Initiation à la relativité

[invitebb403454]

Bonjour à tous,

Voilà, je cherche à m'instruire sur la théorie de la relativité. Je n'y ai jamais touché jusqu'ici en dehors de quelques vulgarisations gentillettes, et j'aimerais donc un ouvrage qui reprenne cette thématique de zéro, pour découvrir ce champ de la physique.
J'ai un background scientifique décent (prépa + école d'ingé), et je cherche donc quelque chose qui rentre volontiers dans le détail technique de la chose pour l'explorer. Je lis bien l'anglais, mais une référence en français serait quand même un vrai plus Si en sus c'est libre de droit, c'est la cerise sur le gâteau (sinon, ça ne me dérange pas d'acheter le bouquin)

Quel(s) ouvrage(s) me conseilleriez-vous pour découvrir et approfondir un peu cette thématique en autodidacte ?

Merci d'avance !
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[jacknicklaus]

Bonjour,

tu t'intéresses à la relativité restreinte ou la relativité générale ?

[Lansberg]

Bonjour,

pour commencer par la relativité restreinte, on trouve sur le net cet ouvrage bien adapté "école d'ingé" : xxxx pillage - interdit par la loi xxxx

[invitebb403454]

Oui, je n'ai pas précisé puisque j'aimerais m'intéresser aux deux justement. Ce sont deux domaines distincts, mais du bas de mon ignorance, je les considère quand même fortement connexes et j'imagine qu'il doit bien y avoir des bouquins qui traitent à la fois de l'un et de l'autre en lien.


EDIT : nos messages se sont croisés Lansbeg, merci pour cette source !

[A voir en vidéo sur Futura]

[mach3]

Gravitation, de Misner, Thorne et Wheeler. C'est mon livre de chevet. On peut en trouver d'occasion par ci par là. Parfois le pdf traine sur internet. Ce serait pas mal qu'il soit réédité ou vendu en version numérique.

Sinon il y a les cours de Richard Taillet (notre cher Deep Turtle) en vidéo, gratuits. C'est un peu moins pointu et trop orienté coordonnées à mon gout, mais c'est une bonne porte d'entrée (c'est grâce à lui que je suis vraiment aller plus loin que la vulgarisation en RG)

m@ch3

[Paradigm]

Bonsoir,

Relativité générale d'Éric Gourgoulhon ainsi que son livre sur la relativité restreinte

Cordialement

[azizovsky]

Bonjour, il y'a le livre un peu ancien de V.Ougarov : théorie de la relativité restreinte.

[penthode]

il y a aussi l'inoxydable " que sais-je" pour mettre le pieds à l'étrier

[Deedee81]

Salut,

Bonjour, il y'a le livre un peu ancien de V.Ougarov : théorie de la relativité restreinte.

Excellent, mais faut réussir à le (re)trouver !
J'ai la version des éditions Mir .... qui sont tombées en même temps que le mur (sans jeu de mots).

Il y a aussi : http://www.edu.upmc.fr/physique/bobin_04001/
Lien donné dans wikipedia.
C'est fort court, mais comme introduction c'est un premier pas.
J'ai aussi écrit ceci :
http://fr.scribd.com/doc/166636239/C...restreinte-pdf
où j'insiste beaucoup sur les fondations et les postulats.

[mach3]

Bonsoir,

Relativité générale d'Éric Gourgoulhon ainsi que son livre sur la relativité restreinte

Cordialement

Pas mal ce cours de M2, après, même reproche que pour Taillet, trop orienté coordonnées, ce qui fait passer certaines choses sous le tapis (notamment au 4.3), mais chacun ses gouts.

m@ch3

[jacknicklaus]

Et l'excellent https://www.amazon.fr/Relativit%C3%A.../dp/2804184706
traduction assurée par Richard Taillet. Avec un rappel (sommaire) de la restreinte sur le deux premiers des 40 chapitres.


Bouquin à l'approche pédagogique bien adaptée à une école Ingé, et remarquable par ses quelques 400 exercices qui complètent très bien le texte des cours. Lire et faire TOUS les exercices.

