Je me pose cette question depuis pas mal de temps. Le temps tel que nous le connaissons, peut-il varier au cours du temps ? S'accélère-t-il ou ralenti-t-il ? Je sais que le temps est défini tel qu'une seconde est lié à l'état d'un atome de césium, mais peut-il changer ?

Ben, selon la théorie de la relativité (restreinte je crois) le temps "passera" moins vite pour une personne allant à une vitesse proche de la célérité de la lumière par rapport à son observateur considéré comme à l'arrêt.

TechnoForce3:

Tu présentes cela comme une hypothèse, alors que c'est un fait observé.

Tout à fait on en a un exemple flagrant avec la mesure des muons cosmiques (sorte d'électrons de très haute énergie). Il suffit de mesurer les muons à haute altitude (ballons, observatoire en montagne,etc...) et sur le sol et on a une preuve de la justesse de la relativité.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Relativit%C3%A9_restreinte#Exemples_des_rayons_cosmiques_et_des_muons

http://www.google.fr/url?sa=t&rct=j&q=muon%20cosmique%20relativit%C3%A9&source=web&cd=2&ved=0CDQQFjAB&url=http%3A%2F%2Fmissiontice.ac-besancon.fr%2Fsciences_physiques%2Fressources%2Fdocument.php%3Fid%3D1065&ei=HxwTUr-UHOTT0QXPwoDwCg&usg=AFQjCNFkfXe9o0aGXr6v9HD4htS_tHIQ4Q&bvm=bv.50952593,d.d2k&cad=rja

Avant de parler de physique, il faut parler de biologie, notre perception du temps diffère selon la vitesse à laquelle notre cerveau fonctionne. C'est pour ça que des environnements froids ou des moment ennuyeux nous semblent plus longs.

Dans la théorie de Newton le temps est absolu, par changement de référentiel (point de vue), le temps reste invariant. En relativité restreinte, le temps se met à changer par changement de référentiel, il devient relatif. Par exemple, lorsqu'une particule se désintègre, dans son propre référentiel son temps de désintégration sera bien plus court que celui que nous percevons dans le référentiel du laboratoire.

J'ai 2 petites questions sur le temps aussi:

1_ le temps passe moins vite plus on va vite justement, c'est un fait vérifié. Mais pourquoi? Comment se fait-ce?
2_ il me semble avoir appris que le temps est lié à l'espace, si oui, comment?

C'est très bizarre à comprendre, tant que tu n'as pas fait au moins un niveau prépa / licence 2 tu vas avoir du mal à comprendre la relativité générale.
Pour info dans beaucoup de cursus on fait ça en Master I & II.

La théorie mathématique qui est dérrière la théorie physique d'Einstein a été développée par Schwarzschild. Et elles sont les deux assez complexes à étudier.

Tu peux regarder ce lien qui t'aidera sûrement :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Espace_de_Minkowski

Mais si tu veux réellement comprendre comment marche la relativité générale faut un énorme bagage mathématique avec des métriques, des tenseurs dans tous les sens, et même pas mal de concepts mathématiques très abstraits de géométrie / topologie.

En ce qui concerne le temps, les calculs qui mènent à ça sont les transformations de Lorentz ( http://fr.wikipedia.org/wiki/Transformations_de_Lorentz http://fr.wikipedia.org/wiki/Dilatation_du_temps )

Pas besoin de la relativité générale pour expliquer ça, et c'est plutôt Minkowski qui a développé les mathématiques qu'il y avait derrière.

1) C'est pas exactement ça. C'est que lorsqu'un objet se déplace vite par rapport à toi, le temps que tu percevras par rapport à lui sera plus long que dans son référentiel propre (cf la désintégration de la particule). Comment ça se fait ? ça nous amène à la question 2)

En fait les transformations de Lorentz sont les transformations les plus générales par changement de référentiel. Il se trouve que ça transforme les coordonnées d'espace mais aussi de temps, c'est pour ça que la relativité restreinte est développée dans un espace à 4 dimensions : 3 d'espace et une de temps. Lorsque la vitesse d'un objet par rapport à toi est très faible devant c, on retrouve les transformations de Galilée et le temps est inchangé.

