Question:
Une horloge voyageant "plus vite que la vitesse de la lumière"
frodeborli
2014-02-10 15:01:31 UTC
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Lorsqu'une horloge se déplace près de la vitesse de la lumière que nous observons, elle devrait tourner plus lentement.

Cela signifie-t-il que, lorsque vous utilisez cette horloge pour mesurer une seconde - elle pourrait voyager beaucoup plus que 300 000 km en une seconde? En fait, cette horloge pourrait voyager infiniment vite lorsqu'elle est vue uniquement de sa propre perspective?

Cela implique-t-il que si je voyageais sur un vaisseau spatial, à la vitesse de 99% de la lumière, je vieillirais 4 ans , mais pourrait atteindre une destination à environ 400 années-lumière?

Mes amis et ma famille sur terre auraient péri, mais les personnes que j'ai vues sur la planète de destination au début de mon voyage n'auront également vieilli que de 4 ans.

Si la dernière hypothèse est correcte; cela signifie que nous pourrions regarder un vaisseau spatial de lancement à alpha centauri, il pourrait arriver ici en seulement 3-4 jours - semblant voyager beaucoup plus vite que la vitesse de la lumière, sans enfreindre les lois de la relativité. Nous dirions simplement que c'était un décalage bleu relativiste qui donnait l'impression de voyager plus vite que la vitesse de la lumière.

Oui, vous vieilliriez de quatre ans et voyageriez très très loin et tout le monde que vous connaissez vieillirait de 400 000 ans. Cependant, vous, après vous être arrêté à cet endroit éloigné, devrez attendre environ 400 000 ans pour que ces événements se déroulent lorsque vous pointez votre puissant télescope vers la Terre. N'oubliez pas que lorsque vous regardez loin, vous voyez le passé, mais pas le présent.
Cela ressemble plus à une question de physique générale qu'à une question d'astronomie. Bien sûr, il utilise un voyage spatial comme exemple (qui ressemble en fait plus à l'exploration spatiale), mais le cœur de la question est la physique générale.
J'ai tendance à être d'accord, la question devrait être déplacée.
Cette question semble hors sujet car elle concerne la physique
Comment le déplacer?
Cela peut être fait par les modérateurs. Les autres utilisateurs peuvent simplement voter pour la migration (au-dessus d'un certain nombre de réputation).
Salut les gars, merci pour les notes, je vais parler à ceux de la physique pour voir la migration.
Deux réponses:
#1
+4
Gerald
2014-02-10 18:55:52 UTC
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Limitons-nous à la relativité restreinte, c'est-à-dire à deux cadres inertiels se déplaçant dans un espace-temps de Minkowski.

Une horloge dans le premier cadre inertiel tourne plus lentement, vu du second. Une horloge dans les secondes images inertielles tourne plus lentement, vue depuis la première.

Supposons maintenant que vous êtes fixé sur l'une des deux images inertielles. Habituellement, vous mesurez les vitesses dans votre propre cadre inertiel, ce qui signifie mesurer la distance et le temps dans votre cadre inertiel pour calculer la vitesse de l'autre cadre. Dans ce cas, vous obtiendrez une vitesse inférieure à la vitesse de la lumière.

Si vous mesurez la distance dans votre cadre inertiel, et divisez cette distance par le temps que vous observez sur l'horloge du cadre inertiel mobile, vous obtiendrez des vitesses plus élevées, qui peuvent dépasser la vitesse de la lumière. Mais ce résultat n'a que la dimension d'une vitesse; ce n'est pas une vitesse par rapport à l'un des deux cadres inertiels.

L'observateur en mouvement observerait un ralentissement des événements externes, pas une accélération. L'observateur observerait seulement une accélération dans le sens d'un décalage bleu Doppler relativiste lors du déplacement vers l'objet observé.

Les habitants de la planète de destination vieillissent de la même manière que sur la Terre, à condition qu'ils ne se déplacer par rapport à la Terre. Il n'y a que vous, puisque vous voyagez aussi vite, la distance se raccourcit et donc le temps de trajet est également plus court. Par le décalage Doppler et la contraction de l'espace, vous les verrez vieillir plus rapidement.

