Bon bon bon, je sais, je vais passer pour un hérétique dans un milieu essentiellement composé de littéraires, mais les ouvrages dits "scientifiques" ne sont pas qu'un gloubiboulga d'équations, bien heureusement. Pour ma part, je suis aussi un littéraire (j'ai passé un bac L) et me suis intéressé sur le tard aux sciences. Les livres dont je vais vous parler ici sont donc pour la plupart facile à lire, pour peu qu'on ait tout de même quelques bases et qu'on s'intéresse vraiment au sujet abordé.

L'analogie avec la philosophie est assez pertinente. La littérature scientifique a elle aussi son cortège d'ouvrages parfaitement incompréhensibles faute de connaissances suffisante, et pour un Kant et La Critique De La Raison Pure (parmi d'autres), on aura La Relativité d'Einstein.

Commençons donc par ce dernier. La Relativité, révolution scientifique du début du XXe siècle par l'un des pères de la physique moderne, n'est pas une théorie, mais deux. Tout d'abord, La Relativité Restreinte, publiée en 1905 alors qu'Einstein n'était qu'un petit employé de l'office des brevets de Zürich agé de 26 ans, dans laquelle il redéfinit les concepts de la physique classique (temps, espace, vitesse...). Puis, 10 ans plus tard, la Relativité Générale à laquelle, pour être honnète, je n'ai absolument rien compris

Mais heureusement, d'autres ouvrages sont au moins aussi intéressants et évidemment beaucoup plus faciles d'accès. En voici une petite liste parmi ceux que j'ai lus. J'en oublierai très certainement et je reviendrai donc dessus régulièrement.

• Je vais commencer avec la base, un petit ouvrage malin, bien écrit et très très accessible : La Science A L'Usage Des Non-Scientifiques dans lequel son auteur, Albert Jacquard, généticien de renom, s'attache à relier les sciences à la vie de tous les jours, chose que les professeurs oublient, à dessein ou non, de faire dans la plupart des cas. Des concepts scientifiques pourtant pointus sont donc décrits ici avec une simplicité presque enfantine et beaucoup d'humour. Un livre parfait pour s'initier aux joies de la physique, de la biologie, des mathématiques...
  
• Un peu plus costaud, le best seller de l'immense Stephen Hawking, physicien et cosmologiste, titulaire de la chaire de l'illustre Isaac Newton à l'université de Cambridge, j'ai nommé Une Brève Histoire Du Temps, qui est un ouvrage résolumment relativiste. Pour ceux qui n'oseraient pas s'attaquer à aussi "gros" (bien qu'il soit très très abordable), je conseille la version light (et mise à jour) de ce livre, parue il y a un an environ : Un Belle Histoire Du Temps, où l'auteur simplifie son propre livre.
  
• Le Chat De Schrödinger de John Gribbin, astrophysicien et professeur, lui aussi, à Cambridge, traite de physique quantique, en mettant en avant la théorie telle qu'elle est souvent (mal) enseignée et en proposant donc une approche neuve. Il aborde ainsi les notions d'incertitude, de hasard, de chaos, et un certain nombre de notions propres à la physique des particules telle que la dualité onde/corpuscule de la matière. Le tout, dans une écriture parfois un peu difficile, il faudra donc de bonnes bases et un peu de persévérance pour en venir à bout.
  

Vient maintenant celui que je considère comme l'un des plus grands vulgarisateurs scientifiques : Hubert Reeves, astrophysicien et directeur de recherche au CNRS, pour qui la vulgarisation est devenu un credo. Il déclare d'ailleurs : "Je crois que la communication du savoir est au moins aussi importante que l'avancement des connaissances : il est malsain et parfois dangereux de cultiver le secret mandarinal autour de la science". En plus de son engagement pour l'environnement (il publia dernièrement Mal De Terre, ouvrage dont j'ai déjà parlé sur ce forum), Reeves a donc été l'auteur de plusieurs livres scientifiques. En voici quelques uns :

• Patience Dans l'Azur et Poussière D'Etoiles sont deux variations sur le même thème : L'astrophysique. Le premier ouvrage, considéré encore trop complexe par les lecteurs les moins renseignés, a poussé son auteur à le réécrire en "vulgarisant la vulgarisation" pour ainsi dire, ce qui a eu donc comme résultat Poussière D'Etoiles. Et quel résultat !!! Si Patience Dans L'Azur est déjà un livre très riche, tant dans le contenu que dans la forme, Poussière D'Etoile est une merveille à lire, à la fois pointu et empreint d'une vraie poésie, qui caractérise le style de Reeves. Dans ces deux ouvrages, Hubert Reeves nous fait donc découvrir l'univers, depuis le Big Bang jusqu'à ce que nous en savons. Incontournables.
  
