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Relativité restreinte



  1. #31
    deep_turtle

    Re : Relativité restreinte


    ------

    La théorie de la RR n'est pas vraiment adaptée pour décrire la gravitation. Einstein a essayé, puis ça l'a conduit à la RR version 2.0, qu'on appelle plutôt RG (relativité générale)...

    Et en RG, la vitesse fondamentale c, qui était celle de toutes les marticules sans masse (dont le photon), devient en plus la vitesse maximale à laquelle les déformations de l'espace-temps (donc la gravitation) peuvent se propager.

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  3. #32
    invite21348749873
    Invité

    Re : Relativité restreinte

    Citation Envoyé par deep_turtle
    La théorie de la RR n'est pas vraiment adaptée pour décrire la gravitation. Einstein a essayé, puis ça l'a conduit à la RR version 2.0, qu'on appelle plutôt RG (relativité générale)...

    Et en RG, la vitesse fondamentale c, qui était celle de toutes les marticules sans masse (dont le photon), devient en plus la vitesse maximale à laquelle les déformations de l'espace-temps (donc la gravitation) peuvent se propager.
    Alors, en définitive, quel est le postulat fondamental à adopter pour construire la RR?

  4. #33
    Karibou Blanc

    Re : Relativité restreinte

    Les lois de la physique ne doivent pas dependre du referentiel d'inertie dans lequel on se place pour les écrire.

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  5. #34
    invite21348749873
    Invité

    Re : Relativité restreinte

    Citation Envoyé par Karibou Blanc
    Les lois de la physique ne doivent pas dependre du referentiel d'inertie dans lequel on se place pour les écrire.

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    Cela veut dire que si l'on fait des mesures d'une meme quantité dans deux réferentiels d'inertie on trouve la meme chose?
    Comment peut on etre absolument certain qu'il n'y a pas le moindre écart?

  6. #35
    Karibou Blanc

    Re : Relativité restreinte

    Cela veut dire que si l'on fait des mesures d'une meme quantité dans deux réferentiels d'inertie on trouve la meme chose?
    Non, on n'obtient pas le meme resultat numerique lorsqu'on mesure une grandeur dans deux referentiels differents. Ce sont les relations entre les valeurs de differentes grandeurs, et donc les lois physiques, qui sont les memes.

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  7. #36
    invité576543
    Invité

    Re : Relativité restreinte

    Citation Envoyé par Karibou Blanc
    Non, on n'obtient pas le meme resultat numerique lorsqu'on mesure une grandeur dans deux referentiels differents. Ce sont les relations entre les valeurs de differentes grandeurs, et donc les lois physiques, qui sont les memes.

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    En précisant que les grandeurs ne sont pas quelconques. Il faut prendre les grandeurs covariantes, ce qui ne rend pas la chose très accessible (la bonne approche est alors l'approche tensorielle...).

    Cordialement,

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  9. #37
    invite21348749873
    Invité

    Re : Relativité restreinte

    Citation Envoyé par Karibou Blanc
    Non, on n'obtient pas le meme resultat numerique lorsqu'on mesure une grandeur dans deux referentiels differents. Ce sont les relations entre les valeurs de differentes grandeurs, et donc les lois physiques, qui sont les memes.

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    Je veux dire, si je mesure la longueur d'une règle dans un wagon arreté, je trouve la meme longueur que si je la mesure lorsque le wagon a une vitesse v par rapport au quai.

  10. #38
    mtheory

    Re : Relativité restreinte

    Citation Envoyé par Arcole
    Je veux dire, si je mesure la longueur d'une règle dans un wagon arreté, je trouve la meme longueur que si je la mesure lorsque le wagon a une vitesse v par rapport au quai.

    Non,c'est pas ça du tout, ce sont les équations fondamentales qui gouvernent les lois des phénomènes qui ne doivent pas changer de forme.

    Dit d'une façon plus concrète.

    Imagine que je t'enferme dans une grosse boite sans fenêtre et totalement isolée de l'extérieur.Dans cette boite grande comme une maison tu as plein d'appareils pour faire des expériences de physique,comment le cuivre conduit l'électricité,les lois de l'optique des lentilles et des miroirs,celles décrivant le fonctionnement des moteurs électriques,la température d'ébulition de l'eau etc....

    Tant que cette boite se déplace à vitesse rectiligne et uniforme par rapport à un référentiel donné il n'y a aucune expérience de physique qui peut te dire que tu es en mouvement car tout se passera pour toi de la même façon que si tu ne bougeais pas.

    Bien sûr c'est un principe que jusqu'ici l'expérience à vérifié avec une trés grande précision mais rien ne dit que nous ne découvrirons pas d'autres phénomènes avec des lois qui elles seront sensibles au fait d'être en mouvement rectiligne uniforme ou pas par rapport à un référentiel donné.
    “I'm smart enough to know that I'm dumb.” Richard Feynman

  11. #39
    invite21348749873
    Invité

    Re : Relativité restreinte

    Tu as raison, j'ai écrit une betise, je ne m'en suis rendu compte qu'après.
    Les bases de la RR me semblent tellement simplicistes , concernant les hypothèses de départ, comparées aux résultats qu'elle procure, que je me pose des questions.