En fait il faut comprendre ce qui a mené aux transformations de Lorentz. Avant 1900 on ne connaissait que les transformations de Galilée, et on connaissait l'électromagnétisme. Intuitivement on voulait que les équations de Maxwell soient invariantes par changement de référentiel, sauf que ces équations ne sont pas invariantes avec les transformations de Galilée. C'est en gros ce qui a poussé les physiciens à trouver les transformations de Lorentz à partir de certains postulats, comme le fait que la vitesse de la lumière soit une constante universelle et une vitesse limite.

exact ce qui fait que les formules de changement de référentielle qui semble "évidentes" sont fausses, du moins trop imprécise surtout à haute vitesse:

Réf géocentrique, Voiture A et B sur l'autoroute dans la même direction et le même sens, A: 130 km/h et B 110 km/h alors dans le référentiel lié à B, A avance à 20 km/h

Biensûr dans cette exemple les vitesses sont tellement petites devant la vitesse de la lumière que les formules de changement de référentielles "classiques" sont des approximations largement suffisantes.

2_ il me semble avoir appris que le temps est lié à l'espace, si oui, comment?

oui les mesures de temps et d'espaces sont toutes deux modifiées, pas que le temps

Alors j'ai lu, je ne suis pas sur d'avoir tout compris ^^"

Dites-moi si je me trompe, mais j'ai l'impression que vous me dites que le temps dépend du référentiel, ce que je conçoit tout à fait.

Ce que j'ai du mal à concevoir par contre, c'est pourquoi 2 hommes, ayant chacun la même montre, ces 2 montres étant synchronisé imaginons à 13h00'00", l'un reste au point A (et on l'appelra A), l'autre prend un avion supersonique et fais joujou avec (on l'appelera B), pourquoi quand ils se retrouvent, l'Homme A présente (imaginons) 14h15'20" et l'Homme B présente 14h15'15"?
Le référentiel c'est la montre, et dans les deux cas c'est la même, c'est un objet inanimé donc la sensation du temps n'influe pas elle.

Ce qui est tordu c'est que quand je réfléchis à ce problème, mon cerveau me dit "bah ouais c'est logique" et quand je lui demande pourquoi, il bug.

Ou sinon vous allez me dire que je suis complètement à côté de la plaque et que l'Homme B a le même temps que A.

Quand tu as une montre sur toi, tu mesures ton "temps propre". Celui-ci dépend de ta vitesse et de ton accélération. Deux montres initialement synchronisées, qui vont suivre des chemins différents ensuite, ne seront plus synchronisées quand elle se retrouveront. Je ne sais pas bien comment l'expliquer si ce n'est que c'est vérifié expérimentalement et que la théorie de la relativité restreinte permet de quantifier précisément cela.
Cherche "paradoxe des jumeaux" (c'est ce dont tu parles) sur google, il y a surement pas mal de sites qui en parlent. Ou alors intéresse-toi précisément à la relativité restreinte, mais il faut quelques connaissances en maths

PS: c'est un détail, mais pas besoin d'un avion supersonique pour mesurer l'effet On a notamment vérifié cela avec l'expérience de Alley avec un avion dont la vitesse moyenne était aux alentours de 500km/h (mais la durée du vol a été assez longue, près d'une quinzaine d'heure)

Snowwer, j'ai une explication très simple qui pourrait te satisfaire (pas sûr, tu vas me le dire après).

Il se trouve que la vitesse de la lumière dépend de deux constantes du vide (la vitesse de la lumière est la racine carré de l'inverse du produit de la perméabilité et de la permittivité du vide) qui sont les mêmes quelques soit ton référentiel. Qu'il bouge, soit fixe, accélère ... etc.

Partant de là, imagine que A (le même que tu as défini) est sur terre, tranquille. B se déplace à très grande vitesse dans un vaisseau spatial (pas supersonic, c'est trop lent mais qui peut atteindre la vitesse de 250 000 km/s).

Or, pour A comme pour B, la vitesse de la lumière est la même (300 000 km/s). Il y a donc comme un paradoxe.

Supposons maintenant que le vaisseau soit équipé de phares à l'avant. Il allume ses phares. Pour A, en 1 seconde, la lumière des phares auras parcouru 50 000 km de plus que le vaisseau. Pour B, en 1 seconde, la lumière aura parcouru 300 000 km. Il faudra attendre 6 secondes pour A pour que la lumière des phares du vaisseau ait parcouru 300 000 km de plus que le vaisseau lui même. Le temps s'écoule donc 6 fois moins rapidement pour B que pour A.