• Malicorne possèderait tout juste le droit d'arguer du titre de littérature scientifique, si ce n'est par la thématique qu'il aborde. Le point de départ de Reeves : moi qui suis scientifique, qui connais les rouages de la vie sur terre, les causes physiques des événements qui ponctuent notre quotidien, suis-je encore en mesure de m'émerveiller devant la beauté de notre monde ? Est-il possible de s'émerveiller de la grandeur d'un coucher de soleil quand on connait parfaitement tous les processus optiques qui le rendent possible ? Un débat plus philosophique que véritablement scientifique (bien que les démarches philosophique et scientifiques soient identiques), pour un sujet qui concerne tout le monde. Un écrivain lit-il comme un lecteur "lambda" ?
  
• Chroniques du ciel et de la vie reprend un ensemble d'interventions que Reeves donna pour la radio, sur des sujets vastes allant de la physique à l'environnement en passant par l'astronomie ou la biologie...
  
• Dernières Nouvelles Du Cosmos, une description pour lecteurs initiés de l'état de l'univers tel que nous le connaissons aujourd'hui : big bang, organisation de la matière...
  

A noter que Reeves vient de publier un ouvrage : Chroniques Des Atomes Et Des Galaxies.

Pour finir (pour ce soir tout du moins), je parlerai de ma seule déception en matière de littérature scientifique : Avant Le Big Bang des frères Bogdanov, qui présentait pourtant un grand intérêt spéculatif, les jumeaux s'appliquant donc, comme le titre l'indique, à imaginer l'inimaginable, à savoir ce qui s'est passé avant le big bang (aujourd'hui, nous sommes en mesure de remonter jusqu'aux premières millisecondes de l'univers, après le big bang. Il nous est encore impossible de déterminer ce qu'il s'est passé à l'instant T, et il est très peu probable que celà nous soit possible un jour. Et imaginer un instant T-1 tient de l'imaginaire pur). Toutefois, la nature de leur théorie se heurte à des concepts qui sont "avérés" (rien ne l'est vraiment dans le domaine scientifique) depuis déjà de nombreuses années, et leur discours fait donc preuve d'une certaine incohérence rapport à ce qui est communément accepté dans la communauté scientifique. J'ai moi même été choqué par une de leurs théories - très improbable (pour ceux qui s'y intéressent, ils décrivent un univers qui serait apparu en un point précis de l'univers et qui aurait "gonflé" depuis pour donner l'univers tel que nous le connaissons aujourd'hui) - et j'ai décidé de stopper là ma lecture en attendant de pouvoir trouver d'autres articles me permettant de mieux m'informer sur le sujet.

Cette anecdote n'est là que pour insister sur le fait que, pour autant qu'il s'agisse de sciences, tout n'est pas à prendre pour argent comptant. La science n'est pas une religion - il n'est pas question d'y croire -, mais un raisonnement.

Dans tous les cas, je serais ravi de parler de tout ça plus amplement avec ceux que cela intéresserait !

Merci pour ces conseils de lecture, moi en tout cas ça m'intéresse bien!
Je te dirai ce que j'en pense dès que j'en aurai lu un... (dans quelques semaines...)
Si tu en as d'autres, n'hésite pas à les proposer!

C'est dommage, j'ai oublié le titre de cette émission qui est passée il y a quelques mois, mais peut-être que qqun d'autre l'a vue aussi... C'était sur le Big Bang, une émission grand public mais très bien expliquée (mais je ne sais pas si c'était la "vraie" théorie lol). Pour faire comprendre ce qu'avait pu être l'univers avant l'apparition du temps et de l'espace (donc le big bang), ils le comparaient à un CD: avant, c'est le CD comme objet, qui contient tout en même temps et au même endroit, mais illisible, et en quelque sorte en puissance; après, c'est le CD en lecture, où tout s'enchaîne avec cohérence (lisiblement), dans le temps et l'espace. J'avais trouvé la comparaison très séduisante!

Je ne sais plus si cette émission était présentée par les frères Bogdanov (je me rappelle en avoir vue une mais je ne sais plus si c'était celle-là). Mais c'est peut-être ce qu'ils veulent dire par l'univers en un point: un point minuscule mais qui comprend tout en puissance? (par contre, je vois mal comment ça peut être "un point de l'univers"... c'est plutôt un point QUI EST l'univers...?)
Enfin, j'imagine que ce sont des choses qu'on a du mal à se représenter de toute façon...

Au fait, en tapant Bogdanov sur Google, j'ai trouvé ça:

http://www.cieletespace.fr/Actualites/488_les,freres,bogdanov,condamnes.aspx

Je ne savais pas qu'il y avait eu ce procès!

Sinon, il y a très longtemps lol j'ai lu deux petits livres d'Albert Jacquard:
Moi, je viens d’où ? éd. du Seuil, 1988
C’est quoi l’intelligence ?, éd. du Seuil, 1989
des tout petits bouquins, vraiment faciles à lire! (je crois que je les ai lus quand j'étais au collège...)

