Gravité Newtonienne ou Relativité Générale ?

[Thomcraft9812]

Salut à tous,
J'ai une petite question qui me trotte depuis peu. Je suis actuellement en 2nd et en début d'année, on nous a enseigné la Gravité Newtonienne.
Or, ça a été démontré à plusieurs reprises qu'elle est fausse ou du moins, incomplète (Ex: Ecart pour Mercure, Force appliqué plus rapide que la lumière,etc...)

J'ai regardé 1 heure de vidéo (Yt) de vulgarisation scientifique (E-penser pour les sources) et il explique très bien la relativité Général et Restreinte en seulement 1 heure. Alors pourquoi ne pas enseigné la Relativité (Restreinte et Général) au lycée si la Gravité Newtonienne est en partie fausse ou incomplète ???
Et puis, on vas pas se mentir, le relativité, c'est beaucoup plus classe xp

Merci d'avance de vos réponse,
Caillaud Thomas.
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[penthode]

hello ,

la gravité newtonienne n'est pas "fausse" elle régit très bien notre vie courante , et nous a même emmené sur la Lune

les effets relativistes ne sont pas sensibles à notre échelle et "l'honnête homme" n'a pas besoin de les connaitre pour vivre.

donc inutile d'alourdir les programmes pour enseigner la relativité à des gens qui ne se dirigent pas vers une carrière de physicien ,
ce qui se fera aprés le BAC

[Amanuensis]

Salut à tous,
J'ai une petite question qui me trotte depuis peu. Je suis actuellement en 2nd et en début d'année, on nous a enseigné la Gravité Newtonienne.
Or, ça a été démontré à plusieurs reprises qu'elle est fausse ou du moins, incomplète

Elle est bien fausse (fondamentalement fausse (1), pas par incomplétude), mais à partir de la RG on démontre que c'est une approximation suffisante pour la plupart des cas pratiques ; qui plus est la RG permet de calculer l'erreur faite par une telle approximation. Et ces cas pratiques englobent quasiment tout ce que les scientifiques et ingénieurs font, à l'exception d'une toute petite communauté.

J'ai regardé 1 heure de vidéo (Yt) de vulgarisation scientifique (E-penser pour les sources) et il explique très bien la relativité Général et Restreinte en seulement 1 heure. Alors pourquoi ne pas enseigné la Relativité (Restreinte et Général) au lycée

Parce que la vulgarisation en question est un leurre. Elle ne peut pas expliquer en une heure (ni bien, ni très bien, mais pas du tout) la RR et la RG, pas au sens où cela permettrait d'en faire quoi que ce soit, de les utiliser dans des questions pratiques, se posant effectivement (j'exclus par là les exercices ad-hoc, ne correspond à rien dans la vie courante) ; ni même avancer vers une compréhension correcte.

La seule chose qui pourrait être pertinente au lycée est de citer la RG comme une théorie plus aboutie et dont la gravitation newtonnienne est une approximation suffisante en pratique, y compris pour l'interplanétaire, et de préciser les conditions, ou du moins les esquisser, dans lesquelles cette approximation est valable, à savoir vitesses relatives faibles par rapport à c, et champs gravitationnels (au sens de Newton) suffisamment faibles (en gros distances fois champs petits devant c²).

[D'ailleurs au passage cela permettrait aussi d'illustrer si ce n'est pas mentionner cet aspect de la démarche scientifique, consistant à l'élaboration non seulement de théories "justes" mais aussi de théories "effectives", c'est à dire de théories fonctionnelles tant qu'on a conscience de l'erreur commise et donc du domaine d'application sans risques pour les buts poursuivis.]

La vulgarisation sur le sujet, ainsi qu'un enseignement au lycée, ne rende pas service à ceux qui, au cours d'études supérieures, devront effectivement acquérir, au prix d'années de travail, une réelle maîtrise de ces théories, en particulier la RG qui est conceptuellement et mathématiquement très difficile. Pour comparer c'est un peu comme dire qu'apprendre en une heure les pas de la valse permettrait de comprendre la dans comme le fait une étoile de ballet.

