A propos des jumeaux de Langevin

Bonjour,

je me fais rare, mais je passe parfois... et je reviens pour vous livrer une petite idée que j'ai eue et qui me pose un problème.

Tout le monde connait Langevin célèbre pour ses jumeaux, qu'il n'a sans doute jamais eus. Pour faire court, on rappelle que Langevin a inventé une expérience de pensée, en faisant voyager à une vitesse proche de celle de la lumière un vaisseau spatial dans lequel il a placé un de ses jumeaux. Il a ensuite en vertu de l'application des lois de la Relativité, conjecturé qu'à son retour le jumeau voyageur serait plus jeune que son frère resté sur Terre. La différence d'age étant fonction de la vitesse et (ou) des accélérations qu' a subi le voyageur. Ces détails, vitesse ou accélération, ne sont pas l'objet de la question.

Mon idée était la suivante. L'humanité a trouvé le moyen de voyager à des vitesses proches de la lumière. Elle décide d'affréter un navire spatial avec à bord un millier de couples hommes et femmes, composés d'individus dotés de QI, et de diplômes prestigieux dans toutes les disciplines. L'idée est de faire faire à ces voyageurs une longue ballade durant plusieurs générations et d'occuper leur emploi du temps à la recherche pure et dure et à l'éducation des enfants qui naîtraient pendant le voyage. L'espoir est qu'à leur retour, le savoir qu'ils auront accumulé et sauvegardé pourrait faire gagner quelques milliers d'années à l' espèce humaine.

Mais je me suis heurté à un problème. Le ralentissement du temps à l'intérieur du vaisseau, prévu par Einstein, ne se traduirait-il pas aussi par un ralentissement des fonctions vitales ? Ainsi, le pouls, le rythme respiratoire, les influx nerveux et les échanges électriques et chimiques à l'intérieur du cerveau ne seraient-ils pas ralentis eux aussi, ce qui contribuerait à rendre l' efficience des voyageurs au mieux, égale à celle des humains restés sur Terre ?

Qu'en pensez-vous ?

il y a 1 minute, azad2B a dit :

Bonjour,

je me fais rare, mais je passe parfois... et je reviens pour vous livrer une petite idée que j'ai eue et qui me pose un problème.

Tout le monde connait Langevin célèbre pour ses jumeaux, qu'il n'a sans doute jamais eus. Pour faire court, on rappelle que Langevin a inventé une expérience de pensée, en faisant voyager à une vitesse proche de celle de la lumière un vaisseau spatial dans lequel il a placé un de ses jumeaux. Il a ensuite en vertu de l'application des lois de la Relativité, conjecturé qu'à son retour le jumeau voyageur serait plus jeune que son frère resté sur Terre. La différence d'age étant fonction de la vitesse et (ou) des accélérations qu' a subi le voyageur. Ces détails, vitesse ou accélération, ne sont pas l'objet de la question.

Mon idée était la suivante. L'humanité a trouvé le moyen de voyager à des vitesses proches de la lumière. Elle décide d'affréter un navire spatial avec à bord un millier de couples hommes et femmes, composés d'individus dotés de QI, et de diplômes prestigieux dans toutes les disciplines. L'idée est de faire faire à ces voyageurs une longue ballade durant plusieurs générations et d'occuper leur emploi du temps à la recherche pure et dure et à l'éducation des enfants qui naîtraient pendant le voyage. L'espoir est qu'à leur retour, le savoir qu'ils auront accumulé et sauvegardé pourrait faire gagner quelques milliers d'années à l' espèce humaine.

Mais je me suis heurté à un problème. Le ralentissement du temps à l'intérieur du vaisseau, prévu par Einstein, ne se traduirait-il pas aussi par un ralentissement des fonctions vitales ? Ainsi, le pouls, le rythme respiratoire, les influx nerveux et les échanges électriques et chimiques à l'intérieur du cerveau ne seraient-ils pas ralentis eux aussi, ce qui contribuerait à rendre l' efficience des voyageurs au mieux, égale à celle des humains restés sur Terre ?

Qu'en pensez-vous ?

Salut GG, tu as vu Odyssée 2001 ? Tu as la réponse!