(euh... oui, à la base je suis une scientifique, bac S option maths qd même! au départ, je voulais même être astrophysicienne... et puis quand j'ai vu qu'il fallait faire 10-15 ans d'études de physique... j'ai un peu paniqué... )

lol oui, moi aussi j'aurais adoré être astrophysicien, mais bon, c'est malheureusement bien au dessus de mes capacités. De plus, à moins d'être véritablement talentueux, le travail d'astrophysicien est souvent un fantasme vu de l'extérieur, on s'imagine, tel Galilée, sonder l'univers à sa découverte... la vérité est bien souvent toute autre : un astrophysicien "lambda" passera 20 ans à étudier un quasar perdu quelque part à des millions d'années lumière de nous.

Je ne sais pas trop pour l'émission dont tu parles, mais effectivement, cette comparaison avec un CD ressemble bien à la théorie telle qu'elle est présentée par les Bogdanov dans leur livre.

Et c'est une représentation qui ne correspond pas du tout à la théorie telle qu'elle est la plus souvent acceptée : Les Bogdanov parlent d'un univers "fini" et "sphérique" (je mets ces deux termes entre guillemets car ils ne sont pas à comprendre de façon classique) qui aurait eu comme origine un point unique de la taille de la constante de planck (voire même inférieur) et qui aurait "grossi" à une vitesse vertigineuse, permettant ainsi à la matière de s'organiser et expliquant donc que l'univers est en expansion.

Le problème de cette théorie est que, aujourd'hui, nous sommes capables d'observer l'univers autour de nous jusqu'à 14,7 milliards d'années (dans le passé donc), ce qui correspond à l'âge de l'univers. Il nous est impossible de voir plus "loin" (ou plus tôt ) car on se heurte au fameux "horizon cosmologique", à ce rayonnement fossile, trace de la présence de la "matière originelle" qui compose aujourd'hui notre monde.

D'une part, puisque nous observons la trace de ce rayonnement partout, en tous points et pas en un seul, la théorie la plus en forme aujourd'hui veut donc que la matière n'est pas apparue en un seul et même point de densité infinie (la fameuse singularité cosmique) mais partout, en tous point de l'univers, avec la même densité infinie.

D'autre part, la vision des Bogdanov est sinon dangereuse, du moins inquiétante : admettons donc que l'univers serait apparu en un point unique. Sachant que l'univers à grandi à partir d'un point de façon sphérique (un peu comme un ballon "infini" qu'on gonflerait) et que la vitesse la plus élevée de l'univers est la vitesse de la lumière (300 000 km/seconde), cela signifie que la "taille" de la sphére-univers est donc de 14,7 milliards d'années lumière de diamètre (en admettant que l'univers aura grandi de façon constante à la vitesse de la lumière). Puisque nous sommes capables d'observer l'univers dans toutes les directions, et que dans toutes les directions nous pouvons remonter jusqu'à ses origines (en nous heurtant comme je l'ai dit à l'horizon cosmologique, qui ne serait autre que la "paroi" de notre ballon), cela induit donc que nous sommes au centre de l'univers.

Et j'ose à peine penser aux implications religieuses qu'une telle révélation pourrait causer...

Bref, je penche donc plutôt pour la théorie suivante : L'univers, il y a 14,7 milliards d'années, était une immense "bouillie" de matière, une espèce de purée originelle composée de particules en interaction les unes avec les autres, dans un milieu extrèmement dense et chaud. L'univers se refroidissant peu à peu et "grandissant" (l'univers est bel et bien en expansion), la matière a donc pu s'organiser progressivement, les particules, en s'éloignant les unes des autres, ont pu interagir chimiquement les unes avec les autres et donner les premiers éléments, noyaux atomiques, électrons... La matière a enfin pu s'organiser de telle façon qu'elle a donné naissance aux premiers soleils, planètes qui se sont eux même origanisés en galaxies, elle même origanisées en amas locaux, super amas etc etc...

Voilà une des théories du Big Bang (en très très gros et très très simplifié) telle que je l'ai comprise (donc attention ).

Orion, j'ai commencé La Science A L'Usage Des Non-Scientifiques, c'est très intéressant... Mais par moments très pointu quand même! Je ne comprends pas toujours tout! Il y a pas mal de formules de physique... et mes cours de sciences sont loin! Je crois qu'il va falloir que je reprenne certains passages plusieurs fois!!

arf

Je ne pensais pas que ça serait un problème... Ceci dit, si je peux t'aider à comprendre certaines choses, n'hésite surtout pas à me demander, je serais ravi de te renseigner !

Bon, ça ne m'a pas découragée non plus puisque je viens de commander L'équation du nénuphar...

Je trouve ce livre vraiment intéressant, j'apprends plein de trucs tout simples que je ne savais pas (et d'autres que j'avais oubliés mais ça ne fait pas de mal de les rappeler!)

