L'heure des satellites doit être constamment corrigée

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LaBloye
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Les horloges des satellites sont corrigées par rapport à l'heure sur Terre. En effet, en vertu des lois de relativité restreinte et générale d'Einstein, un satellite va prendre de l'avance par rapport à l'heure sur Terre. Sans correction de leur horloge, en 24 heures seulement, les GPS indiqueraient une position erronée de plus de 10 kilomètres.

Le temps s'écoule plus lentement à grande vitesse (27 000 km/h pour le satellite) et plus vite lorsqu'il est soumis à une moins forte gravité (ce qui est le cas des satellites qui subissent une moins forte attraction gravitationnelle de la Terre que nous au sol). Il prend donc du retard d'un côté et de l'avance par rapport au temps qui s'écoule sur Terre. Les 2 ne se compensant pas exactement (ils prennent plus d'avance que de retard), on est obligé de synchroniser les horloges.


Tous les commentaires (102)

a écrit : La question du voyage dans le temps a été évoquée par un physicien français, Christophe Galfard (il a été l'élève de Stephen Hawking) vendredi 26 avril 2013 à 11h15 sur France inter. Je vous invite à écouter le podcast si vous voulez avoir un aperçu des possibilités de voyage dans le temps avec des applications simples et concrètes.

Pour revenir sur un comm posté, se rapprocher de la vitesse de la lumière permettrait en effet de "voyager dans le futur". Se rapprochant de cette vitesse, notre temps relatif se dilaterait et donc on vieillirait moins que les autres. Donc techniquement on serait dans le futur.

Mais d'ici à retourner dans le passé ensuite...

Édit : pour pas inquiéter Dzmz je met la bonne date ;^)
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Toi tu as reussi, a revenir dans le passé apparament ! 26/04/2014 ;) on y est pas encore nous l'ami !

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a écrit : Les liens en source donnent la réponse (tout repose sur la gravité : dans l'espace, tu est moins sujet à la pesanteur que sur la terre ferme). Regarde cette vidéo à partir de 1h10min59sec, ça répond de manière illustrée à ta question ;) :

www.youtube.com/watch?v=wRcERzuDajU

Il faut
aussi se dire que pour voyager à une certaine vitesse, il faut dépenser une certaine quantité d'énergie. Or pour Einstein on peut associer l'énergie et la masse (le fameux E=M.C² ), en augmentant l'énergie nécessaire pour augmenter la vitesse, on augmente parallèlement la masse de l'objet.
Si une personne se déplace dans un véhicule dans l'espace à une vitesse très élevée, la masse du véhicule va augmenter, et va creuser l'espace-temps (ce que l'on se représente comme une grille).
Or plus l'espace temps est creusé par un objet plus ou moins lourd, plus le temps s'écoulera "lentement" autour de cet objet par rapport à un autre endroit de l'espace temps qui ne serait pas creusé.
On cite souvent l'exemple des trous noirs : ils sont tellement massifs qu'ils "creusent" très profondément l'espace-temps, et on prétend que le temps est comme immobile au sein d'un trou noir.
Mais à une plus proche échelle, les planètes creusent l'espace-temps, et plus on se rapproche du centre de la Terre, plus le temps s'écoule "lentement". Inversement, plus on s'éloigne du centre de la Terre, plus le temps s'écoule "rapidement".

Il est tout aussi important de dire que plus un objet est lourd, plus il faut d'énergie pour augmenter sa vitesse (sans prendre en compte les forces de frottement, en utilisant la même force de bras pour lancer une balle de basket et une balle de bowling de même taille, la balle de basket, plus légère, se déplacera plus vite une fois lancée), et il faudrait théoriquement dépenser une énergie infinie pour atteindre les 300.000 km/s, ce qui est impossible.
Le photon qui est la particule la plus légère qui existe (il est admis qu'elle n'a pas de masse, ou alors que celle-ci est tellement faible qu'elle est indétectable), est capable d'atteindre cette vitesse de 300.000 km/s sans fournir une immense quantité d'énergie.
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Apparemment le lien est caduc. Aurais-tu le titre de la vidéo ou un mot-clé à nous donner ? Merci ...