Il y a 1 heure, azad2B a dit :

Bonjour,

je me fais rare, mais je passe parfois... et je reviens pour vous livrer une petite idée que j'ai eue et qui me pose un problème.

Tout le monde connait Langevin célèbre pour ses jumeaux, qu'il n'a sans doute jamais eus. Pour faire court, on rappelle que Langevin a inventé une expérience de pensée, en faisant voyager à une vitesse proche de celle de la lumière un vaisseau spatial dans lequel il a placé un de ses jumeaux. Il a ensuite en vertu de l'application des lois de la Relativité, conjecturé qu'à son retour le jumeau voyageur serait plus jeune que son frère resté sur Terre. La différence d'age étant fonction de la vitesse et (ou) des accélérations qu' a subi le voyageur. Ces détails, vitesse ou accélération, ne sont pas l'objet de la question.

Mon idée était la suivante. L'humanité a trouvé le moyen de voyager à des vitesses proches de la lumière. Elle décide d'affréter un navire spatial avec à bord un millier de couples hommes et femmes, composés d'individus dotés de QI, et de diplômes prestigieux dans toutes les disciplines. L'idée est de faire faire à ces voyageurs une longue ballade durant plusieurs générations et d'occuper leur emploi du temps à la recherche pure et dure et à l'éducation des enfants qui naîtraient pendant le voyage. L'espoir est qu'à leur retour, le savoir qu'ils auront accumulé et sauvegardé pourrait faire gagner quelques milliers d'années à l' espèce humaine.

Mais je me suis heurté à un problème. Le ralentissement du temps à l'intérieur du vaisseau, prévu par Einstein, ne se traduirait-il pas aussi par un ralentissement des fonctions vitales ? Ainsi, le pouls, le rythme respiratoire, les influx nerveux et les échanges électriques et chimiques à l'intérieur du cerveau ne seraient-ils pas ralentis eux aussi, ce qui contribuerait à rendre l' efficience des voyageurs au mieux, égale à celle des humains restés sur Terre ?

Qu'en pensez-vous ?

Je pense que si le temps ralentit, toutes les fonctions biologique qui dépendent du temps ralentissent aussi. Donc tes conclusions sur le cumul des savoirs au long du voyage sont purement spéculatives. Cependant je ne suis pas expert en la matière !

Il y a 3 heures, azad2B a dit :

Bonjour,

je me fais rare, mais je passe parfois... et je reviens pour vous livrer une petite idée que j'ai eue et qui me pose un problème.

Tout le monde connait Langevin célèbre pour ses jumeaux, qu'il n'a sans doute jamais eus. Pour faire court, on rappelle que Langevin a inventé une expérience de pensée, en faisant voyager à une vitesse proche de celle de la lumière un vaisseau spatial dans lequel il a placé un de ses jumeaux. Il a ensuite en vertu de l'application des lois de la Relativité, conjecturé qu'à son retour le jumeau voyageur serait plus jeune que son frère resté sur Terre. La différence d'age étant fonction de la vitesse et (ou) des accélérations qu' a subi le voyageur. Ces détails, vitesse ou accélération, ne sont pas l'objet de la question.

Mon idée était la suivante. L'humanité a trouvé le moyen de voyager à des vitesses proches de la lumière. Elle décide d'affréter un navire spatial avec à bord un millier de couples hommes et femmes, composés d'individus dotés de QI, et de diplômes prestigieux dans toutes les disciplines. L'idée est de faire faire à ces voyageurs une longue ballade durant plusieurs générations et d'occuper leur emploi du temps à la recherche pure et dure et à l'éducation des enfants qui naîtraient pendant le voyage. L'espoir est qu'à leur retour, le savoir qu'ils auront accumulé et sauvegardé pourrait faire gagner quelques milliers d'années à l' espèce humaine.

Mais je me suis heurté à un problème. Le ralentissement du temps à l'intérieur du vaisseau, prévu par Einstein, ne se traduirait-il pas aussi par un ralentissement des fonctions vitales ? Ainsi, le pouls, le rythme respiratoire, les influx nerveux et les échanges électriques et chimiques à l'intérieur du cerveau ne seraient-ils pas ralentis eux aussi, ce qui contribuerait à rendre l' efficience des voyageurs au mieux, égale à celle des humains restés sur Terre ?

