Aujourd'hui, plongeons-nous dans les mystères fascinants de la relativité restreinte !
Cette théorie, élaborée par le génie d'Albert Einstein, nous ouvre les portes d'un univers où le temps lui-même devient un acteur dynamique.
La dilatation du temps, un effet de la relativité restreinte, explique que lorsque une horloge se déplace à une certaine vitesse par rapport à un repère fixe, elle semble marquer le temps plus lentement par rapport à celle dans ce repère.
Imaginez-vous prendre un vol de Paris à New York. À première vue, cela semble être une simple traversée d'océan, mais selon la relativité restreinte, c'est bien plus que cela. Cette théorie nous enseigne que notre expérience du temps est intimement liée à notre vitesse de déplacement. Plus nous nous déplaçons rapidement, plus le temps semble s'étirer, se ralentir, comme si il jouait avec nous dans l'espace.
Prenons cet exemple concret : en prenant un avion transatlantique, vous devenez acteur d'une pièce temporelle. C'est comme si vous entriez dans une bulle temporelle, où chaque seconde compte différemment selon votre vitesse. Le simple fait de voler à des vitesses élevées induit un effet de dilatation temporelle, bien que subtil. Quand vous atterrissez, votre montre peut sembler avoir avancé un peu moins vite que celle de quelqu'un qui est resté au sol. Étrange, n'est-ce pas ?
Maintenant, imaginez un pilote de chasse, plongé dans les cieux à des vitesses éblouissantes. À son retour sur terre, non seulement il peut se vanter de manœuvres aériennes époustouflantes, mais il peut aussi se targuer d'avoir voyagé dans le temps de manière minuscule. Selon la relativité restreinte, son horloge personnelle aurait avancé moins rapidement que celle d'un camarade resté au sol, le laissant littéralement plus jeune au moment de l'atterrissage.
Bien sûr, ce phénomène devient notable à des vitesses remarquables, dépassant les 10% de la vitesse de la lumière, soit un peu plus de 100 millions de km/h (largement au-delà d’une vitesse de croisière d’avion de ligne!). Cela nous rappelle que le tissu de l'espace-temps est tout sauf statique, mais plutôt une toile dynamique sur laquelle nos déplacements créent des motifs subtils.
Ainsi, lorsque vous prenez votre prochain vol transatlantique, rappelez-vous que non seulement vous explorez de nouveaux horizons géographiques, mais vous défiez également les frontières du temps lui-même. La relativité restreinte nous rappelle que l'univers est un lieu où chaque déplacement, chaque voyage, est une danse avec le continuum spatio-temporel.
Encore une fois, ce phénomène n’est observable que pour des vitesses non atteignables par l’Homme (pour l’instant). Il demeure qu’après un vol en avion de chasse, étant donnée la fatigue éprouvé lors de celui-ci ainsi que le stress sur votre structure corporelle, vous aurez vieillit davantage que si vous étiez restés au sol ;)
Ce phénomène de distorsion temporelle est également lié à la gravité ! À l’instar du film Interstellar où le temps passe « moins vite » lorsqu’il est soumis à une importante gravité (trou noir), cette modification du rythme temporel s'étend également à la relativité générale. Les horloges proches d'un objet massif, comme une planète, ralentissent par rapport à celles qui sont plus éloignées.
En résumé, la vitesse et la proximité avec des objets massifs influencent la manière dont les horloges mesurent le temps. Le temps passera plus lentement que si vous étiez en plein espace, dénué de toute gravité et célérité…
Pour conclure, voici quelques explications :
Niveau calcul, on parle de temps propre et de temps mesuré. Chacun d’eux appartient à un référentiel différent. Pour un avion de chasse, le temps propre noté To appartient au référentiel en mouvement, c’est-à-dire dans l’avion. Admettons une horloge placée dans le cockpit.
Le temps mesuré, noté T, appartient à un autre référentiel, admettons un référentiel terrestre : une personne restée au sol afin de mesurer la durée du vol.
La relativité restreinte nous énonce que T>To car le temps se « dilate ».
Comme dis précédemment, le temps de vol mesuré dans l’avion sera ainsi inférieur à celui mesuré par la personne restée au sol.
On note le rapport entre ces deux mesures :
T = γ.To où γ est le coefficient de Lorentz.
Ce coefficient γ permet de calculer la dilatation du temps avec :
Où v est la vitesse de notre objet (ici l’avion) et c la célérité (vitesse de la lumière = 3,00.10^8 m.s-1).
Mettons en pratique ce que nous avons vu :
Admettons que notre avion atteigne 0,1c (10 % de c) et que le vol dure 1 heure.
On a : T = γ.To
T = 1,005037815 To arrondi à 9 chiffres après la virgule
Alors : To = T/1,005037815
To = 1/1,005037815
To = 0,9949874371
Donc le vol mesuré dans l’avion, mesure 0,9949874371 heures soit 3582 secondes environ.
Or une heure vaut 3600 secondes… Le pilote aura gagné 18 secondes par rapport à la Terre !
Crédit photo :
alachassebordel - Dassault Rafale (+edit pocket watch)
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