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Sommaire

 

LA DILATATION DES DISTANCES ET DU TEMPS

 

FICHE 11

 

On a l'habitude de dire que, en vertu de l'expansion de l'Univers, les galaxies s'éloignent les unes des autres à des vitesses proportionnelles aux distances qui les séparent. Cette façon de s'exprimer élude le fait qu'il s'agit d'une observation mettant en jeu la vitesse de la lumière qui va d'une galaxie à l'autre. La figure ci-dessous fait voir les choses différemment.

Les cercles sont équidistants de 1. Ils figurent le déroulement du temps.

 

Au temps t4, la galaxie A voit la galaxie B alors qu'elle était au temps t3, à une distance racine de 4 π carré plus 1, proche de 2π. Elle voit la galaxie C alors qu'elle était au temps t2, à une distance double, proche de 4π (voir aux fiches 3 et 4 pourquoi nous disons "proches").

Au temps t3, les rapports avec t4, pour les distances et le temps, sont égaux à 3/4. La galaxie A voyait la galaxie B au temps ¾ de t3, soit t 2,25. et la galaxie C au temps t 1,5.

 

 

La durée A'A est de 1, la durée B'B de 0,75, la durée C'C de 0,5.

La distance AB est de 2π, la distance BC de 2π, la distance AC de 4π.

Les distances égales A'B' et B'C' sont de ¾ de 2π, soit 3/2 de π; la distance A'C' de 3π.

Pendant la durée de temps A'A, la galaxie A, dans sa vue de B et de de C, observe une dilatation du temps et une dilatation des distances.

B s'éloigne de A à une certaine vitesse, et C s'éloigne de A à une vitesse double.

En apparence, pour un observateur A, ce point A est immobile, et B s'éloigne à la vitesse de racine de (4π2 plus1) par unité de temps, C s'éloigne à une vitesse double, E à une vitesse triple. Mais ceci doit être vu différemment : c'est A qui s'éloigne de E.

 

Revoyons notre dessin de la fiche 7

Notre dessin nous dit : L'événement qui, sur la galaxie C, a duré de l'âge 6,6 à l'âge 10 (soit une durée de 3,4 Gal), est vu en A pendant une durée qui va de 10 à 15 (soit 5 Gal)

L'expansion allonge la durée de l'observation d'un phénomène, il est vu pendant plus de temps qu'il n'a duré en réalité. Comment ne pas penser à l'allongement constaté de la longueur d'onde ? S'agit-il là de l'effet Doppler ?

 

 

 

 

 

Sur le dessin ci-contre, on observe l'accroissement de la durée d'un événement, suivant son ancienneté.

Il semble que la durée d'un phénomène survenu dans la direction de l'antipode, de B' vers B (il y a 6 milliards d'années) ait doublé lorsqu'il est observé aujourd'hui de A' en A..

 

 

Science et Vie, mars 2004.

Relativité restreinte d'Einstein : le temps est lié au mouvement. Tout corps en mouvement a son temps propre, qui s'écoule différemment de celui de l'horloge immobile.

Relativité générale : le temps est relié à la matière, par la gravitation.

 

Mouvement : plus vite, plus de retard. L'expansion entraîne un retard de l'horloge. Ce qui dure une seconde à une époque à un endroit durera deux seconde vu plus tard, ailleurs.

Densité de matière : Plus loin de la masse, le temps passe plus vite