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Pourquoi les longueurs rétrécissent-elles si les durées s'allongent ?

Pour visualiser la dilatation des durées avec la vitesse,
on peut tracer une échelle sur l'axe temporel
et étudier sa transformation de Lorentz.

On marque l'axe ict0 d'un référentiel R0 avec les points
(0,0), (0, 10), (0,20)...

Pour β=-55 %, γ vaut 1.2 et donc
- O(0,0) devient O'(0,0) !
- A(0,10) devient A'(7,12),
- B(0,20) devient B'(14,24)...

Le référentiel propre
Dans le nouveau référentiel, les axes ict0 et x0
se sont repliés autour de la droite de pente 1
(la trajectoire de la lumière).

 

On voit aussi que l'échelle des temps s'est dilatée :
au point A de temps propre 10 correspond
un temps 12 dans le nouveau référentiel.

Bisoux langoureux 
Prenons une action qui se déroule de l'origine
jusqu'au point A dans le référentiel propre :
deux amoureux qui s'embrassent pendant 10 secondes.
Cette action se déroulera de l'origine jusqu'au point A'
et durera donc 12 secondes dans l'autre référentiel.

Dans ce nouveau référentiel, nos amoureux ont donc
gagné 2 secondes de baiser ! Çà ne veut pas dire qu'ils
se sont embrassés plus, mais qu'ils se sont embrassés
plus lentement. Ce qui est encore mieux !

Un autre référentiel

Complexité géométrique 

Une bizzarerie : le segment OA' qui représente
10 secondes est plus long que le segment OA
qui en représente plus (12 secondes) !

C'est parce que l'axe des temps est complexe
et l'axe des distances ne l'est pas.
La célèble équation du triangle rectangle
OA'² = OA² + AA'²
devient ici OA² = OA'² + AA'².

Géométrie complexe

Et pourquoi pas une dilatation des longueurs ?

Pour visualiser la variation des longueurs avec la vitesse,
on peut utiliser une échelle comme avec l'axe temporel.

Le diagramme obtenu est symétrique par rapport à la diagonale.

On voit aussi que l'échelle des longueurs s'est dilatée :
au point X0 = 10 correspond X = 12 dans le nouveau référentiel.

Prenons un bâton de longueur 10 dans le référentiel propre :
il a une extrémité en XA0 = 0 et l'autre en XB0 = 10.
Dans l'autre référentiel, il a une extrémité en XA = 0 et l'autre en XB = 12.

Sa longueur s'est donc dilatée. CQFD.

Un autre référentiel

Un commentaire honnête

>La dilatation des durées
>La contraction des longueurs
>Le mélanges des instants
>La trajectoire dans l'espace-temps

 
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