  12. #40
    mtheory

    Re : Relativité restreinte

    Citation Envoyé par Arcole
    Tu as raison, j'ai écrit une betise, je ne m'en suis rendu compte qu'après.
    Les bases de la RR me semblent tellement simplicistes , concernant les hypothèses de départ, comparées aux résultats qu'elle procure, que je me pose des questions.

    C'est le miracle des mathématique et tout le génie d'Einstein d'avoir pû coordonner et unifier tout un ensemble de résultats partiels connus de Lorentz, Poincaré etc ... à partir d'axiomes simples et d'une remise en cause profonde des idées sur l'espace et le temps .
    “I'm smart enough to know that I'm dumb.” Richard Feynman

  13. #41
    invite21348749873
    Invité

    Re : Relativité restreinte

    Citation Envoyé par mtheory
    C'est le miracle des mathématique et tout le génie d'Einstein d'avoir pû coordonner et unifier tout un ensemble de résultats partiels connus de Lorentz, Poincaré etc ... à partir d'axiomes simples et d'une remise en cause profonde des idées sur l'espace et le temps .
    Ce qui m'embete la dedans, c'est que je peux faire de nombreux problèmes ,comme beaucoup, mais que je ne peux honnetement pas dire que je conçois clairement, d'une maniere physique tangible, la notion d'un "bloc" espace -temps.
    Je pense toujours en 3D +le temps.

  14. #42
    invité576543
    Invité

    Re : Relativité restreinte

    Citation Envoyé par mtheory
    (...)
    Tant que cette boite se déplace à vitesse rectiligne et uniforme par rapport à un référentiel donné il n'y a aucune expérience de physique qui peut te dire que tu es en mouvement car tout se passera pour toi de la même façon que si tu ne bougeais pas.
    Bonsoir,

    Ci-dessus, c'est le principe de relativité en général, ça s'applique aussi bien à la relativité Galiléenne, non??

    Cordialement,

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  16. #43
    mtheory

    Re : Relativité restreinte

    Citation Envoyé par mmy
    Bonsoir,

    Ci-dessus, c'est le principe de relativité en général, ça s'applique aussi bien à la relativité Galiléenne, non??

    Cordialement,
    Bonsoir,
    Non puisque j'ai spécifié les référentiels en mouvements rectilignes uniformes

    C'est le principe de relativité galiléen! Mais rendu compatible avec les équations de Maxwell-Lorentz qui conduit à l'espace-temps.
    “I'm smart enough to know that I'm dumb.” Richard Feynman

  17. #44
    invité576543
    Invité

    Re : Relativité restreinte

    Annullé - cause édition de l'autre message entretemps!

  18. #45
    mtheory

    Re : Relativité restreinte

    Citation Envoyé par mmy
    Annullé - cause édition de l'autre message entretemps!

    C'est un peu ma faute ,je réponds à des messages sur Futura et à des mails privés ,du coup 'c'est le principe de relativité en général' est devenu 'c'est le principe de la relativité générale'.
    “I'm smart enough to know that I'm dumb.” Richard Feynman

  19. #46
    michel33

    Re : Relativité restreinte

    Bonjour,
    Citation Envoyé par Arcole
    Alors, en définitive, quel est le postulat fondamental à adopter pour construire la RR?
    A l'époque où Einstein a publié sa théorie de relativité restreinte les transformations de Lorentz avaient déjà été établies sur des bases purement expérimentales; le grand mérite d'Einstein a été de remettre en cause l'universalité du temps.
    Aujourd'hui on sait établir ces transformations à partir d'un principe plus général et je vais essayer de l'exposer comme je l'ai compris.
    On a deux repères galiléens en translation uniforme l'un par rapport à l'autre et on cherche à exprimer les coordonnées spatio-temporelles de l'un en fonction de ceux de l'autre.
    Le principe de relativité peut alors s'énoncer: cette formule de transformation ne dépend que de "l'état relatif" des 2 repères, autrement dit de leur vitesse relative (grandeur vectorielle). On cherche de plus l'expression la plus simple possible et on suppose qu'elle s'exprime continûment en fonction de cette vitesse.
    On élimine les transformations triviales (rotations et translations statiques) en choisissant des repères identiques et en faisant coïncider leurs origines de temps et d'espace: pour une vitesse relative nulle la transformation est simplement l'identité. Ceci sous-entend aussi que les unités de longueur et de temps sont identiques (très important). En définissant un axe (par exemple Ox) comme la direction de la vitesse relative, ce qui est toujours possible, cette vitesse V vectorielle s'exprime alors comme sa composante algébrique v sur l'axe en question (c'est le contexte de la transformation dite "spéciale" de Lorentz).
    A noter alors que si, dans le repère I, la vitesse relative du repère II est v, dans le repère II la vitesse relative de I est -v, l'égalité des modules de ces vitesses relevant là encore du principe de relativité.
    Dans ce contexte l'expression "la plus simple" est une application linéaire qui s'exprime par une matrice 4x4 dont les coefficients sont des fonctions continues de la vitesse v: A(v).
    On utilise alors les propriétés suivantes:
    1. A(0) est la matrice identité (repères identiques).
    2. Si on passe des coordonnées de I à celles de II par une multiplication par A(v) on obtient l'opération inverse avec l'inverse de A(v) mais aussi avec A(-v) (principe de relativité); A(-v) est donc l'inverse de A(v), pour toute vitesse v.
    3. En considérant toutes les transformations géométriques (notamment les symétries) qui laissent v invariante, on calcule un grand nombre de termes et ce qui reste ne dépend que d'une seule fonction de v qu'il reste à déterminer.
    4. On prend un troisième repère identique aux précédents et, en comparant le résultat de la transformation de I vers II puis de II vers III avec la passage direct de I vers III, on obtient cette dernière fonction, mais à une constante (à priori arbitraire) près.
    Selon la valeur de cette constante on aboutit à la transformation de Galilée ou de Lorentz.