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Si on se coince les doigts dans une porte pendant 1mn (et même en hurlant à la vitesse du son émit par la douleur ) cela nous paraitra toujours plus long que ce même temps à déguster une glace. :-)

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en fait, les satellites GPS ne sont pas.des satellites geostationnaires mais defilants. ils suivent des éphémérides très précis et doivent donc être à une heure donnée sur une position donnée pour que le recoupement de la position de plusieurs satellites puisse permettre à TomTom de calculer votre position à cet instant.

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a écrit : je ne comprends pas pourquoi.
le jumeau va vieillir indépendant d'autre facteurs, tels que la vitesse ou autres.
ou avec l'exemple similaire d une montre(commentaire sous le tiens) rien n'interfere avec l'objet, donc son état.
les aiguilles tournent de la même vitesse, ici, ou âpr
es un allez-retour à la vitesse de la lumière...
Moi pas comprendre ^^
ce soir, je ne me coucherais pas moins bête..mais avec l'impression de l'être..
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C'est pas bien compliquer de comprendre.

Tout d'abord il faut savoir que Enstein a établit une loi:" la vitesse maximale de toutes particules est la vitesse de la lumière", donc une particule pourra se déplacer au maximum à la vitesse de la lumière !



De là a été tiré le fait que le temps peut être variable.



En effet imaginons que tu est dans un train qui se déplace à une vitesse très proche de celle de la lumière qu'on appellera "v1".

Par composition des vitesses si tu marche dans le train à une vitesse "v2" ta vitesse sera: V=v1+v2 .

Si on appel "c" la vitesse de la lumière d'après la loi vue dessus on a V qui doit être inférieure ou égale a c.

Donc comme v1 est invariable et très proche de c, v2 va devoir être petite ! (Plus v1 sera grande plus v2 devra être petite)



Maintenant en revenant à la définition de la vitesse: v2=d/t

Avec t le temps

d la distance



On obtient t=d/v2 or comme v2 doit être petit (pour ne pas que v1+v2 soit supérieur à c), le temps va être plus long !

Donc quelqu'un qui est a bord de ce train va avoir un temps qui défile plus lentement (il ne sentira pas pas qu'il marche lentement car le temps va défiler plus lentement !)



En espérant avoir aider des gens à comprendre d'où vient une partie de l'anecdote !

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Si le temps ralentit lorsque nous sommes à grande vitesse et proche d'une masse (dense), alors pour connaitre la vrai échelle de temps (non modifiée par la terre par exemple) , il faudrait se placer dans le vide complet à une vitesse completement nulle ? Avons nous une idée de la vitesse du temps qui s'écoule dans ces conditions là ?

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Un truc que je ne comprend toujours pas dans la relativité restreinte : comment le temps peut s'écouler plus vite sur terre que sur un autre endroit . Un astronaute dans l'espace "ressent" donc les secondes plus lentement ... Ça veut dire que si on va sur une autre planète le temps s'écoulerait donc plus lentement ? Il suffirait donc de s' éloigner de millions de kilomètre de la terre et on pourrait dire qu'on ne vieilli plus , c'est absurde ! Une seconde est une unite de mesure du temps , mais je ne comprend pas que si on s'éloigne de la terre ces secondes s'allongent .....je ne dis pas que ces lois ne sont pas vraies mais selon moi il y a comme une limite à cette relativité restreinte ... Merci d'avoir lu

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a écrit : bien que le fond de l anecdote soit tres interessante, jaime bien comprendre les choses mais la jai beau prendre et reprendre le sujet a lendroit et a lenvers je ne comprends rien. le satellite je lui demande ma position je comprends pas en quoi le temps influe sur mes coordonnées gps quand j utilise tomtom. il suffit juste de me fixer et d indiquer ma position sur la carte, en quoi le temps joue t il un role la dedans qu il soit minuit sur terre et 2h du matin pour le satellite? c est pire que de prendre un verre de fée verte cette histoire! meme si c est interessant je me coucherai frustrer et dans mon ignorance ce soir. si quelqu un peut expliquer encore plus simplifier ca m arrangerai beaucoup! mouraad tu veux pas simplifier encore un peu avec moins de formule peut etre? Afficher tout réfléchis un instant... comment il te donne ta position, ton satellite ? bah il peut pas, tout seul. alors l'idée est que où que tu sois sur Terre, tu capte trois satellites GPS au moins. ils émettent des messages contenant leur heure exacte d'envoi et la position du satellite à ce moment là. des que le recepteur capte le message, il calcule le temps qu'il a mis pour arriver, en déduit sa distance à chacun des émetteurs et retrouve donc geometriquement sa position. tout bêtement.

