Comprendre la relativité du temps
Albert Einstein a découvert que le temps possède cette propriété étonnante : il est relatif.
Qu’est-ce que cela signifie ?
Voici un premier exemple, qui permettra de mieux comprendre :
Imaginez des jumeaux. L’un reste sur Terre, l’autre monte dans une fusée, mais une fusée très particulière : elle est capable de voyager à la vitesse de la lumière, c’est-à-dire 300 000 kilomètres par seconde.
La fusée s’envole et voyage à cette vitesse durant 20 ans. 20 ans après, notre jumeau-cosmonaute revient sur Terre. Que constate-t-il : 2000 ans se sont écoulés sur la Terre !
La relativité du temps, c’est cela : le temps ne s’écoule pas partout de la même manière.
Voici un deuxième exemple, qui cette fois, ne fait pas appel à l’imagination.
En 1971, deux scientifiques, Hafele et Keating, ont embarqué à bord de deux avions de ligne deux horloges atomiques parfaitement synchronisées.
Ces avions firent deux fois le tour du monde, mais l’un partit vers l’Est, et l’autre vers l’Ouest.
A l’arrivée, les horloges présentaient le décalage temporel prévu par la théorie de la relativité du temps d’Einstein.
Comment ce phénomène est-il possible ?
L’expérience a été poursuivie et approfondie en 1972.
Deux horloges atomiques ont été parfaitement synchronisées, au milliardième de seconde.
Une horloge est restée sur Terre. L’autre a été embarquée à bord d’un avion.
Dans un premier cas, l’avion décolle, tourne à une vitesse déterminée et constante dans le sens de rotation de la Terre puis atterrit.
Ensuite, dans un second cas, la même procédure est utilisée : l’avion décolle, tourne à la même vitesse que dans le premier cas, mais dans le sens opposé à celui de la rotation de la terre, puis il atterrit.
Dans le premier cas, l’avion bénéficie de l’accélération du mouvement de la Terre, dans le deuxième, son accélération est contrariée par le sens opposé de la rotation de la Terre.
Donc, pour atteindre la même vitesse, celle imposée dans l’expérience, les deux avions auront une accélération différente.
Cette différence d’accélération a été mesurée.
Après expérience, on a constaté que
Dans le premier cas :
- Il y avait une différence de 273 milliardièmes de seconde entre l’horloge atomique installée à bord de l’avion, et celle restée sur Terre.
Dans le deuxième cas :
- Il y avait une différence de 3 milliardième de seconde entre l’horloge restée sur Terre et celle qui se trouvait à bord.
On a pu prouver que, lorsqu’on subit une accélération, le temps s’écoule moins vite.
Evidemment, ces mesures sont minimes. Mais il faut appréhender cette réalité à de plus hautes échelles de vitesse.
Aujourd’hui, nous savons qu’un astronaute qui part sur la station spatiale internationale subit une différence de temps de l’ordre de la seconde.
Nous savons aussi que les satellites GPS, qui tournent plus vite que la vitesse de rotation de la Terre, doivent sans cesse être remis à l’heure terrestre, car un décalage temporel existe bel et bien. S’ils n’étaient pas remis très régulièrement à l’heure, l’heure qu’ils envoient au GPS de votre voiture ne serait pas exactement la même que celle de votre montre : le temps sur Terre s’écoule plus vite que le temps dans le satellite en orbite.
DONC, en fonction de l’accélération, le temps se dilate ou se contracte.
Si nous prenons trois planètes dont les vitesses de rotation sont différentes, le temps s’écoulera différemment sur ces trois planètes.