En fait le chapitre sur le temps m'a un peu posé problème, mais c'est plus parce que la notion elle-même n'est pas simple, et qu'Albert Jacquard bouleverse notre conception spontanée du temps. Notamment le fait que le temps est "relatif", que "l'écoulement du temps n'est pas le même pour deux témoins dès lors qu'ils bougent l'un par rapport à l'autre (...)". J'avoue que j'ai un peu de mal à saisir tout ça et l'explication qu'il en donne (même si elle découle du "simple" théorème de Pythagore!). Ainsi, pour reprendre son exemple, si l'on va de Paris à Lyon en TGV, on n'obtient pas exactement le même résultat si on calcule la durée du trajet avec sa montre (qui voyage avec nous dans le train) ou avec les horloges des gares de départ et d'arrivée (qui elles ne bougent pas)...
Bon, même si la différence est très faible, j'avoue que ça me laisse quand même un peu perplexe!

Mais je sais bien que cette théorie vient d'Einstein, et que même si Albert Jacquart tente de l'expliquer pour la mettre à notre portée, ça ne peut pas devenir totalement simple non plus!
Enfin, si tu peux m'éclairer encore un peu plus, je veux bien...!

Et je vais continuer ma lecture...

Ah, la théorie de la relativité... Effectivement, comme la plupart des grandes théories, elle est particulièrement difficile à se représenter...

Je vais essayer d'éclaircir ça.

La théorie établit donc en effet que le temps n'est pas le même pour un corps en mouvement que pour un corps inerte, c'est donc le principe des horloges à bord du train dont tu parles. Plus un corps se déplace rapidement, plus le temps ralentit pour lui, par rapport aux autres (relativement à eux).

Pourquoi ?

Einstein s'est appuyé pour formuler ses idées relativistes sur la constante de Planck et les unités de Planck. Planck était un physicien qui établit un système d'unités plutôt inhabituelles puisqu'elles définissaient l'"infiniment" petit. Je sens que je ne suis pas clair, donc je vais exprimer ça plus simplement encore : il n'existe de dimension plus petite que la longueur de Planck, soit 1.616 × 10-35 mètre (0,00000000000000000000000000000000001616m, donc). Il en va de même pour le temps de Planck (5.391 × 10-44 seconde), la température de Planck, la masse de Planck...

Ce que cette proposition a de révolutionnaire ne tient pas tant dans l'affirmation qu'il existe une dimension aussi petite que 1.616 × 10-35 mètre, de temps aussi court que 5.391 × 10-44 secondes, mais dans le fait que selon Planck, il ne peut y avoir de dimension plus petite, de temps plus court. Le temps et l'espace ne seraient donc pas tel que nous les vivons, continus, mais seraient plutôt une succession de temps et de longueurs extrèmement petits.

Ironie du sort, cette "découverte" permit à deux des plus grandes et destabilisantes théories de voir le jour : La Relativité formulée par Einstein, et la physique quantique (les unités de planck étant ce qu'on appelle des quanta), qui sont toutes deux réputées "incompatibles" de par leur sujet d'étude.

En quoi les unités de Planck peuvent jouer sur la relativité et sur notre perception du temps en fonction de notre vitesse de déplacement ?

Commençons par le commencement. Le premier bouleversement d'Einstein tient dans le fait qu'il a remis en question les propriétés de la lumière. Imaginons un homme dans un train. Le train avance à 50km/h. L'homme se dirige en marchant à 5Km/h vers l'avant du train. Pour un observateur extérieur au train, disons sur le bas côté, à l'arrêt, la vitesse de l'homme dans le train va donc être de 55km/h (50 + 5). Pour l'homme dans le train, sa vitesse va toujours être de 5km/h.

La vitesse est donc une grandeur relative qui dépend du cadre de référence dans lequel elle est mesurée.

Admettons maintenant que le train roule mainteant à 50km/sec (pour plus de confort), possède un phare à l'avant, qui éclaire la voie. La vitesse de la lumière est d'approximativement 300 000km/sec. La logique voudrait donc que la lumière se déplaçant avec le train et dans le même sens que lui, sa vitesse et celle du train s'ajoutent l'une à l'autre, comme dans le cas précédent avec nos aimable passager balladeur.

ET BIEN NON ! Einstein découvrit que peu importe la vitesse à la quelle se déplace la source lumineuse, le faisceau en lui même reste à la vitesse constante de 300 000km/sec. Et alors, me direz vous ?

Imaginons maintenant deux vaisseaux spaciaux. Le premier, dans lequel vous vous trouvez, est arrêté, et l'autre, dans lequel se trouve un ami à vous, vole à une vitesse constante de 300 000km/seconde. Votre vaisseau à l'arrêt se situe a mi chemin de 2 sources lumineuses, situées à 300 000 km de vous, qui ne seront déclenchées simultanément que lorsque votre ami passera exactement devant vous dans sa navette, en volant en direction d'une des deux sources.

Puisque vous êtes exactement à mi chemin des deux sources, quand votre ami passera devant vous, vous aurez donc, une seconde plus tard, deux flashes simultanés de part et d'autre de votre navette.