Qu'en pensez-vous ?

Oui, sur le principe ton idée marche, aucun problème fondamental.

Il y a 2 heures, Répy a dit :

Je pense que si le temps ralentit, toutes les fonctions biologique qui dépendent du temps ralentissent aussi. Donc tes conclusions sur le cumul des savoirs au long du voyage sont purement spéculatives. Cependant je ne suis pas expert en la matière !

Répy, bah c’est quoi ca? Normalement tu assure plus en sciences!

le temps s’écoulera avec le rapport de 1/sqrt(1-v2/c2) entre les 2, et non les “fonctions biologiques” ne seront pas ralenties, quelle idée! 

Il y a 2 heures, Répy a dit :

Je pense que si le temps ralentit, toutes les fonctions biologique qui dépendent du temps ralentissent aussi. Donc tes conclusions sur le cumul des savoirs au long du voyage sont purement spéculatives. Cependant je ne suis pas expert en la matière !

Comme quoi, on se rencontre parfois... Mais cela devrait tout de poser poser un nouveau problème : si l'on était (on peut rêver) à 99.9999999999 % de la limite c doit-on en conclure que l'on mourrait tout simplement même si l'accélération qui nous a amenée à cette vitesse a été très faible en intensité. Au mieux on pourrait penser que nous serions réduits à l'état de zombies.

il y a 3 minutes, SpookyTheFirst a dit :

 

Oui, sur le principe ton idée marche, aucun problème fondamental.

Répy, bah c’est quoi ca? Normalement tu assure plus en sciences!

le temps s’écoulera avec le rapport de 1/sqrt(1-v2/c2) entre les 2, et non les “fonctions biologiques” ne seront pas ralenties, quelle idée! 

et pourquoi les fonctions biologique qui mettent en oeuvre des vitesses de réaction et donc des vitesses de déplacements d'atomes et molécules ne seraient pas modifiées ?

La biologie c'est de la chimie. Les réactions chimiques font intervenir des déplacements. Ceux-ci prennent un certain temps et le temps n'est pas celui de la planète de départ....

il y a 3 minutes, SpookyTheFirst a dit :

Répy, bah c’est quoi ca? Normalement tu assure plus en sciences!

 

Personnellement, je pense comme Répy que nos fonctions biologiques, qui ne l'oublions pas sont liées au temps, seraient tellement ralenties qu'au mieux nous ne pourrions même pas penser à un rythme raisonnable .

Il y a 4 heures, dede 2b a dit :

Il y a 4 heures, azad2B a dit :

Salut GG, tu as vu Odyssée 2001 ? Tu as la réponse!

Salut, mon pote ! Oui, j'ai vu. Mais dans ce film ce genre de question n'est pas posée. Et par ailleurs, j'extrapole beaucoup et je n'oublie pas que Langevin ne décrivait qu'une expérience de pensée. Et qu'il n'aurait pas apprécié notre tentative d'en déduire une vraie expérience.

Il y a 4 heures, azad2B a dit :

Le ralentissement du temps à l'intérieur du vaisseau, prévu par Einstein, ne se traduirait-il pas aussi par un ralentissement des fonctions vitales ?

Selon mon expérience de pensée, ce n’est pas le temps qui ralenti mais l’inertie dans les réactions physicochimiques qui augmente (cela est du et est fonction de la vitesse de déplacement des corps) et qui exigent donc plus de temps pour se dérouler …

L’ignare vous salut !

il y a 27 minutes, azad2B a dit :

Personnellement, je pense comme Répy que nos fonctions biologiques, qui ne l'oublions pas sont liées au temps, seraient tellement ralenties qu'au mieux nous ne pourrions même pas penser à un rythme raisonnable .

Bien sûr que si!

Le temps s'écoule normalement pour toi; quelle que soit ta vitesse. Il s'écoulera simplement plus vite, ou plus lentement, pour les autres.

il y a 59 minutes, azad2B a dit :

Personnellement, je pense comme Répy que nos fonctions biologiques, qui ne l'oublions pas sont liées au temps, seraient tellement ralenties qu'au mieux nous ne pourrions même pas penser à un rythme raisonnable .

