LA RELATIVITÉ

« 1 RELATIVITÉ À l'heure actuelle, la théorie de la relativité restreinte (1905), remplace les lois de la mécanique newtonienne, ces lois qui permettent de trouver le mouvement des corps à partir des forces qui s'exercent sur eux.

La théorie générale de la relativité, mise au point entre 1907 et 1915, se substitue à la théorie de Newton de la gravitation universelle.

Les lois de Newton sont maintenant des cas limites dans ces nouvelles théories : elles demeurent valables tant qu'aucune vitesse ne devient comparable à celle de la lumière qui est tellement gigantesque (environ 300 000 kilomètres par seconde) que, quelles que soient les performances des trains, des avions ou même des fusées, nous pourrons encore longtemps continuer à les utiliser pour décrire les phénomènes de notre vie quotidienne.

En revanche, l'étude de la cosmologie, par exemple, ou encore celle de la physique des particules, doivent se faire dans le cadre de la relativité. La théorie de la relativité ne fait rien d'autre que tirer toutes les conséquences du principe de relativité, dont une première version date de Galilée. LA RELATIVITÉ RESTREINTE Le principe de relativité restreinte énonce que les lois de la physique sont les mêmes dans un train immobile et dans un train qui roule en ligne droite à vitesse constante.

Autrement dit, les résultats d'expériences effectuées à l'intérieur du train ne permettent pas de déterminer si le train roule ; pour le savoir, il faut regarder par la fenêtre.

Du point de vue du physicien, on ne peut donc pas parler dans l'absolu d'immobilité ou de mouvement, mais seulement du mouvement du train par rapport au sol ou, tout aussi bien, du mouvement du sol par rapport au train.

Plus généralement, le mouvement d'un corps est défini relativement à un autre, d'où le mot de relativité.

Si on l'appelle le principe de “ relativité restreinte ”, c'est à cause de la restriction sur les mouvements du train qui sont envisagés : en ligne droite et à vitesse constante. En ce qui concerne les mouvement des objets (la mécanique), le principe de relativité date de 1632, et a été formulé par Galilée dans le Dialogue concernant les deux principaux systèmes du monde . Voici un long extrait de cet ouvrage, dans lequel le principe galiléen est expliqué clairement : “ Enfermez vous avec un ami dans la plus vaste cabine d'un grand navire, et faites en sorte que s'y trouvent également des mouches, des papillons et d'autres petits animaux volants, qu'y soit disposé un grand récipient empli d'eau dans lequel on aura mis des petits poissons ; suspendez également à bonne hauteur un petit seau et disposez-le de manière que l'eau se déverse goutte à goutte dans un autre récipient à col étroit que vous aurez disposé en dessous ; puis alors que le navire est à l'arrêt, observez attentivement comment ces petits animaux volent avec des vitesses égales quel que soit l'endroit de la cabine vers lequel ils se dirigent ; vous pourrez voir les poissons nager indifféremment dans toutes les directions ; les gouttes d'eau tomberont toutes dans le récipient posé par terre [...].

Une fois que vous avez observé attentivement tout cela [...], faites se déplacer le navire à une vitesse aussi grande que vous voudrez ; pourvu que le mouvement soit uniforme et ne fluctue pas de-ci de-là, vous n'apercevrez aucun changement dans les effets nommés, et aucun d'entre eux ne vous permet de savoir si le navire avance ou bien s'il est arrêté : [...] les gouttes d'eau tomberont. »