Autocontradiction de l’argument menant à l’univers bloc

[GDaube]

En relativité,

Il ne faut pas se fier à ce qu'on vit au quotidien. Quand vous saluez quelqu'un de la main, vous ne vous rendez pas compte que votre main a moins vieilli que l'autre.
Quand vous allez chercher le pain, vous ne vous rendez pas compte que vous avez moins vieilli que la personne qui est restée chez vous. Quand vous prenez le train, vous ne constatez pas que votre montre retarde à l'arrivée. Vous ne constatez pas non plus la contraction des longueurs.

Personnellement, je ne trouve pas forcément très bien choisi le missile et la fusée car pour raisonner avec une dimension comme sur le diagramme, il faut que la fusée et le missile se déplace à l'horizontale, ou alors qu'on imagine la navette très haut et le missile en dessous.
Concrètement cela ne change rien mais si vous avez besoin de vous représenter les choses, ce n'est peut-être pas le bon choix.

Toujours est il, voici un point que je voulais ajouter.
La simultanéité se vérifie en envoyant 2 signaux lumineux depuis chaque événement vers un observateur situé au milieu dans le référentiel considéré.
Si cela peut vous aider à mieux concevoir la chose voici ce qu'on peut dire également.
Je ne rappelle pas quelle sont les 2 situations, on n'a cessé de les répéter.
Dans la première situation, vous prenez 2 coureurs qui courent exactement à la même vitesse. Vous placez un coureurs à l'endroit où le missile partira dans le référentiel 1 et un coureur à l'endroit où partira la navette dans ce même référentiel 1. Vous placez un drapeau au milieu, et qui restera fixe dans ce référentiel. Chaque coureur part au moment où l'événement se produit dans le référentiel 1 en direction du drapeau. Le coureur placé au niveau du missile arrivera avant celui de la navette.
Vous faites ensuite la même chose mais dans le référentiel 2. Cette fois ci c'est le coureur au niveau de la navette qui arrivera en premier.

[Ph de Bellescize]

Bonsoir,

Je reprends votre message point par point.

Il ne faut pas se fier à ce qu'on vit au quotidien. Quand vous saluez quelqu'un de la main, vous ne vous rendez pas compte que votre main a moins vieilli que l'autre.
Quand vous allez chercher le pain, vous ne vous rendez pas compte que vous avez moins vieilli que la personne qui est restée chez vous. Quand vous prenez le train, vous ne constatez pas que votre montre retarde à l'arrivée.

Comme nous l’avons déjà vu, il faut distinguer la simultanéité absolue du temps absolu.

L’existence éventuelle d’une simultanéité absolue n’implique pas que toutes les horloges doivent tourner au même rythme. Des différences de temps propre peuvent donc être admises sans que cela tranche la question de savoir s’il existe ou non un présent commun aux différents corps.

La relativité du rythme d’écoulement du temps constitue ainsi une question distincte de celle que soulève mon objection. Celle-ci porte sur la relativité de la simultanéité au niveau physique et sur l’état d’existence attribué à un corps éloigné lors d’un changement de référentiel.

Vous ne constatez pas non plus la contraction des longueurs.

Dans mon analyse, la contraction des longueurs telle qu’elle est représentée en relativité restreinte constitue un effet lié au changement de référentiel et à la méthode de détermination simultanée des extrémités du corps. Elle ne correspond pas nécessairement à une contraction physique réelle intrinsèque du corps.

Mais ce point est lui aussi distinct de mon objection actuelle et il n’est pas nécessaire de le résoudre pour examiner la difficulté logique que je soulève.

Personnellement, je ne trouve pas forcément très bien choisi le missile et la fusée car pour raisonner avec une dimension comme sur le diagramme, il faut que la fusée et le missile se déplace à l'horizontale, ou alors qu'on imagine la navette très haut et le missile en dessous.
Concrètement cela ne change rien mais si vous avez besoin de vous représenter les choses, ce n'est peut-être pas le bon choix.

Une expérience de pensée est nécessairement une expérience idéalisée dans laquelle il faut distinguer les éléments essentiels des éléments secondaires.

Il est ici accessoire de se demander si la navette monte, descend ou se déplace horizontalement, vers la droite ou vers la gauche. On peut parfaitement représenter la navette et le missile sur un même axe spatial, comme on le fait pour le train et les impacts lumineux dans l’expérience de pensée d’Einstein.