    Ce qu'on peut noter ici c'est qu'il ne s'agit que d'un problème de cinématique, la dynamique, avec l'introduction de masse et d'énergie, n'y jouant aucun rôle, si ce n'est à travers la détermination expérimentale de cette constante "libre".

    Cordialement
    Michel

  20. #47
    tartampion

    Re : Relativité restreinte

    Citation:
    Posté par mtheory
    (...)
    Tant que cette boite se déplace à vitesse rectiligne et uniforme par rapport à un référentiel donné il n'y a aucune expérience de physique qui peut te dire que tu es en mouvement car tout se passera pour toi de la même façon que si tu ne bougeais pas.

    Bonsoir,

    Ci-dessus, c'est le principe de relativité en général, ça s'applique aussi bien à la relativité Galiléenne, non??

    Cordialement,


    Par rapport à ces assertions, je n'ai pas vu la réponse rapide que je crois adapté d'après mes lectures sur le sujet.

    Relativité Galiléenne : dans un système clos et sans ouverture vers l'extérieur, aucune expérience de mécanique ne permet de savoir si on se déplace en mouvement rectiligne unif

    Relativité restreinte : dans un système clos et sans ouverture vers l'extérieur, aucune expérience "tout court" ne permet de savoir si on se déplace en mouvement rectiligne unif ou s'il on est au repos.

    Pour les exemples connus, Galilée parlait d'être enfermé dans la cale d'un navire et de regarder des papillons voler (comme quoi on peut être scientifique et être "poétique") puis, plus prosaiquement, il faisait l'expérience de lacher une pierre du haut d'un mat.

    Einstein fut lui choqué de l'utilisation de 2 équations différentes de Maxwell pour décrire une expérience très simple : le mouvement d'une bobine près d'un aimant OU le mouvement d'un aimant près d'une bobine.

  21. #48
    mtheory

    Re : Relativité restreinte

    Citation Envoyé par tartampion
    Par rapport à ces assertions, je n'ai pas vu la réponse rapide que je crois adapté d'après mes lectures sur le sujet.

    Relativité Galiléenne : dans un système clos et sans ouverture vers l'extérieur, aucune expérience de mécanique ne permet de savoir si on se déplace en mouvement rectiligne unif

    Relativité restreinte : dans un système clos et sans ouverture vers l'extérieur, aucune expérience "tout court" ne permet de savoir si on se déplace en mouvement rectiligne unif ou s'il on est au repos.

    Pour les exemples connus, Galilée parlait d'être enfermé dans la cale d'un navire et de regarder des papillons voler (comme quoi on peut être scientifique et être "poétique") puis, plus prosaiquement, il faisait l'expérience de lacher une pierre du haut d'un mat.

    Einstein fut lui choqué de l'utilisation de 2 équations différentes de Maxwell pour décrire une expérience très simple : le mouvement d'une bobine près d'un aimant OU le mouvement d'un aimant près d'une bobine.
    C'est tout à fait ça ,en fait contrairement à ce qui est souvent dit l'expérience de Michelson Morley a trés peu influencé Einstein pour la création de sa théorie.
    “I'm smart enough to know that I'm dumb.” Richard Feynman

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  23. #49
    tartampion

    Re : Relativité restreinte

    Et oui, cela fait toute la différence.

    Pour ceux qui passent, j'en profite pour conseiller 3 excellents ouvrage de vulgarisation sur la Science (l'un est anglais malheureusement) ; les meilleurs au niveau des assertions il me semble et fourmillant d'anecdotes. Je fais de la pub mais ils le méritent ; ils ont bien bossé. On voit plus clair.