Ce que tu pense compte peu, car je détiens la vérité… naaaan j’déconne, mais quand même, tu te trompe totalement. Je ne sais pas comment argumenter plus, c’est évident quand tu comprends la physique sous-jacente, voire la biologie (car un potentiel d’action se progage toujours à la même vitesse relative, quelque soit la vitesse de déplacment du cerveau).

Peut-être en postant sur Futura Sciences, tu auras des réponses plus pédagogues que les miennes…

il y a 32 minutes, Atipique a dit :

Bien sûr que si!

Le temps s'écoule normalement pour toi; quelle que soit ta vitesse. Il s'écoulera simplement plus vite, ou plus lentement, pour les autres.

Bien évidemment….

Dire que les fonctions vitales de l’individu  ralentiront c’est aussi penser que l’horloge attenante ralentit aussi, c’est à dire que son rythme ralentit. Mais non le rythme de l’horloge ne ralentit ni les fonctions vitales. 
Je cite Pierre Spagnou, un ingénieur spécialiste de la relativité : le rythme des horloges ( et donc des fonctions vitales de l’individu associé à l’horloge) n’est pas altéré par son mouvement. «  ce ne sont pas les horloges qui se dérèglent mais les longueurs temporelles qui ne se conservent pas lors de nos déplacements » On peut enfin, pour une fois, lire wiki sur le paradoxe des jumeaux qui conclut que l’écrasante majorité des spécialistes conclut que le jumeau revenant sera effectivement plus jeune. 
 

Il y a 5 heures, azad2B a dit :

Qu'en pensez-vous ?

Tel que je comprends la relativité dans une telle hypothèse il n'y a pas de temps qui ralenti ou qui accélère, seulement des temps propres qui se désynchronisent.

Le problème de conceptualisation vient de ce que nous avons intuitivement une compréhension Newtonienne de l'espace-temps: un espace-temps absolu, une scène dans laquelle les événements se déroulent sans que ceux-ci n'influent sur celle-là. Or la relativité montre qu'il n'en est rien, chaque objet possède son temps propre et la simultanéité absolue n'existe tout simplement pas. Notre expérience commune ne nous confrontant pas à des vitesses relativistes, et donc à des désynchronisations temporelles, nous constatons la simultanéité alors notre esprit procède par induction en faisant une inférence probable et pourtant fausse: celle de la simultanéité absolue.

Le temps propre des voyageurs ne serait nullement affecté, il n'y aurait donc aucun ralentissement d'une quelconque fonction vitale.

De plus la relativité accordant la même légitimité à tous les observateurs, rien ne permettrait d'accorder plus de crédit à l'observateur terrien qui affirmerait que ce sont les voyageurs spatiaux qui ont ralenti qu'à l'observateur en mouvement qui dirait que ce sont les terriens qui ont accéléré.

@Atipiqueet @SpookyTheFirstvous me troublez, tous les deux, car j'approuve vos arguments et pourtant quelque chose me chiffonne. A vous lire, on pourrait penser que c'est parce que les voyageurs ont été accélérés suffisamment longtemps qu'ils vieillissent moins vite et surtout que c'est parce que nos voyageurs décident de revenir sur Terre c'est à dire qu'ils se soumettent à une nouvelle période d'accélération. Donc qu'ils changent de repère. Mais c'est plus subtil, je crois

Nouvelle expérience. Il existe à une grande distance de la Terre (en vert) deux astres rouges super massifs, énormes. Entre les deux traits verticaux : quelques milliers d'années lumière. La courbe (pas très folichonne n'est pas "courbe" c'est une géodésique de l'espace c'est à dire une droite " de moindre effort" comme les aiment la Nature. Ce sont nos trous rouges qui donnent cette géométrie à l'espace. Nos voyageurs sont lancés sur cette trajectoire qu'ils se contentent de suivre sans avoir besoin d'utiliser leurs moteurs ou gouvernes. Il font le tour des trous noirs ce qui les accélère et grâce à leur vitesse acquise s'échappent des trous et reviennent vers la Terre en s'aidant de leur moteur. Cette fois, ils n'ont pas changé de référentiel.

