La relativité restreinte (help)

[Tupac.Shakur]

Salut après quelque recherche sur le net je ne cerne toujours pas le "principe" de la relativité restreinte. J'ai à peu près compris celui de la relativité: Passer 1minute en cours = 1h, passer 1h avec une jolie fille= 1 minute. Merci pour cette aide sinon pourriez vous m'orienter vers des lectures simples merci

[bb98]

Bonjour

 

De façon très simple :

Il n'y a pas de temps universel

Quand on compare deux horloges initialement synchronisées, il peut apparaître un décalage lié aux différences d'accélérations ou aux différences de positions dans un champ de gravitation

 

Bien sûr, attendre d'autres avis et en faire la synthèse

[Tupac.Shakur]

Hmmm mais par exemple je suis a l’aéroport, ma montre super précise est a la même heure que l'horloge de l'avion, je prend celui-ci je fait le tour du monde et je reviens. Il devrait pas y avoir de décalage puisque ma montre aura subit les même accélération, etc que l'horloge de l'avion. Je comprend pas trop . Ya un truc bizarre dans mon cerveau qui se passe x)

En tout cas merci pour t

[Tupac.Shakur]

Hmmm mais par exemple je suis a l’aéroport, ma montre super précise est a la même heure que l'horloge de l'avion, je prend celui-ci je fait le tour du monde et je reviens. Il devrait pas y avoir de décalage puisque ma montre aura subit les même accélération, etc que l'horloge de l'avion. Je comprend pas trop . Ya un truc bizarre qui se passe dans mon petit cerveau

En tout cas merci pour ta réponse

[mono]

oui de l'avion certes, mais pas de l'aéroport car l'avion et toi avez subi l'accélération, l'aéroport lui n'a pas bougé

Modifié 2 avril 2013 par mono

[bb98]

Ma montre doit être comparée à celle de l'aéroport, pas à celle de l'avion

Car, si je prend l'avion, ma montre subira bien les mêmes accélérations et/ou variations

du champ de gravité, que celles de l'horloge de l'avion

 

héhé, grillé par notre ami ;-)

[Tupac.Shakur]

ahhhh:D Je vois ok. Donc la vitesse ainsi que la gravité ont une action sur le temps ? Sois elles le ralenti ou sois elles l'avance. ( on y est presque j'ai presque compris) Merci vous expliquez mieux que ma cinglée de prof

[mono]

la gravité est une "conséquence" de la vitesse La gravité est "accentuée" avec la vitesse

[Tupac.Shakur]

mono donc plus on va vite plus on est soumis à la gravité ? Mais lorsque notre vitesse est nulle on y est quand même soumis ( désolé de vous souler avec mes question a la noix x)

[Tupac.Shakur]

Il en avait dans la tête Einstein pour imaginer tout ça

respect

[Poussin38]

Un autre essai de formulation (amendable bien évidemment) : en relativité restreinte le temps (plus précisément l'intervalle de temps entre 2 évènements) dépend de ta situation, ton "référentiel".

 

S'il se déplace vite (près de la vitesse de la lumière notamment) par rapport à un autre qu'on considérera fixe, ton temps (l'intervalle entre 2 évènements) différera notablement de l'autre, contrairement à l'hypothèse de Newton qui présupposait que le temps était absolu (le même dans les 2 référentiels).

 

Dit autrement : si ton cours te transporte aussi vite que la jolie fille, le temps écoulé dans ton horloge propre sera le même (si le cours est donné par une jolie fille c'est une autre théorie : en relativité générale on étend l'effet de la vitesse sur le temps à l'effet de n'importe quelle accélération, issue de la gravitation ou de toute autre source).

 

Je me tente à un exemple de lecture http://dumas.ccsd.cnrs.fr/docs/00/33/47/46/PDF/Theorie_de_la_relativite_et_representation_relativiste.pdf dis nous si ça te parait trop simple ou trop compliqué, le champ des possibles est comme l'intérêt des cours et la beauté des jeunes filles

 

Sinon tu peux, lire Albert dans le texte, il n'y a rien de tel :

[Tupac.Shakur]

respect vous êtes des puits a savoir même si j'avoue pas tout avoir compris j'ai bien compris je jetterai un coup d’œil au livre demain. Je dois aller dormir demain Ecole En tout cas respect poussin38 (si vous avez encore plus simple niveau explication n’hésitez pas) BONNE NUIT

['Bruno]

On avait déjà parlé de tout ça il y a quelque temps, non ?

 

je ne cerne toujours pas le "principe" de la relativité restreinte.

Le principe de la relativité restreinte, c'est le principe de relativité de Galilée, Einstein n'ayant fait qu'en tirer les conséquences.

 

On sait que la Terre tourne au tour du Soleil. Mais le Soleil n'est pas fixe : il tourne autour du centre galactique. Et la Galaxie n'est pas fixe, elle tourne autour du centre de gravité du Superamas local. Et ainsi de suite.