    1 et 2-"La quête d'Einstein" (relativité Générale) + "les pommes de Newton" de J M Vigoureux (un prof à Besançon : dommage que je n'ai pas étudié avec lui, j'aurais gagné du temps)

    3 - Coming of Age in the milky way de Timmothy Ferris (attention, anglais de très haut vol). Peu ou prou d'équations dans ces ouvrages.

    Si vous les avez lu, dites-moi alors si j'ai tort de les conseiller (attention : je ne dis pas que tout ce qui est dit dans le livre est la vérité "absolue" avec la connaissance actuelle mais qu'ils se sont vraiment bien renseigné).

    Au passage, toute la discussion est partie de la question d'Arcole sur les postulats et leur dépendance.
    Or, je relie le HS de Science et Vie sur Einstein de cette année (page 32) : " Einstein pose 2 postulats. D'une part, les lois de la physique ont la même forme dans tous les référentiels d'inertie-on reconnait l'héritage de Galilée. D'autre part, dans tous les référentiels d'inertie, la lumière possède une vitesse constante "c" qu'elle soit émise par un corps au repos ou par un corps en mouvement uniforme".

    Je crois donc d'après les réponses de cette discussion (Skippy) que l'auteur de l'article aurait un peu trop simplifié ("Everything should be made as simple as possible, but not simpler" -A Einstein).

    Effectivement, j'ai souvent lu dans des ouvrages qu'il s'avère que "c" n'est pas seulement (ou vraiment) la vitesse de la lumière. Or, historiquement (ces programmes scolaires qui tentent d'enseigner la Physique sans parler d'Histoire sont idiots), ce qui intéresse les physiciens au 1er chef, au moins depuis la "mesure" de Galilée (avec son pouls comme chronomètre !), est la valeur de la vitesse de la lumière. On sait en effet maintenant que c'est aussi la vitesse de toutes autres particules sans masse en réalité mais on ne connait ces particules que depuis le 20ième siècle.
    En fait, si j'ai bien retenu la leçon, la constante "c" est apparue par calcul dans la théorie de Maxwell alors qu'il fusionnait justement la théorie électrostatique et electromagnétique partielle en la présente et si belle théorie electromagnétique globale. Je crois que Maxwell a vite fait d'associer cette constante "c" à la valeur vitesse de la lumière car des mesures assez précises avaient été effectuées avec des moyens somme toutes assez simple et la valeur correspondait presque (j'ai un trou pour savoir qui a réalisé l'expérience déjà car il n'est pas très connu).
    Voilà pourquoi il y aurait "abus de langage" comme il a été dit dans cette discussion : c'est un peu comme le fait connu du sens du passage du courant électrique dû, comme vous le savez, à des conventions historiques qu'on devrait logiquement reposer à présent.

    En fait, je suis un peu frustré par la réponse globale de Skippy : je sens qu'il détient une super réponse mais je trouve personnellement qu'il l'expose de manière un tout petit peu brouillonne pour que la lumière s'éclaire dans ma ptite tête (j'avoue que de nombreux auteurs de vulgarisation s'y sont cassé les dents)
    S'il pouvait (s'il a le temps le pauvre) reprendre sa formulation en la synthétisant, je serai le plus heureux membre de ce forum de la journée :
    1-Sont-ce 2 postulats (c.a.d on les prend tels quels tant qu'on a pas constaté le contraire) ?
    2-Sont-ils indépendants l'un de l'autre (si on prouvait le contraire pour un des postulats, est-ce que cela remet en question l'autre?) ?
    Dernière modification par tartampion ; 28/11/2005 à 12h36.

  24. #50
    Skippy le Grand Gourou

    Re : Relativité restreinte

    Citation Envoyé par tartampion
    En fait, je suis un peu frustré par la réponse globale de Skippy : je sens qu'il détient une super réponse mais je trouve personnellement qu'il l'expose de manière un tout petit peu brouillonne pour que la lumière s'éclaire dans ma ptite tête (j'avoue que de nombreux auteurs de vulgarisation s'y sont cassé les dents)
    S'il pouvait (s'il a le temps le pauvre) reprendre sa formulation en la synthétisant, je serai le plus heureux membre de ce forum de la journée :
    1-Sont-ce 2 postulats (c.a.d on les prend tels quels tant qu'on a pas constaté le contraire) ?
    2-Sont-ils indépendants l'un de l'autre (si on prouvait le contraire pour un des postulats, est-ce que cela remet en question l'autre?) ?
    Oulah ! Que d'égards... Je ne pense malheureusement pas être la personne la plus qualifiée pour ce faire... Enfin : notre professeur de Mécanique Quantique Relativiste commence son cours en montrant que les équations de champ ne sont pas invariantes par transformation de Galilée. Ensuite il indique que l'expérience de Michelson et Morley a montré que la vitesse de la lumière eétait constante, et que donc il n'existait pas d'éther. Puis il dit qu'Einstein en a déduit deux principes :
    - le principe d'équivalence, déjà cité,
    - la constance de la vitesse de la lumière.
    On en déduit qu'il n'existe pas de temps absolu, qu'il faut conserver la métrique, et on en arrive aux transformations de Lorentz.

