voyageait, pour lui, pendant un an à une vitesse proche de la lumière, à son retour, il se serait écoulé plusieurs années sur terre. Je ne donne pas de chiffres exacts, on s’en fout, ce qui compte est de comprendre le principe. Admettons que pour un an dans l’espace, il se passe 6 ans sur Terre.

Pour le voyageur, il ne s’est écoulé qu’un an, pour les terriens, 6. Bien sûr, comme on est loin d’atteindre une vitesse proche de la lumière de nos jours, on ne remarque pas ce genre d’effet : quelqu’un qui voyage en avion va vieillir d’une infime fraction de seconde de moins que les personnes restées à terre. Mais c’est un fait, cela a été testé avec des avions et des horloges atomiques : si par exemple, au sol, on mesure une heure de vol pour l’avion, dans l’avion lui-même, il s’écoule moins d’une heure.

De même, l’espace se contracte dans le sens de la vitesse. Plus un objet va vite plus il se contracte, enfin, de notre point de vue. Je reprends l’exemple du livre :

Citation :

Supposons une perche d’une longueur de 10 mètres et une grange d’une longueur de 8 mètres.

A chaque bout de la grange, il y a une porte coulissante. Les deux portes sont ouvertes, et la question est : pendant que la perche est à l’intérieur de la grange, peut-on fermer simultanément les deux portes ?

Si la perche est immobile dans la grange, cela est bien sûr impossible car la perche est plus longue que la grange.


Maintenant, supposons que la perche est en mouvement et qu’elle traverse la grange à très grande vitesse. Supposons que sa vitesse est telle qu’elle ne mesure plus que 6 mètres. Si cette contraction n’est pas qu’une simple illusion, cela implique que la perche est vraiment devenue plus courte que la grange ; et donc que, pendant le passage de la perche à travers la grange, on peut fermer simultanément les deux portes durant une fraction de seconde puis les rouvrir juste avant que la perche ne sorte ; et ce, sans heurter la perche.


Voilà un bon test qui nous permettrait de trancher la question : est-il possible, oui ou non, de fermer momentanément les deux portes pendant que la perche traverse la grange à grande vitesse ? La réponse est OUI.

Thanks to ImageShack for Free Image Hosting

Toujours à l’intention des non-scientifiques comme moi, si le sujet vous intéresse, lisez ce livre. Vous aurez ainsi une idée de comment la perche, alors qu’en fait elle ne se comprime jamais réellement, rentre néanmoins dans une grange de 8 mètres (du point de vue de la perche, elle ne se comprime pas, et les portes de la grange s’ouvrent et se ferment l’une après l’autre, lui permettant ainsi de passer, ce qui est simultané du point de vue de la grange ne l’est pas du point de vue de la perche)…


Quel rapport entre tout cela et le libre-arbitre ? J’y viens. Une des choses les plus rigolotes de la théorie de la relativité est, justement, que deux événements simultanés pour un observateur ne le sont pas nécessairement pour un autre. Autrement dit, que la distinction passé / futur est illusoire !


Par exemple, deux terroristes, sur Terre, font sauter simultanément deux bombes, en France, disons à midi.

De notre point de vue, sur Terre, les explosions A et B sont simultanées. Par contre, d’une fusée en mouvement (très rapide) dans l’espace, une explosion a lieu avant l’autre ! Par exemple, l’explosion B avant l’explosion A. Et si une autre fusée arrive en sens inverse, pour elle, l’explosion A aura lieu avant l’explosion B !

Résumons :
- Du point de vue de la Terre, les deux explosions ont lieu à midi.
- Du point de vue de la première fusée, l’explosion B a lieu à midi puis l’explosion A à 13H00.
- Du point de vue de la seconde fusée, l’explosion A a lieu à 11H00 et l’explosion B à midi.


Autrement dit, par exemple pour l’explosion A, pour la Terre, elle est dans le présent. Mais elle est dans le futur de la première fusée (elle n’aura lieu que dans une heure) et dans le passé de la seconde fusée (elle a déjà eu lieu depuis une heure).

Troublant, tout cela, non ?


Si vraiment la distinction présent / futur est illusoire, cela veut-il dire que le futur est écrit, déjà déroulé dans l’espace-temps, que quelque par l’univers s’étire dans le temps, et que l’on en aperçoit qu’une petit point, l’instant présent ?