L’élément essentiel est la relation entre leurs lignes d’univers et les différentes lignes de simultanéité associées aux référentiels inertiels successifs de la navette.

La simultanéité se vérifie en envoyant 2 signaux lumineux depuis chaque événement vers un observateur situé au milieu dans le référentiel considéré.

Je ne dirais pas que la simultanéité se « vérifie » ainsi.

L’arrivée simultanée de deux signaux lumineux à un observateur situé au milieu du référentiel considéré ne permet de conclure à la simultanéité de leurs émissions qu’à la condition de supposer que la lumière s’est propagée à la même vitesse dans les deux directions.

Or nous ne savons pas, par une mesure indépendante de la synchronisation employée, si sa vitesse en aller simple est réellement isotrope. La procédure que vous décrivez ne vérifie donc pas indépendamment la simultanéité : elle la définit dans le cadre de la synchronisation d’Einstein.

Présenter cette définition comme une vérification physique revient à supposer précisément ce qui est en discussion, à savoir l’isotropie de la vitesse de la lumière en aller simple.

Dans la première situation, vous prenez 2 coureurs qui courent exactement à la même vitesse. Vous placez un coureurs à l'endroit où le missile partira dans le référentiel 1 et un coureur à l'endroit où partira la navette dans ce même référentiel 1. Vous placez un drapeau au milieu, et qui restera fixe dans ce référentiel. Chaque coureur part au moment où l'événement se produit dans le référentiel 1 en direction du drapeau. Le coureur placé au niveau du missile arrivera avant celui de la navette.
Vous faites ensuite la même chose mais dans le référentiel 2. Cette fois ci c'est le coureur au niveau de la navette qui arrivera en premier.

Je pense avoir compris ce que vous cherchez à illustrer : l’ordre d’arrivée au drapeau dépend du moment de départ des coureurs et du référentiel dans lequel leur vitesse est définie comme identique.

Dans votre exemple, l’ordre d’arrivée permet bien de retrouver l’ordre des départs, mais seulement parce que vous supposez que les deux coureurs parcourent des distances égales à des vitesses égales dans le référentiel considéré. Transposé aux signaux lumineux, ce raisonnement suppose précisément l’isotropie de leur vitesse en aller simple. Il illustre donc les conséquences de cette hypothèse, mais ne constitue pas une vérification indépendante de celle-ci ni de la relativité de la simultanéité qui en découle.

Constater un ordre d’arrivée ne suffit pas, à lui seul, à établir l’ordre des événements de départ. Pour remonter des arrivées aux départs, il faut connaître ou supposer les vitesses de déplacement dans chaque direction. Avec des signaux lumineux, c’est précisément l’hypothèse d’invariance et d’isotropie de leur vitesse en aller simple qui permet de tirer la conclusion relativiste concernant l’ordre des émissions.

Sans cette hypothèse, votre exemple illustre une différence dans l’ordre des arrivées au sein de deux dispositifs distincts, mais il ne démontre pas indépendamment la relativité de la simultanéité des événements d’origine.

Mon objection de la navette et du missile se situe dans la continuité de l’expérience du train d’Einstein, où deux référentiels inertiels sont déjà considérés. La différence est que la navette passe, par accélération, du premier au second référentiel inertiel. L’événement de la navette auquel sont rattachées les deux lignes de simultanéité est clairement identifié.

Dans votre présentation avec les coureurs, les événements précis comparés, les deux drapeaux et la relation entre les deux dispositifs me paraissent moins clairement définis.

Enfin, comme votre message a été publié immédiatement après le mien, je ne sais pas si vous aviez eu le temps de lire ma réponse précédente, qui porte précisément sur le cœur de notre discussion :

De la simultanéité relative à l’inconsistance

Je ne me contente pas d’écarter la relativité de la simultanéité au niveau physique. Je cherche à montrer que, lorsqu’on prend en compte l’existence des corps lors du changement de référentiel de la navette, cette interprétation conduit à une inconsistance de la théorie.

Cordialement,

Philippe de Bellescize

[Dick]

Dans mon analyse, la contraction des longueurs telle qu’elle est représentée en relativité restreinte constitue un effet lié au changement de référentiel et à la méthode de détermination simultanée des extrémités du corps. Elle ne correspond pas nécessairement à une contraction physique réelle intrinsèque du corps.

Ça c’est bien. Un corps ne peut pas se contracter réellement avec la vitesse, il faut une grande force pour le faire, quant aux passagers d’une fusée, ils seraient réduits en purée. La contraction des longueurs ne peut être qu’apparente.

