The first relativity.
La relativité restreinte (comme la relativité générale) est typiquement associée à Einstein. En effet, et même s’il n’a pas tout inventé, c’est lui qui a assemblé les diverses pièces d’un puzzle en une théorie complète.

Le « principe de relativité » est pourtant bien plus ancien, car il remonte à 1632. À cette époque, Galilée a émis l’hypothèse selon laquelle les lois physiques s’appliquent de façon identique, quel que soit le référentiel dans lequel on se trouve. C’est ça, la relativité.
En l’occurrence, il décrit comment des gouttes d’eau tombent de la même manière que l’on soit dans un bateau à quai immobile ou un bateau se déplaçant en mer.

Sa remarque était pertinente : que l’on soit dans un référentiel immobile ou en déplacement, la chute des corps est identique. Dit d’une autre façon : si l’on se trouve dans une cabine isolée, il est impossible de savoir si le bateau est en mouvement simplement en observant la chute des gouttes d’eau.

D’une façon plus large : toutes les lois physiques s’appliquent de la même façon et avec les mêmes résultats, quel que soit le référentiel, en déplacement [uniforme] ou non.

Ceci constitue le principe de la relativité galiléenne et était accepté assez largement, car logique et sans aucun contre-exemple à l’époque.

Il a fallu attendre la fin du XIXᵉ siècle pour voir apparaître les premiers contre-exemples à ce grand principe ; à savoir les corps qui voyagent à des vitesses proches de celles de la lumière. Pour eux, les lois de la physique classique ne respectent plus le principe de relativité galiléenne.

C’est à partir de ça qu’Einstein publie en 1905 ce qui allait être la relativité restreinte : une théorie englobant la relativité de Galilée et les phénomènes se passant à des vitesses proches de ceux de la vitesse de la lumière. Dix ans plus tard, le même Einstein publiera la relativité générale, englobant la relativité de Galilée, la relativité restreinte et les phénomènes de gravitation.

Même si la vie courante n’en est pas du tout chamboulée, les implications de la relativité d’Einstein sont nombreuses. Dans cet article, je me limite à la relativité restreinte, mais je vais essayer d’expliquer de façon compréhensible quelques-unes de ses (étonnantes) implications.

Principe de relativité

L’une des grandes nouveautés apportées par Einstein avec la relativité restreinte a été de dire que l’écoulement du temps n’était plus uniforme, de même que la notion de distance. Les deux dépendant désormais de la vitesse de déplacement du référentiel que l’on considère.

Pour simplifier, si l’on se déplace, le temps ne s’écoule plus de la même manière et les distances que l’on mesure ne sont plus les mêmes que par rapport à quelqu’un qui ne se déplace pas. Ceci semble absurde, et pourtant… C’est ce que l’on observe !

Prenons un exemple.
Imaginons un bateau voguant à 10 km/h. Maintenant, observons un passager qui marche sur le pont du bateau à 2 km/h dans le sens de navigation. Quelle est sa vitesse par rapport au quai ? 12 km/h ?

En relativité galiléenne — ou mécanique classique — la réponse est bien 12 km/h : car pour obtenir la vitesse du passager par rapport au quai, on effectue l’opération de l’addition entre la vitesse du passager par rapport au bateau et la vitesse du bateau par rapport au quai.

Sauf que… dès la fin du XIXᵉ siècle, on s’est rendu compte, en observant de très hautes vitesses, que les vitesses ne s’additionnaient pas. L’opération pour passer d’un référentiel à un autre n’est pas l’addition !
En analysant les données, Hendrik Lorentz mit au point une opération — la transformation de Lorentz — qui fonctionne pour ces vitesses élevées (ainsi que les plus faibles).

Du coup, la réponse pour la vitesse de notre passager qui marche sur le bateau n’est pas 12 km/h, mais 11,99999987 km/h.

On est numériquement très proche d’une addition : les vitesses considérées sont très éloignées de la vitesse de la lumière, donc les déformations relativistes sont vraiment très faibles.
On peut donc dire que la limite aux faibles vitesses de la transformation de Lorentz est l’addition, et que la limite aux faibles vitesses de la relativité restreinte, c’est la mécanique classique. De même, la relativité restreinte est elle-même une limite aux faibles champs de pesanteur d’une théorie plus vaste appelée la relativité générale :

Relativité.
La mécanique classique est un cas particulier aux basses vitesses de la relativité restreinte ; elle-même une limite aux faibles champs de gravité de la relativité générale.