    MAIS, les professeurs (y compris celui-ci) nous ont tous mis en garde que c pouvait très bien ne pas être la vitesse de la lumière, c'est peut-être seulement une coïncidence. Il FAUT une vitesse maximale de propagation des interactions, il semblerait que la lumière va (presque ?) à cette vitesse.

    Sur ce, je vais être enretard en cours...

  25. #51
    invite21348749873
    Invité

    Re : Relativité restreinte

    Supposons que ces deux vitesses soient,en fait, différentes.
    Comment integrerait-on cette donnée dans la théorie et les équations?

  26. #52
    tartampion

    Re : Relativité restreinte

    Un peu de recul ne peut pas faire de mal.

    Par expérience, je sais qu'il faut se méfier des déclarations des profs : peu savent vulgariser et répondent souvent en écrivant une équation sur le tableau. Demande à un prof de t'expliquer SANS EQUATIONS, clairement pourquoi la rotation du pendule de foucault dépend de la latitude et tu risque de ressortir frustré (tu ne t'en rendras compte peut-être que si tu réfléchis un peu le soir à la réponse donnée; ils sont très forts).
    Le problème ce n'est pas seulement ça, c'est que devant une question pertinente dans leur domaine mais à laquelle il ne connaitrait pas la réponse exacte, QUASIMENT AUCUN PROF N'AVOUERA :

    "Bonne question, je ne sais pas mais je te promets qu'au cours suivant, je te le dirai quitte à ne pas dormir la nuit pendant mes recherches. Merci ! "

    Jamais vu personellement (ou j'ai raté mes études): ils pensent sûrement que ce serait montrer une faille et que leur honneur en patirai. Ils préfèrent même déclarer quelque chose dont ils savent que c'est une réponse "pis-aller" et embrouiller les pistes.
    On peut par leur en vouloir, c'est humain. C'est par contre la cause d'une de mes plus grandes frustrations (je sais, il m'en faut peu). Je suis persuadé pour ma part que quasiment aucun prof ne connait vraiment l'histoire des sciences (à Besançon, ptêt). Or j'ai encore vu une citation qui disait que c'était essentiel pour comprendre LA Science (faut que je remette la main dessus).

    Ca a l'air ptêt bête de dire ça mais Il faut aussi se méfier des bouquins, même des bons car très peu commencent en avertissant : "ceci est ma compréhension des choses, je peux me planter".
    Ma théorie (elle vaut ce qu'elle vaut) est qu'il faut en lire des tonnes sur un sujet pour recouper l'information et finalement esperer comprendre la théorie expliquée pour pouvoir s'écrier "Bon sang mais c'est bien sur" (même si ce n'est pas la vérité absolue, c'est évident). Parfois, il faut trancher avec l'explication qui nous semble la plus logique à nos propres yeux et ne pas gober les ce qui est admis.

    Je donne l'impression que je me suis égaré sur ma réponse dans cette discussion. Cependant, les lecteurs de cette discussion qui essaie de comprendre quelque chose à la relativité peuvent ainsi bénéficier de la principale leçon qu'enseignerait Einstein à la fac s'il était encore vivant. Il s'agit de la principale chose qu'il voudrait probablement que l'on retienne de la vie qu'il a choisie et de l'oeuvre qu'on lui connait (désolé pour l'anglais):
    "The only thing that interferes with my learning is my education. -A Einstein"
    +
    "The important thing is not to stop questioning. Curiosity has its own reason for existing.
    One cannot help but be in awe when he contemplates the mysteries of eternity, of life, of the marvelous structure of reality.
    It is enough if one tries merely to comprehend a little of this mystery every day.
    Never lose a holy curiosity."
    Dernière modification par tartampion ; 28/11/2005 à 13h34.

  27. #53
    Skippy le Grand Gourou

    Re : Relativité restreinte

    J'ai dit quelque chose qui se rapproche un peu de ça dans le topic les jeunes et la science, mais je ne suis absolument pas d'accord avec ta phrase :
    devant une question pertinente dans leur domaine mais à laquelle il ne connaitrait pas la réponse exacte, QUASIMENT AUCUN PROF N'AVOUERA :

    "Bonne question, je ne sais pas mais je te promets qu'au cours suivant, je te le dirai quitte à ne pas dormir la nuit pendant mes recherches. Merci ! "
    La plupart de mes profs le font (pas tous quand même) : si tu leur pose ce type de question, ils te promettent d'y réfléchir, et le pire c'est qu'ils n'oublient pas ! J'ai également un cas particulier, un de mes meilleurs profs, parmi les plus pédagogues, déteste enseigner... Enfin, tout ça pour dire que je pense que c'est (ta phrase) de moins en moins vrai au fur et à mesure qu'on avance dans les études.

