Relativité (physique)
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Albert Einstein
Cet article de physique fait
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Bases
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espace-temps-c - E=mc² - t
EQR
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exp:pensée?-éther
jumeaux-train
relativité restreinte-générale
théorie de la relativité (Cet article traite de la théorie de la relativité à travers les âges. En physique, la notion de relativité date de Galilée. Les travaux d'Einstein en ont fait un important champ d'étude, tant théorique...)
controverse historique
Techniques
cyclotron (Le cyclotron est un type d’accélérateur circulaire inventé par Ernest Orlando Lawrence en 1931. Dans un cyclotron, les particules placées dans un...)
accélérateur de particules (Les accélérateurs de particules sont des instruments qui utilisent des champs électriques et/ou magnétiques pour amener des particules chargées...)
Méta
article
Liens physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique désigne la connaissance de...)
Formulaire

Selon Einstein

Einstein énonçait ainsi le principe de relativité (Le principe de relativité affirme que les lois physiques sont les mêmes pour tous les observateurs. Ou, ce qui revient au même, que les lois physiques doivent s'exprimer de la...) en 1916

" les lois de la nature doivent être valides dans tous les systèmes de référence, quel que soit leur état ".

Ce principe impose par là même certaines formes aux lois de la nature : le passage d’un système de référence à un autre (par exemple, du point (Graphie) de vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) d’un physicien (Un physicien est un scientifique qui étudie le champ de la physique, c'est-à-dire la science analysant les constituants fondamentaux de l'univers et les forces qui les relient. Le mot physicien...) dans un train (Un train est un véhicule guidé circulant sur des rails. Un train est composé de plusieurs voitures (pour transporter des personnes) et/ou de plusieurs wagons (pour...) à celui d’un collègue dans une gare (Une gare est d'ordinaire un lieu d'arrêt des trains. Une gare comprend diverses installations qui ont une double fonction :) où passe ce train), combiné à une transformation inverse (En mathématiques, l'inverse d'un élément x d'un ensemble muni d'une loi de composition interne · notée multiplicativement, est un élément y tel que x·y = y·x = 1, si...), doit redonner la même chose. Or, cela n’est possible que si les lois de la nature ont une forme mathématique spéciale. Les observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le...) les plus simples qui respectent ces formes sont compatibles avec nos observations, et sont donc suffisantes.

Théorème (Un théorème est une proposition qui peut être mathématiquement démontrée, c'est-à-dire une assertion qui peut être établie comme vraie au travers d'un raisonnement logique construit à partir d'axiomes. Un théorème est à distinguer...) de Noether

(Le Théorème de Noether indique que toute loi de conservation (En physique, une loi de conservation (rien ne se perd, rien ne se crée) exprime qu'une propriété mesurable particulière d'un système physique isolé reste constante au cours de l'évolution de ce système. La liste suivante est une liste...) d’une quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une...) est assimilable à une invariance de propriétés dans une translation donnée (Dans les technologies de l'information, une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction, d'un événement, etc.), ce qui explique pourquoi on arrive à mettre en évidence des notions de relativité et de symétrie dans le monde (Le mot monde peut désigner :) physique dès lors qu’on y constate des conservations. Einstein voyait dans ce théorème l’un des plus beaux de son époque)

Copernic, Galilée (Galilée ou Galileo Galilei (né à Pise le 15 février 1564 et mort à Arcetri près de Florence, le 8 janvier 1642) est un physicien et astronome italien du XVIIe siècle, célèbre pour avoir jeté les fondements des...), Einstein

D’abord énoncé par Copernic sous une forme moins forte (Il n’y a pas d’obligation à considérer l’Homme comme au centre de l’univers, ni même à supposer à celui-ci un centre), ce principe a été à l’origine de deux révolutions scientifiques puis techniques :

  • la révolution galiléenne, par application à l’espace et au temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) séparément (le mouvement c’est comme rien)
  • la révolution einsteinienne, par application à leur imbrication, l’espace-temps : cf. théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une connaissance spéculative,...) de la relativité

On détermina de même les formes limitées que pouvait prendre la distribution des vitesses des molécules dans un gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre...) compte-tenu du fait que cette distribution doit rester invariante dans toute rotation de l’observateur.

Implications

Même aujourd’hui, toutes les implications de ce principe simple ne sont pas forcément bien comprises. Des chercheurs tentent de l’appliquer encore plus largement, par exemple à l’espace-temps-résolution, obtenu en décrivant l’état d’un système avec une notion d’échelle (selon qu’on utilise un microscope ou un télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant « regarder, voir »), est un instrument d'optique permettant d'augmenter la...), par exemple) : cf. relativité d'échelle

Il arrive par ailleurs que des formes de relativité soient mises en défaut. Tel fut le cas de l’hypothèse de symétrie totale entre matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux. La...) et antimatière (L'antimatière est l'ensemble des antiparticules des particules composant la matière classique — celle dont est faite la Terre. Le préfixe « anti- » signifie que l'antimatière est...) quand les prix Nobel de physique (Le prix Nobel de physique est une récompense gérée par la Fondation Nobel, selon les dernières volontés du testament du chimiste Alfred Nobel. Il récompense des...) Lee et Yang démontrèrent que la différence entre les deux possède bien un caractère absolu qui se met en évidence par une violation de parité.

Remarques

Sans doute pour avoir la paix, Copernic prit soin de deux choses : d’une part ne publier qu’à titre posthume, d’autre part mentionner que la relativité dont il parlait constituait avant tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) un moyen commode de simplifier les calculs par rapport à la théorie des épicycles utilisée à son époque, sans chercher à se prononcer sur une quelconque réalité sous-jacente (contrairement à Galilée, qui bien que considérant les translations comme relatives ne l’admettait pas pour les rotations; la relativité générale (La relativité générale, fondée sur le principe de covariance générale qui étend le principe de relativité aux référentiels non-inertiels, est une...) montrera bien plus tard que la question est un peu plus complexe, sans pour autant que Galilée ait tort de son point de vue).

Cette considération de Copernic annonce déjà l’attitude qui sera plus tard celle de l’École de Copenhague en mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies, courroies, vilebrequins, arbres de...) quantique : décrire, sans nécessairement prétendre expliquer, et s’en tenir aux faits observables. Hypotheses non fingo, dira Isaac (ISAAC est un algorithme capable de générer des nombres pseudo-aléatoires, tombé dans le domaine public en 1996. Son auteur, Bob Jenkins, l'a conçu de manière à ce qu'il soit assez sûr pour être...) Newton : " Je n’avance pas d’hypothèses ", je constate juste pour le moment que les choses fonctionnent ainsi. Richard Feynman prend soin d’enseigner la mécanique quantique (Fille de l'ancienne théorie des quanta, la mécanique quantique constitue le pilier d'un ensemble de théories physiques qu'on regroupe sous l'appellation générale...) avec la même prudence dans son cours, tout en déplorant le côté frustrant et non satisfaisant pour l’esprit de la chose. Selon la recommandation (Les industries ne fonctionnent pas correctement sans normes garantissant l'interopérabilité, des organismes crées pour, promulguent des...) de Ludwig Wittgenstein, " Ce dont on ne peut pas parler, il faut le taire ".

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