En somme, si on peut dire, pour nos vitesses, on passe d’une addition :

$$v_{total} = v_{bateau} + v_{passager}$$

À la transformation de Lorentz :

$$v_{total} = \frac{v_{bateau} + v_{passager}}{1+\frac{v_{bateau} . v_{passager}}{c^2}}$$

c est la vitesse de la lumière.

On constate que si les vitesses sont petites devant la vitesse de la lumière, alors le deuxième terme du dénominateur tend vers 0. Le dénominateur tend alors vers 1, et l’ensemble tend vers ce qui se trouve au numérateur, donc une simple addition.

Les effets de ce changement d’opération ne sont donc réellement perceptibles que pour les déplacements se faisant à une fraction décente de la vitesse de la lumière.

Implication sur les grandes vitesses

Sur les faibles vitesses, la transformation de Lorentz s’apparente à une addition et donc à la mécanique classique habituelle, mais quid des grandes vitesses ?

Essayons ! Regardons ce qui se passerait si la vitesse du navire et celle du passager étaient proches de la vitesse de la lumière.

On aurait alors :

$$v_{total} = \frac{v + c}{1+\frac{v^2}{c^2}}$$

Au numérateur, on a quelque chose de proche de 2$c$ (vu que v ≈ c).
Au dénominateur, on aura 1 + (~1) ≈ 2.

Au total, on a donc $\frac{2c}{2}$ soit $c$. Dit autrement : à la vitesse proche de celle de la lumière, la lumière se déplace toujours à la vitesse de la lumière !

Étrange, non ?

Pourtant, c’est exactement l’innovation apportée par la relativité restreinte. Les vitesses ne se composent plus par une addition, mais par la transformation de Lorentz. Aussi, ce sont l’espace et le temps qui se « déforment » et au final, cette équation est respectée.

Se déplacer à haute vitesse étire les durées et comprime les distances (et donc réduit la vitesse perçue dans un autre référentiel). Cela demande un peu de réflexion, mais l’expérience montre la réalité de tout ça.

Facteur de Lorentz

Le taux d’étirement des durées ou de contraction des longueurs dépend de notre vitesse. Plus on s’approche de la vitesse de la lumière, plus l’effet est prononcé.

Ce taux est appelé le facteur de Lorentz, et il est noté γ (lettre grecque « gamma »). Il peut prendre toute valeur supérieure ou égale à 1.

Un facteur de Lorentz de 1,5 signifie que le temps s’écoule 50 % plus lentement pour les personnes dans un référentiel en déplacement, par rapport aux personnes dans un référentiel invariant.
Notons qu’un facteur γ de 1,5 s’obtient pour une vitesse de 75 % de celle de la lumière, et non pas 50 % : le facteur de Lorentz n’est pas linéaire par rapport à la vitesse de déplacement.

Typiquement, pour prendre un exemple : si l’on prend un chronomètre, que l’on voyage à 75 % de $c$ (donc 0,75c) pendant 1 h, et qu’on revient sur Terre, alors pour nous il se sera écoulé 1 h, mais sur Terre il se sera écoulé 1h30. Dit autrement, on a vieilli moins vite que ceux étant restés sur Terre. Dit encore autrement, aux yeux de ceux restés sur Terre, on aura voyagé 30 minutes dans le futur.

(Note : je laisse totalement de côté ici les phénomènes décrits par le fameux paradoxe des jumeaux, ou autre. Il s’agit ici de simplifier, en ne considérant qu’un phénomène à la fois, dans un seul référentiel considéré à chaque fois aussi).

D’autres façons d’interpréter tout ça

La relativité chamboule beaucoup de choses. En plus de ce qui se trouve plus haut, on peut parler de l’énergie et de la masse des corps. Parmi ces choses, une chose dont vous avez déjà entendu parler : c’est le fameux E=mc².

Ce que cette équation indique, c’est que la masse m d’un corps correspond à une quantité d’énergie. Le rapport entre les deux étant la constante c — la vitesse de la lumière dans le vide — élevée au carré.

Pourquoi cette équivalence ?