(1) Par exemple la gravitation newtonnienne implique un effet instantané à distance, ce qui est un concept fondamentalement faux. En autres.

[invitedd78828e]

Pour le coup je suis plutôt de l'avis de l'auteur, puisque de toute façon au niveau pré-bac aucune des connaissances scientifiques ne peut s'utiliser pour des applications pratiques (sauf à calculer la vitesse de skieurs rigides qui dévalent des pentes constantes avec des frottements négligeables). L'école pré-bac sert à se familiariser avec des concepts parce que c'est bien à cet âge qu'on est capable d'encaisser très facilement des idées violemment contre-intuitives. Or l'intuition évolue avec la culture (typiquement l'effet Doppler initialement rejeté car contre-intuitif est devenu intuitif grâce aux ambulances), donc il serait temps qu'on enseigne ces concepts maintenant centenaires aux enfants pour qu'on puisse enfin parler de Big Bang sans entendre d'absurdités mystiques ou scientistes. Les vulgarisateurs comme e-penser, Étienne Klein ou C'est pas sorcier font d'ailleurs un très bon boulot en donnant des clés pour commencer à comprendre, mais c'est quand même l'école qui devrait tenir ce rôle, pas Youtube.

Mais je croyais qu'on voyait un bout de Relativité Restreinte au lycée ? Ou alors c'était une de ces expériences éclairs du gouvernement sur les cobayes que sont les élèves de lycées ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[calculair]

bonjour,

Je pense qu'en parallèle au cours de physique classique, il serait interessant de décrire comment la pensée scientifique a évolué. Pour en comprendre toute la subtilité, il faut aussi connaitre les lois de cette physique, c'est pour cela que les 2 cours sont indispensables.

Pour ce qui concerne la relativité restreinte et générale, il me semble que la relativité générale demande un baggage mathématique qui dépasse peut être le niveau de terminale, même si des progrès dans sa présentation ont bien été fait.

Ce qui me parait interessant c'est la démarche scientifique, ne rien accepter sans preuve expérimentale et théorique , les 2 aspects se consolident mutuellement. C'est bien ce qui se passe pour la mecanique Newtonnienne, mais avec ces limites pour quelques cas et qui ont excité la curiosité des scientifiques de l'époque .

Tout cela prend du temps.... Il faut aussi gérer des priorités dans l'enseignement.

[Amanuensis]

Mais je croyais qu'on voyait un bout de Relativité Restreinte au lycée ?

Juste un point technique: le message #1 "oppose" RG et gravité newtonnienne, ce qui est correct, et la question posée s'y rapporte. La RR et la gravitation newtonnienne parlent de sujets très différents ; la RR "s'oppose" principalement à la cinématique newtonnienne (avec l'adaptation nécessaire de la dynamique).

C'est vrai que la vulgarisation ne permet pas nécessairement de faire la différence.

Si le sujet avait limité au cas de la cinématique, ma réponse aurait un peu différente. Même si les concepts de temps, d'espace et de vitesse sont difficiles (dans l'éclairage donné par la RR et la RG), il y a peut-être moyen d'introduire de manière constructive la cinématique relativiste au lycée (mais ce n'est pas vraiment ce qui est fait, àmha). La RG, c'est une toute autre difficulté.

[invitedd78828e]

Certes, je pense saisir la différence, je répondais à :

Alors pourquoi ne pas enseigné la Relativité (Restreinte et Général) au lycée

J'admets que la RG est plus dure à vulgariser, pour autant des youtubeurs y arrivent assez bien donc des professeurs devraient s'en tirer encore mieux. Je ne dis pas écrire des tenseurs, seulement expliquer que ça existe et que c'est une autre façon de voir la gravitation.

[Amanuensis]

J'admets que la RG est plus dure à vulgariser, pour autant des youtubeurs y arrivent assez bien.

