La relativité restreinte

Préambule

On parle souvent de cette fameuse limite de la vitesse de la lumière sur ce forum. Ce résultat vient de la Relativité Restreinte d'Einstein. Il m'a semblé utile pour ce forum, de faire une introduction à cette théorie, aussi simple que possible. En fait la RR n'est pas très compliquée, il suffit de connaître le théorème de Pythagore. En revanche les conclusions sont étonnantes, à tel point que la première réaction est de les refuser au nom du "bon sens". Mais le "bon sens" n'est finalement qu'une habitude de penser forgée par nos expériences habituelles et la RR décrit des situations auxquelles nous ne sommes pas confrontés dans la vie courante. . Alors pourquoi " ce bon sens" serait il encore valable pour des situations qui sortent de notre ordinaire?

Introduction à la Relativité Restreinte

A ce stade, dites moi si cela vous intéresse et si je dois continuer ...

Très bonne initiative !

Ton titre : " Introduction à la Relativité Restreinte " n'est-il pas censé pointer vers un lien que tu aurais oublié ?

Ou alors tu as volontairement posté uniquement le préambule ?

J'attends la suite avec impatience !

Introduction à la Relativité Restreinte

En effet, pour une introduction, elle est sacrément restreinte !

Althea a écrit:Très bonne initiative !

Ton titre : " Introduction à la Relativité Restreinte " n'est-il pas censé pointer vers un lien que tu aurais oublié ?

Ou alors tu as volontairement posté uniquement le préambule ?

J'attends la suite avec impatience !

oui , je me demande si ça va intéresser quelqu'un ici ? Alors avant de faire l'éffort de poster, je pose la question.

En effet, pour une introduction, elle est sacrément restreinte !

Je pense que cela va intéresser du monde, ne t'inquiète pas.
De même, si tu as du temps libre, je suis sure qu'un petit topo sur la mécanique quantique serait pas mal.

Bon, alors allons y (il y aura plusieurs posts).

Introduction à la relativité restreinte

Au début du XX ème siècle, il y avait deux théories qui dominaient la physique: la mécanique de Newton et l'Electro magnétisme de Maxwell.

La première théorie décrivait le mouvement des corps sous l'action de forces. La deuxième théorie décrivait comment se propagent le champ électrique et le champ magnétique sous forme d'ondes associant les deux champs. Le résultat ultime de cette théorie est que la lumière est une onde électromagnétique se propageant dans le vide a une vitesse constante que l'on désigne par la lettre "c" (comme célérité).

Ces deux théories marchaient fort bien (s'accordaient avec les expériences) et peu de gens se rendaient compte qu'elles étaient incompatibles. En effet, l'EM de Maxwell permettait de calculer la valeur de c ( à partir d'autres constantes) et cette valeur s'accordait très bien avec les premières mesures expérimentales.

Mais ce que ne disaient pas les équations de Maxwell, c'est par rapport à quoi on doit mesurer la vitesse de la lumière. En effet, on connaissait déjà les phénomènes d'ondes (ondes acoustiques, vagues....etc) et ces ondes se propageaient toutes dans un milieu matériel (air, eau..etc) qui en fixait les caractéristiques (notamment la vitesse de propagation). Par analogie, les physiciens de l'époque se sont dit : la lumière doit se propager dans un milieu hypothétique qu'on va appeler "Ether" à défaut de savoir ce que c'est et qui aura le même rôle que l'air joue vis à vis des ondes acoustiques. Et on mesurera la vitesse de la lumière par rapport à ce milieu.

On supposait donc que l'Univers était rempli de cet "Ether" et qu'il pouvait servir de référence pour mesurer des "vitesses absolues" de corps célestes ou même de la lumière. Donc la vitesse de la lumière était c~300 000 km/s dans le vide et PAR RAPPORT à "'Ether"

Puisque la Terre se déplaçait ausi par rapport à l'Ether, il devait être possible de mettre en évidence ce mouvement en mesurant la vitesse de la lumière dans deux directions: la première dans le sens de déplacement de la Terre (30km/s sur son orbite solaire) la deuxième perpendiculairement. Si Terre et lumière se déplacent par rapport à l'Ether immobile, alors dans le sens du déplacement de la terre, on mesurerait c+ 30km/ s ou c-30 km/s selon la saison (selon qu'on va contre les "vagues de lumière" ou que l'on va dans le même sens), et c dans la direction perpendiculaire.

Michelson et Morley ont fait l'expèriene. Ils ne trouvèrent aucune différence dans les mesures. Quelque soit la direction la vitesse mesurée était "c", comme si la terre était immobile dans l'Ether.

La suite dans le prochain post.

merci ça m'intéresse beaucoup.
Personnellement ce que j'ai le plus de mal à comprendre c'est la déformation du temps.

Une petite video diffusée il y a qlq temps sur Arte, ma foi tres instructive sur la theorie de la relativité, pour compléter l'excellent travail de Pierre31

Cordialement

Très intéressante cette video, je te remercie.

Quand on pense à la relativité du temps et des longueurs dans l'espace, cela nous offre de sacrés pistes de réflexion quant à la possibilité de parcourir des distances considérables dans l'univers et ce malgré cette limite actuelle que constitue la vitesse de la lumière...

Merci Thefly pour la video fort bien faite: grâce à elle j'ai bien compris les déformations du temps et de l'espace. Pour moi, les images sont plus parlantes que les mots pour me représenter mentalement les notions que j'essaie de comprendre.Jusqu'ici je savais que ces déformations existaient mais je ne savais pas pourquoi. Maintenant c'est clair.

Grand merci aussi à Pierre 31 pour son premier post sur la relativité restreinte : il sait faire comprendre simplement la notion abordée. Et comme je connais Pythagore que j'ai fréquenté assidument du temps de ma jeunesse folle, j'attends la suite avec impatience.

J'espère seulement être capable de continuer à comprendre...