Il faut arriver à voir que la masse d’un corps est une forme d’énergie comme une autre :

  • La température d’un corps implique une énergie : l’énergie thermique ;
  • La vitesse de déplacement d’un corps est une énergie : l’énergie cinétique (Ec) ;
  • La masse, de même, est également une forme énergie : l’énergie de masse (Em). Dans l’équation d’Einstein, c’est cette énergie qui est également à mc² :

$$E_m = mc^2$$

Quand on est immobile, notre énergie cinétique est nulle. La seule énergie que l’on ait est notre énergie de masse. On dit que l’énergie de masse est l’énergie « au repos ».

Si l’on se déplace, on a en plus une énergie cinétique. Notre énergie totale est donc composée d’une énergie cinétique et d’une énergie de masse.

On peut alors se demander quel rapport de notre énergie est constituée par chacune des énergies. Si l’on fait ceci, on retombe sur le facteur de Lorentz :

$$\gamma = \frac{E_m + E_c}{E_m}$$

Avec ce raisonnement, on exprime notre énergie totale en fonction de notre énergie de masse au repos. Par exemple, si le facteur de Lorentz vaut 2, ça signifie que l’on a deux fois plus d’énergie que notre énergie de masse au repos. L’énergie cinétique Ec est égal à l’énergie de masse au repos Em.

Pour cet exemple, le facteur de Lorentz vaut 2 sur la vitesse de déplacement vaut 0,87c ! En voyageant à 87 % de la vitesse de la lumière, notre énergie cinétique devient égale à notre énergie de masse, et notre énergie totale devient le double de notre énergie au repos.

Cette « énergie totale » notée simplement E est appelée « énergie relativiste », et vaut γEm :

$$E = \gamma E_m = \gamma mc^2$$

On constate alors que plus γ augmente, plus notre énergie relativiste est important. De plus, notre énergie totale est proportionnelle à la masse : c’est donc comme si l’on multipliait notre masse à chaque fois que l’on multipliait notre γ.
Pour cette raison, parfois, on dit que notre masse augmente au fur et à mesure que l’on accélère : on parle alors de masse relativiste, ou masse apparente.

Exemples

Si l’on est immobile, notre énergie cinétique est nulle : toute notre énergie se trouve sous forme de masse. Le facteur de Lorentz vaut 1, l’écoulement du temps est normal et les distances ne sont pas contractées. On laisse de côté ce que ce « normal » signifie. Disons juste que son temps s’écoule comme d’habitude.

Si maintenant on voyage à 0,87c, le facteur de Lorentz vaut 2. Le temps s’écoule donc deux fois moins vite que pour quelqu’un qui ne se déplace pas. De plus, notre énergie cinétique atteint notre énergie de masse et notre énergie relativiste est le double de notre énergie de masse.


Valeurs pour quelques paramètres relativistes en fonction de la vitesse.
Vitesse
en km/s
vitesse
en % de c
γ % énergie sous forme
d’énergie cinétique
0 km/s 0 % 1 0 %
~3 000 km/s 1 % 1,00005 0,0025 %
~30 000 km/s 10 % 1,005 0,25 %
~150 000 km/s 50 % 1,15 7,18 %
~260 000 km/s 86,6 % 2,00 33 %
~282 000 km/s 94,3 % 3,00 50 %
~297 000 km/s 99 % 7,09 75 %
299 493 km/s 99,9 % 22,4 91 %
299 762 km/s 99,99 % 70,7 97 %
299 789 km/s 99,999 % 223,6 99 %
299 792,458 km/s 100 % 100 %
(pas de masse)

On constate alors que si l’on se déplace dans la dimension spatiale, le temps s’écoule moins vite. Et si l’on veut que le temps s’écoule normalement, on ne doit plus se déplacer.
On peut le résumer en disant « ce que l’on parcourt dans l’espace, on ne le parcourt plus dans le temps ».
Si l’espace s’écoule davantage (à cause de notre déplacement), alors le temps, lui, s’écoule au ralenti. Et inversement.

Implications

Avec le raisonnement précédent, plus on se donne de vitesse, plus l’énergie cinétique prend une part importante dans notre énergie relativiste, et donc plus γ augmente. Plus l’on se donne d’énergie cinétique, plus le temps s’écoule lentement et plus les distances deviennent grandes.