Conclusion, le temps n'est pas le même suivant les référentiels, et cela est due au "paradoxe" qui n'en est en fait pas un grâce à la réalité expliquée par la théorie de la relativité restreinte.

Alors, bien entendu, cela est très simplifié, à 250 000 km/s, je doute que le temps s'écoule exactement 6 fois moins vites qu'à 0 (dans le vaisseau j'entend bien, à l'extérieur c'est l'inverse, donc il avance de le temps), mais je trouve que ça illustre bien le problème, et moi, ça m'a permis d'intégrer ce principe que je n'avais, jadis, pas saisi. Comme toi, je trouvais quelque peu étrange que ça soit ainsi alors qu'aucune raison apparente ne le permet. Mais c'est grâce à la prépa et à la fameuse équation de propagation des ondes (que l'on obtient grâce aux équations de Maxwell entre autre, et si je me souvient bien) dans laquelle intervient cette fameuse constante c qui vaut la vitesse de la lumière.

As tu compris ? Est-ce plus claire maintenant ? Cela répond t-il a tes questions ?

simplement pour dire que le fait que les constantes dont dépendent la vitesse de la lumière soient identiques dans tout référentiel n'explique pas que la vitesse de la lumière soit partout la même (par partout j'entends "quelque soit le référentiel")
La vitesse du son dans un matériau dépend de constantes qui sont aussi partout les mêmes...

Pour la lumière, c'est simplement qu'on le vérifie expérimentalement, et aussi qu'on peut montrer assez facilement que les formules classiques de changement de référentiel ne sont pas compatibles avec l'électromagnétisme.

Je parle évidemment du vide. Donc dans tout référentiel dans le vide, la vitesse de la lumière est la même. à travers un matériau, liquide ou gaz, la lumière ne se déplace plus à la même vitesse car l'environnement fait que d'autre paramètre agissent avec ces constantes sur la vitesse de la lumière (perméabilité et permittivité de l'environnement considéré).

Pour le son, il dépend de l'environnement également et de constante, mais ces constantes ne sont pas celle du vide, elle sont celle de la matière (du déplacement atomique, à l'échelle fondamental, donc il dépend de constantes liées à ceux si mais pas du vide). De plus, par exemple, dans l'air, le son se déplace a 300 m/s (environ) mais si tu te déplace, l'air se déplace par rapport à toi, faisant que le phénomène dont j'ai parlé au dessous ne peut pas s'appliquer ici. Tout ça parce que l'environnement n'est pas tout à fait le même suivant les référentiels (tu te déplace par rapport à l'air par exemple). La différence avec la lumière, c'est que le vide est exactement le même quelque soit le référentiel. On ne se déplace pas par rapport au vide. Que tu te déplace à 250 000 km/s ou que tu soit fixe par rapport à la Terre (dans l'espace, pour rester dans le vide) la lumière se déplacera toujours à la même vitesse (dans le vide). Si tu fait la même chose sous l'eau, l'environnement jouera, mais le fait que la vitesse de la lumière dépende toujours des constantes du vide fait que le phénomène reste présent malgré tout, car cette contribution reste encore une fois la même quelque soit le référentiel, même si la présence de l'eau joue un rôle de la même manière que les matériaux pour le son.

Ai-je été compréhensible ?

pas besoin de formule pour le non matheux pour essayer d'imager tout ça. après c'est sur que c'est "assez tordu"

un peu comme s'imaginer que l'attraction terrestre n'est pas dût comme par magie à la masse de la terre , mais parceque la masse de la planète course l'espace temps et crée comme une "pente" qui amène les objets

enfin c'est un peu prêt ce que j'ai comprit.

courbe*

C'est bizarre, j'ai très bien compris ton exemple Trent2, j'ai bien compris ce que toi et les autres vous avez écrit ensuite (enfin sauf les math ^^) mais rien à faire, ça ne réponds toujours pas à ma question.

Pourtant je comprend l'exemple et je suis tout à fait d'accord, mais pour moi, ton exemple revient à une perception du temps différente pour A et B, mais pas en une dilatation du temps.

Pourquoi une dilatation ? Pour l'expliquer il faut juste faire un peu de maths.