Mais qu'en est il de votre ami ? Lui aura vécu, dans des circonstances à priori similaires, une expérience très différente, due au fait qu'il se déplace à la vitesse de la lumière : puisqu'il se dirige vers la source lumineuse, celà signifique qu'alors que vous apercevrez à peine le flash issu de la source vers laquelle il se dirige, lui sera au même endroit que la source, soit 300 000km plus loin. Il aura donc vu le flash lumineux bien avant vous (une demi seconde exactement...). Pire encore, puisqu'il se déplace dos à la 2e source lumineuse, dont il s'éloigne à la vitesse de la lumière, cela signifique que la lumière émise par cette source ne lui parviendra jamais, il ne la verra jamais... puisqu'il se déplace à la même vitesse qu'elle.

Ainsi, avec la relativité restreinte, la simultanéité n'est plus un concept absolu. Si un observateur voit deux événements se produire simultanément en deux endroits distincts, un autre, en mouvement par rapport au premier, verra l'un des deux événements se produire en premier. Et un troisième observateur, se déplaçant en sens opposé, verra le deuxième événement arriver d'abord.

Cette perte de la simultanéité universelle a pour conséquence l'abandon de la notion de temps absolu. En effet, comment pourrait-on encore parler d'un temps absolu, indépendant de toute influence extérieure, si différents observateurs sont incapables de se mettre d'accord sur la chronologie de deux événements ?

Planck avait établi que le temps et l'espace ne sont pas continus. Il est donc indifférent d'exprimer les choses d'une façon relativiste :

Plus la vitesse est grande, moins le temps s'écoule rapidement, et/ou plus les distances sont courtes. D'une certain façon, cette idée est parfaitement naturelle : nous vivons nos vies à des vitesses très lentes (de l'ordre de quelques dizaines à quelques centaines de km/heure). De fait, 5000 km nous semble déjà loin, car il nous faudra un temps considérable pour nous y rendre. Imaginons maintenant que nous nous déplacions à 300 000 km/seconde. La lune ne serait plus qu'à 1,5 seconde de trajet ! Le soleil à 8 minutes !!! Dirait on toujours que 5000 kilomètres est une longue distance, parlerait-on toujours de ce voyage en disant qu'il est "long", alors qu'il nous faudrait 1/60e de seconde pour la parcourir ?

Il en va de même, dans une certaine mesure (et en simplifiant beaucoup) pour tout. Se déplacer rapidement permet donc de considérer deux choses : soit la distance est réduite (je fais 300 000 km en un pas ou deux !), soit le temps défile pour moi plus lentement que pour une personne au repos (je fais en une seconde ce qui prendrait, en voyageant "normalement" à 10km/heure, 30 000 heures, soit 1250 jours, soit 3,42 ans), le tout proportionnellement à l'augmentation de ma vitesse.

Tout n'est finalement qu'une question de point de vue !

Voilà, j'espère avoir été clair !

Pour bien comprendre tout ça, l'expérience des cercles concentriques est très pertinente. Imaginez 3 cercles concentriques, disposés comme ceci :



Imaginons que ces cercles sont une représentation vulgaire de la terre. La couche bleue représente le haut d'une montagne, la couche rouge la surface de la terre et la couche verte le fond d'un océan quelconque.

Les points sur chaque ligne représentent chacun une personne, au repos (immobile donc). L'une d'entre elle est donc en altitude, l'autre au niveau de la mer et enfin la dernière est sous l'eau, plus proche du centre terrestre que les deux précédentes. Disposons les, pour plus de simplicité, sur l'équateur. Et bien on peut déjà affirmer que ces 3 personnes de vieilliront pas à la même vitesse !!!

En effet, puisqu'il s'agit de la terre, celle ci tourne sur elle même à une vitesse constante (c'est à dire, sans accélération ni descélération). Une revolution terrestre, comme tout le monde le sait, se fait en 24h (et des poussières). La circonférence terrestre, à sa surface, est d'approximativement 40 000 km. La vitesse de rotation de la terre est donc, pour une personne située à sa surface, au niveau de la mer, de 1666,67 km/h.

Reprenons notre illustration. Imaginons que les points soient donc des personnages immobiles. Chacun fera donc une revolution le long de son "orbite" en 24h. Pourtant, puisqu'ils sont immobiles et que la vitesse de la terre est constante, un problème se pose, car manifestement, la distance qu'ils auront parcourue sera très différente : la personne située sur le cerle le plus éloigné du centre aura parcouru une distance plus grande que celle qui est sur le cercle rouge, qui elle même aura parcouru une distance plus grande que celle qui sera sous l'eau, sur le cercle vert (oui, souvenez vous du collège et des calculs de périmètres circulaires avec la fameuse formule 2πR).

Chacun, sans modifier sa vitesse, aura donc parcourue une distance plus grande que l'autre dans le même temps.

De deux choses l'une : on peut considérer très simplement qu'en fait, leur vitesse n'est pas la même, en divisant la circonférence propre (ou relative ) à chaque personnage par le temps qu'il aura mis à faire sa révolution. On parlera donc de vitesse relative, la personne située au centre allant plus lentement que celle se situant à la périphérie, celle étant entre les deux voyageant à une vitesse intermédiaire.