    Mais bon, on s'éloigne un peu du sujet, là...

  28. #54
    invite21348749873
    Invité

    Re : Relativité restreinte

    Citation Envoyé par Arcole
    Supposons que ces deux vitesses soient,en fait, différentes.
    Comment integrerait-on cette donnée dans la théorie et les équations?
    Je me permet d'insister sur cette question.
    Dans les formules de Lorentz le "C" est bien la vitesse de la lumiere, pas celle des interactions?

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  30. #55
    mtheory

    Re : Relativité restreinte

    Citation Envoyé par Arcole
    Je me permet d'insister sur cette question.
    Dans les formules de Lorentz le "C" est bien la vitesse de la lumiere, pas celle des interactions?
    A la base oui mais il se trouve que c'est la même que pour la gravitation et que c'est la vitesse limite pour toutes les autres.
    “I'm smart enough to know that I'm dumb.” Richard Feynman

  31. #56
    chaverondier

    Re : Relativité restreinte

    Citation Envoyé par tartampion
    Relativité Galiléenne : dans un système clos et sans ouverture vers l'extérieur, aucune expérience de mécanique ne permet de savoir si on se déplace en mouvement rectiligne uniforme

    Relativité restreinte : dans un système clos et sans ouverture vers l'extérieur, aucune expérience "tout court" ne permet de savoir si on se déplace en mouvement rectiligne uniforme ou s'il on est au repos.
    Ni en relativité Galiléenne, ni en Relativité Restreinte il n'est possible de détecter le mouvement d'un observateur en mouvement libre. C'est la base même du principe de relativité (valide dans les deux cas).

    Du point de vue des symétries sur lesquelles elles reposent, les "deux" relativités n'en forment qu'une car elles sont toutes deux basées sur
    • l'invariance par translation temporelle
    • l'invariance par translation spatiale
    • l'invariance par rotation spatiale
    • la relativité du mouvement
    Je laisse tomber pour simplifier les considérations pourtant très importantes relatives à la symétrie P et à la symétrie T (1).

    Les "deux" relativités se distinguent cependant par la valeur de la vitesse des interactions qui se propagent à une vitesse indépendante de celle de leur source. En effet, la vitesse des interactions qui se propagent à une vitesse indépendante de celle de leur source est
    • égale à celle de la lumière pour le groupe de Poincaré (le groupe des symétries de la Relativité Restreinte),
    • infinie en Relativité Galiléenne.

    Cela rend la Relativité Galiléenne incompatible avec l'électromagnétisme. Cela la rend d'ailleurs aussi incompatible avec l'hypothèse d'existence d'un milieu de propagation des ondes. En effet, l'éther, avec l'idée assez vague qu'il s'agit d'une sorte de milieu de propagation des ondes, homogène, stationnaire et isotrope, dans lequel la vitesse maximale des interactions qui s'y propagent est finie est incompatible avec la relativité Galiléenne car les interactions s'y propageant à une vitesse indépendante de celle de leur source n'ont le droit de le faire qu'à vitesse infinie.

    L'éther, très vaguement évoqué ci-dessus (2), est par contre compatible avec la Relativité Restreinte. L'hypothèse d'existence d'un éther viole le principe de relativité du mouvement et abaisse la symétrie de l'espace-temps avec lequel elle est compatible seulement si on admet la possibilité de mesurer sa vitesse (par rapport aux observateurs en mouvement inertiel).

    D'ailleurs, même s'il devenait possible de mesurer la vitesse des observateurs inertiels par utilisation de phénomènes physiques encore non maîtrisés, il n'y aurait pas plus de nécessité de supposer l'existence d'un éther. Si on peut se passer de cette hypothèse dans un espace-temps très symétrique comme l'espace-temps de Minkowski (ou on ne peut mesurer que l'accélération), je ne vois pas en quoi la perte de certaines symétries (comme celle permettant de mesurer une vitesse ou même une position) rendrait cette hypothèse plus nécessaire.

    En effet, compte tenu de l'éloignement (en terme de propriétés physiques) de ce qui joue le rôle de milieu de propagation des ondes avec ce que nous considérons comme un milieu avec notre gros bon sens de terrien mal dégrossi, le mieux est de considérer l'éther comme une métaphore que l'on aime ou que l'on aime pas.

    C'est plutôt une affaire de goût et on a trop tendance à accorder implicitement à cette métaphore un caractère mathématique (sans quoi on voit mal comment on peut dire de façon catégorique si elle est juste ou fausse) sans préciser son modèle (donc sans pouvoir dire précisément en quoi il est correct ou incorrect puisque l'on ne définit pas de façon suffisamment précise ce dont on parle pour pouvoir en dire des choses précises).