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a écrit : Un truc que je ne comprend toujours pas dans la relativité restreinte : comment le temps peut s'écouler plus vite sur terre que sur un autre endroit . Un astronaute dans l'espace "ressent" donc les secondes plus lentement ... Ça veut dire que si on va sur une autre planète le temps s'écoulerait donc plus lentement ? Il suffirait donc de s' éloigner de millions de kilomètre de la terre et on pourrait dire qu'on ne vieilli plus , c'est absurde ! Une seconde est une unite de mesure du temps , mais je ne comprend pas que si on s'éloigne de la terre ces secondes s'allongent .....je ne dis pas que ces lois ne sont pas vraies mais selon moi il y a comme une limite à cette relativité restreinte ... Merci d'avoir lu Afficher tout Ça n'est pas lié au fait d'aller dans l'espace mais au mouvement relatif, en sachant qui se déplace et par rapport à qui. Et c'est là que ça devient compliqué. En effet, du point de vue de celui qui reste sur Terre, celui qui part très vite dans l'espace va évoluer à travers un temps dilaté. Mais celui qui s'en va dans l'espace aussi a son propre point de vue et il voit l'autre qui est resté sur Terre se déplacer très vite (par rapport à lui) et donc de son point de vue, le temps est aussi dilaté pour celui qui reste sur Terre!

Alors l'un d'entre eux se trompe me diras-tu! Mais non, les deux ont raison, de leur point de vue. C'est ça la relativité.

Mais alors il y a un paradoxe si l'un d'entre eux arrive à dire ce qu'il voit à l'autre? Chose fascinante: la transmission de l'information elle-même n'est pas instantanée (même les ondes électromagnétiques ont une vitesse de groupe inférieure à la vitesse de la lumière) et le temps mis par l'information pour se transmettre compense en pratique le décalage de chronométrage du 1er observateur par rapport au 2ème. Et si l'un d'entre eux décide de retourner voir son pote, il sera obligé d'abandonner une trajectoire rectiligne uniforme (accélération nulle) pour un mouvement accéléré et il sentira cette accélération qui lui indiquera que c'est lui qui se déplace et donc que c'est son échelle de temps qui est dilatée. C'est le cas de celui qui part dans l'espace pour ensuite revenir sur Terre tandis que celui qui était resté a attendu sans rien faire. Les deux savent alors que c'est le premier qui s'est déplacé et donc que c'est son échelle de temps qui était dilatée pendant le voyage. Il n'y a donc plus de désaccord, plus de paradoxe.


En résumé, ce n'est pas le fait de s'éloigner de la Terre mais le fait de bouger, de se déplacer très vite par rapport à quelqu'un. Ensuite, autre question: est-ce que ça a finalement de l'importance ta vitesse de vieillissement perçue par quelqu'un d'autre de lointain et déphasé? Même si tu vieillis de 10 ans alors que l'autre vieillit de 40, tu n'auras vécu que 10 ans au rythme habituel! C'est ce que tu observes qui a de l'importance et une seconde reste une seconde selon ton point de vue. Pas selon celui d'un autre qui se déplace par rapport à toi, mais ça au fond ça te fait une belle jambe puisque ça ne change rien. De ton point de vue.

J'espère que t'as compris mais malheureusement ta question touchait le point le plus difficile à sentir c'est-à-dire la symétrie d'observation et la rupture de celle-ci. En relativité, il arrive souvent que deux observateurs voient des choses contradictoires mais cela ne pose pas de problème en pratique puisqu'ils ne peuvent pas rentrer en contact comme il le faudrait pour se prouver mutuellement leur désaccord.

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pourquoi je n'ai pas lu cette anecdote avant mon contrôle de physique... XD

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a écrit : C'est pas bien compliquer de comprendre.

Tout d'abord il faut savoir que Enstein a établit une loi:" la vitesse maximale de toutes particules est la vitesse de la lumière", donc une particule pourra se déplacer au maximum à la vitesse de la lumière !



De là a
été tiré le fait que le temps peut être variable.



En effet imaginons que tu est dans un train qui se déplace à une vitesse très proche de celle de la lumière qu'on appellera "v1".

