Bonjour RaVioli, boujour toutes et tous,
- Citation :
- Voyageur temporel ça vous plairait comme idée ?
Nous sommes toutes et tous, au quotidien et sans en avoir conscience, des voyageurs temporels.
La Relativité restreinte (qui traite du déplacement d’un mobile dans l’espace-temps en l’absence théorique de champ, c’est-à-dire à vitesse constante) permet de formuler, par exemple, que vous déplaçant à bord de votre automobile votre temps propre s’écoule plus lentement que celui du piéton sur le trottoir.
De même, du fait de la rotation de la Terre autour de son axe Pôle Nord / Pôle Sud, le temps ne s’écoule pas de la même manière à Lille et à Marseille ... à Marseille on paresse avec un cœur qui bat moins vite !
Cet effet de dilatation du temps de la Relativité restreinte a été, notamment, vérifié en 1971 à l’aide de 2 horloges atomiques synchronisées, l’une restant au sol, l’autre voyageant dans un Concorde volant à une vitesse de 1500 km/h. Au retour du Concorde, après 3h de vol, l'horloge placée dans l'avion accusait un léger retard de 0,01 microseconde.
Expérimentalement, on a donc vérifié qu’une horloge en déplacement rapide est plus lente qu'une horloge fixe ou en déplacement relatif moins rapide. Et le ralentissement de l’horloge est bien celui prédit par la théorie de la Relativité restreinte
Si les objets de la vie quotidienne étaient relativistes (ou, ce qui revient au même, si la vitesse de la lumière était par exemple de 100 km/h au lieu de 300 000 km/s) nous nous rendrions vraiment compte que la simultanéité des évènements dépend de notre vitesse. L’ordre des évènements pourrait même être inverse en passant d’un référentiel à un autre, mais avec une condition importante:
la cause reste antérieure à l'effet dans tous les référentiels.
Au-delà de ces aspects physico-mathématiques, les littéraires, non matheux, ont certainement lu "Le voyageur imprudent" de René Barjavel, et savent l’exemple du paradoxe de l’aïeul ... incompatible avec les règles de la physique macroscopique et de la logique.
La relativité générale (qui elle traite de notre espace-temps quadridimensionnel en présence de champ) permet de formuler quant à elle, par exemple, que le temps s’écoule plus vite au sommet de l’Everest qu'au niveau de la mer : 16 millisecondes de plus sur une année.
Ce décalage est une conséquence du ralentissement du temps dans un champ de gravitation.
A l’extrême, vue de l’extérieur, une horloge située à la surface de l’horizon des événements d’un trou noir est à l’arrêt.
Cet effet de dilatation du temps en Relativité générale a été, notamment, vérifié à l’aide de Expérience de la tour Jefferson à Harvard. En plaçant un émetteur et un récepteur de photons distant de 22,6 mètres, à chaque extrémité, on a mesuré un décalage relatif de fréquence de l’ordre de 2,10^-15 entre les photons montants et ceux descendants. Cette différence extrêmement petite est en accord avec les prédictions de la Relativité générale.
Il faut savoir que le système de navigation GPS, que beaucoup d’entre nous possédons aujourd’hui dans nos voitures, tient compte des 2 effets conjugués ci-dessus.
Le système GPS englobe vingt-quatre satellites en orbite terrestre. En utilisant un appareil détectant le signal radio émis par les satellites, n’importe quel utilisateur peut déterminer latitude, longitude et altitude à quelques mètres près.
La précision du GPS provient des horloges atomiques enfermées dans ces satellites. Pour déterminer sa position, le GPS reçoit les signaux des satellites qui le renseignent sur le temps exact de la communication. L’incertitude de la position provient de l’imprécision temporelle du signal reçu, donc de l’horloge atomique et de la position du satellite.
Ces horloges de l’espace se déplacent à 14 000 km/h (environ 4 km/s). La dilatation du temps de la Relativité restreinte qui en résulte implique un retard d’environ 7 microsecondes par jour.
De plus, ces mêmes horloges se trouvent à 20 000 km de la Terre. À cet endroit, la gravité terrestre diminue d’un facteur quatre, d’où une contraction temporelle due à la Relativité générale ayant pour conséquence une avance de 45 microsecondes par jour.
Le calcul prédit donc une avance de 38 microsecondes par jour, soit une dérive totale de plus de 11 kilomètres par jour ! Si ces effets relativistes n’étaient pas corrigés, le système GPS serait totalement inutilisable.
Bien cordialement,
Jean
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