@épixèset @satinvelours salutations à vous deux. Bien que à l'instar des autres intervenants vous me gâtez un peu la sauce avec vos remarques par trop judicieuses

il y a une heure, satinvelours a dit :

On peut enfin, pour une fois, lire wiki sur le paradoxe des jumeaux qui conclut que l’écrasante majorité des spécialistes conclut que le jumeau revenant sera effectivement plus jeune. 

Mais si les processus biologiques ne sont pas altérés, alors, il n'y aura pas de jaloux chez nos jumeaux : ils seront simplement confrontés à une dé-synchronisation de leurs horloges.

il y a 52 minutes, épixès a dit :

De plus la relativité accordant la même légitimité à tous les observateurs, rien ne permettrait d'accorder plus de crédit à l'observateur terrien qui affirmerait que ce sont les voyageurs spatiaux qui ont ralenti qu'à l'observateur en mouvement qui dirait que ce sont les terriens qui ont accéléré.

Ce qui exclut une quelconque inférence due à l'accélération.

Il y a 13 heures, azad2B a dit :

ne se traduirait-il pas aussi par un ralentissement des fonctions vitales ? Ainsi, le pouls, le rythme respiratoire, les influx nerveux et les échanges électriques et chimiques à l'intérieur du cerveau ne seraient-ils pas ralentis eux aussi, ce qui contribuerait à rendre l' efficience des voyageurs au mieux, égale à celle des humains restés sur terre

Non, pour les gens dans le vaisseau, le rythme de la vie ne change pas, il n'y a rien d'anormal pour eux et ce n'est que pour ceux restés sur terre qu'ils vieillissent moins vite ( et vice versa ).

Il y a 11 heures, azad2B a dit :

@Atipiqueet @SpookyTheFirstvous me troublez, tous les deux, car j'approuve vos arguments et pourtant quelque chose me chiffonne. A vous lire, on pourrait penser que c'est parce que les voyageurs ont été accélérés suffisamment longtemps qu'ils vieillissent moins vite et surtout que c'est parce que nos voyageurs décident de revenir sur Terre c'est à dire qu'ils se soumettent à une nouvelle période d'accélération. Donc qu'ils changent de repère. Mais c'est plus subtil, je crois

Nouvelle expérience. Il existe à une grande distance de la Terre (en vert) deux astres rouges super massifs, énormes. Entre les deux traits verticaux : quelques milliers d'années lumière. La courbe (pas très folichonne n'est pas "courbe" c'est une géodésique de l'espace c'est à dire une droite " de moindre effort" comme les aiment la Nature. Ce sont nos trous rouges qui donnent cette géométrie à l'espace. Nos voyageurs sont lancés sur cette trajectoire qu'ils se contentent de suivre sans avoir besoin d'utiliser leurs moteurs ou gouvernes. Il font le tour des trous noirs ce qui les accélère et grâce à leur vitesse acquise s'échappent des trous et reviennent vers la Terre en s'aidant de leur moteur. Cette fois, ils n'ont pas changé de référentiel.

 

Maintenant c’est toi qui me trouble:)

tu passe d’une question basique (relativite restreinte et transformées de Lorentz, je crois que j’ai appris ca pour le Bac S), avec une réponse triviale (non la biologie ne ralentie pas!) à deux autres questions de plus en plus balezes:

1. Oui, à ma connaissance, et sous toute réserve c’est bien la différence d’accélérations des jumeaux importe en effet.

2. Là c’est la relativité générale, je n’ai jamais maîtrisé l’algèbre tensorielle et je passe mon tour….

Cette affaire des jumeaux de Langevin me ramène à mon scepticisme lorsque ma fille m’a parlé de cette affaire. Elle était alors en troisième année, licence de physique. J’ai retrouvé son livre de physique et je lis : «  si l’un des frères jumeaux est envoyé dans l’espace à bord d’un astronef très rapide tandis que l’autre reste sur terre, alors à son retour l’astronaute aura moins vieilli que son frère. Ce phénomène est surprenant mais INDISCUTABLE » [ Relativité restreinte, licence 3, Claude Semay, éditions Dunod, page 57]. Je ne voulais pas la croire, ni croire le livre, ni croire les auteurs du livre…

