Paradoxe du train
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Le paradoxe du train est un gedankenexperiment (expérience de pensée) en relativité restreinte. Il exhibe un des effets de la non-pertinence des notions de simultanéité et d'antériorité.
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Le paradoxe
On considère un train et un tunnel qui ont même longueur. Lorsque le train pénètre à grande vitesse dans le tunnel, les observateurs situés sur la terre ferme remarquent que le train disparaît totalement dans le tunnel : en effet, par le phénomène de contraction des longueurs pour les systèmes en mouvement le train est plus court que le tunnel, s'il va à une vitesse suffisamment élevée. En revanche, les voyageurs, dans le train, constatent que le train ne disparaît pas complètement à l'intérieur du tunnel, car le tunnel, en mouvement par rapport à eux et subissant ainsi le phénomène de contraction des longueurs, est plus court que le train.
Résolution
On la trouvera dans l'article relativité restreinte, section Petites expériences de pensée (« Le contenant et le contenu »).
En fait, la résolution du problème consiste à penser que la notion de simultanéité est relative par changement de référentiel.
Ainsi le train parait-il plus court pour un observateur placé dans le référentiel du tunnel, alors que c'est le tunnel qui parait plus court pour un observateur assis dans le train, et tout cela par le simple fait que les deux observateurs ont des notions très différentes de la simultanéité des deux événements E1 et E2 (E1 étant la conjonction queue du train-début du tunnel; E2 étant la conjonction tête du train-fin du tunnel).
Pour l'observateur placé dans le référentiel du tunnel, l'événement E2 se produit après l'événement E1 (le train est donc vu plus petit qu'il n'est en réalité), alors que pour l'observateur placé au niveau du train, c'est l'événement E2 qui se produit le premier (le tunnel lui semble alors plus petit).
Tout cela n'est qu'un effet symétrique de perspective relativiste.
Autres paradoxes en physique
Voir aussi
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