Bonjour,
Je précise, le doute ayant été soulevé par ailleurs (pas par moi), que ce fil est ouvert à tous, y compris au "vulgus pecus" (dont je fais partie, d'ailleurs).
Je dois avouer que j'ai été très surpris par, déjà, cette intervention de MTheory, et, ensuite, l'ayant lu, le texte en question. Je ne m'attendais pas à ce genre de chose sur le site de J Baez.Envoyé par mtheory
Avant de parler de ce texte, je vais commencer par expliquer pourquoi et comment j'ai été convaincu de l'aspect conceptuellement "malroutant" de la terminologie de "masse relativiste", et même d'une certaine manière de présenter le concept que cela évoque. Cela part d'une partie théorique, qui tient en quelques lignes, court, mais pas simple.
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Il existe une formulation qui donne à la fois le PFD classique et une formulation très simple correspondante en RR, formulation qui s'exprime en 4D, applicable à un espace-temps plat (l'espace-temps classique d'un côté, l'espace-temps de Minkowski, de l'autre). Cette formule est :
F = dP/dτ, et P = mV
où P, F, V sont des vecteurs 4D, représentant resp. l'énergie-quantité de mouvement, la force et la vitesse ; τ le temps mesurée par une horloge le long du mouvement ; et m la masse.
Cela, comme le PFD classique, sépare ce qui est propre à l'objet (sa masse), à son mouvement (V et τ), et à l'influence extérieure (F). Toutes ces grandeurs sont indépendantes de tout choix de référentiel ou de système de coordonnées, pris dans l'ensemble des référentiels et sys. coord. inertiels (1).
Le sens physique de la formulation est simple et clair. Et ne laisse aucune place à une notion autre que celle de masse propre à l'objet, et donc invariable si l'objet n'est pas modifié.
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Dans le cas classique, le temps est absolu, on peut remplacer τ par t, le temps absolu, et on peut se limiter à la partie spatiale quand le système de coordonnées est inertiel, et cela donne directement le PFD, F = dp/dt et p=mv. Simple et élégant. (2)
Dans le cas de l'espace-temps de Minkowski, la formulation se suffit à elle-même, la dérivée ne pose pas de problème (c'est la différence avec la RG). Si on veut voir ce qu'il se passe en prenant un système de coordonnées particulier, eh bien, on fait le calcul qu'il faut pour ce système particulier, et on obtient une formulation non absolue, relative au système choisie, simple transcription de la formulation absolue. Rien de plus normal.
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Le papier maintenant. La critique est alors simple: le texte ne mentionne nulle part l'aspect relatif à un référentiel des grandeurs traitées, ni, non plus, la notion d'espace-temps de Minkowski ou de formulation en 4D.
Le texte se concentre, et propose des concepts en découlant, sur une formulation mélangeant ce qui est absolu et ce qui vient du choix de référentiel (ce qui est relatif). Et ce sans chercher nulle part à faire la distinction. C'est comme s'il fallait ignorer tout ce qui ne ressemble pas étroitement à la mécanique classique.
La formulation à la fin, donnant la relation entre l'accélération relative et la force relative, l'adjectif devant se comprendre comme "exprimée en grandeurs apparaissant avec le syst. coord. choisi", découle de la formulation générique citée plus tôt.
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Pourquoi s'intéresse-t-on a des formulations dans des systèmes de coordonnées particuliers? En gros parce que la perception par un observateur n'est pas couverte par la formulation absolue. Cette perception, et donc la description d'expériences de laboratoire, demande un système de coordonnées distinguant temps et espace pour être formulée. Et certains systèmes (les inertiels) donnent une formulation pas trop compliquée, bien plus compliquée que la formulation absolue, mais moins compliquée qu'avec un syst. coord. général.
Les concepts que l'on peut donc tirer d'une présentation relative sont donc des concepts portant à la fois sur ce qui est, et sur ce qui est observé par un observateur dont la vision est "modélisée" par le syst. coord. choisi.
Si on veut faire un effort pour séparer ce qui est absolu et ce qui est relatif à un observateur, c'est fort simple: suffit de prendre la formulation 4D! Sans ce guide, l'argumentation pour un choix de terminologie est pleine d'arbitraire, ce qui est facile à analyser si on la lit en séparant continuellement, mentalement, ce qui est absolu et ce qui est relatif. La masse variable étant alors de manière évidente un mélange entre absolu (m) et relatif (γ).
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"Masse relativiste"? C'est alors juste une manière de décrire une phénoménologie décrite avec le sys. coord. choisi. En gros, sous un meilleur terme une "inertie variable", dépendant de la vitesse relative au sys. coord (au référentiel). Ce concept d'observation est important, mais ce n'est pas une propriété de l'objet. Le clash de vocabulaire vient simplement du dilemme entre utiliser "masse" comme une propriété absolue de l'objet ce qu'elle est en classique ET dans la formulation 4D ; et utiliser "masse" pour décrire le phénomène d'inertie relative. Pour moi, l'existence de la formulation 4D suffit à choisir.
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En conclusion
Ceci devrait faire comprendre le côté surprenant, pour moi, de l'intervention de MTheory et du papier cité en référence. Pour moi, c'est partir en arrière, c'est refuser (et cacher même) l'approche conceptuelle profonde, qui est bien l'approche 4D, pour se limiter à une approche dont le seul mérite est de rester proche de la mécanique classique (qui, elle ne gagne rien d'important à une approche 4D (ce qui fait qu'elle est essentiellement ignorée). C'est planter le lecteur, ou l'élève, dans l'approche classique, au détriment de moyens d'aller vers la RG et donc vers une compréhension plus profonde la physique (et de l'Univers).
Par ailleurs, je ne lance pas cette discussion pour un quelconque débat. C'est juste une opinion, et une présentation d'une approche peut-être moins connue. Il me semble juste utile que ceux qui choisissent de parler de "masse relativiste" le fasse en connaissance de cause.
Personnellement, je me contenterai de répondre aux questions visant à clarification, ou à corriger ce qui me semblera des lectures erronées ou fausses de mon texte. Sur le "débat" de terminologie, au fond sans grand intérêt pour la physique, à chacun de se faire son opinion.
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(1) La formulation est un cas particulier, pour les espaces plats et les sys. coord. inertiels, d'une formulation plus large encore, couvrant tout système de coordonnées ("accélérés") ainsi que les modèles d'espace-temps courbe (RG). Pas présentée ici, cela demande des maths plus compliquées. Mais l'existence de cette formulation "générale" rend la formulation 4D encore plus "fondamentale".
(2) La vitesse v et la quantité de mouvement sont alors relatives, mais la restriction aux référentiels inertiels fait que la force (et l'accélération) ne dépendent pas du choix de référentiel parmi les inertiels.
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, là, je suis d'accord.
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