Sur quoi vous basez-vous pour dire qu'ils y arrivent très bien? Quels sont pour vous les critères de succès?

Je ne dis pas écrire des tenseurs, seulement expliquer que ça existe et que c'est une autre façon de voir la gravitation.

Cela, ça s'exprime en une phrase; celle proposée! Et ce que je proposais message #3 va un peu plus loin...

[invitedd78828e]

Ils y arrivent assez bien, pas forcément très bien, et mon seul moyen de le "prouver" c'est que j'ai étudié ces théories un peu plus loin que la vulgarisation et que je n'ai pas entendu d'erreur flagrante (par exemple chez e-penser) et j'ai trouvé qu'à la fin de la vidéo on a compris les points sur lesquels il y a une réelle nouveauté et on a en tête des métaphores qui ont un intérêt conceptuel.
Est-ce qu'on peut calculer le rayonnement gravitationnel d'un pulsar à la fin de la vidéo ? Sans doute pas, mais on a entendu des notions qui vont plus loin que la physique classique et qui ne sont pas inexactes, donc oui on apprend des choses. En plus ça peut faire rêver et lancer des vocations. Mais c'est aussi ce qu'on fait à l'école hein, avant le bac personne n'a compris plus qu'une ridicule fraction de ce que sont les réactions nucléaires, mais le lycéen sait que ça existe et il a vu à quel genre de nouveautés conceptuelles ça peut faire appel.
Donc oui je pense aussi que l'école devrait faire ça donc je suppose qu'on est d'accord !

[invite51d17075]

Un peu de réalisme s'impose.
Il est déjà difficile au lycée d'enseigner sans dégât ce qui est inscrit au programme.
( et cela est patent pour une grande majorité d'élèves, quand on voit la dégradation progressive du niveau attendu )
en quoi serait ce utile de parler de RG ( à part la mentionner dans ses très grandes lignes ) ? , et encore, cela risque de semer la confusion pour la plupart si cette "introduction" est mal faite.(*)
Quand aux élèves très brillants qui pourraient y être intéressé, on peut tj les renvoyer vers des lectures ad-hoc ( à leur risques et périls s'ils comprennent de travers avec leur faible bagage mathématique )

(*) les prof du lycée me semblent probablement eux mêmes insuffisamment formés pour parler RG sans faire d'erreur.

[Amanuensis]

Ils y arrivent assez bien, pas forcément très bien

Désolé de la "faute de frappe", merci de comprendre ma question avec "assez bien"...

j'ai trouvé qu'à la fin de la vidéo on a compris les points sur lesquels il y a une réelle nouveauté

Des exemples? (Désolé, je n'ai pas le temps à consacrer à regarder des vidéos qui par expérience demande vingt fois plus de temps que lire un texte avec les mêmes idées...)

et on a en tête des métaphores qui ont un intérêt conceptuel.

Pareil, des exemples?

En plus ça peut faire rêver

Pour moi ce n'est pas "en plus", mais je pense que c'est dans les buts premiers...

Donc oui je pense aussi que l'école devrait faire ça donc je suppose qu'on est d'accord !

En l'espèce c'est un échange d'opinions, être d'accord ou pas n'a strictement aucune importance.

Pour aller plus loin (si on jouait au jeu de se prendre pour des décideurs de programmes au lycée, ce qui n'est pas mon cas), faudrait détailler les "notions qui vont plus loin", les "points avec réelle nouveauté", les "métaphores à intérêt conceptuelles". Bref, esquisser un peu les buts pédagogiques. J'ai donné message #3 ce qui me semblait important à faire comprendre au lycée concernant le positionnement de la gravitation de Newton et la RG (et pour moi une bonne heure pour faire passer cela n'est pas de trop). Et c'est assez différent de ce que des vidéos d'une heure de vulgarisation sur la RG cherchent à faire passer. Mais d'accord sur le fait que ce que je propose n'est pas du genre "à faire rêver", ni à obtenir du succès mesuré en nombre de vue (ou de livres vendus).

