Physique Question #367
Sylvain Koenig from the University of Lausanne (Switzerland) (Genre: mâle, Àge: 19 années) de l'Internet sur 27 mars 1998 demande:
Pourquoi une personne quand il retourne du voyage à la vitesse de la lumière ont vieilli différemment que quelqu'un d'autre qui est restée derrière ?
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La réponse
La réponse est subtile, et je devrai aller chercher dessus un peu. Au coeur la question pose des questions sur la nature du temps. Que coûte-t-elle cette détermine-t-elle comment nous vieillissons, combien heure où nous nous sentons que nous avons éprouvé ?
Traditionnellement, (comme formulé par Newton) le temps a été considéré comme d'être quelqu'un la chose qui existe partout et est identique partout. Vieillit, ou un horloge faisant tic tac, ou celui qui vous employez pour dire le passage du temps, dans ce scénario juste une mesure de ce temps universel. Dans la relativité spéciale d'une part, ce n'est pas quand est. Temps là plutôt beaucoup plus étroitement est lié à notre notion de la distance, qu'à un certain phénomène universel. Ce que nos corps, nos horloges, mesure etc. en tant que leur âge ou coutil est cette notion de la distance dans l'espace quadridimensionnel plus grand appelé le spacetime. Comme vous le savez, la distance dans l'espace n'est pas un phénomène universel. Si vous voyagez de Montréal à Toronto, vous ne pouvez pas dire que vous avez voyagé une certaine distance. La distance que vous avez voyagée dépend de l'itinéraire que vous avez pris à obtenir de Montréal à Toronto. Si vous voyagiez par l'intermédiaire de Miami, la distance que vous avez voyagée est différente que si vous preniez le Transport-Canada par Kingston. De même, pendant le temps. Depuis la quantité vous vieillissez, ou le nombre de secondes a fait tic tac au loin par l'horloge, sont maintenant une mesure de cette notion généralisée de la distance dans le spacetime, le nombre de secondes dépendra en détail du chemin que vous suivez par le spacetime. Ainsi toi qui a voyagé lointain et est revenu à votre maison presque à la vitesse de la lumière aura voyagé une « distance » différente que votre ami qui est resté à la maison, et toi aurez vieilli ainsi différemment puisque votre vieillissement est une mesure directe de la façon dont « loin » vous êtes entrés dans cette distance généralisée.
Pour obtenir les détails droits, vous devez également connaître certaines des propriétés de cette distance généralisée. Pour des distances dans l'espace, le théorème de Pythagore t'indique que la longueur de la diagonale d'une triangle d'angle droit est plus longue que l'un ou l'autre des deux côtés. Toutefois pour cela distance généralisée dans le spacetime, ce ne vaut plus. La longueur de la diagonale peut être plus courte qu'un des deux côtés. Ceci a finalement comme conséquence le fait que la personne prenant le voyage éprouve réellement moins de temps (moins de vieillissement, peu de coutils d'horloge) que la personne qui reste à la maison. En d'autres termes, le voyage de rond point est plus court à temps que le voyage direct, à la différence du comportement des distances dans l'espace, où un voyage de rond point est plus long. Ce comportement étrange des distances de spacetime sont clairement important pour les détails du résultat, mais pas pour l'arrangement le principe général que le temps soit une mesure d'une certaine notion généralisée de la distance, et que donc deux personnes qui vont d'un point dans le spacetime à l'autre auront éprouvé différentes périodes selon l'itinéraire elles ont rentré le déplacement entre les deux.
Naturellement la question finale de pourquoi le temps se comporte de cette façon, excepté pourquoi des corps vieillissant, ou mesure de coutil d'horloges cette distance généralisée, plutôt que de mesurer une certaine toute la chose universelle dominante, ne peut pas être répondue pour indiquer que ce semble être la manière que le monde fonctionne. Elle pourrait avoir fonctionné la manière que newton a pensée qu'il, mais il pas.
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