Malgré la difficulté de concevoir que l’écoulement du temps puisse varier, ceci implique d’autres bizarreries contre-intuitives, dont en voici quelques-unes.

  • Premièrement, si l’on devait atteindre c, alors ça signifie que la totalité de notre énergie serait cinétique. Nous n’aurions que de l’énergie cinétique et aucune masse. Ce n’est pas pour rien que les photons, qui voyagent à la vitesse de la lumière, n’ont pas de masse du tout : toute leur énergie est cinétique. Leur masse au repos est nulle : c’est ce qui leur donne un γ infini et une impossibilité de voyager à une vitesse différente de c.
  • Deuxièmement, en tentant d’atteindre c, on doit dépenser des quantités immenses d’énergie. D’un point de vue mathématique, si l’on vise la vitesse c, alors on doit acquérir une énergie infinie, même pour une masse minuscule. L’univers n’ayant (a priori) pas une quantité infinie d’énergie, c’est pour ça qu’on dit que la vitesse de la lumière ne peut pas être atteinte par un objet ayant une masse non nulle.
  • Troisièmement, avec ce que j’ai dit plus haut à propos du facteur de Lorentz, plus on s’approche de la vitesse de la lumière, plus gamma augmente, et moins le temps s’écoule vite. Si l’on atteignait c, l’écoulement du temps s’arrêterait. C’est ce qui se passe dans le référentiel d’un photon. Le photon ne voit pas de temps passer. Même si dans notre référentiel le photon voyage durant des millions d’années, dans son référentiel à lui, il est absorbé au même instant qu’il est émis.
  • Quatrièmement, on peut comprendre que si l’on allait au-delà de la vitesse de la lumière, alors le temps s’écoulerait plus lentement que zéro. C’est-à-dire qu’il reculerait, ce qui revient à dire que l’on remonterait le temps !
    Si l’on pouvait voyager plus vite que la lumière, ça signifierait ni plus ni moins que l’on serait au point d’arrivée avant d’avoir quitté le point de départ.
    De façon purement mathématique, si les équations de la relativité sont interdites pour une vitesse égale à la vitesse de la lumière, elles sont mathématiquement justes pour des vitesses supérieures à c. C’est simplement qu’elles impliquent que le temps s’écoule à l’envers. Mathématiquement ça se tient, même si physiquement c’est évidemment improbable.
  • Cinquièmement, une autre solution pour une vitesse supérieure à la lumière serait de ne pas toucher au signe du temps, mais d’inverser le signe de la masse. Si l’on a une masse négative, alors le facteur de Lorentz serait inversé aussi, et ça reviendrait — de fait — à voyager plus vite que la lumière. Ceci est souvent évoqué en science-fiction à propos des vaisseaux spatiaux : on parle ainsi d’avoir besoin d’une masse ou d’une énergie négative pour voyager plus vite que la lumière. Dans la pratique, ces choses n’ont jamais été observées (mais l’absence de preuve n’est pas une preuve de l’absence).

Conclusion

La relativité restreinte apporte l’idée selon laquelle l’espace et le temps sont malléables. Leur écoulement lorsque l’on se déplace (dans l’espace, mais aussi dans le temps) n’est pas le même en fonction de notre déplacement, comparativement à un référentiel qui serait resté immobile.
Ces choses-là ne sont pas un délire d’Einstein : ce sont des solutions mathématiques face à des observations de choses physiques bien réelles.

Les conséquences de ce changement de concept ne se font voir que pour des phénomènes extrêmes, en l’occurrence à de très hautes vitesses de déplacement (proches de celle de la lumière). C’est pour cela que la relativité est si récente, comparativement à la mécanique newtonienne : Newton, Galilée ou Kepler n’avaient pas les instruments ni les expériences pour voir que la physique classique qu’ils ont mise au point était fausse pour de hautes vitesses.

Il a fallu attendre Maxwell, Lorentz, Poincaré, Einstein… pour que ces phénomènes soient découverts, décrits mathématiques, que des hypothèses soient posées et qu’une théorie entière et nouvelle soit construite.

