Temps et relativité.

Bonjour à tous,

Je me pose une question simple mais qui demande des connaissances pour pouvoir y répondre correctement et c'est pour cela que j'ouvre un nouveau sujet sur le temps et la relativité.

Imaginez-vous la chose suivante :

-Nous savons que un jour sur la planète Terre correspond à 24 heures. Nous savons cela car la terre tourne sur elle même en approximativement 24 heures et elle tourne autour du soleil en même temps en l'espace d'une année sidérale (365j).

-Nous savons que un jour sur Neptune correspond à 16 heures. Nous savons qu'elle tourne autour du soleil en approximativement 164 ans.

Ma question est la suivante :

Imaginons que j'ai un frère jumeaux et que je décide de partir sur Neptune en ne prenant pas en compte le faite qu'elle si loin et que son atmosphère soit mortelle pour un être humain en revenant sur terre lequel des deux sera le plus vieux ?

Hypothèse numéro 1 : Le temps s'écoule plus lentement sur Neptune car sa révolution sidéral est beaucoup plus longue.

Hypothèse numéro 2 : Le temps s'écoule au contraire beaucoup plus vite car elle tourne sur elle même en l'espace de 16 heures.

Hypothèse numéro 3 : Il ne faut peut être pas se basé sur le temps mais sur la gravité d'une planète ou sur un autre facteur.

Hypothèse numéro 4 : Le temps s'écoulera de la même façon sur Terre ou sur Neptune mais les journées paraitront plus courtes car 1 jour sur Neptune correspond a 16 heures sur Terre. Donc 1 jour Terrestre = 2 jour Neptunien. Quoi qu'il arrive en revenant sur terre j'aurai le même âge que mon frère jumeau.

Le temps est donc une illusion et est propre a chacun ? La relativité aurait atteint son point critique ou au contraire elle prend tout son sens ?

Ps : Pour certains ma questions paraitra absurde pour d'autre elle sera intéressante et d'autre la réponse sera évidente. Je n'ai aucune connaissance dans le monde de l'astronomie ou de la physique. Google n'a pas pu répondre a ma question c'est pour cela que me tourne vers vous.

Je vous souhaite une excellente soirée. Je suis impatient de connaître vos réponses.

T'inquiètes : aux échelles de distance et de vitesse que tu évoques, l'effet de décalage temporel est infime.

Effectivement Vincent404 ta question est très intéressante.

À mon sens, tu considères deux choses différentes dans le même optique. Je m'explique:

1) Au départ le temps est une production du mouvement car pour obtenir une "durée", il faut faire un trajet d'ici à là. Ceci est la nature de base du temps (c'est également la nature de base de la "distance"). C'est un sujet de réflexion sur lequel il faut y mettre l'intensité de tous nos neurones.

2) Ton âge est une autre "vision" du temps qui n'a pas de relation directe avec la nature de base du temps no 1. Ton âge est strictement relié à la rotation de la Terre et à la durée de son orbite.

3) Ton jumeau est assujetti au mêmes conditions terrestre que toi. Par contre, lorsqu'il voyage dans l'espace. le temps no 1 reprends le contrôle et ton jumeau qui voyage en devient tributaire plus directement que lorsqu'il est près de toi sur Terre (ou du moins, la différence entre les deux "situations" se démarque). La relativité générale reprend ses droits sur le temps auquel il est assujetti. Lors de son retour, ton jumeau sera moins "âgé" que toi.

Par contre, ce n'est pas exclusivement une question de vitesse du voyage; c'est également une question de gravitation (donc de la distance entre l'objet et le centre de gravité auquel il est assujetti). Si ton jumeau habite au sommet de l’Everest et que toi tu habites au niveau de la mer, ton jumeau vieillira moins rapidement que toi. C'est l'une des raisons qui oblige la correction du temps sur les GPS. Le temps en orbite est moins "rapide" que le temps sur Terre.

Et finalement, si un être naît sur la planète Neptune, on ne sait pas quelle sera sa durée de vie puisque son système génétique sera basé sur la vitesse de rotation de la Planète et sur la durée de son orbite. Son temps de vie sera certainement différent du tien (s'il peut y avoir de la vie sur Neptune évidemment).

Comme tu peux le constater, ta question comporte plusieurs volets qu'il est intéressant d'élaborer plus longuement que ce que je viens de faire ici.

Merci pour cette question intéressante.

Imaginons un malheureux astronaute dont le vaisseau orbite à la limite de l'horizon d'un trou noir supermassif. Le temps est tellement ralenti par l'étirement de l'espace-temps, que le pauvre homme pourrait vivre des milliers d'années PAR RAPPORT AU TEMPS TERRESTRE. Dans son référentiel il ne remarquera aucun changement et aura l'impression de vivre son temps de vie normal...

vincent404 a écrit:

Le temps s'écoulera de la même façon sur Terre ou sur Neptune mais les journées paraitront plus courtes car 1 jour sur Neptune correspond a 16 heures sur Terre. Donc 1 jour Terrestre = 2 jour Neptunien. Quoi qu'il arrive en revenant sur terre j'aurai le même âge que mon frère jumeau.

La relativité n'a rien à voir là-dedans, c'est l'hypothèse n°4 qui est juste en première approximation.

La relativité intervient seulement si on se veut extrêmement rigoureux :

Si vous disposez chacun d'une horloge atomique, tu pourras constater que la tienne retarde très très légèrement sur celle de ton frère (tu es un tout tout tout petit peu plus jeune que lui).

Cela est dû à la conjugaison de deux effets, cependant négligeables tous les deux :

- L'aller retour (aux vitesses courantes) engendre un "très léger retard" de ton horloge sur celle de ton frère.
- Le séjour sur Neptune (champ de gravité important), engendre un très léger effet similaire qui s'ajoute au premier.

Andrei2010 a écrit:

Imaginons un malheureux astronaute dont le vaisseau orbite à la limite de l'horizon d'un trou noir supermassif. Le temps est tellement ralenti par l'étirement de l'espace-temps, que le pauvre homme pourrait vivre des milliers d'années PAR RAPPORT AU TEMPS TERRESTRE. Dans son référentiel il ne remarquera aucun changement et aura l'impression de
vivre son temps de vie normal...

D'accord avec tout ce qui vient d'être dit avec un tout petit bémol :

Les orbites en deçà d'un rayon égal à environ 3/2 Rs, bien qu étant au-dessus de l'horizon sont instables.
Ce rayon correspond également à l'orbite des photons.
En dessous, la force centrifuge "s'inverse" et toute tentative d'échapper à l'attraction avec une vitesse orbitale non nulle contribue à courber davantage encore la trajectoire vers le centre.

C'est l'effet seeing is believing, comme son nom l'indique !

Citation :

La relativité n'a rien à voir là-dedans,...La relativité intervient seulement si on se veut extrêmement rigoureux

Et comme ce n'est pas le cas ici...

André Lefebvre a écrit:

Et comme ce n'est pas le cas ici...

Par hypothèse, si l'on suit l'énoncé de Vincent.

Andrei l'a d'ailleurs bien souligné à juste titre :

Andrei2010 a écrit:

T'inquiètes : aux échelles de distance et de vitesse que tu évoques, l'effet de décalage temporel est infime.