D'Alpha Centauri, c'est encore la contraction de l'espace pour le voyageur, ce qui raccourcit la distance. Encore une fois, nous avons un effet combiné de contraction de l'espace / Doppler en regardant les gens sur Terre vieillir rapidement pendant environ 4,5 ans.

Pour les gens sur Terre, l'observation du voyage prend 4,5 ans. Pour le voyageur, cela peut prendre quelques jours. Avec une accélération de seulement 1g, vous pourriez traverser la Voie lactée en environ 20 ans, vue depuis le vaisseau spatial. Le même voyage vu de la Terre prendrait environ 100 000 ans.

En savoir plus sur le paradoxe des jumeaux sur Wikipedia.

Donc, si l'on considère une horloge qui commence à voyager aujourd'hui depuis la Terre, elle se rend à Alpha Centauri à 99,9% de la vitesse de la lumière. Après environ 4,5 ans, il arrive et s'arrête. Combien de temps se serait écoulé sur cette horloge? Je suppose que l'horloge aura avancé quelque part près de 40 heures - ce qui fait que la vitesse de la lumière pour cette horloge * semble * être (4,5 années-lumière) / (40 heures) = 2,95 * 10 ^ 11 m / s.
Clarifier; Je pense que j'essaie d'utiliser l'heure locale à une distance appropriée.
Ce serait 43,4 jours pour l'horloge: 4,5 ans x $ \ sqrt {1-0,999 ^ 2} $
La distance de l'horloge contracterait le même facteur, ce qui ne ferait que 43,4 jours-lumière. La vitesse serait toujours de 99,9% la vitesse de la lumière.
@Gerald La seule chose que je ne comprends pas, c'est pourquoi les événements externes semblent ralentis pour un voyageur. Si l'observateur stationnaire voit le voyageur ralenti parce que son temps avance très lentement, le voyageur ne verra-t-il pas l'observateur stationnaire accélérer, puisque le temps de frappe avance très vite.
Non, le temps qui passe n'est pas absolu, mais lié au cadre inertiel respectif. Pour le voyageur, l'observateur stationnaire se déplace. Même la simultanéité est relative au cadre: http://en.wikipedia.org/wiki/Relativity_of_simultaneity
Le wiki n'a pas aidé. :( Si les deux voient le temps de l'autre paraître plus lent. Alors si le voyageur voit stationnaire se déplacer plus lentement dans le temps, comment l'arrêt va-t-il finir plus vieux que lui.
@self Imaginez que vous regardez une horloge analogique sur le mur. En même temps, imaginez vous en éloigner à la vitesse de la lumière. L'horloge doit sembler s'arrêter. Si vous tenez une horloge dans votre main, elle doit également sembler s'arrêter pour l'autre observateur. Ceci est simplifié et n'utilise que l'effet doppler en 3 dimensions. La relativité utilise la dimension temporelle d'une manière beaucoup plus «profonde» et ajoute une dilatation du temps en plus de l'effet doppler. D'après ceux-ci, j'ai compris qu'il fallait s'attendre à de nombreux autres effets, comme la contraction de la longueur et l'effet de phare.
@self. C'est le double paradoxe (en fait pas de paradoxe), l'indice est le changement de cadres inertiels dû à l'accélération / décélération: http://www.csupomona.edu/~ajm/materials/twinparadox.html
@Gerald Excellent lien, je pense que je comprends. Il s'agit d'une contraction apparente de l'espace (et du temps) pour le voyageur. Le temps est lent pour les deux, jusqu'à ce que le voyageur commence à ralentir (ou à accélérer). Lors de la décélération (changement de trame), le temps stationnaire avance très vite par rapport au voyageur.
@self. ... Le plus éloigné est le plus rapide.
#2
+1
Erokhane
2014-02-15 10:37:40 UTC
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On voyage toujours. Même si on voyage à la vitesse de la lumière, on est toujours affecté par les forces. Si l'horloge dépend de la gravité, alors l'inertie aura un effet sur elle. Si l'horloge utilise une batterie, alors peut-être que l'horloge ne s'affectera d'elle-même que si rien d'autre n'est à proximité.

Je ne suis pas un expert, mais même à la vitesse de la lumière, les forces auront toujours un effet.



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