On peut aussi tout simplement dire que le temps s'est déroulé différement pour les 3 personnes : Puisque la vitesse est constante et la distance variable, la personne située sur la périphérie vit donc son temps de façon plus lente (bien qu'il ne s'en aperçoive évidemment pas !) et celle étant plus proche du centre terrestre le vivant plus rapidement.

Conclusion : pour vivre plus vieux, vivez en montagne !!!

Merci pour toutes ces explications... C'est un peu plus clair.
Je comprends bien que tout est affaire de point de vue, de référentiel... Mais ce n'est quand même pas simple à se représenter! Surtout que ça contredit complètement notre expérience du monde.
Je vais reprendre tout ça à tête reposée...
Et je reviendrai sûrement lorsque j'aurai avancé dans ma lecture!

Pour en revenir à la représentation des cercles concentriques, c'est quelque chose qui est vérifié par l'expérience, c'est pourquoi j'ai pris cet exemple. Le fait est que la différence de temporalité en fonction de l'altitude est minime évidemment (1600 km/h reste une vitesse très faible en rapport à la vitesse vertigineuse de la lumière), mais reste vérifiée. A tel point que les satellites de positionnement GPS sont obligées d'en tenir compte afin d'être plus précis !

Effectivement, notre expérience du monde est très différente car d'une part, elle n'est pas objective, et d'autre part, nous ne vivons heureusement pas au même rythme que l'univers.

La physique quantique est à ce propos encore plus troublante que la physique relativiste, car elle explore des concepts qui s'appliquent aux particules, à l'univers sub-atomique, mais qui ne s'appliquent plus du tout, d'une part à l'univers "macrophysique", et encore moins à nous (encore que...).

Enfin bref, n'hésite surtout pas à me dire ce que auras pensé du livre une fois que tu l'auras terminé, et n'hésite pas non plus à me demander deux trois petites choses, si je peux encore contribuer, ça serait avec plaisir

sterenn a écrit:

Je comprends bien que tout est affaire de point de vue, de référentiel... Mais ce n'est quand même pas simple à se représenter!

Dis toi que des choses qui sont pourtant "à notre portée", sont au moins aussi troublantes : difficile, déjà, de se représenter un univers infini !

Mais si tu veux vraiment te prendre la tête, essaye de te représenter un univers qui serait infini ET en expansion. Car c'est le cas, nous nous sommes rendus compte que l'univers était en expansion. Bien qu'il soit infini, il occupe de plus en plus de place !

(bon, OK, je te piège volontairement, j'avoue )

Oui, effectivement, j'y ai déjà réfléchi... J'en ai une petite représentation mentale, mais qui n'est sans doute pas exacte
Mais peut-être que la réponse se trouve dans des dimensions que nous ne maîtrisons pas bien... comme le temps... je crois que j'ai lu qqch sur ça justement... Faudrait que je retrouve!
Bon, en attendant, je vais essayer de poursuivre ma lecture (mais je manque un peu de temps justement... faudrait que je pense à aller vivre en montagne! )...

Oui, l'idée de dimensions supplémentaires et complémentaires des 4 dimensions dont nous faisons l'expérience au quotidien vient de la théorie des cordes, qui prétend unifier la relativité et la physique quantique. Mais il s'agit d'une théorie très récente (elle a été avancée dans les années 70) il est prudent de la considérer avec beaucoup de précaution.

En fait, je t'ai piégée en disant que l'univers infini occupait de plus en plus d'espace, car c'est une représentation éronée. Si tu veux avoir une idée assez proche, il te faut imaginer que l'univers est un gateau aux raisins secs. Oui oui !!! La pâte représente le vide et les raisins secs les galaxies. Quand on commence à faire cuire le gateau, il va gonfler : les grains de raisin dans la pâte s'éloigneront tous les uns des autres, tandis que le gateau perdra en densité.

Il en va un peu de même pour notre univers : l'observation des galaxies avoisinant la nôtre nous a fait part du fait qu'elles s'éloignaient de nous, et ce, quelle que soit la direction dans laquelle nous regardons.

L'univers n'occupe donc pas plus de place, puisqu'il est effectivement infini (du moins, selon la plupart des théories), c'est juste qu'il perd de sa densité.

Un autre paradoxe amusant lié aux conclusions de la relativité. Imaginons un trou noir. Un trou noir est un astre mort, une ancienne étoile supermassive qui, en mourrant en une fabuleuse supernova, a libéré l'essentiel de sa matière dans l'univers, et ne pouvant dès lors compenser sa propre masse, s'est effondrée sur elle même pour ne laisser qu'un astre très petit (parfois quelques kilomètres de diamètre), mais extrèmement dense. Tellement dense que rien, pas même la lumière, qui ne possède pourtant qu'une masse infime, quasiment nulle, ne peut lui échapper. La courbure qu'occasionne cet astre de part sa masse est telle que la lumière elle même s'y engouffre.