 

Mais au final, existe-t-il un truc immobile dans l'univers ? Eh bien non. Immobile n'a en fait aucun sens. C'est ça la découverte de Galilée : le repos absolu n'existe pas, il est impossible (c'est une loi de l'univers) de définir un repère fixe. Plus précisemment : tous les mouvements uniformes se valent. Si on est dans un train qui avance droit devant à vitesse constante, il est impossible de s'en rendre compte sans jeter un oeil par la fenêtre, on pourrait tout aussi bien être à quai. Ainsi, si on lance une bille à la verticale, elle retombera dans nos mains, pas derrière nous sous prétexte que le train a avancé durant le lancer.

 

Eh bien Einstein s'est rendu compte que ça posait des problèmes, et il les a résolus...

 

Imaginons un train qui avance droit devant à 300 km/s (c'est un super-TGV...). Dans ce train, le contrôleur allume sa lampe de poche, qui envoie un faisceau de photons dans le même sens à 300.000 km/s. Quelle est la vitesse du faisceau de photons par rapport au quai ? A priori 300.300 km/s. Eh bien non ! Ce serait le cas s'il existait un repère absolu, mais Galilée dit que non (et toute la science moderne repose sur ce postulat...) Si c'était le cas, on pourrait différencier le mouvement uniforme du repos par rapport au quai en mesurant la vitesse du faisceau :

- 300.000 km/s --> on est à quai ;

- 300.300 km/s --> le train avance ;

- 299.700 km/s --> le train s'est trompé de sens...

 

Mais Galilée nous dit que non, on ne peut pas différencier ces cas, donc on doit toujours mesurer 300.000 km/s. D'ailleurs l'expérience de Michelson et Morley a confirmé : ils ont voulu mesurer le déplacement de la Terre par rapport à l'espace (au lieu du train par rapport au quai) en détectant différentes valeurs de la vitesse de la lumière, mais n'ont obtenu que 300.000 km/s.

 

Conclusion : 300.000 km/s + 300 km/s = 300.000 km/s !

 

C'est une conséquence apparemment paradoxale du principe de relativité de Galilée. Cette égalité apparemment fausse s'explique par le fait qu'additionner des vitesses fait intervenir des longueurs et des durées (vitesse = longueur / durée), or celles-ci ne sont pas absolues, ce qui complique le calcul. De même qu'il n'existe pas de repos absolu, il n'existe pas de longueur absolue ni de durée absolue : longueurs et durées dépendent de l'observateur (mais on ne s'en rend compte que lorsque des vitesses très importantes sont en jeu).

 

Einstein a trouvé les bonnes formules (plus compliquées) en les obligeant à satisfaire le principe de relativité de Galilée (*). C'est comme ça qu'il a découvert que les longueurs et les durées n'étaient pas des valeurs fixes (et il a découvert comment les calculer).

 

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(*) Par exemple pour additionner deux vitesses u et v, on ne calcule pas u+v mais (u+v)/(1+u.v/c²) où c est la vitesse de la lumière. Tu peux t'amuser à l'utiliser avec des valeurs précises, tu constateras ainsi que lorsque u=c, ou v=c, ou u=c et v=c, le résultat reste égal à c. La formule montre d'ailleurs qu'il est impossible de dépasser c. Conséquence : c est la vitesse maxi possible dans l'univers.

Modifié 3 avril 2013 par 'Bruno

[jarnicoton]

Tupac, n'as-tu pas l'impression de poser des questions vainement précises sur des sujets généraux que tu n'as pas commencé par débroussailler toi-même ?

[vezguy]

Attention, au début des questions on confondait Relativité Restreinte, qui ne traite que du mouvement rectiligne uniforme (sans accélération), et Relativité Générale qui met en oeuvre la gravité.

A mon avis, la meilleure source sur ces sujets est celle du maître lui-même, Einstein : "La relativité", petit ouvrage très clair et sans formules compliquées, édité naguère par La Petite Bibliothèque Payot, et que l'on trouve aussi chez d'autres éditeurs.

La seconde source est le Que Sais-je "La relativité" de Paul Couderc, elle-aussi claire et complète.

Sinon, Bruno a bien résumé la RR qui trouble le sens commun mais est simple mathématiquement, tandis que la RG est moins étonnante mais un enfer mathématique.

[Tupac.Shakur]

Oui en effet Bruno on en avait déjà parlé mais je pensais que la relativité restreinte était une chose différente Maintenant j'ai compris et je vais acheté le livre: La relativité MERCI!

[Tupac.Shakur]

Juste une question

Vous avez fait des études en physique ou vous êtes des autodidactes?

[vezguy]

Pas besoin d'être physicien pour lire des ouvrages de vulgarisation scientifique. Il suffit d'être curieux.

Les formules principales de la Relativité Restreinte sont simplistes, comme je l'ai dit. On peut les retrouver avec le théorème de Pythagore appliqué à "l'horloge à lumière". Voir sur Internet.

Bon travail

['Bruno]

Quand j'étais lycéen, j'ai lu Einstein pour débutants, de Schwarz et McGuinness, et j'ai tout compris ! (C'est ce livre : http://www.amazon.fr/Einstein-pour-d%C3%A9butants-Joseph-Schwartz/dp/2707112003 .)