[invitedd78828e]

Mais c'est quand même une théorie importante, aujourd'hui on parle de trous noirs et de Big Bang dans la plupart des média, ça ne me paraît pas absurde de dire aux élèves que cette théorie existe. Je connais par ailleurs un certains nombre de lycéen qui vont se renseigner par eux-mêmes sur le net et dans les livres, ça me paraîtrait normal de faire 3 ou 4 heures de vulgarisation là-dessus dans un cursus... Encore une fois, on parle d'une théorie cadre et centenaire quand même.

[invitedd78828e]

Désolé, je n'ai pas le temps à consacrer à regarder des vidéos qui par expérience demande vingt fois plus de temps que lire un texte avec les mêmes idées...

Ah d'accord. Moi je n'ai pas le temps d'aller fouiller Youtube pour répondre à un dépecement de mes messages en citations avec des demandes d'exemples plutôt qu'une discussion, ce qui semble clôre l'échange du coup.

[Amanuensis]

Désolé que vous le preniez mal

Je cherchais juste à comprendre mieux votre opinion, rien d'autre. Pour cela un peu d'élaboration est nécessaire, et vous seul pouvez le faire. Pas de problème pour moi si cela ne se fait pas.

[invitedd78828e]

Mais non, vous aussi pouvez participer à cette élaboration en faisant un tour sur les médias cités =)

[Amanuensis]

Mais non, vous aussi pouvez participer à cette élaboration en faisant un tour sur les médias cités =)

??? Parce que vous croyez qu'on peut comprendre votre opinion en se basant sur ce que vous avez regardé? Ce serait la seule possible?

[invitedd78828e]

Mais pas du tout je vous dit justement de vous faire votre opinion. Vous ne pouvez pas juger de la qualité d'une vidéo que vous n'avez pas vu et pouvez encore moins vous appuyez sur mon opinion pour le faire. Donc l'échange qui porte sur la "vuglgarisabilité" de la RG entre nous est limité, je le constate juste.

[invitedd78828e]

(Désolé pour ces nombreuses fautes, j'en accuse mon smartphone)

[albanxiii]

Bonjour,

Quand le sage montre la lune, moi je regarde le doigt...

Alors pourquoi ne pas enseigné la Relativité (Restreinte et Général) au lycée si la Gravité Newtonienne est en partie fausse ou incomplète ???

Si vous comprenez aussi bien ce qu'on vous explique en relativité que vous comprenez les règles élémentaires de grammaires, ça ne sera que temps perdu et confusion. Rien contre vous (d'autant que par rapport à la moyenne du forum vous faites beaucoup moins de fautes), mais cela sert à illustrer mon propos.

Je partage l'avis de ansset. Et je dirais que le but du lycée est de fournir les outils de base nécessaires à la compréhension à l'ordre 1 du monde qui nous entoure. L'expérience des enseignants de premier cycle universitaire et de prépa montre qu'on ne peut rien construire si les bases ne sont pas solides. Il faudrait revenir aux fondamentaux.

J'ai déjà fait l'analogie avec la musique : actuellement au lycée on apprend la physique comme on apprend à jouer un morceau ou deux de musique particulier. Sorti de ce saupoudrage les élèves sont perdus. Si au lieu de perdre du temps avec ça on leur apprenait le solfège (alors oui, c'est "moins classe xp" pour citer notre ami Tomcraft9812), ils pourraient se débrouiller devant un nombre bien plus grand de partitions. Mais de façon, cela ne s'applique pas à la RG qui est bien trop difficile.

[albanxiii]

Re,

Je reviens là dessus :

Alors pourquoi ne pas enseigné la Relativité (Restreinte et Général) au lycée si la Gravité Newtonienne est en partie fausse ou incomplète ???