L’existence éventuelle d’une simultanéité absolue n’implique pas que toutes les horloges doivent tourner au même rythme. Des différences de temps propre peuvent donc être admises sans que cela tranche la question de savoir s’il existe ou non un présent commun aux différents corps.

Si les horloges ne battent pas au même rythme elles se décalent au fur et à mesure. Le temps doit donc se dérouler au même rythme pour que le temps soit absolu et inversement: temps absolu => déroulement du temps identique. Un peu de maths ne peut pas faire de mal: t = t’ <=> dt = dt’. Il suffit d’intégrer ou de dériver, tu t’es trompé!
Comme pour l’effet de la contraction des longueurs, celui de la dilatation du temps est un effet apparent. Les temps propres, comme les longueurs propres, sont invariants dans un changement de référentiel.

[Ph de Bellescize]

Si les horloges ne battent pas au même rythme elles se décalent au fur et à mesure. Le temps doit donc se dérouler au même rythme pour que le temps soit absolu et inversement : temps absolu => déroulement du temps identique. Un peu de maths ne peut pas faire de mal : t = t’ <=> dt = dt’. Il suffit d’intégrer ou de dériver, tu t’es trompé !

Comme pour l’effet de la contraction des longueurs, celui de la dilatation du temps est un effet apparent. Les temps propres, comme les longueurs propres, sont invariants dans un changement de référentiel.

Bonjour Dick,

C’est précisément pour éviter cette confusion que j’ai distingué, dans mes échanges précédents avec GDaube, plusieurs notions différentes :

1. la simultanéité absolue, c’est-à-dire l’existence d’un présent commun, indépendamment de la possibilité pour un observateur de déterminer immédiatement quels événements éloignés appartiennent à ce présent ;

2. le temps absolu, entendu au sens newtonien comme un temps qui s’écoulerait partout de manière identique ;

3. le temps propre, mesuré par une horloge le long de sa propre ligne d’univers ;

4. le temps coordonné, qui dépend du référentiel et du système de coordonnées utilisés.

Il existe donc une implication dans un seul sens :

temps absolu ⇒ simultanéité absolue,

mais non nécessairement dans l’autre :

simultanéité absolue ⇏ temps absolu.

En effet, un temps absolu implique nécessairement une simultanéité absolue, puisqu’un temps universel s’écoulant partout de manière identique permet de définir un même instant pour tous les corps.

En revanche, l’existence d’une simultanéité absolue n’implique pas nécessairement l’existence d’un temps absolu au sens newtonien. Il peut exister un présent commun aux différents corps alors même que leurs horloges physiques ne battent pas toutes au même rythme.

On peut, pour représenter cette distinction, utiliser un paramètre universel T servant à repérer les présents successifs, tout en admettant que les horloges physiques mesurent des temps propres différents :

dτA = fA dT

et

dτB = fB dT.

Dans ces équations, dT représente un très petit intervalle du paramètre universel T ; dτA et dτB représentent les durées propres correspondantes mesurées respectivement par les horloges A et B ; fA et fB indiquent le rythme de chacune de ces horloges par rapport à T.

Si, par exemple, fA = 0,8, cela signifie que, pour un intervalle dT égal à une unité, l’horloge A n’accumule que 0,8 unité de temps propre. Ces facteurs ne sont d’ailleurs pas nécessairement constants : ils peuvent varier selon le mouvement des horloges, la gravitation ou leurs autres conditions physiques.

Si fA ≠ fB, les deux horloges se décalent progressivement, bien qu’elles appartiennent, pour chaque valeur de T, à un même présent universel.

Autrement dit, elles peuvent différer quant à la durée propre écoulée sans que cela exclue l’existence entre elles d’une relation objective de simultanéité. C’est notamment ce qui permettrait d’admettre les différences de vieillissement observées expérimentalement sans conclure immédiatement à l’inexistence d’un présent commun.

L’égalité que tu écris,

t = t’ ⇔ dt = dt’,

ne démontre donc pas que la simultanéité absolue impose l’identité des rythmes d’horloge. Elle suppose dès le départ que t et t’ représentent une seule et même grandeur temporelle évoluant de manière identique. Or c’est précisément ce qui est en discussion.

Si t et t’ désignent les temps propres de deux horloges soumises à des conditions différentes, rien n’oblige à avoir dt = dt’. Elles peuvent indiquer des durées différentes tout en étant rattachées à un même présent défini par T.