Si dans la seconde fusée ils ont perçu une explosion sur la Terre il y a 30 minutes (à 11H00), cela veut-il dire qu’en faisant les calculs appropriés, ils peuvent prévoir l’avenir de la Terre (dans 30 minutes, à 12H00 sur Terre, un terroriste va faire sauter une bombe) ?


Si oui, si le temps est déjà écrit, quand est-il de notre libre-arbitre ? Le terroriste VA faire sauter la bombe ? Il me semble qu’il est possible que le temps soit une dimension déroulée, donc que d’une certaine manière on puisse prévoir l’avenir, mais que pourtant le libre-arbitre existe. Pourtant… S’il en est ainsi, c’est assez paradoxal, quelqu’un est libre de prendre n’importe quelle décision, d’en changer au dernier moment, et pourtant… On sait quelle décision il va prendre, et pas une autre. Et vous, qu’en pensez-vous ?

[FiRz`]

Ca reste de la theorie. En pratique, ca doit pas etre pareil j'imagine.

[Lagoon]

On le saura quand on ira a la vitesse de la lumiere

[MiaJong]

Arrêtez moi si je dis une connerie, mais ce que tu dis est vrai mais valable principalement pour les particules.
Ce n'est pas applicable à des masses plus importantes, notamment pour des questions d'énergie (le fameux E=Mc²).
Les exemples du bouquin ne sont pas transposables tels quels. Ils sont juste là pour illustrer, mais tout cela se passe à une échelle atomique.

Enfin, je crois

[Hanny Drocéphale]

Citation :

Si dans la seconde fusée ils ont perçu une explosion sur la Terre il y a 30 minutes (à 11H00), cela veut-il dire qu’en faisant les calculs appropriés, ils peuvent prévoir l’avenir de la Terre (dans 30 minutes, à 12H00 sur Terre, un terroriste va faire sauter une bombe) ?

Faudrait envoyer un message à la seconde fusée, message qui devrait alors rattraper son "avance temporelle" avant que ceux-ci soit capable de faire les fameux calculs qui vont bien, pour ensuite envoyer le résultat à la terre.
Oui mais le message arrive sur quelle terre ? la terre du présent ou la terre du passé ?

O_o

[Elivagar]

L'espace temps peut se tordre, particulièrement sous l'effet de la gravité, cela implique que le temps n'est pas universel, et la théorie de la relativité précise que rien ne peut aller plus vite que la lumière.
En théorie les trous de vers existe mais ils sont impossible à créer car cela nécessiterai de déchirer l'espace temps.
Et que notre monde dispose de plus de 4 dimensions (3 spatiales + 1 temporelle) mais que en fonction des théories, cela aller de 11 à 26 (des dimensions qui sont toute petite, enroulées sur elles mêmes).
Pour une vulgarisation, je dirais pointu (ils disent accessible à l'arrière du livre, mais 2 bonnes lectures et des recherches annexes n'ont pas été de trop pour que je commence à saisir le propos) je conseil le livre de Stephen Hawking : L'Univers dans une coquille de noix édité chez Odile Jacobe.

[FiRz`]

Citation :

Publié par Hanny Drocéphale

Faudrait envoyer un message à la seconde fusée, message qui devrait alors rattraper son "avance temporelle" avant que ceux-ci soit capable de faire les fameux calculs qui vont bien, pour ensuite envoyer le résultat à la terre.
Oui mais le message arrive sur quelle terre ? la terre du présent ou la terre du passé ?

O_o

imo, si la premiere fusée qui voit la bombe exploser à 11h envoie le message a 11h10, la terre le recevra a 12h10

[Hanny Drocéphale]

Citation :

Publié par FiRz`

imo, si la premiere fusée qui voit la bombe exploser à 11h envoie le message a 11h10, la terre le recevra a 12h10

Oui mais pour que la fusée elle même voit la bombe, faut donc supposer qu'elle va très vite mais fait du sur place ?

o_O

[Autre Fake d'Aky]

Citation :

Publié par Elivagar

Et que notre monde dispose de plus de 4 dimensions (3 spatiales + 1 temporelle) mais que en fonction des théories, cela aller de 11 à 26 (des dimensions qui sont toute petite, enroulées sur elles mêmes).

