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Albert Einstein

     
   

Variation temporelle

    Bonjour M. Einstein,


En étudiant la physique, j'ai découvert un peu le monde de l'astrophysique et tout ce qui touche à vos théories. Tout ceci m'a extrêmement intéressé, mais j'ai découvert par le fait même les pires maux de tête que je n'ai jamais eus. Plusieurs questions me tracassent, mais je vais me contenter d'une seule pour le moment. Si parfois je me trompe, je vous prie de me corriger.

La théorie de la relativité restreinte nous dit que tout objet en mouvement linéaire (à vitesse constante) subit une modification de ses coordonnées spatiales et temporelle, en fonction de la grandeur de cette vitesse. À l'aide des transformations de Lorentz, nous pouvons alors quantifier cette variation pour obtenir de nouvelles coordonnées x',y',z',t'. Ainsi, nous pouvons constater qu’à mesure que la vitesse augmente, il y a contraction des longueurs et dilatation du temps.

Dans la théorie de la relativité générale, un objet qui subit une accélération uniforme verra ses coordonnées varier de même. Comparativement à tous les objets sur terre qui sont attirés vers le centre de la terre, je peux comprendre que leur trajectoire initiale soit modifiée. De même, par son aspect corpusculaire, la lumière provenant de derrière le Soleil verra sa trajectoire déviée en raison de l'immense masse de l'étoile (encore une fois, vous pouvez me corriger si je me trompe). Ce que je ne comprends pas, c'est où intervient la dimension temporelle.

Des physiciens de l'Institut de Physique nationale de la Grande-Bretagne ont voulu valider votre théorie en synchronisant deux horloges atomiques. Ils ont envoyé l'une d'elles dans un avion alors que l'autre est restée au sol. En raison de la petite vitesse qu'avait l'avion (comparativement à 300000 km/s), la théorie générale l'a emporté sur la restreinte. Ils se sont aperçus que l'horloge dans l'avion avait pris un peu d'avance. Pourquoi le temps est-il contracté dans la générale alors qu'il est dilaté dans la restreinte?

Merci beaucoup.

David S.
 

Cher David,

La dimension temporelle doit intervenir dès le moment où le temps n'est plus un absolu, autrement dit, dès le moment où l'on introduit la notion de vitesse limite et qu'on fait disparaître l'éther. La notion d'espace à trois dimensions doit alors faire place à une notion plus large d'espace-temps à quatre dimensions.

Pour votre exemple des avions, la vitesse des avions fait en sorte qu'effectivement la relativité générale l'emporte largement sur les effets négligeables de la relativité restreinte. Cependant, si les avions suivent le mouvement de la Terre, à leur retour les horloges embarquées auront retardé de quelques milliardièmes de seconde sur les horloges restées au sol, un écart en parfait accord avec la théorie. Le décalage s'inverse si l'avion parcourt la Terre dans le sens opposé à sa rotation, la mécanique classique impliquant l'addition ou la soustraction des vitesses. Ainsi, selon la direction de l'avion, l'horloge embarquée peut prendre un peu d'avance ou un peu de retard. C'est une question de champ gravitationnel.

Albert Einstein