Cet article n’est pas destiné à être un cours sur la relativité, mais plutôt de comprendre brièvement ce que c’est, et d’en voir quelques implications.
J’espère qu’il permet aussi de comprendre pourquoi la science-fiction parle parfois de « masse négative » ou « voyage dans le temps » en invoquant la relativité : ces choses-là ne sont pas absurdes mais bien justes mathématiquement. Les hypothèses nécessaires à tout ça n’ont simplement pas encore été validées par l’observation. Mais bon, peut-être qu’un jour on observera (ou produira) une masse négative ou une vitesse supraluminique, ce qui ouvrirait alors la voie à des choses intéressantes.

image d’en-tête de Peat Bakke

5 commentaires

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blux écrit :

Un petit modulo quand même : tu dis que la vitesse de la lumière ne change jamais, ceci n'est valable que dans le vide.
Dans d'autres milieux (eau, par exemple), certaines particules vont plus vite que la lumière (effet Tcherenkov), donc cela signifie que sa vitesse est ralentie...

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JFP/Jean-François POULIQUEN écrit :

▬Bonjour.
▬Toutes ces explications sur les déformations du temps et des distances sont belles et sont mêmes normales, car elles sont données dans la plupart des explications scientifiques par des écrits de physiciens. Historiquement, c'est un certain Larmor qui avait trouvé une dilatation du temps comme aussi une contraction de longueur dans ses expériences et ceci à été repris pour ne pas dire volé par Lorentz et son maître Poincaré. Naturellement Einstein reprend le flambeau en donnant d'autres explications, mais ces coefficients de déformation du temps et des coefficients inverses de longueurs, sont incroyablement incompréhensifs à comprendre physiquement, car on nous dit de plus que les déformations ne s'adressent que dans le sens du mouvement ou même dans son opposé, mais non dans les directions perpendiculaires au sens du mouvement. Pour vérifier ces facteurs de Lorentz qui ont pris son nom, et repris par Einstein, des testes sont réalisés par suite par des horloges atomiques embarquées dans l'espace ayant des vitesses inhabituelles. Le constat est que ces horloges ont bien pris du retard par rapport aux mêmes horloges restées sur terre, servant de référence. Il y a donc confirmation par les physiciens que la vitesse fait dilater le temps, et pour garder une vitesse lumière cohérente et constante on est obligé de contracter les longueurs dans le sens du mouvement, pour avoir toujours une vitesse lumière cohérente. qui est la célérité de la lumière dans le vide de l'espace.
▬Si on se pose bêtement la question de savoir physiquement ce qui change quand des horloges atomiques sont en vitesse rapide, eh bien cela est relativement très simple, mais avant qu'est-ce que le temps ? Actuellement on se sert de la vibration ou oscillation des atomes par leur structures fines ou hyperfines pour définir la notion de temps la plus précise, et on utilise le césium 133 ayant  9 192 631 770 Hz soit  9 192 631 770 périodes par seconde. Maintenant pourquoi ces horloges atomiques embarquées en vitesse rapide ont pris du retard, et quelle serait la cause ? Il n'y a pas des tonnes de solutions physiques, et j'en vois qu'une, car ce sont ces fréquences qui ont vibrées moins vite dans le cas de mouvement rapide. Ceci veut dire que plus nous allons vite, et plus les fréquences des atomes baissent en fréquences. C'est aussi simple que cela. Mais cela remet en cause toutes les théories sur ces facteurs, car pour moi, le temps comme les longueurs ne changent absolument pas !!! C'est simplement les fréquences des atomes qui changent, et qui fausse la mesure du temps. Ainsi dans le sens du mouvement ou perpendiculairement au mouvement, les propriétés des atomes sont exactement les mêmes, mais la vitesse fait changer la fréquences des atomes, et de tous les atomes, pas seulement celui du césium 133. Depuis plus de 100 ans, on nous fait croire à une complexité de la physique, qui en fait n'existe pas. Les lois sur ces fréquences d'atomes n'existent pas vraiment, et la relativité depuis Galilée est de dire que les lois physiques sont identiques indépendamment des référentiels rectilignes et uniformes sont les mêmes. Et bien plus la science avancera et de plus en plus elle nous donnera de nouvelles lois, qui seraient justement sur ces fréquences d'atomes, et qui casseront la relativité toute simple de Galilée, car plus on approche de la matière, et plus des effets se font voir différemment suivant les vitesses ou même les masses importantes. Ce petit concept sur les fréquences d'atomes casse plus de choses que l'on croit, car déjà on comprend plus facilement ce que sont les relativités de Einstein, mais ceci a aussi d'autres implications plus importantes que l'on croit. De se dire que plus on va vite ou plus on est prêt de masses importantes, eh bien la vitesse lumière est exactement la même comme les longueurs, mais que cela change seulement les fréquences d'atomes, ce qui est très simple comme explication, et on comprend d'autant que la fréquence des horloges atomiques embarquées allant vite,ont pris du retard, est une explication très simple, car ce césium 133 au lieu d'avoir une oscillation de 9 192 631 770 Hz, aura forcément une cadence moindre, et ce qu'il faille adapter à la mesure est un seul et unique coefficient sur ces battements de fréquences d'atomes, et non des coefficients sur le temps et les longueurs.
▬Je pourrai expliquer toutes les conséquences liées à ce petit concept sur les fréquences d'atomes, mais le but est déjà de dire que cet article comme beaucoup d'écrits sur ces notions de dilatation du temps et de contraction des longueurs sont complètement faux, car la physique peut aussi être plus simple qu'il n'y parait.
Amicalement.
JFP Jean-François Pouliquen
jfp.pouliquen@hotmail.fr