En gros quand tu changes de référentiel (de celui de l'objet au tien), lorsqu'un évènement se passe dans le référentiel de l'objet à un temps t, tu le perçois dans ton référentiel à un temps proportionnel à gamma * t. Et lorsque la vitesse de l'objet se rapproche de la vitesse de la lumière, gamma tend vers l'infini. C'est la dilatation du temps.

Je vais reprendre pour la troisième fois l'exemple de la particule qui se désintègre parce qu'il me semble clair et simple : tu prends une particule, elle se désintègre en 1 ms dans son référentiel propre. Elle se déplace par rapport à toi de telle façon que gamma = 1000. Ca veut dire que dans ton référentiel, tu la verra se désintégrer en une seconde au lieu d'une milliseconde : tu l'auras vu parcourir plus de distance. Et c'est tout le temps ce qui se passe dans les accélérateurs de particules.

Après, pourquoi ça et pas autre chose... Ces formules ont été trouvées en partant de certains principes qui n'ont jamais été mis en cause. Je ne sais pas si ça répond très bien à ta question mais bon

Blue-Lama oui, en effet, les formules de changement de référentiel classique ne fonctionne pas avec des particules atteignant des vitesses proches de la lumière, mais ça, c'est bien parce qu'on n'est plus dans un problème classique. Quand tu change de référentiel, indirectement (et inconsciemment) on prend en compte le fait que tu change le point de vue (oui, c'est évident, mais c'est juste qu'on voit ça mathématiquement alors qu'il faut voir ça physiquement). Les objets autour n'auront pas les mêmes comportement suivant le référentiel utilisé, et le changement de référentiel classique le prend en compte de manière très claire. Le problème dans le vide, c'est que le seul lien entre les deux référentiel, c'est la lumière (enfin ... dans notre cas, il peut y avoir d'autre chose, mais disons qu'a des vitesses proche de la lumière, on se focalise la dessus puisque le "problème" se situe là). Et là, patatra, la lumière n'a absolument pas le même comportement qu'un objet quelconque qu'on a l'habitude de prendre en compte. Ici, la lumière aurait une vitesse différente entre référentiel si on prenait le changement de manière classique. Or, on est dans le vide, de quoi dépend la lumière dans le vide ? comment caractériser ce changement de vitesse prévue par la théorie classique ? impossible, elle ne dépend que de deux constantes : mu_0 et epsilone_0. Avec le changement de référentiel classique on obtient que ces constantes changent en fonction de la vitesse du référentiel. Ce qui est faux puisque le vide est le même partout pour tout référentiel. Il faut donc trouver un autre moyen de changer de référentiel en gardant ces constantes constante XD.

Pour le son, quand on change de référentiel, si on est dans l'air sans rien d'autre, le lien entre les référentiels sont des atomes (j'ai pris l'air pour simplifier, bien sûr, sur le plaché des vache il y a aussi des atomes, mais c'est pour la visualisation). Or on peut considérer que les atomes ont un comportement classique, ils ne dépendent pas uniquement de constantes liées au vide ou tout autre chose (comme la gravité également) qui est le même quelque soit le référentiel. Ici, se sont des objets physiques qui dépendent de variables comme la température la pression ainsi que l'action d'une force (celle qu'on exerce sur un atome ou molécule de l'atmosphère lorsqu'on se déplace par exemple).

Je ne sais pas si je suis très clair cette fois ci. Un changement de référentiel classique c'est, par exemple, ton bras. Entre un référentiel situé sur ton épaule, un autre sur ton coude et le dernier sur ton poignet. Les changements de référentiel implique une réalité physique derrière. Dans le cas d'objet à la vitesse de la lumière, il y a comme un petit soucis avec la lumière elle même, puisque ce n'est pas un objet physique au sens où on l'entend d'habitude. A vitesse faible, on s'en fiche, même en classique, la vitesse de la lumière aurait pu être considéré égale pour tout référentiel, mais la vrai physique en est autrement lorsqu'on s'approche de la vitesse de la lumière.

Bon, j'enfonce des portes ouvertes puisque je sais très bien que tu as compris l'histoire du changement de référentiel, mais je voulais me servir de ton argument pour te montrer que les constantes du vide suffisent à expliquer le phénomène. Il n'y a pas d'autres intervenant, contrairement au son pour lequel il y a des tat d'autres intervenant dont des variables qui, par définition, ne sont pas constantes.