Paradoxe des jumeaux deux interprétations s'affrontent

Deux lectures, deux visions du monde 

Grégoire dit dans sa vidéo sur Interstellar :

« L'effet temporel est dû à la vitesse dans le premier cas et à la gravité dans le second cas. On va voir qu'en fait c'est exactement le même effet. Ce lien entre gravité et vitesse est très rarement évoqué alors que c'est capital. Cela va nous permettre de comprendre la raison physique qui fait que Cooper vieillit moins que sa fille. »

Grégoire soulève ici un vrai problème : l’explication actuelle du paradoxe des jumeaux en relativité restreinte n’est pas pleinement physique, car elle repose sur un changement de géométrie (ligne de simultanéité) sans cause réelle. Cela laisse un vide dans l’interprétation.

L’interprétation relativiste (standard)
Dans l’interprétation standard :
Le vieillissement différentiel vient du changement de référentiel inertiel du jumeau voyageur;
Ce changement provoque un saut dans la ligne de simultanéité, selon la relativité de la simultanéité;
Ce n’est pas une cause physique, mais une conséquence géométrique du postulat d’Einstein : la vitesse de la lumière est invariante dans tous les référentiels inertiels (même dans un aller simple);

Mais c’est précisément cette relativité de la simultanéité qui pose problème : elle implique qu’un simple changement de référentiel puisse faire disparaître ou apparaître un même événement — ce qui est philosophiquement et physiquement contestable.

L’interprétation relationnelle (configuration spatiale réelle)
À l’inverse, une seconde lecture propose de fonder le paradoxe sur un rapport réel à l’espace, et non sur un jeu de référentiels.

Dans cette vision :
La vitesse d’un corps est définie par rapport à une configuration spatiale réelle (par exemple une distribution de corps légers ou un espace de référence gravitationnel);
La vitesse d’échappement a ici un sens réel : elle traduit une forme de gravité effective, liée au mouvement par rapport à un fond physique;

C’est celui qui a le mouvement le plus important par rapport à cette configuration qui subit un ralentissement réel de son temps propre, comme s’il était le plus soumis à une forme de gravité étendue.

Et surtout :
Cette interprétation ne repose pas sur la relativité de la simultanéité;
Elle suppose que l’on puisse définir un instant présent objectif, donc que l’invariance de la vitesse de la lumière dans un aller simple n’est plus universelle : elle devient une idéalisation opératoire, non une propriété fondamentale de la réalité.

Le rôle du Doppler réel : nombre de cycles reçus
On peut aussi formuler le problème autrement :
Au lieu de raisonner en termes de coordonnées, on peut compter le nombre réel de battements d’horloge reçus via les signaux lumineux.

Dans le paradoxe des jumeaux :
Le jumeau voyageur voit l’horloge de l’autre battre lentement à l’aller (effet Doppler rouge);
Puis beaucoup plus vite au retour (effet Doppler bleu);
Mais il reçoit plus de cycles au retour qu’il n’en a manqués à l’aller;
Car le retour "rattrape" les signaux émis pendant l’éloignement (la mémoire des photons persiste);

Ce déséquilibre mesurable — et non une simple convention de simultanéité — rend compte du vieillissement différentiel.

Deux interprétations s’affrontent :

L’une (relativité restreinte) repose sur la relativité de la simultanéité, qui implique l’invariance de la vitesse de la lumière même en aller simple, mais au prix d’une absence de cause physique réelle;
L’autre (relationnelle) repose sur un rapport physique à une configuration spatiale, ce qui permet d’unifier mouvement et gravité, et de redonner un statut réel au temps propre, sans passer par une géométrisation complète. Grégoire a raison de dire que le paradoxe n’est pas vraiment résolu. Mais pour le résoudre physiquement, il faut clarifier la nature de la vitesse, du temps et du lien entre gravité et structure de l’espace. Cela suppose de sortir du cadre strict de la relativité restreinte.