Bonjour, je découvre ce forum et je voudrais vous soumettre quelques unes des interrogations qui me perturbent.
Albert EINSTEIN a écrit:
L’incompatibilité apparente de la loi de propagation de la lumière et du principe de relativité :
[I]On trouve difficilement en Physique une loi plus simple que celle de la propagation de la lumière dans le vide. Tout écolier sait, ou croit savoir, que la lumière se propage en ligne droite avec une vitesse de 300 000 km/s. Nous savons en tout cas, avec une grande exactitude, que cette vitesse est la même pour toutes les couleurs ; car s’il n’en était pas ainsi, le minimum d’émission d’une étoile fixe ne s’observerait pas simultanément pour les différentes couleurs au moment où elle est éclipsée par son compagnon obscur.
Par des considérations analogues, se rattachant aux observations faites sur les étoiles doubles, l’astronome hollandais De Sitter a pu montrer que la vitesse de propagation de la lumière ne peut pas dépendre de la vitesse à laquelle se meut la source lumineuse.
La supposition que cette vitesse de propagation dépend de la direction « dans l’espace » est en soi improbable
…./…
La relativité de la simultanéité :
Jusqu’à présent, notre réflexion avait en vue un corps de référence particulier que nous désignions par « la voie ferrée ». Supposons un train très long se déplaçant sur cette dernière avec une vitesse constante dans le sens de A vers B; A et B étant des points de la voie ferrée.
Les voyageurs de ce train auront avantage de se servir de ce train comme corps de référence rigide (système de coordonnées) auquel il rapportent tous les événements.
Tout événement qui a lieu le long de la voie ferrée a aussi lieu en un point déterminé du train.
La définition de la simultanéité peut être formulée exactement de la même façon par rapport au train que par rapport à la voie.
La question suivante se pose ainsi naturellement :
Deux événements (par exemple les deux éclairs A et B), qui sont simultanés par rapport à la voie, sont-ils aussi simultanés par rapport au train ?
Nous montrerons tout à l’heure que la réponse doit être négative.
Quand nous disons que les éclairs A et B sont simultanés par rapport à la voie ferrée, nous entendons par là que les rayons issus des points A et B se rencontrent au milieu M de la distance A-B située sur la voie.
Mais aux événements A et B correspondent des endroits A et B dans le train.
Soit M’ le milieu de la droite A-B du train en marche.
Ce point M’ correspond bien avec le point M à l’instant où se produisent les éclairs (vus du talus) mais il se déplace, de A vers B à la vitesse v .
Si un observateur dans le train, assis en M’, n’était pas entraîné avec cette vitesse, il resterait de façon permanente en M et les rayons lumineux issus de A et de B l’atteindraient simultanément, c’est à dire que les deux rayons se rencontreraient au point où il se trouve.
Mais en réalité il court (vu du talus) vers le rayon de lumière venant de B, tandis qu’il fuit devant celui qui vient de A.
Les observateurs qui se servent du train comme corps de référence doivent donc arriver à la conclusion que l’éclair B s’est produit antérieurement à l’éclair A.
Nous aboutissons ainsi au résultat important suivant :
Deux événements qui sont simultanés par rapport à la voie ferrée ne sont pas simultanés par rapport au train et inversement (relativité de la simultanéité).
Chaque corps de référence (système de coordonnées) a son temps propre ; une indication de temps n’a de sens que si l’on indique le corps de référence auquel elle se rapporte.
Cette explication me paraît caduque. En effet, un observateur sur le talus, placé en M verra la simultanéité des deux éclairs émis en A et B. De même, un observateur placé en M’ utilisera comme corps de référence le train dans lequel il est installé. Il jugera que les points lumineux A et B se déplacent à la vitesse -v par rapport à son référentiel considéré comme fixe.
En application de l’observation de De Sitter selon laquelle la vitesse de propagation de la lumière ne peut dépendre de la vitesse à laquelle se meut la source lumineuse, nous pouvons admettre que le rayon lumineux émis par A et celui émis par B cheminent tous deux en direction de M’ à la même célérité malgré que l’un des foyers s’en éloigne et que l’autre s’en rapproche.
A l’instant de la production des éclairs, les points A et B étaient équidistants du point M’ auquel est installé l’observateur du train.
Cet observateur percevra donc ces rayons au même instant.
Ainsi donc, la simultanéité des événements est indépendante des référentiels dans lesquels ils sont observés.
Corollaire : Le temps n’est pas lié au référentiel.
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