Tout simplement parce qu'il ne sera pas possible de vous enseigner quoi que ce soit de plus que ce que vous aurez compris en regardant ces vidéos de vulgarisation.
Alors qu'avec la gravité newtonnienne on peut voir quelques applications et toucher du doigts certains phénomènes physiques.

[invite6c093f92]

Encore une fois, on parle d'une théorie cadre et centenaire quand même.

Il y en a une autre qui est sympa, la PhysQ...Pourquoi pas faire une vulgarisation de quelques heures au lycée....

[invitedd78828e]

Tout simplement parce qu'il ne sera pas possible de vous enseigner quoi que ce soit de plus que ce que vous aurez compris en regardant ces vidéos de vulgarisation.

Voilà avec ça je suis complètement d'accord par contre. D'ailleurs certains professeurs diffusent directement les œuvres de vulgarisation (C'est pas Sorcier évidemment). Pourtant tout le monde n'a pas le réflexe d'aller chercher des sources d'informations sur la RG et même si on le fait rien ne garantit de tomber sur les "bonnes", surtout avec cette théorie qui entraîne toute sorte de délire ! Donc pour moi un coup de pouce du programme scolaire, ne serait-ce que pour aiguiller ou répéter ce qui a été vulgarisé ailleurs, ça me semblerait assez important. Ça fait presque partie de la culture générale maintenant, en tout cas autant que les réactions nucléaires ou le modèle de Bohr de l'atome qui sont vus au lycée.

[invite51d17075]

..... Ça fait presque partie de la culture générale maintenant, en tout cas autant que les réactions nucléaires ou le modèle de Bohr de l'atome qui sont vus au lycée.

l'exemple choisi est presque amusant dans le contexte de cette discussion, car le modèle de Bohr est aujourd'hui totalement dépassé par la PhysQ.
Et le changement de paradigme vaut bien celui lié à la gravitation.

donc, si je suis votre point de vue, une introduction à la PhysQ est tout aussi indispensable que celle que vous proposez pour la RG.
Le programme du Lycée est en train de s'alourdir à grands pas.
Et profs et élèves n'ont pas fini de transpirer à grosses gouttes.

[invitedd78828e]

Il y a déjà une introduction à la physique quantique : le modèle de Bohr. Donc si vous ne souhaitez échanger sur ce fil que par le sarcasme, il me semble que c'est aux personnes qui font le programme qu'il faut le destiner, étant donné qu'elles ont déjà décidé d'ouvrir la Terminale sur la physique quantique par la voie de l'introduction historique, bien avant mon intervention.

PS : heureusement qu'on apprend aussi ce qui est dépassé. Je n'aurais pas aimé devoir écrire des tenseurs d'énergie-impulsion avant de connaître P=mg.

[invite51d17075]

Je n'aurais pas aimé devoir écrire des tenseurs d'énergie-impulsion avant de connaître P=mg.

j'en déduis que vous savez donc le faire maintenant, chapeau bas !
remarque un peu ironique, j'en conviens, mais il me semble très difficile de situer le curseur ad-hoc d'une vulgarisation qui conviendrait à tous les élèves sans créer de doutes inutiles à ce stade de l'enseignement.
de dire que puisqu'on en parle dans les média, cela devrait être abordé au Lycée, me semble être un faible argument, car les collégiens aussi entendent parler de trous noirs par exemple.

[invite6c093f92]

Il y a déjà une introduction à la physique quantique : le modèle de Bohr. Donc si vous ne souhaitez échanger sur ce fil que par le sarcasme, il me semble que c'est aux personnes qui font le programme qu'il faut le destiner, étant donné qu'elles ont déjà décidé d'ouvrir la Terminale sur la physique quantique par la voie de l'introduction historique.

Il y a déjà une "introduction" à la RG via Newton ( c'est incorrect, mais c'est pour suivre ton schéma aussi peu correct de Bohr et la PhysQ). Les personnes s'occupant des programmes ont déjà décidé d'ouvrir au lycée la RG par la voie de l'introduction historique, donc tout va bien non?