    Bernard Chaverondier

    (1) Ces deux symétries sont pourtant partie intégrante tant de l'espace-temps de Minkowski que de l'espace-temps de Galilée et les rendent l'un comme l'autre un peu trop symétriques. Dans ces deux espaces-temps la flèche du temps est relative et une main gauche ou une main droite sont des notions relatives aussi, symétries qui ne sont cependant respectées ni l'une ni l'autre par la désintégration du Kaon neutre. La nature n'a pas toujours le même respect que nous pour la beauté des équations et son amour des symétries, s'il est parfois proche de la perfection, rencontre quand même de temps à autres ses limites (notamment suite à une perturbation d'un milieu initialement en équilibre pendant les évolutions de retour vers ce qui ressemble à un état d'équilibre stationnaire, homogène, isotrope vu de suffisamment loin).

    (2) Il est possible d'être plus précis mathématiquement. Cela permet d'ailleurs de continuer à supposer qu'il n'existe pas de milieu de propagation des ondes même dans un espace-temps géométrique moins symétrique que les espace-temps de Minkowski et de Galilée (plus précisément un espace-temps dont la géométrie ne contient pas le principe de relativité du mouvement, mais seulement les autres symétries du groupe de Poincaré) où on peut mesurer la vitesse d'un observateur inertiel.

  32. #57
    tartampion

    Re : Relativité restreinte

    A Skippy :

    Je suis jaloux de ta chance mais je reste quand même assez convaincu de mes arguments (je suis obtus). Le problème général que je soulevais est l' "aura" général qui accompagne les déclarations des profs.

    A Monsieur le Professeur (faut pas laisser son nom + CV et ses réflexions sur la Relativité sur le net...)


    Je ne doute pas de vos connaissances et compétences mais mon opinion est que ce que vous venez d'écrire est le pire que l'on pouvait faire sur le forum car cela ressemble à un extrait de cours. Ne le voyez surtout pas comme une attaque personnelle car je ne doute encore pas de l'importance de vos connaissances (vu le CV) et cela confirme juste un peu ce que je pense de l'attitude des enseignants (voir un peu avant)...
    Pour moi toujours, les arguments que vous avez employés font appel à des notions que (dites-moi internautes si je me trompe) la plupart des lecteurs qui attérissent avec curiosité sur cette discussion n'ont pas idée.
    Si on voulait leur signifier que la Relativité est une affaire d'élite et qu'ils n'ont pas intérêt à s'approcher avant d'avoir votre CV, c'est ce que j'aurais également fait ! Une anti-vulgarisation totale. Une solution serait alors que l'on devrait créer différents niveaux sur ce forum dans ce cas. En effet, je laisse les internautes juges mais je ne suis pas convaincu (ni impressioné, j'en suis revenu) par vos arguments.

    Par contre, j'ai l'impression qu'il y a une contradiction entre 2 de vos déclarations : l'une qui tend à réfuter la mienne (no problem, je sais que je ne sais pas) sur la différence entre Relativité Galiléenne et la Relativité Restreinte et l'autre qui dit "Cela rend la Relativité Galiléenne incompatible avec l'électromagnétisme". Moi, j'ai envie de dire qu'il y a une différence et que c'est pour cela que la Relativité Galiléene ne concerne que la mécanique.
    Je fais une petite réflexion rapido : si Galilée était vivant et qu'on l'enfermait dans un TGV sans fenêtre.
    On lui met à disposition un caillou (pour le jeter) et tous les outils de mesure modernes. Il va en conclure qu'il ne sais pas (même s'il est en fait parti vers Marseille), non ? Enfermez Einstein avec le même matos : il va conclure qu'il n'en sait rien non plus , non ?
    Maintenant, on met à disposition à Galilée une lampe torche et tous les outils de mesure modernes. Il va en conclure qu'il est toujours à l'arrêt (même s'il est encore parti vers Marseille), non ? Enfermez Einstein avec le même matos : il va conclure qu'il n'en sait toujours rien, non ?
    Dernière modification par tartampion ; 29/11/2005 à 08h39.

  33. #58
    invité576543
    Invité

    Re : Relativité restreinte

    Bonjour,

    Je pense comme Bernard que le principe de relativité n'est qu'un.

    Le problème de la formulation "la Relativité Galiléene ne concerne que la mécanique" est simplement qu'elle est fausse, du point de vue de la physique actuelle.

    En effet les formules de la relativité galiléenne sont fausses, y compris en mécanique. En toute rigueur, les transformations de Lorentz doivent être utilisées pour TOUTE la physique.

    (Par exemples les corrections relativistes pour les satellites GPS n'ont rien a voir avec l'électromagnétisme, c'est de la pure dynamique.)

    Une réécriture de l'histoire (ça ne s'est pas passé dans ces termes!): le principe de relativité est posé d'abord comme relativité de position (homogénéité), de direction (isotropie) et relativité de la vitesse (inertie).

    Une première formule de changement de repère est la formule de Galilée. Elle a été considérée comme correcte pendant 2 siècles.

    Cette formule a été réfutée au XIXème pour les grandes vitesses (et pas seulement pour l'électromagnétisme), ce qui a amené à préférer la formule de Lorentz, la formule de Galilée restant une bonne approximation pour les vitesses faibles.

