Aujourd'hui, je vous explique que le temps n'est pas absolu


Le temps n'est pas absolu, ça veut dire qu'il ne s'écoule pas à la même vitesse suivant à quel endroit on se trouve.
Vous savez sans doute que la vitesse n'est pas absolue : Elle dépend d'un référentiel. Pour le temps, c'est exactement pareil. Suivant l'endroit où on se place, le temps s'écoule plus ou moins vite.


On a découvert ça en mesurant la vitesse de la lumière provenant d'étoiles différentes, en prenant en compte le mouvement de la Terre dans l'espace.
Normalement, on pourrait penser que quand on mesure la vitesse de la lumière qui provient d'une étoile vers laquelle on se déplace, cette vitesse devrait apparaitre plus élevée que la normale (puisqu'on se rapproche de l'étoile). Au contraire, la lumière provenant d'une étoile située derrière notre mouvement devrait apparaitre plus lente (puisqu'on s'en éloigne). Pourtant, en faisant diverses mesures très précises, on a découvert que dans les deux cas, la vitesse de la lumière était toujours EXACTEMENT la même.
Pour avoir un exemple concret, si on est dans une voiture qui roule à 10km/h et qu'on croise une voiture qui roule à 10kmh en sens inverse, l'autre voiture paraîtra se déplacer à 20km/h. De même, si on roule à 10km/h et qu'une voiture nous double à 15km/h, elle paraitra se déplacer à 5km/h. Bref, la vitesse d'un objet dépend du référentiel dans lequel on se place.

Mais pour la lumière, quel que soit le référentiel qu'on prend, la vitesse de la lumière est toujours STRICTEMENT la même ! Et c'est sur ce phénomène que se base la théorie de la relativité générale d'Einstein : Le temps n'est pas absolu.

On va considérer que deux direction : la droite et la gauche.
Si une personne A se déplace à 150 000 km/s vers la droite ; Une autre personne B est fixe, et un rayon de lumière est envoyé (vitesse de la lumière = 300 000 km/s) vers la droite lui-aussi.
Du point de vue de la personne B (fixe), la lumière se déplace à 300 000 km/s.
Et du point de vue de la personne A (qui se déplace), la vitesse apparente du rayon de lumière devrait être de 150 000 km/s. EH BIEN NON ! Si il mesurait la vitesse de la lumière depuis son point de vue, elle se déplacerait aussi à 300 000 km/s !
Pourquoi ?

Eh bien si la scène dure 1 seconde depuis le point de vue de la personne B, la lumière aura donc parcouru 300 000 km, et la personne A aura parcouru 150 000 km.
La lumière s'est donc déplacée de 150 000 km par rapport à A. Mais du point de vue de la personne A, la lumière se déplace aussi à 300 000 km/s. De son point de vu, la lumière parcourt 150 000 km à 300 000 km/s : Il s'est donc écoulé une demi seconde ! Dans ces conditions, 1 seconde chez la personne B (statique) équivaut à 0.5 seconde chez la personne A (qui se déplace). On peut faire le même calcul avec des vitesses différentes, et on se rend compte que plus la personne A se déplace vite, et moins le temps s'écoule vite de son point de vue. Et si elle atteint une vitesse très proche de celle de la lumière, alors le temps s'arrête presque complètement. Et si il la dépassait, le temps commencerait à s'écouler à l'envers.
Mais la vitesse de la lumière est impossible à atteindre pour un objet ayant une masse (* Je vais expliquer pourquoi à la fin). On peut donc ralentir le temps autours de nous de plus en plus, mais pas jusqu'à ce qu'il s'arrête ou jusqu'à ce qu'on se mette à retourner dans le temps.


Maintenant, comment Einstein a-t-il interprété ça ?
Il a modélisé l'espace et le temps par une sorte de "tissus" déformable, appelé espace-temps, et qui constitue l'univers. L'espace-temps est en 4 dimensions, et on ne peut donc pas se le représenter dans la tête. Mais on le représente souvent en 2 dimensions, une d'espace et une de temps. Tout objet ayant une masse déforme l'espace-temps, comme si on posait une sphère sur un lit : Ça crée un creux sur le drap, ça le déforme. Plus la masse d'un objet est grande, plus celui-ci déforme l'espace-temps. Lorsque l'espace-temps est déformé, le temps ralentit.
De plus, plus on se déplace vite, plus notre masse est grande. Donc, plus on se déplace vite, plus on déforme l'espace-temps, et plus le temps ralentit.


*Pour ce qui est de la vitesse de la lumière qui est une vitesse limite, c'est très simple de s'en rendre compte. Bien sur, ce que je vais dire n'est pas une démonstration, j'utilise des formules qu'il faut accepter sans démonstration, ça fait appel à des connaissances que je n'ai pas et que je ne pense pas que vous ayez non plus ^^.
Tout le monde connait la formule E = mc².
L'énergie est égale à la masse d'un objet multipliée par le carré de la célérité (célérité = vitesse de la lumière dans le vide). Mais cette formule n'est valable que pour des objets qui ne sont pas en mouvement.
Il y a une autre formule qui prend en compte la vitesse à laquelle se déplace l'objet :

E = mc²/V(1-v²/c²)
(Le symbole V représente la racine carrée).
"v" est la vitesse de l'objet, "c" est la célérité.
ici, on voit bien que plus la variable "v" se rapproche de "c", plus le quotient v²/c² se rapproche de 1. La valeur V(1-v²/c²) se rapproche alors de 0. Plus on divise par un nombre positif et proche de 0, plus on a affaire à un résultat grand.
Donc ici, plus l'objet se rapproche de la vitesse de la lumière, plus son énergie est grande. Pour le faire se déplacer à telle vitesse, il faut lui FOURNIR l'énergie correspondante. Pour accélérer un objet jusqu'à ce qu'il atteigne la vitesse de la lumière, il faudrait donc lui fournir une énergie infinie, ce qui est impossible. Il est donc impossible qu'un objet ayant une masse atteigne la vitesse de la lumière.