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Pourquoi le temps passe-t-il plus doucement dans l'espace que sur Terre ?

Posée par Maxime Gonord, Béziers, France - 25/02/2015
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Le temps ne passe pas plus doucement parce que l’on se trouve dans l’espace. Il ralentit parce que l’on s'y déplace vite. Rien de mieux que l’espace pour voyager à de très grandes vitesses !

C’est le célèbre scientifique Einstein qui fit cette incroyable découverte au début du 20e siècle ! Sa théorie de la relativité restreinte montre que la lumière dans un espace vide se déplace toujours à la même vitesse (299 792 458 mètres par seconde) et que le temps ne s’écoule pas de la même manière selon la vitesse à laquelle on se déplace.

Ainsi, toutes les personnes qui passent à côté de toi vieillissent plus lentement. Incroyable ! Nos déplacements ont toutefois des vitesses bien trop faibles pour que cela soit perceptible. La théorie d’Einstein a été confirmée expérimentalement. Une horloge atomique, qui permet des mesures extrêmement précises, embarquée dans un avion pour un vol de plusieurs heures était retardée de quelques nanosecondes par rapport à celle restée stationnaire sur Terre !

Ainsi, après un voyage dans l’espace à bord d’une fusée super rapide, tu reviendrais chez toi plus jeune que tes camarades restés sur Terre. Pendant ton séjour spatial, ta montre sera au ralenti, mais également tes fonctions biologiques : ton rythme cardiaque, le vieillissement de tes cellules…
Les phénomènes qui résultent de la théorie d’Einstein ne deviennent percevables qu’à partir de 10 % de la vitesse de la lumière, soit 30 000 fois plus que le plus moderne de nos vaisseaux spatiaux !

Le savant a bouleversé notre compréhension de l’espace et du temps, mais n'avait pas encore réussi à intégrer à sa théorie une force de la nature qui influence de nombreux phénomènes physiques : la gravité. Dix ans plus tard, avec sa théorie de la relativité générale, Einstein parvient à la conclusion que le temps est modifié par la vitesse, et aussi par la gravité.

De grands corps célestes comme notre planète ralentissent aussi l’écoulement du temps. Ainsi, près de la mer le temps passe plus lentement qu’au sommet d’une montagne. Il existe même une différence temporelle extrêmement petite entre nos pieds et notre tête ! Évidemment, il est impossible de s’en apercevoir !

Un vrai casse-tête ! Une grande vitesse « ralentit » le temps tandis qu’une faible gravité « l’accélère ». Que se passe-t-il alors pour les satellites envoyés dans l’espace ? Le temps est-il ralenti ou accéléré ? Les deux !

Les satellites se déplaçant à une vitesse de 14 000 km/h « vieillissent » plus lentement ; leurs journées sont ainsi plus courtes que les nôtres de 7 microsecondes. Cependant à 20 000 km d’altitude, ils ne subissent que le quart de l’attraction gravitationnelle terrestre ce qui au contraire accélère leur vieillissement et augmente leurs journées de 45 microsecondes. La différence totale entre une journée sur Terre et une journée à bord du satellite est de 38 microsecondes !

Il faut tenir compte de cette différence pour faire coïncider les horloges des satellites avec celles de notre planète. Sans les conseils d’Einstein, ton GPS t’emmènerait à ta destination avec une imprécision de quelques centaines de kilomètres. Un peu embêtant, n’est-ce pas ?

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