    Cette manière de voir déconnecte le principe de relativité et les formules de transformation.

    Cordialement,

    Michel

  34. #59
    invite21348749873
    Invité

    Re : Relativité restreinte

    Dans le cadre de cette discussion, je voudrais poser une autre question.
    Mr Chaverondier souligne que la vitesse de la lumière émise par une source est indépendante de la vitesse de cette source.
    Prenons une source en translation a la vitesse v sur l'axe ox; imaginons qu'elle émette à l'instant t un photon paralellement à l'axe oy à la vitesse c, perpendiculairement donc, à son déplacement.
    Un observateur lié au systeme ox,oy, verrat-il le photon décrire une // à oy ou bien une droite inclinée sur oy?

  35. #60
    tartampion

    Re : Relativité restreinte

    Je suis d'accord sur ce que tu dis, MMy, en gros que "la Relativité Galiléenne est fausse car supplée par celle d'Einstein" mais pas sur ce que tu en déduis par rapport au débat précédent : il n'y a pas qu'1 seule relativité car il y a bien 2 théories éloignées dans le temps.
    Je ne crois pas qu'il faille rayer de la carte le travail de Galilée juste parce qu'Einstein s'est pointé.

    En effet, comme pied de nez, je dirais qu'il n'est pas dit non plus que la Relativité Restreinte soit Vraie non plus. Einstein en avait conscience d'après ses déclarations (c'est un fait connu) : lui et son petit Ego maltraité savaient pertinnement que toute théorie n'est valable que jusqu'au jour où quelqu'un trouve un contre-exemple qui fiche tout par terre (on cherche et je mettrai ma main au feu qu'on trouvera un jour).
    Enfin presque (par terre) car on s'en servira encore, comme on se sert communément de la Relativité Galiléenne dans la vie de tous les jours, comme, par exemple, pour évaluer "instinctivement" comment jeter un caillou sur son voisin alors qu'on se trouve dans un train (l'exemple est un peu idiot, je sais). La Relativité Galiléenne existe bel et bien encore : moi, je m'en sers tout le temps (sans y penser souvent) !

    En boutade toujours, tu sais que peut-être qu'en 2065 quelqu'un sur un forum de Futura Sciences retombera sur ta réponse et dira : mais non la Relativité d'Einstein (comme celle de Galilée) était fausse, c'est la Relativité de Trucmuche qui prévaut.

    Tu vois, le débat n'est pas de savoir si la Relativité d'Einstein englobe (gloups !) celle de Galilée (et la raye du paysage) mais est-ce que la théorie de la relativité Galiléenne (qu'elle soit Vraie ou non) est différente de celle d'Einstein qui l'a supplantée en termes de conclusion ?
    Pour toi OUI forcément en fait : elle lui est supérieure en terme de prédictions :

    - tant sur un plan QUANTITATIF (manifs electromagnétiques enfin cohérentes).

    - tant sur un plan QUALITATIF (pouillème dans la vie de tous les jours mais pas pour les accélérateurs)

    A cette question, pour moi aussi la réponse = oui comme je l'ai exposé plus haut et avec l'exemple précédent !

    J'en reviens donc justement à mon exemple : est-ce que Galilée peut plus se planter davantage qu'Einstein pour déterminer sa vitesse dans un train fermé dans les conditions évoquées plus haut ?
    Je crois que toi et moi pensons oui à l'unisson du coup.

    - tant sur un plan QUALITATIF : Galilée donnera la bonne réponse "je ne sais pas" avec un caillou mais pas la bonne réponse "je sais que je ne bouge pas " avec une lampe torche. Aïe !

    - que, il est vrai, sur le plan QUANTITATIF : les pouillèmes évoqués. Mais du peu que je sais, je crois que ce n'est pas cela qui a titillé Einstein au départ de ses réflexions. Ce n'est qu'une conséquence de ses postulats pour répondre aux problème que je nomme qualitatif juste au dessus.

    PS : je ne suis pas sur que les termes qualitatifs et quantitatifs soient idéaux mais tu vois ce que je veux dire, je pense.

    Rem: Tu le sais sûrement : Einstein a regretté par la suite le choix de mettre en avant le terme de "Relativité" relayé par la presse et la société à tout bout de champ (rien à voir avec l'electromagnétisme ). Par contre, j'avoue qu'Einstein était Marketing-man du tonnerre car si très peu connaissait auparavant la Relativité des mouvements, celle de Galilée, tout le monde connait à présent le nom et "relativement" pas mal de personnes ont une notion du concept très général (c.a.d on ne peut déterminer quelque chose de manière absolue mais seulement par rapport à quelque chose d'autre) . Einstein savait pertinemment qu'il n'était pas le 1er à l'utiliser mais jamais auparavant ce terme n'avait pris le millième de l'importance acquise maintenant.
    Dernière modification par tartampion ; 29/11/2005 à 10h12.

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