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Dilatation du temps Comment ça marche ? Un exemple serait également utile. Explique comme si j'avais cinq ans.
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En règle générale, la dilatation du temps signifie que des horloges qui bougent différemment ou qui se trouvent à des endroits différents ne fonctionneront pas nécessairement au même rythme. Puisque nous allons parler ici de paires d'horloges, allons-y et imaginons-en une. Dans notre imagination, ces horloges sont * idéales. * Ils fonctionnent simplement par magie, si vous le souhaitez. Ils n'ont pas de pièces mobiles , ils ne peuvent pas se détériorer , ils ne fonctionnent jamais mal , peu importe . Ce sont de parfaits compteurs de temps qui affichent une impulsion toutes les secondes , sans exception , quoi qu'il arrive . Afin d'avoir quelque chose pour les appeler, nous les appellerons Horloge A et Horloge B. Si l'Horloge A se déplace par rapport à l'Horloge B, alors l'Horloge A tournera plus lentement que l'Horloge B. Combien plus lentement est fonction de la vitesse à laquelle l'horloge A se déplace par rapport à l'horloge B. Ce n'est pas une relation linéaire, cependant. À des vitesses « normales » — les vitesses auxquelles les êtres humains se déplacent — la différence est si petite qu'elle est vraiment difficile à mesurer. Mais à des vitesses incroyablement élevées, la différence est significative. Si l'Horloge A se déplaçait à environ 86% de la vitesse de la lumière par rapport à l'Horloge B, alors l'Horloge B ferait tic tac deux fois pour chaque tic de l'Horloge A. Si vous êtes intelligent, vous avez déjà remarqué quelque chose de bizarre. Si l'Horloge A se déplace par rapport à l'Horloge B, l'Horloge A ralentit… mais si l'Horloge A se déplace par rapport à l'Horloge B, alors l'Horloge B se déplace * également * par rapport à l'Horloge A… et cela signifie que l'Horloge B doit ralentir ! Comment deux horloges peuvent-elles tourner plus lentement l'une que l'autre ? La réponse est qu'ils le font. Si vous faites les calculs, tout devient clair, mais l'essentiel est que pour comparer le temps qui s'est écoulé sur les deux horloges, vous devez les réunir afin de pouvoir les regarder toutes les deux. Cela impliquera * d'accélérer * au moins une des deux horloges. Si vous considérez que l'horloge A est l'horloge stationnaire et dites que l'horloge B passe en flèche à 86 % de la vitesse de la lumière, afin de les comparer, vous devez amener l'horloge B au repos par rapport à l'horloge A. Cela brise la symétrie de la situation, et signifiera que l'horloge A a fini par mesurer plus de temps écoulé que l'horloge B. Encore une fois, expliquer cela * en détail * nécessite des mathématiques, mais ce sont les idées de base. L'autre type de dilatation du temps est gravitationnel. Plus une horloge « sent » la gravité, plus elle tourne lentement. Ainsi, une horloge qui est au sous-sol fera tic tac plus lentement qu'une horloge qui est sur le toit. Encore une fois, la différence aux altitudes auxquelles les humains vivent est si petite qu'elle est vraiment difficile à mesurer — pas impossible ; cela a été testé avec des horloges très précises. Mais c'est si léger que vous ne le remarquerez jamais lorsque vous montez et descendez dans les ascenseurs. Il s'avère que ces deux effets sont très étroitement liés. Rappelez-vous que j'ai dit qu'il fallait accélérer l'horloge B pour la rapprocher de l'horloge A et les comparer, et que cette accélération brise la symétrie ? C'est exactement le même effet que la dilatation gravitationnelle du temps. Vous voyez , la dilatation gravitationnelle du temps n'est pas vraiment une question de * gravité * autant que de * ne pas tomber . * Si vous êtes dans un champ gravitationnel, pour * ne pas tomber * vous devez * accélérer vers le haut. * Lorsque vous vous tenez debout sur un plongeoir, c'est l'accélération vers le haut de la planche qui pousse contre vous qui vous empêche de tomber. Si la planche casse, cette accélération vers le haut disparaît et vous tombez. C'est l'accélération vers le haut impliquée dans le fait de ne pas tomber qui provoque la dilatation gravitationnelle du temps, de la même manière qu'accélérer l'une des deux horloges se déplaçant différemment pour les rapprocher rompt la symétrie et fait qu'une horloge a mesuré plus de temps écoulé que l'autre. Voici votre exemple : Les satellites GPS ont des horloges sur eux. Ces horloges envoient l'équivalent radio d'un tick normal. Votre téléphone ou quoi que ce soit calcule sa position en écoutant les ticks de plusieurs satellites et en comparant le temps entre eux. Ainsi, le temps — la régularité des tic-tac d'une horloge — est un élément vital du GPS. Les satellites GPS sont en hauteur, en orbite terrestre. Cela signifie que leurs horloges tournent plus vite que les horloges au niveau de la mer. Mais les satellites GPS se déplacent également assez rapidement, ce qui signifie que leurs horloges tournent plus lentement que les horloges au niveau de la mer. Ces deux effets ne s'annulent pas tout à fait. Le tic-tac plus rapide causé par l'altitude a un effet plus important que le tic-tac plus lent causé par le mouvement relatif, donc le résultat net est que les horloges GPS gagnent environ 38 microsecondes chaque jour par rapport aux horloges stationnaires au niveau de la mer. (L'altitude fait gagner à l'horloge 45 microsecondes par jour, mais la vitesse fait perdre à l'horloge 7 microsecondes par jour, donc la différence nette est un gain de 38 microsecondes par jour.)