Après celui là, on peut s'attaquer à des monuments tels que le Gravitation de MTW déjà cité, ou le https://www.amazon.fr/Gravitation-Fo...ds=gravitation

[mach3]

Gravitation, de Misner, Thorne et Wheeler. C'est mon livre de chevet. On peut en trouver d'occasion par ci par là. Parfois le pdf traine sur internet. Ce serait pas mal qu'il soit réédité ou vendu en version numérique.

Je remarque qu'on peut le trouver neuf et en numérique sur amazon, une réédition récente suite au nobel de Thorne?

m@ch3

[Deedee81]

Je remarque qu'on peut le trouver neuf et en numérique sur amazon, une réédition récente suite au nobel de Thorne?

Ah tiens, ça c'est bien possible.

[Zefram Cochrane]

Bonjour,
Initiation à la relativité restreinte de Jean Hladick
la relativité restreinte d'Eric Gourgoulhon
Relativité et Quanta Clarifiés de Bernard Schaeffer ( pour les formules mathématiques attention aux interprétations de l'auteur)

Les vidéos d'Alain Bernard (Igloo.net les idées froides) sont très bien aussi.

[Amanuensis]

La diversité de choix cache un problème de fond, déjà abordé indirectement par Mach3: le choix dépend de "l'état final" désiré.

Il y a en particulier une opposition entre le côté conceptuel et le côté calculs pratiques. Le second favorise fortement les calculs en coordonnées, la transformation de Lorentz pour la RR, tenseurs vus comme "matrices" ou les coefficients de Christoffel en RG, etc. Le premier favorise les idées de fond, conception du temps et de l'espace, géométrie en 4D lorentzien et donc les objets géométriques comme quadri-vecteurs et tenseurs traités comme objets sans référence à des coordonnées.

Une majorité de textes (en particulier dans l'enseignement) suivent plutôt l'approche en coordonnées. L'approche conceptuelle apparaît au moins en partie dans d'autres textes.

Serait utile de préciser dans les préconisations indiquées les choix de chaque ouvrage dans cette polarisation.

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(Dans mon expérience personnelle l'approche conceptuelle est celle qui m'a vraiment fait avancer. Il me semble que Mach3 pourrait dire la même chose. Mais cela correspond à un "but" qui n'est pas nécessairement celui de tout le monde, comme on peut le voir dans pas mal de discussions dans ce forum, où l'approche par coordonnées domine: donc est importante ou même suffisante quand le but est la compréhension de textes ou d'échanges de ce genre.

Un autre bémol, répété souvent: une bonne compréhension de la mécanique classique vue dans l'éclairage donné par les "théories de la relativité", ne serait-ce qu'une bonne maîtrise de l'idée de relativité galiléenne, peut être bien plus utile à l'initiation aux théories de la relativité que plonger directement dans les formules et calculs spécifiques. C'est ce que tend à montrer l'analyse de nombre de discussions sur ce forum, constatant des manques assez flagrants concernant des concepts communs avec la mécanique classique (comme les référentiels...). Or en général les textes "d'initiation à la relativité" considèrent que ces concepts sont préalablement bien maîtrisés quand appliqués à la mécanique classique ; en conséquence ils doivent être complétés par une (re)mise à niveau sur ces concepts.)

[invitebb403454]

Ouf, que de références ! Difficile de faire son choix, vus de l'extérieur.

Merci Amanuensis pour cette remarque très utile qui me clarifie un peu ce que je dois rechercher. Je pense effectivement être plus intéressé par ce que tu appelles l'approche conceptuelle. Effectivement, c'est une recherche que je fais par pure curiosité personnelle, mon contexte pro étant assez loin de ces considérations. Du coup, je m'intéresse plus volontiers à un bouquin qui donne la priorité aux idées de fond, plutôt qu'à la technicité nécessaire à la pratique des lde coordonnées et autres (bien sûr je ne suis pas fermé aux détails techniques, mais je veux dire essentiellement que ma recherche ne débouchera pas sur une utilisation dans le cadre de mon job ou de mes études)

D'après vos remarques et commentaires, j'ai été assez tenté par le Gravitation de MTW ou le bouquin de Thomas Moore proposé par jacknicklaus. Est-ce que ces références s'adressent bien à un néophyte en matière de relativité, ou ont-elles déjà des prérequis dans le domaine ? (en particulier, est-ce que la RR est bien abordé dans ces bouquins qui ont l'air orientés RG ?)