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Le Hollandais Volant écrit :
on se sert de la vibration ou oscillation des atomes par leur structures fines ou hyperfines pour définir la notion de temps

Non, les vibrations des atomes servent à définir les durées, pas le temps.

ces notions de dilatation du temps et de contraction des longueurs sont complètement faux

Si les vibrations des atomes ralentissent, et que les durées sont définies par rapport à ces vibrations, ça signifie que les durées sont elle-même moins longues à haute vitesse. C’est là la définition d’une dilatation du temps.

Ensuite, si la vitesse de la lumière reste la-même mais qu’on se déplace moins longtemps (mesure ralentie des vibrations), alors on parcourt moins de distance. C’est la définition d’une contraction des longueurs.

On retombe donc exactement sur ce que vous déclarez comme faux.

Ensuite, toute votre explication ne prend pas en compte le changement de référentiel : quelle est la vitesse d’oscillation de base ? Pourquoi c’est le mouvement qui ralentit l’oscillation, et pas l’immobilité qui l’accélère ?

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JFP/Jean-François POULIQUEN écrit :

▬Bonjour.
▬Si la notion de durée n'est pas une notion de temps, qu'est-ce que la durée alors ? Je pense que vous m'avez mal compris, ainsi pour définir la seconde universelle en physique, on se sert actuellement de ce matériau de césium 133 avec ses 9 192 631 770 périodes par second pour définir une durée précise qui est la seconde, et cette seconde est ajustée et donnée par des horloges atomiques se basant sur ce césium 133. C'est donc bien à partir d'oscillation de ce césium 133 que l'on fabrique la seconde, et cette seconde est une durée, comme un laps de temps. Quand je parle de temps c'est au sens général et large, car la notion de temps, on ne sait pas vraiment ce que c'est, et définir ce qu'est le temps, mais on utilise des mécanismes réguliers et perpétuels à grande fréquence, pour mesurer des durées très courtes et donc le temps. Cette valeur de 9 192 631 770 Hz ou battements par seconde, n'est lié qu'à notre référentiel sur terre et dans des conditions particulière pour obtenir cette valeur qui est même donnée par les poids et mesure et reconnu comme constante. Mais une constante d'oscillation dans un contexte bien particulier qui est celui de notre référentiel sur terre, et dans des conditions bien précises. Maintenant si on change les conditions, ne serait-ce que de s'élever en altitude de quelque mètres, les fréquences fines ou hyperfines de césium 133, ne donneront plus la même fréquence, car on aura des décimales supplémentaires qui viendront s'ajouter à cette valeur entière. Pourquoi avoir pris le césium 133 plutôt qu'un autre matériau pouvant donner une fréquence encore plus grande et donc une précision encore plus élevée, eh bien je dirai, que cette valeur est un nombre entier, et non une valeur avec des décimales par les autres matériaux.
▬Vous me répondez ceci : "Ensuite, toute votre explication ne prend pas en compte le changement de référentiel : quelle est la vitesse d’oscillation de base ? Pourquoi c’est le mouvement qui ralentit l’oscillation, et pas l’immobilité qui l’accélère ?"
▬Un changement de référentiel est justement d'avoir une autre vitesse que la vitesse de la terre dans l'espace et de sa masse. Plus vous vous éloignez de la masse de la terre, sans même parler de vitesse, plus vous changez de référentiel différent. Ainsi les satellites autour de la terre ont des référentiels différents de celui homologué correspondant à la surface de la terre au niveau de la mer, et dans des conditions particulières. D'avoir des vitesses inhabituelles plus grandes autour de la terre que les machines que nous connaissons comme les avions, fait changer de référentiel avec des