On se rapprocherait pas de la théorie des cordes ? (Ou enfin "les" théories... 5 je crois maintenant)

[Sorgoth]

Citation :

Citation:
Posté par Elivagar
Et que notre monde dispose de plus de 4 dimensions (3 spatiales + 1 temporelle) mais que en fonction des théories, cela aller de 11 à 26 (des dimensions qui sont toute petite, enroulées sur elles mêmes).





On se rapprocherait pas de la théorie des cordes ? (Ou enfin "les" théories... 5 je crois maintenant)

Oui c'est les cordes...
Troublant tout ca effectivement...Vertigineux... Raah je rale d'avoir du arreter d'étudier la physique apres le bac,ne faites pas comme moi
Mais je m'y remettrais un jour promis.
Pour le bouquin de Hawkins je dirais juste que c'est l'astrophysicien le mieux payé du monde à ma connaissance, ce qui peut vouloir dire que c'est pa le plus fiable. ( bon je m'avance pas trop la...)
Pour l'idée de distinguer notre échelle et l'échelle atomique ,peux-tu nous en dire plus ? Un lien peut-etre ?

[Ragnarox]

Citation :

Publié par sorgoth

Pour l'idée de distinguer notre échelle et l'échelle atomique ,peux-tu nous en dire plus ? Un lien peut-etre ?

Les scientifiques arrivent à faire des choses avec particules de masse infime qu'ils sont incapbles de reproduire (pour l'instant?) avec des objets. Par exemple la téléportation d'un rayon laser contenant des informations.

Je suppose qu'ici c'est la même chose. La théorie n'est pas différente, mais si on peut faire des choses avec un atome, ce n'est pas pour autant qu'on voyagera à la vitesse de la lumière dans cinq ans...

[Sorgoth]

Merci j'avais compris la signification de la suite de mots...

Je voudrais savoir s'il se sent dans ce cas précis de rentrer plus dans le détail , je connais quelques surprenantes découvertes à l'echelle atomique qui diffèrent sensiblement de ce qu'on connait à notre échelle , mais je ne suis pas un as en quantique. Donc merci aux pros de nous éclairer !

( hum à noter que je ne cherche pas à etre désagréable... marre des fils ou on se tape dessus )

[Andromalius]

Citation :

Autrement dit, que la distinction passé / futur est illusoire !

Non.
La distinction passé/futur dépend du point de vue mais n'est pas une illusion. Dans les deux cas elle est réelle pour le point de vue la constatant.

Dans l'exemple de la fusée, si tu viellis d'un an et moi de dix, ce n'est pas contradictoire: revenus tous deux au même reférentiel (Quand tu sera descendu de la fusée donc), nous pourrons tous deux constater que les deux affirmations sont vraies.

Merci pour le titre du bouquin, ca m'interesse.

[Rendakith]

C'est bien beau la théorie, mais en pratique faut payer ses impôts




La théorie des cordes a certains défauts notables, même si elle donne l'impression d'aller plus loin qu'Einstein car le modèle mathématique est très convainquant, elle risque de se retrouver seule dans son coin, sans plus assez de lien avec la réalité.




Un jour vous aurez la photonique à portée de main,
voire même couplée avec votre cerveau,
et vous pourrez allègrement chier sur vos processeurs électroniques 3,4Ghz

C'est dans un futur pas si lointain !
Si si c'est la fusée B qui me l'a dit

[kermo]

Citation :

Publié par MiaJong

Les exemples du bouquin ne sont pas transposables tels quels. Ils sont juste là pour illustrer, mais tout cela se passe à une échelle atomique.

Effectivement, les deux théories fondamentales de la physique (relativité et physique quantique) ne sont pas perceptibles dans le monde de tous les jours, donc il est usuel pour les vulgarisateurs de transposer leurs résultats avec des objets qui nous entourent pour mieux faire percevoir leur sens, par exemple le célèbre chat de Schrodinger pour la phyQ qui n'est lui aussi qu'une vue d'esprit.

Citation :

Publié par kermo

par exemple le célèbre chat de Schrodinger pour la phyQ qui n'est lui aussi qu'une vue d'esprit.

tu en as trop dis là, tu pourrais développer svp?

