Deux évènements simultanés le sont-ils pour tous?

Derrière ce titre accrocheur autant qu’amusant (sisi! … tout est relatif me direz-vous) se cache une question plus sioux qu’il n’y paraît.
A priori me direz-vous: « oui, si deux choses se passent en même temps, elles se passent en même temps qu’on s’appelle Jean, Jacques ou Fêtnat. »

Eh bien « que néni » vous répondrai-je, et en voici un exemple:
[note: ce qui suit relève de la physique relativiste. Je vais tenter de vulgariser, n’étant moi-même pas un expert, mais je ne voulais pas vous prendre en traître]
Vous avez peut-être déjà entendu dire que la vitesse de la lumière est constante, quel que soit son référentiel càd. que la lumière sortant des phares de votre voiture sur l’autoroute n’ira pas à la vitesse c + 130km/h mais à la vitesse c
(‘c‘ étant la lettre communément employée pour désigner justement la vitesse de la lumière)

Bien, a priori jusqu’ici.. c’est un peu étrange mais on peut vivre avec.. et surtout: quel est le lien avec des évènements simultanés?
J’y viens: effectuons donc la petite expérience suivante
(tirée du livre de vulgarisation L’univers élégant)
Jean est dans un train et Jacques sur le quai de la gare (facile la physique, hein?)
Au moment où le train passe en gare (disons qu’il roule de gauche à droite), Jean allume le plafonnier du wagon qui est situé pile (mais alors super pile poil) au milieu.

Sur le quai, Jacques voit donc des photos partir vers la droite et d’autres vers la gauche (il a une très bonne acuité visuelle) qui vont tous à la même vitesse. Mais comme le train se déplace de gauche à droite, le mur de gauche du wagon se rapproche des photos qui vont vers la gauche tandis que le mur de droite du wagon s’éloigne des photons qui vont vers la droite.
Résultat: les photons qui vont vers la gauche atteindront le mur un chouilla (on parle vraiment de mini chouilla là) avant les photons qui vont vers la droite.
Autrement dit, pour Jacques qui est sur le quai, les deux parois du wagon ne sont pas éclairées pile en même temps.

Vous avez peut-être déjà deviné la suite:
pour Jean qui est dans le wagon, la lampe étant pile au milieu, lorsqu’il l’allume les photons mettent le même temps à atteindre chacun des murs: pour lui l’éclairage de deux murs du wagon est donc simultané.

En conclusion, deux évènements qui sont simultanés pour une personne (ici: Jean) dans un référentiel ne le sont pas forcément pour une autre personne (Jacques) dans un autre référentiel.

 

Je ne vous promet pas que cette info vous permettra de convaincre un flic de ne pas vous mettre de prune sous prétexte que le feu n’était pas rouge pour vous au moment où vous êtes passé… mais admettez que c’est le genre de pensées qui nous font nous demander si nous connaissons si bien le monde qui nous entoure!!
La prochaine fois, je m’étendrai peut-être sur l’histoire de Fêtnat qui était sagement au wagon bar au lieu de jouer avec les interrupteurs.

 

Source: l’univers élégant (cité de mémoire) ainsi que mes reliquats de cours de physique

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11 commentaires

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  • Eh bien j’ai tenté hier d’éditer l’article et même après une bonne nuit de sommeil je n’y parviens pas, je n’ai pas de case sur le côté pour le sélectionner, pas de menu qui s’affiche lorsque je passe ma souris dessus et la seule option est, en bas, « afficher » :-/
    Si quelqu’un peut voler à mon secours, je ne dirai pas non 8)

  • Je comprend le concepte, et aussi le problème de similtanité, mais si un expert en relativité peut m’expliquer ceci :

    On dit que la lumière se déplace dans le vide toujours à la même vitesse, même si la source se déplace. Ok.

    Dans ce cas, comment peut-il y avoir un effet Doppler avec les « redshift » et « blueshift » dans les spectres d’émissions des galaxies que nous observons ?

    Je comprend parfaitement l’effet Doppler avec le son, mais dans ce cas, le son part de la source en mouvement à une vitesse différente de la source fixe.
    Avec une vitesse absolue de la lumière, c’est la vitesse C dans tous les cas, donc il ne peut pas y avoir de variation de longueur d’onde ?

    J’suis perdu…

  • Bonne question, je dirais que l’effet Doppler concerne la longueur d’onde et non la vitesse.
    En gros si l’on reste sur l’image corpusculaire, la couleur va dépendre du temps s’écoulant entre chaque émission de photon.
    Donc imagine qu’ils sont envoyés toutes les 1sec (plus simple à se représenter): ping! ping! ping!
    Sauf que si la source s’éloigne de toi le premier photon aura une distance D à parcourir, le deuxième D+x le troisième D+2x etc… résultat en les recevant tu auras l’impression que chaque photon (et non pas photo..) est séparé du suivant par une distance D+x et tu verras donc une couleur différente.
    (et vice versa si la source se rapproche)

  • Eh bien en fait, le principe de la simultanéité avec la vitesse de la lumière (célérité), c’est que l’on peut « voyager dans le temps ». En effet, si une source lumineuse, comme une étoile, émet de la lumière à une distance extrêmement grande, et qu’elle s’éteint, le temps que la lumière nous parvienne, nous la verrons toujours briller dans le ciel, comme si l’étoile était toujours en activité. Nous ne la verrons morte que lorsque les derniers photons nous serons parvenus. Cela pouvant prendre des milliers d’années. Cela nous permet de faire en quelques sorte un « voyage dans le temps », car nous voyons l’étoile comme elle était il y a plusieurs milliers d’années. Impressionnant …

  • De même que depuis la terre nous pouvons voir 2 étoiles s’éteindre simultanément alors qu’elles sont à des distances très différentes et donc « mortes  » à une époque différente. Alors que sur une autre planète la simultanéité n’aurait pas lieu pour un autre observateur.

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