Il faut également préciser que l’invariance du temps propre ne signifie pas que toutes les horloges accumulent la même durée propre. Elle signifie que la durée propre mesurée par une horloge donnée est indépendante du système de coordonnées choisi pour la décrire. Deux horloges suivant des trajectoires différentes peuvent donc mesurer des durées propres différentes entre leur séparation et leurs retrouvailles.

Concernant la contraction des longueurs, je suis d’accord avec toi si le mot « apparente » signifie qu’elle ne correspond pas à une déformation physique réelle intrinsèque du corps. Dans la représentation de la relativité restreinte, la longueur attribuée à un corps dépend du référentiel et de la manière dont les positions de ses deux extrémités sont déterminées simultanément. Le changement de longueur ainsi obtenu peut donc résulter du changement de plan de simultanéité, sans que le corps soit matériellement comprimé ni que ses constituants subissent nécessairement une force de contraction. Il ne s’agit cependant pas d’une simple illusion visuelle liée au temps de propagation de la lumière, mais d’un effet de la méthode relativiste de détermination de la longueur.

C’est donc bien la distinction que je formulais :

– le temps absolu implique la simultanéité absolue ;

– la simultanéité absolue n’implique pas nécessairement le temps absolu ;

– les différences de temps propre concernent le rythme et la durée mesurés par les horloges physiques et n’excluent pas, à elles seules, l’existence d’un présent commun.

Cordialement,

Philippe de Bellescize

[externo]

Dans mon analyse, la contraction des longueurs telle qu’elle est représentée en relativité restreinte constitue un effet lié au changement de référentiel et à la méthode de détermination simultanée des extrémités du corps. Elle ne correspond pas nécessairement à une contraction physique réelle intrinsèque du corps.

Ce que tu dis là est absurde, nier la contraction des longueurs revient à nier la dilatation du temps (car ils vont ensemble) et les faits expérimentaux.
De deux choses l'une, ou bien la contraction provient de la rotation de la ligne de simultanéité et n'est pas dynamique, ou bien elle provient de la dynamique de l'éther, il n'y a pas d'autre voie. De plus elle découle mathématiquement des lois de l'électromagnétisme et a été dérivée par Heaviside dès 1889. A partir du moment où la matière est maintenue solidaire par les forces électromagnétiques les lois de Maxwell exigent qu'elle se contracte dans son mouvement à travers l'éther.
Tu es peut-être trompé par ceux qui prétendent que la contraction de Lorentz est une hypothèse adhoc. Mais cet argument ne tient pas. La contraction des longueurs appartient aux lois démontrées de la physique classique.

Le changement de longueur ainsi obtenu peut donc résulter du changement de plan de simultanéité, sans que le corps soit matériellement comprimé ni que ses constituants subissent nécessairement une force de contraction. Il ne s’agit cependant pas d’une simple illusion visuelle liée au temps de propagation de la lumière, mais d’un effet de la méthode relativiste de détermination de la longueur.

C'est juste faux. Un objet qui accélère se contracte dans le référentiel de l'observateur sans que celui-ci ne change quoi que ce soit à sa méthode de mesure de la longueur.

[Ph de Bellescize]

Ce que tu dis là est absurde, nier la contraction des longueurs revient à nier la dilatation du temps (car ils vont ensemble) et les faits expérimentaux.
De deux choses l'une, ou bien la contraction provient de la rotation de la ligne de simultanéité et n'est pas dynamique, ou bien elle provient de la dynamique de l'éther, il n'y a pas d'autre voie. De plus elle découle mathématiquement des lois de l'électromagnétisme et a été dérivée par Heaviside dès 1889. A partir du moment où la matière est maintenue solidaire par les forces électromagnétiques les lois de Maxwell exigent qu'elle se contracte dans son mouvement à travers l'éther.
Tu es peut-être trompé par ceux qui prétendent que la contraction de Lorentz est une hypothèse adhoc. Mais cet argument est un mensonge. La contraction des longueurs appartient aux lois démontrées de la physique classique.

Je ne nie pas la contraction des longueurs, pas plus que je ne nie la dilatation du temps ni les résultats expérimentaux qui leur sont associés. Je dis seulement que la contraction des longueurs pourrait devoir être envisagée autrement que selon les deux seules interprétations que tu présentes.

J’expose plus précisément cette approche relationnelle sur la page suivante :

Vers une approche relationnelle de la contraction des longueurs

Cordialement

Philippe de Bellescize