[invitedd78828e]

Ah ah mais vous jouez vraiment sur les mots ce soir ou je suis peut-être fatigué, désolé !
ansset c'est vrai cela dit le bac est quand même une frontière (en France) au-delà de laquelle on se spécialise et on rétrécit l'entonnoir de connaissances étudiées. C'est donc avant qu'on doit voir ce qui relève de la culture générale, et comme la physique quantique et la relativité sont particulièrement compliquées, c'est logiquement à la toute fin de la période pré-bac qu'on devrait les voir (qu'on la voit en partie d'ailleurs).
didier941751 : le modèle de Bohr est en contradiction flagrante avec la physique classique, en voyant ça l'étudiant doit tilter quelque part, entrevoir une ouverture sur un monde qui va plus loin et qui balaie certaines notions qu'il croyait bien ancrées. La gravitation de Newton n'est pas en contradiction avec la gravitation de Newton donc... enfin voilà quoi

[invite6c093f92]

le modèle de Bohr est en contradiction flagrante avec la physique classique, en voyant ça l'étudiant doit tilter quelque part, entrevoir une ouverture sur un monde qui va plus loin et qui balaie certaines notions qu'il croyait bien ancrées.

L'étudiant, si il a un "bon" prof, sera que ce qu'il étudie n'est pas le meilleur modèle descriptif actuel (et donc peut être fondamentalement/conceptuellement faux) mais le modèle étudié est fonctionnel pour les applications qu'il pourra voir après le BAC si il ne poursuit pas en sciences (physique ou autres), le "bon" prof pourra nommer le "meilleur modèle", éventuellement en toucher deux mots, mais allez au-delà est une perte de temps pour plusieurs raisons invoquées par différents intervenants .
Donc, c'est la solution qui préserve l'élève de ses "croyances bien ancrées", et reste dans le bon chemin, du genre, avant de faire un 110m haies, on apprend a marcher, a courir, ect...

[invitedd78828e]

Mouais pourquoi pas, c'est quand même un peu triste ta vision là. Je veux dire doit-on vraiment apprendre ce qui est fonctionnel, laisser la RG aux cosmologistes, Darwin aux biologistes ou les dinosaures aux paléothologues au nom de la fonctionnalité ? J'ai une vision du lycée comme un endroit où on papillonne sur divers sujets, on apprend à apprendre, on se fait une culture la plus large possible, et après seulement on fait des choses utiles. Je veux dire même avec dix heures en plus à faire du PFD aucun lycéen ne saura dimensionner un réservoir sous pression ou un bras de robot juste après le bac (surtout dans le cursus général).
Par ailleurs je juge particulièrement capital le fait de stimuler l'esprit critique chez les jeunes en leur montrant que des choses qu'ils ont pu penser absolument certaines sont en fait fausses. Pour moi faire juste de l'utile n'est pas la finalité de l'école pré-bac, c'est même bien moins important que de former une belle personnalité, mais je suis peut-être aussi un brin idéaliste...

[invite6c093f92]

Je suis d'accord avec toi, mais entre stimuler et embrouiller les esprits, il faut faire attention, donner des infos cela peut stimuler, aller plus loin et donc rentrer dans les concepts avec le but qu'ils soient compris sans formalisme c'est illusoire.
Rien qu'en parlant de la RR, là façon dont c'est introduit au lycée montre bien les faiblesses et défauts cause que c'est mal foutu, on lui fait ( à l'étudiant) deux trois schémas, on lui parle des TL, un ou deux exos et basta (parce que pour bien faire, faut introduire Minkowski et cela alourdirait considérablement le programme), d'ailleurs cela a été rectifié plusieurs fois pas l'éducation nationale il me semble, et donc l'étudiant repart avec une connaissance du truc, mais sans compréhension...du coup il pense par ex que le temps ralenti, ect...et là retour case départ, il pense des choses fausses.