Vous êtes sur la terre, et vous suivez du regard une navette spatiale qui passe a proximité d'un trou noir. Il va finir happé par son incroyable force gravitationelle et ira donc s'écraser à la surface du trou noir. Du moins de son point de vue... Car vous, qui l'observerez depuis la terre, vous ne le verrez jamais s'écraser. Il semblera tomber en une chute infinie. La courbure spatiale provoquée par l'astre est telle que les notions de temps et d'espace n'ont plus aucune pertinence a sa proximité. Le temps se fige. Pourquoi ?

Tout simplement parce que la vitesse de la lumière définit le temps tel que nous le ressentons. Une image ne nous parvient que parce que la lumière la porte vers nous. Une particule qui irait plus vite que la lumière (tel un tachyon, supposément) remonterait donc le temps : en effet, imaginez tout simplement une personne en train de courir. Si elle dépassait la vitesse de la lumière vous la verriez arriver alors que, de l'autre côté de la piste, elle ne serait même pas encore partie !

Puisque la masse et la densité d'un trou noir est telle que rien, pas même la lumière, ne peut lui échapper et finit inexorablement par "s'écraser" à sa surface, on peut donc aisément comprendre pourquoi le temps lui même n'existe plus : faute d'une référence, parler de temps à la surface d'un trou noir n'a même aucun sens !

Bon, j'ai repris tes explications et j'ai compris mais je ne vois pas le lien avec l'histoire des horloges et de la montre. Je ne dois pas avoir TOUT compris alors?

J'ai aussi une autre question.
Je suis d'accord pour tes explications au sujet de la lumière comme référence pour parler du temps.
Mais un point me gêne: le déplacement de l'image d'un objet (car c'est bien de cela qu'il est question avec la lumière?) n'est pas le déplacement physique de l'objet!
Pour un rayon de lumière (cf Albert Jacquard et son exemple de l'éclair avec le miroir, ou tes exemples avec les points lumineux), c'est la même chose. Mais pour d'autres événements: l'image de l'objet amenée par la lumière n'est pas la même chose que l'objet lui-même.

> Il me semble que la relativité du temps pour deux observateurs (l'un immobile, l'autre se déplaçant) concerne l'image de deux événements, non la réalité des événements en question! (...mais c'est peut-être justement ce que tu as essayé d'expliquer? désolée si je n'ai pas tout suivi... )
Si je reprends ton exemple des vaisseaux spaciaux et des deux sources lumineuses: si deux observateurs supplémentaires se trouvaient chacun au niveau d'une des sources, et devaient signaler l'instant précis où la lumière se déclenchait (en admettant pour simplifier que leur temps de réaction soit immédiat, ou du moins le même pour les deux; et en admettant que le signal puisse être reçu par chaque protagoniste avec le même délai (car sinon on se retrouve avec les mêmes difficultés de place de l'observateur par rapport à la source... du signal)...)
Donc, disons que toute cette expérience est observée par un 5e personnage, qui lui, a accès à toute la scène (il surplombe tout).
Bon, tu me suis?
Les deux observateurs se trouvant sur les côtés, signaleraient le déclenchement en même temps, non?

Bon, j'ai du encore louper un détail de l'explication!

A ce que j'ai compris, nous définissons aujourd'hui le temps avec comme référent la lumière et sa vitesse:

Citation:

la vitesse de la lumière définit le temps tel que nous le ressentons. Une image ne nous parvient que parce que la lumière la porte vers nous.

Mais imaginons un monde d'aveugles: comment définiraient-ils le temps puisqu'ils n'auraient pas accès à la notion de lumière? Que prendraient-ils comme référence?
Il n'y aurait pour eux pas de lumière, et pourtant, il ne me semble pas qu'ils seraient dans le cas du trou noir dont tu parles... Puisque des événements se passeraient quand même, même si eux n'y auraient pas accès par la vue!

Mes idées ne sont pas encore totalement claires, donc mes questions peut-être pas trop non plus...

Je vais commencer par tes questions :

Sterenn a écrit:

Les deux observateurs se trouvant sur les côtés, signaleraient le déclenchement en même temps, non?

Bah oui, mais ils sont immobiles, donc l'expérience ne les concerne pas : ils obtiendraient le même résultat que n'importe quel autre observateur immobile.

Sterenn a écrit:

Mais imaginons un monde d'aveugles : Comment définiraient-ils le temps puisqu'ils n'auraient pas accès à la notion de lumière ? Que prendraient-ils comme référence ?

C'est une question qui est un peu hors propos en fait, même si je me la suis souvent posée. En fait, les expériences que je t'ai décrites n'ont pour vocation que de mettre à la portée humaine un concept difficile à saisir, elles n'ont rien de réalisable. La relativité traite de valeurs qui nous dépassent de loin : nous sommes loin de pouvoir voyager à des vitesses proches ou équivalentes de celles de la lumière (il est d'ailleurs fort peu probable que nous y parvenions un jour : il faudrait que nous disposions d'une énergie infinie ou d'une masse nulle...).