[Elivagar]

Hawking, dans son livre explique très rapidement la théorie des cordes, heureusement que ARTE a eut la bienveillance de diffuser il n'y a pas longtemps une série d'émission qui vulgarise la théorie des cordes et donne des représentations pour les dimensions supplémentaires car sinon je n'y aurait rien entendu.
Il propose par contre des évolutions des théories des cordes en parlant des branes et des P-branes, je ne les expliquerai pas car je suis encore en train de digérer les informations que j'ai reçu.
Le but de ces théorie étant de trouver une loi physique qui explique l'univers dans son ensemble, car la théorie de la relativité s'applique très bien aux corps macroscopiques tandis que la théorique quantique s'applique aux corps microscopiques et que pour le moment rien n'arrive à les relier véritablement ensemble pour faire la théorie du Tout.

Pour le chat de Schrodinguer il y a quelques posts qui y ont fait référence dont un ici

[Michaël.be]

Citation :

Publié par Hanny Drocéphale

Oui mais pour que la fusée elle même voit la bombe, faut donc supposer qu'elle va très vite mais fait du sur place ?

o_O

Et surtout que la fusée ait des yeux.


Pas commode quoi.

Je comprend pas trop, c'est la matière dont est fait la perche qui se contracte avec la vitesse (la perche occupe donc seulement 8 metres) ? Ou l'espace se contracte (elle occupe bien 10 metres mais dans un referentiel qui vu de l'exterieur fait 8 metres) ?

Pour le chat pareil je comprend pas, on sais pas tant qu'on observe pas, mais on a un detecteur à l'intérieur de la boite, donc il agit sur la particule et provoque un seul état non ?

[Septimus]

Citation :

Publié par PoSsuM / Sang

Je comprend pas trop, c'est la matière dont est fait la perche qui se contracte avec la vitesse (la perche occupe donc seulement 8 metres) ? Ou l'espace se contracte (elle occupe bien 10 metres mais dans un referentiel qui vu de l'exterieur fait 8 metres) ?

Il n'y a pas vraiment de différence : la matière, c'est avant tout beaucoup d'espace

Citation :

Pour le chat pareil je comprend pas, on sais pas tant qu'on observe pas, mais on a un detecteur à l'intérieur de la boite, donc il agit sur la particule et provoque un seul état non ?

L'expérience du chat est en fait une analogie avec la mécanique quantique. La boite avec le chat, la particule radioactive et le détecteur sont considérés comme une particule quantique. Le fait d'ouvrir la boite est la mesure de l'état de cette boite {chat mort,chat vivant}. En mécanique quantique, tant que la particule (la boite) n'est pas mesurée (ouverte), les deux états coexistent en même temps (le chat est un mort vivant). Dans notre monde de tout les jours, ce n'est bien sur pas le cas, du fait de la recombinaison des probabilités quantiques qui a lieu vers quelques milliards de particules ensemble environ. Le chat de Shrodinger est donc avant tout une allégorie des probabilités quantiques

[Dyaus]

Citation :

Publié par Soir

Si oui, si le temps est déjà écrit, quand est-il de notre libre-arbitre ? Le terroriste VA faire sauter la bombe ? Il me semble qu’il est possible que le temps soit une dimension déroulée, donc que d’une certaine manière on puisse prévoir l’avenir, mais que pourtant le libre-arbitre existe. Pourtant… S’il en est ainsi, c’est assez paradoxal, quelqu’un est libre de prendre n’importe quelle décision, d’en changer au dernier moment, et pourtant… On sait quelle décision il va prendre, et pas une autre. Et vous, qu’en pensez-vous ?

Aucun esprit humain n'est capable de connaître l'infinité des causes dans la Nature qui ont produit ou vont produire un évènement à un moment donné.
C'est pourquoi l'illusion du libre arbitre peut perdurer indéfiniment. Cependant il n'y a pas de volonté à l'échelle de l'univers qui aurait prévu et programmé de toute éternité et pour l'éternité l'infinité des évènements qui se produisent dans la Nature, c'est pourquoi la liberté de l'homme conserve un sens, même si sa liberté n'est pas et ne peut pas être absolue. Seule la Nature agit avec un absolue liberté. L'homme, en tant que partie de la Nature, jouit d'une partie de cette absolue liberté, partie qui peut être plus ou moins grande selon les individus, et qui est relative à la connaissance plus ou moins grande des causes qui agissent sur lui, et le contraignent à faire ceci plutôt que cela. Si ce sont d'autres parties de la Nature qui me déterminent à agir de telle ou telle manière, alors je ne suis pas libre, mais asservi à ces autres parties. Si c'est la Nature seule qui me détermine, puisque la Nature est absolument libre, alors je suis libre, moi aussi.