Par composition des vitesses si tu marche dans le train à une vitesse "v2" ta vitesse sera: V=v1+v2 .

Si on appel "c" la vitesse de la lumière d'après la loi vue dessus on a V qui doit être inférieure ou égale a c.

Donc comme v1 est invariable et très proche de c, v2 va devoir être petite ! (Plus v1 sera grande plus v2 devra être petite)



Maintenant en revenant à la définition de la vitesse: v2=d/t

Avec t le temps

d la distance



On obtient t=d/v2 or comme v2 doit être petit (pour ne pas que v1+v2 soit supérieur à c), le temps va être plus long !

Donc quelqu'un qui est a bord de ce train va avoir un temps qui défile plus lentement (il ne sentira pas pas qu'il marche lentement car le temps va défiler plus lentement !)



En espérant avoir aider des gens à comprendre d'où vient une partie de l'anecdote !

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Ton explication est completement fausse : d, dans ta définition de la vitesse, est la distance relative, donc celle parcourue dans le wagon, et non celle parcourue par rapport a l'exterieur, donc d aussi est tres petite.
Avec ton exemple, si v1 et juste le double de v2, par exemple 10 et 20 km/h, les gens dans le train vieillirait deux fois moins vite, j'espere que tu vois bien me coté absurde.
L'explication qui lie la vitesse, le temps et la gravité sont très complexes et ne peuvent en aucun cas s'expliquer avec des equations de mécanique generale aussi simples

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a écrit : Ça n'est pas lié au fait d'aller dans l'espace mais au mouvement relatif, en sachant qui se déplace et par rapport à qui. Et c'est là que ça devient compliqué. En effet, du point de vue de celui qui reste sur Terre, celui qui part très vite dans l'espace va évoluer à travers un temps dilaté. Mais celui qui s'en va dans l'espace aussi a son propre point de vue et il voit l'autre qui est resté sur Terre se déplacer très vite (par rapport à lui) et donc de son point de vue, le temps est aussi dilaté pour celui qui reste sur Terre!

Alors l'un d'entre eux se trompe me diras-tu! Mais non, les deux ont raison, de leur point de vue. C'est ça la relativité.

Mais alors il y a un paradoxe si l'un d'entre eux arrive à dire ce qu'il voit à l'autre? Chose fascinante: la transmission de l'information elle-même n'est pas instantanée (même les ondes électromagnétiques ont une vitesse de groupe inférieure à la vitesse de la lumière) et le temps mis par l'information pour se transmettre compense en pratique le décalage de chronométrage du 1er observateur par rapport au 2ème. Et si l'un d'entre eux décide de retourner voir son pote, il sera obligé d'abandonner une trajectoire rectiligne uniforme (accélération nulle) pour un mouvement accéléré et il sentira cette accélération qui lui indiquera que c'est lui qui se déplace et donc que c'est son échelle de temps qui est dilatée. C'est le cas de celui qui part dans l'espace pour ensuite revenir sur Terre tandis que celui qui était resté a attendu sans rien faire. Les deux savent alors que c'est le premier qui s'est déplacé et donc que c'est son échelle de temps qui était dilatée pendant le voyage. Il n'y a donc plus de désaccord, plus de paradoxe.


En résumé, ce n'est pas le fait de s'éloigner de la Terre mais le fait de bouger, de se déplacer très vite par rapport à quelqu'un. Ensuite, autre question: est-ce que ça a finalement de l'importance ta vitesse de vieillissement perçue par quelqu'un d'autre de lointain et déphasé? Même si tu vieillis de 10 ans alors que l'autre vieillit de 40, tu n'auras vécu que 10 ans au rythme habituel! C'est ce que tu observes qui a de l'importance et une seconde reste une seconde selon ton point de vue. Pas selon celui d'un autre qui se déplace par rapport à toi, mais ça au fond ça te fait une belle jambe puisque ça ne change rien. De ton point de vue.