Dans le livre il y a ensuite des explications mathématiques un peu rébarbatives puis une conclusion plus littéraire, plus accessible : « l’horloge qui a effectué le voyage aller retour mesure une DURÉE inférieure à celle mesurée par l’horloge au repos. L’élément essentiel de la démonstration est que l’horloge qui accomplit le voyage aller retour change de référentiel d’inertie en cours de route. Elle subit une accélération. Ce n’est cependant pas l’accélération qui cause directement le décalage temporel des deux horloges mais c’est leur vitesse relative »

En fait ce que j’ai surtout retenu de ce cours c’est moins les démonstrations mathématiques ( trop rébarbatives et de toute façon je fais confiance aux mathématiciens, je ne pense pas qu’ils s’amusent à mentir) que cette révélation pour moi : les DURÉES sont relatives.

Le mot « durée » évite de se focaliser sur les horloges ou les rythmes de vie des jumeaux. Quand on se focalise là dessus on s’embourbe. 
 

Il faut prendre de la hauteur, et penser : les DURÉES peuvent être relatives ( sous certaines conditions). Autrement dit : la DURÉE de vie d’un jumeau n’est pas la même que celle de l’autre, quand ils se retrouvent in fine en un même point.

C’est cela qu’en définitive beaucoup ne parviennent pas accepter, dont @azad2Bou @Répy. Ils font partie d’une génération baignée dans l’idée du temps absolu. Passer de l’idée d’un temps absolu à l’idée de temps relatifs est possible pour les jeunes générations mais difficile pour les anciens.

Cela dit cette conclusion de la relativité : il n’existe pas de temps absolu est phénoménale. Et nous avons sans cesse cette inclination à repartir vers le temps absolu. Cela me fait penser à certains dessins. On a beau savoir que certaines lignes sont parallèles, quand elles sont hachées par certaines autres lignes nous les voyons non parallèles. C’est pour le coup que l’on peut dire que le cerveau a des automatismes emmerdants. Ce sont ces automatismes qui posent problème à nos anciens tels Azad ou Répy. 

Mais, entendons nous bien. Les deux Relativités ont fait leurs preuves, et en fait le véritable problème tourne autour de cette saloperie qu'on appelle le Temps et donc on n'est pas même foutu de parler avec des mots n'étant pas eux-même pollués par elle. J'avais en tête l'idée très simpliste suivante. Une bande d'individus sacréments intelligents s'unissent et passe leur temps (tiens, le revoilà, celui-là) à faire progresser la connaissance en restant dans un environnement intemporel. Imaginez, Galilée, Newton, Einstein, Planck, Lorentz et leurs descendants, ayant l'éternité devant-eux et oeuvrants pour accroître le savoir, pur et dur tout simplement. Ce genre d'idée, bien évidemment ne serait pas facilement supportable par les tenants du traditionalisme opposés depuis toujours à toute explication rationnelle du Monde. Alors, en abordant la phase "anti thèse" de mon idée, j'ai cherché un moyen d' empêcher qu' elle puisse devenir réalité. Et le seul moyen que j'ai trouvé - et qu'auraient également trouvé les empêcheurs de s'instruire en rond - était de rendre l'idée impossible en faisant apparaître que le rythme de leur production intellectuelle ne serait pas supérieur  à celui que peuvent soutenir ceux qui sont restés sur Terre. Une sorte de revanche de dieu, en quelque sorte lequel étant par définition omniscient aurait bien entendu pensé à tout.

 @satinvelours pendant que j'écrivais, j'ai lu ta longue réponse, à laquelle je ne souscrit pas, bien entendu. Laissez croire que les  jeunes auraient la faculté innée de pouvoir assimiler des concepts qui seraient à toujours inaccessibles aux vieux c'est mettre en évidence le signe flagrant de cette pathologie inguérissable et chronique qui s'est constamment manifesté dans toutes tes nombreuses autres vies. Je te croyais guéri ... ce n'était que rémission. Regardes-les, écoutes-les, ces jeunes génies qui selon toi sont l' avenir de l' humanité. Tu vas déchanter quand tes yeux vont se dessiller. Et peut-être comprendre qu'ils ne sont, les pauvres, que le fruit attendu par ceux-là qui font notre monde.