[Silgar]

C'est super intéressant. Dommage que mes professeurs de philosophie étaient des quiches absolues en sciences, sans quoi les cours auraient pu être passionnant.

Quand je vois qu'un de mes profs avait été capable de remettre en doute le fait que la lumière aille plus que le son devant une classe de Terminal S... il a perdu une grande partie de son auditorat ce jour là.

[harermuir]

Citation :

Publié par Soir

Si oui, si le temps est déjà écrit, quand est-il de notre libre-arbitre ? Le terroriste VA faire sauter la bombe ? Il me semble qu’il est possible que le temps soit une dimension déroulée, donc que d’une certaine manière on puisse prévoir l’avenir, mais que pourtant le libre-arbitre existe. Pourtant… S’il en est ainsi, c’est assez paradoxal, quelqu’un est libre de prendre n’importe quelle décision, d’en changer au dernier moment, et pourtant… On sait quelle décision il va prendre, et pas une autre. Et vous, qu’en pensez-vous ?

Tu as raté un des points importants de la théorie. Si ce n'est pas décrit dans le bouquin de vulgarisation, le bouquin est simplement médiocre. Ce point si crucial est la causalité. La relativité restreinte la respecte (comme toutes théories scientifiques actuellement valides d'ailleurs).

En relativité restreinte, les événements sont situés dans l'espace-temps par la donnée de leur coordonnées d'espace et de l'instant auquel il se déroule, dans un référentiel donné.


Si je regarde les manières dont peuvent être lié deux événements dans un référentiel donné, il y a deux possibilités.

Une information voyageant à la vitesse de la lumière (ou moins vite) peut s'être propagé entre les deux. Les deux événements peuvent être relié causalement. On dit que l'intervalle qui les sépare est de type temps.

Il est impossible, pour une information voyageant à une vitesse inférieur à celle de la lumière, de passer d'un des événements à l'autre. Dans ce cas, les événements ne peuvent être relié causalement. On dit que l'intervalle qui les sépare est de type temps.

Si la transformation de Lorentz (c'est à dire les changement de référentiel) va effectivement modifier les coordonnées de temps et d'espace, la nature de l'intervalle qui sépare deux événement restera la même. Si l'intervalle était de type temps, il restera de type temps, et l'ordre des événements restera inchangé (si t1<t2 alors t'1<t'2 dans le deuxième référentiel). Pour un intervalle de type espace, l'ordre peut être changé. Mais cela n'a guère d'importance car les événements ne peuvent pas être corrélé. La causalité, et donc les notions de futur et de passé sont donc bien valides. Il est en revanche necessaire d'introduire une notion "d'ailleurs" regroupant l'ensemble des points dont on ne peut rien savoir.


Comme j'ai très probablement manqué de clarté, une recherche sur google des termes "cone de lumière" te renverra vers une multitude de pages pertinentes.

Edit : clarification (du moins, j'espere).

Message supprimé par son auteur.

[sank]

Pour tes explosions :

Le temps est relatif car sa perception dépend du référentiel (terre, fusée 1 ou fusée 2). Autrement dit il n'existe pas de perception absolue commune à tous les acteurs. Cela ne veut pas du tout dire que la distinction futur/passé n'a pas de sens. Elle en a pour chacun des acteurs pris séparéments (chaque référentiel dispose de sa propre perception cohérente du temps, passé/futur)

Le paradoxe apparent vient du fait que tu compares les perceptions de tes acteurs à l'aune de ta propre perception comme si tu étais toi meme un référentiel absolu apte à mesurer le "décalage" entre les autres. Si par exemple tu t'éloignes des fusées en te rapprochant de la terre et que tu reformules tes observations, tu arriveras à une conclusion différente sur le "décalage", qui est donc lui même relatif. Il n'y a aucune incohérence.