J'espère que t'as compris mais malheureusement ta question touchait le point le plus difficile à sentir c'est-à-dire la symétrie d'observation et la rupture de celle-ci. En relativité, il arrive souvent que deux observateurs voient des choses contradictoires mais cela ne pose pas de problème en pratique puisqu'ils ne peuvent pas rentrer en contact comme il le faudrait pour se prouver mutuellement leur désaccord.
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Et bien la je dois dire que je suis impressionné ! J'ai tout compris ! Et puisque tu m'as l'air bien calé en la matière j'en profite pour poser une autre petite question =p

Il y a un commentaire qui disait que dans les trous noirs le temps pouvait Être "immobile" c'est à dire que le temps ne s'écoule plus ... Ça me parait quand même étrange et je sais que je ne pourrai avoir une réponse claire a ce sujet puisque à ma connaissance il ne s'agit pour l'instant que d'une théorie . Peut-être que le temps s'écoule mais infiniment lentement .. Ça peut paraître bête ce que je dit mais le temps ne peut pas ne pas s'écouler ( dans mon esprit en tout cas ^^) . Cela voudrait dire que tout ce que le trou noir aurait "aspiré" serait encore présent ! Imaginons le trou noir comme un champs gravitationnel très dense et que tout est concentre au centre sous forme "d'informations" ,ces informations datant du début de la création du trou noir serait encore présente ! Et comme le trou noir empêche même la lumière de s'en échapper , on pourrait retranscrire ces informations pour connaître l'origine de la terra , du système solaire et même de l'univers !

Si quelqu'un peut un peu plus m'éclairer sur ce sujet je suis preneur et désolé de m'éloigner du sujet principal ^^

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Arretez avec E=mc2, ca n'a strictement rien à voir.
Il s'agit de la quantité d'energie intrinseque de la matiere : si une particule de masse M est entierement desagregée, il se degage une energie egale à MC2 oú C est la vitesse de la lumière dans le vide.
C'est ce qui ce passe dans une centrale nucleaire : les atomes d'uranium sont cassés en atomes plus legers dont la somme des masses est inferieure a la masse initiale de l'atome d'uranium. La matiere qui a disparu genere de l'energie selon le fameux E=mc2

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a écrit : JLSD. tout simplement jai lu que en voyageant a la vitesse de la lumiere par exemple on vieilisser 3X plus lebtement ( cf : SVJ ) Héhé ... Pas vraiment .... par rapport à quelqu'un qui reste sur Terre, certes, mais si on est dans ce fameux vaisseau tout reste pareil ! Car on vieillit moins vite mais on pense moins vite, notre organisme marche moins vite ... en gros on voit pas de différence !

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JMCMB parce qu'il me semblait que dans les satellites il y avait des horloges nucléaire . ces horlogez n'ont besoin d'être remonté que toutes les 3millions d'années d'où leurs utilités .

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en plus, l'horloge satellite, une fois synchronisée sur une référence terrestre peut servir d'horloge de référence pour les systèmes qui reçoivent les informations du satellites (modems tv, GPS, modems de telecommunications,...)

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a écrit : @maximejuda :d'après Einstein et sa théorie de la relativité, si tu prends deux montres tout à fait synchrones, l'une tu la gardes sur toi et l'autre tu l'envoies dans l'espace à grande vitesse, au moment ou tu la récupères elle affichera un retard par rapport à celle que tu as gardée. E=mc2 ça vient de là Précision E=mc2 est l'équivalence masse énergie d une particule au repos. En relativité restreinte

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a écrit : @maximejuda :d'après Einstein et sa théorie de la relativité, si tu prends deux montres tout à fait synchrones, l'une tu la gardes sur toi et l'autre tu l'envoies dans l'espace à grande vitesse, au moment ou tu la récupères elle affichera un retard par rapport à celle que tu as gardée. E=mc2 ça vient de là E=mc2 est valable pour particules au repos (v=0)
Sinon c est E=mc2/racine(1-v2/c2)
On voit l'influence de la vitesse d une particule sur les effets relativistes exemple v=c/2 v2/c2=.25 et l énergie perçue est /.75 soit +33% seulement à 1.5 10^8 m/s !

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a écrit : Du coup aller dans l'espace c'est aller dans le futur ? À confirmer mais vers le futur de ceux vers qui on va et le passé de ceux de qui on s éloigne

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a écrit : JMCMB parce qu'il me semblait que dans les satellites il y avait des horloges nucléaire . ces horlogez n'ont besoin d'être remonté que toutes les 3millions d'années d'où leurs utilités . Horloge atomique et pas nucléaire ^^mais jmcmb pour le reréglage de l'horloge ^^

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