données significatives. D’être proche de masses importantes, sans même de vitesse, fait changer de référentiel. C'est justement par ces changements de référentiels, que l'on nous dit que le temps se dilate, et que les distances se contractent, ou l'inverse d'ailleurs, mais dilater le temps et contracter les distances, revient à mettre le bon coefficient sur la fréquence d'atome de césium 133 qui nous sert de référence. Et là le temps est pris au sens large, car ce qui se dilate ce sont les durées, ainsi la seconde se dilate, la journée se dilate, le mois comme l'année se dilatent, qui sont bien des durées. Mais ces durées sont calculées à partir du mécanisme de fréquence des atomes, et au lieux de dilater les durées, on peut comprendre que l'on dilate les fréquences des atomes en ajoutant un seul coefficient. Les satellites géostationnaires autour de la terre, ont des horloges atomiques à bord, et ces horloges battent plus vite LES DURÉES pour ne pas dire le temps, c'est à dire que la fréquence des atomes oscille plus vite, et donc qu'il faille mettre un coefficient de déformation inférieur à UN sur la durée de la seconde, et donc cette fameuse valeur de 9 192 631 770 Hz serait augmentée, et correspondrait à un nombre avec des décimales supplémentaires.
▬Il me semble plus simple de dire qu'il faille donner un seul coefficient sur les fréquences d'atomes, que de dire qu'il faille mettre un coefficient sur le temps qui sont les durées, et un coefficient inverse sur les longueurs.
▬Votre phrase "On retombe donc exactement sur ce que vous déclarez comme faux.".
▬Ce que je déclare faux, est sûrement mal dit de ma part, car en fait c'est de garder la vitesse constante de la lumière sans changer quoi que ce soit par des coefficients de dilatation ou de contraction, et en gardant aussi les distances sans les déformer. En mettant seulement un coefficient sur les fréquences d'atomes fonction des référentiels différents du notre, est me semble t-il plus simple à comprendre et est une plus grande vérité, même si cela est équivalent, car Einstein n'a fait que reprendre ce qu'avait énoncé Lorentz par ses facteurs, qui lui même avait copié sur un certain Larmor. Ni le temps ni les longueurs changent dans des référentiels différents, pour être simple, mais la mesure des durées change fonction de ces référentiels différents. Je vais même plus loin en disant que notre horloge biologique interne dépend de la fréquence des atomes, ainsi si cette fréquence est réduite, notre horloge biologique est aussi réduite, et en gros nous vivons plus longtemps, car c'est comme si nous avions un quota de vibrations alloué à vie, et donc plus les fréquences sont réduites, et plus longtemps nous vivons comme tous les organismes vivants d'ailleurs. Et on peut même dire maintenant que le paradoxe de Langevin s'envole, car vieillir moins vite est une réalité, car un voyage à grande vitesse, fera que la fréquence des atomes baissent mais fera aussi baisser notre horloge interne. D’être au ralenti est une réalité plus que possible par la vitesse, et voir vieillir plus vite les autres, est aussi une réalité relative, par rapport à ceux qui se déplacent très vite. Si la lune est habitée un jour, les habitants vieilliront plus vite du fait que la masse de la lune est moins importante que celle de la terre. Si nous allions à la vitesse de la lumière, le temps serait infini, et les longueurs/distances seraient nulles, car le coefficient adapté aux fréquences des atomes serait de zéro !!! Donc Monsieur Einstein assit sur un photon, par son image de pensée, ne verrait strictement rien, car les distances n'existeraient plus, et le temps serait infini, et pour finir les atomes ne vibreraient plus.
Amicalement.
JFP Jean-François Pouliquen
jfp.pouliquen@hotmail.fr

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