[claudemaia]

bonjour a tous

 

une petite question

deux avions décollent et font le tours de la terre en sens inverse a la meme vitesse

et se posent au point de départ.

que vont indiquer les horloges ?

[pascal_meheut]

Un décalage. Le test a déjà été fait à partir de 1971 avec des horloges atomiques. On est dans les milliardièmes de seconde.

[claudemaia]

il me semblait que ce décalage concernait une horloge embarqué et une resté au sol ?

[pascal_meheut]

Oui et le décalage varie suivant que l'avion tourne dans le sens de la rotation terrestre ou non.

Donc entre 2 avions ca donne un décalage aussi.

[claudemaia]

un truc m’échappe !

j'avais cru comprendre que les problèmes de temps étaient uniquement lié aux mouvements relatifs de l'observateur par rapport a l'observé, sans tenir compte du mouvement de l'ensemble

est ce que je suis dans l’erreur ?

[wismerhill]

forcément, puisque 2 avions en mouvement, c'est exactement comme si un avion était fixe et l'autre mobile 2 fois plus rapide, en fait ça revient à mettre une horloge dans l'avion et l'autre au sol...

La même expérience a aussi été faite avec 2 horloges immobiles : une au niveau de la mer, et l'autre en haut d'une montagne ou dans un satellite géostationnaire. Hé bien il y a aussi un décalage, mais ici, c'est la relativité générale qui intervient car c'est une mesure dans un champ d'accélération (gravitationnel) plus ou moins important...

 

Passionnant tout ça et c'est génial de voir comment ils y ont pensé. Par exemple Einstein qui s'imaginait assis sur un photon et se regardant dans un miroir, il se demande alors que verrait-il ???

[claudemaia]

"forcément, puisque 2 avions en mouvement, c'est exactement comme si un avion était fixe et l'autre mobile 2 fois plus rapide, en fait ça revient à mettre une horloge dans l'avion et l'autre au sol..."

 

?? quel avion vois le temps s’accélèrer par rapport a l'autre ?

['Bruno]

Si deux objets se déplacent en mouvement uniforme l'un par rapport à l'autre, chacun voit le temps de l'autre s'accélérer par rapport à lui. Mais c'est une situation de relativité restreinte, alors que pour les avions qui font le tour de la Terre, je pense qu'il faut faire intervenir la relativité générale, et là ça complique tout (par exemple lorsqu'un voyageur rentre dans un trou noir, il voit s'accélérer le temps de ceux qui sont restés dans l'univers, tandis que ceux-ci voient le temps du voyageur ralentir - cette fois c'est le contraire).

[claudemaia]

désolé mais un truc m’échappe toujours (et désolé de squatter le post de Tupac.Shakur )

 

un avion fait le tour de la terre et revient a son point de départ, les deux horloges sont désynchronisé (si j'ai bien compris, l’horloge de l'avion a pris du retard) jusque là, ça va

 

mais:

si deux avions, A er B font le tour en sens opposé, même temps d’accélération et décélération, même altitude, meme vitesse par rapport a un observateur, C, rester au sol

 

que vont m'indiquer les trois horloges concrètement

 

C a de l'avance par rapport a A et B (ok)

 

mais que ce passe t'il entre A et B

rien, elle reste synchrone ? (même vitesse, altitude, accélération par rapport au référentiel C)

A a vieilli plus vite que B, pourquoi ?

B a vieilli plus vite que A, pourquoi ?

Modifié 4 avril 2013 par claudemaia

['Bruno]

Ce n'est pas un problème de relativité restreinte puisque les mouvement sont accélérés, donc le problème est beaucoup plus compliqué. Je ne connais pas la réponse. Je me demande d'ailleurs pourquoi tu poses cette question : elle ne t'aidera pas à comprendre la relativité restreinte, puisque ce n'est pas la relativité restreinte, ni la relativité générale à mon avis.

 

Maintenant, tu peux penser au paradoxe des jumeaux de Langevin, c'est assez proche : chaque jumeau ayant voyagé par rapport à l'autre devrait être plus vieux que l'autre, et ce tout en étant revenu dans le même référentiel, ce qui est impossible (si l'un est plus vieux, l'autre est forcément plus jeune). Et c'est impossible parce que, là aussi, ce n'est pas de la relativité restreinte : si les jumeaux se rejoignent, c'est qu'ils ont décéléré voire fait demi-tour. Mais s'ils avaient continué un trajet à vitesse uniforme (impossible alors de se rejoindre), chacun verrait l'autre plus jeune que lui (ils ne reviennent jamais dans le même référentiel).

Modifié 4 avril 2013 par 'Bruno

[Luc Cioni]

oui de l'avion certes, mais pas de l'aéroport car l'avion et toi avez subi l'accélération, l'aéroport lui n'a pas bougé

 

En effet Bruno, en subissant une accélération, l'avion et toi êtes sortis de la Relativité Restreinte pour passer dans le champ de la Relativité Générale.