Par contre, effectivement, comment des aveugles définissent le temps dans la mesure où il ne voient ni le jour ni la nuit (ce qui sert aux voyant à savoir a quel moment de la journée ils se trouvent) ? Bah je pense qu'ils ne le peuvent tout simplement pas, et qu'ils se basent sur des référents autres : bruits alentours etc... Mais une fois de plus, nous ne sommes plus du tout dans le cadre de la relativité et de la fonction de la lumière.

La lumière ne définit pas notre façon de vivre, comme je le disais, nous nous déplaçons à des vitesses bien trop lentes pour pouvoir vivre la relativité. Nous vivons par contre l'espace et le temps, c'est un fait. Ces notions que nous pensions inifinies (dans un sens - vers l'infiniment grand - comme dans l'autre - vers l'infiniment petit) ne le sont pas dans l'infiniment petit, il y a une limite, définie par les unités de planck. C'est surtout ça qu'il faut comprendre, car c'est un des fondements de la théorie. Et la lumière elle-même ne voyage pas à une vitesse infinie.

Tu dis :

Sterenn a écrit:

Mais un point me gêne : le déplacement de l'image d'un objet (car c'est bien de cela qu'il est question avec la lumière ?) n'est pas le déplacement physique de l'objet !

Tout dans notre monde n'est que l'image de lui même. Quand tu regardes ta main, ce n'est pas ta main que tu vois, mais l'image de ta main (telle qu'elle ÉTAIT lorsque la lumière l'a frappée avant de "rebondir" vers ton regard). Une fois de plus, dans notre monde tangible, il n'existe pas de réelle distinction entre objet physique et image de l'objet. Un objet n'existe que lorsqu'il est mis en lumière, pourrait-on dire. Car on parle bel et bien d'observation, dans la théorie de la relativité, et de la façon dont un même événement est perçu (et non pas ressenti) par plusieurs observateurs se déplacant à des vitesses constantes différentes. De plus, si l'image d'un objet se déplace à 15km/h, on peut aisément supposer que l'objet se déplaçait lui aussi à 15km/h.

Dans mon exemple avec mon observateur immobile, mon observateur en mouvement, et mes signaux lumineux, le fait est que pour ces deux observateurs, l'événement sera dans un cas simultané, et dans l'autre non. Peu importe que l'on place deux ou trois autres observateurs immobiles. La théorie ne se base pas selon la loi du plus fort lol : ce n'est pas parce que 10 observateurs statiques auront vu la même chose que l'observation de mon astronaute en mouvement sera moins valable. De fait, on pourrait inverser la situation et faire voler 10 astronautes à 10 vitesses différentes, ils auraients 10 résultats différents (et valables) à faire valoir, et notre observateur statique (pour qui l'événement était simultané) n'en aurait pour autant pas moins raison. Tous les observateurs immobiles auront le même résultat de même que tous les observateurs en mouvement auront des résultats différents (sauf bien sur, s'ils se déplacent à la même vitesse et dans la même direction).

Il est très difficile d'expliquer tout ça, je te l'accorde... Pour expliquer tout ça sans passer par des exemples imprecis, il nous faudrait parvenir à comprendre les équations de la transformation de Lorentz, qui sont "un ensemble de relations mathématiques qui permettent de changer le
point de vue par lequel on décrit les évènements sans que la vitesse de
la lumière soit changée" (je cite wikipédia pour le coup).

Si la vitesse de la lumière n'était pas constante, alors tous nos observateurs verraient la même choses, nos horloges dans notre train paris-lyon et sur le quai indiqueraient le même temps. Mais le fait est que contre toute attente, la propagation de la lumière ne correspond pas au théorème de l'addition des vitesses exprimée par la physique classique : peu importe la vitesse à laquelle se déplace la source lumineuse, la lumière se déplacera toujours a 300 000 km/seconde, et pas à 300 000 km/seconde + vitesse de déplacement de la source lumineuse. Cela signifie que si la source lumineuse de déplace à la vitesse de la lumière, alors la lumière qu'elle émet se déplacera avec elle, sans la "dépasser" (dans la mécanique classique, on aurait dit au contraire que la vitesse de la lumière serait de 600 000 km/seconde).

C'est la transformation de Lorentz qui permettrait d'expliquer avec précision pourquoi les horloges du train n'indiqueraient pas le même temps que les horloges du quai, ou pourquoi une règle d'1m de long, placée sur un corps en mouvement dans le sens du mouvement, ne mesurerait plus 1m mais moins, pour un observateur immobile. La vulgarisation oblige à une certaine perte de précision dans le résultat malheureusement...

Pour alimenter notre discussion sur le temps ... et pour mieux comprendre ce qu'est ce temps... tentatives de définition et éclaircissements par Albert Jacquard cette semaine entre 17h55 et 18h sur France Culture, et disponible en ligne pendant une semaine:
http://www.radiofrance.fr/chaines/france-culture2/emissions/jacquard/