Merci d'avance

[Deedee81]

(en particulier, est-ce que la RR est bien abordé dans ces bouquins qui ont l'air orientés RG ?)

Le livre Gravitation commence par la RR, mais dans le cadre et avec les outils RG. C'est très utile pour aborder la RG mais je pense que ce n'est pas l'idéal pour voir la RR, celle-ci reste un prérequis.
Pour le livre de Moore je ne sais pas.

[invitebb403454]

Ok, dans ce cas, il est peut-être bon de scinder ma recherche et de commencer simplement par rechercher dans un premier temps un bouquin qui pourra m'éclairer sur les concepts de la RR

[mach3]

D'après vos remarques et commentaires, j'ai été assez tenté par le Gravitation de MTW ou le bouquin de Thomas Moore proposé par jacknicklaus. Est-ce que ces références s'adressent bien à un néophyte en matière de relativité, ou ont-elles déjà des prérequis dans le domaine ? (en particulier, est-ce que la RR est bien abordé dans ces bouquins qui ont l'air orientés RG ?)

Concernant Gravitation, il faut déjà être familiarisé, et avoir un peu de maths dans les bagages (même si beaucoup de maths sont expliquées dans le bouquin, il y a des notions de bases sur lesquels ils ne reviennent pas). Comme dit Deedee, la RR y est abordée en préliminaire et d'une façon tout à fait intéressante (on peut noter par exemple que la légende selon laquelle la RR ne traite que de référentiels galiléen est déboulonnée).
Ce que je conseille concernant ce bouquin, c'est de chercher une version consultable en ligne, voire trouver un pdf qui traine et essayer de lire les deux ou trois premiers chapitres pour se faire une idée. Si ça passe, l'acheter sans hésiter.

m@ch3

[jacknicklaus]

j'ai été assez tenté par le Gravitation de MTW ou le bouquin de Thomas Moore proposé par jacknicklaus. Est-ce que ces références s'adressent bien à un néophyte en matière de relativité, ou ont-elles déjà des prérequis dans le domaine ? (en particulier, est-ce que la RR est bien abordé dans ces bouquins qui ont l'air orientés RG ?)
Merci d'avance

Le bouquin de Moore est parfaitement adapté à un "néophyte", le seul prérequis est une bonne aisance en calcul différentiel. Il ne considère pas en prérequis le calcul tensoriel, qui est bien détaillé. Il comporte deux (de mémoire, là je n'ai pas ma bibliothèque sous la main) chapitres sur la RR. Donc c'est assez succinct, de simples rappels, à compléter peut-être par une autre des références proposées sur la RR. J'insiste concernant le Moore sur les exercices proposés, c'est vraiment le point fort. Grosso modo la moitié des exercices sont assez simples et sont une application directe du cours. La moitié nécessite un plus gros effort personnel. Certains (de mon expérience, une dizaine sur les 400) sont vraiment difficiles.

Concernant le MTW, je le trouve trop dur pour un 1er contact avec la RG.

[invitebb403454]

Je ne m'inquiète pas trop de mon bagage mathématique qui est raisonnable, et que je compléterai volontiers à l'occasion par des recherches ad hoc. J'ai de bonnes bases en mécanique classiques également, que je rafaraîchirai juste avant de me lancer à fond dans les bouquins proposés. C'est plus sur les pré-requis en RR/RG que je suis très frileux

@jack Penses tu que cette introduction très succinte proposée par Deedee puisse être une premier pas suffisant afin de se donner des billes en RR pour aborder Moore ?
http://www.edu.upmc.fr/physique/bobin_04001/

[Amanuensis]

? (en particulier, est-ce que la RR est bien abordé dans ces bouquins qui ont l'air orientés RG ?)

Oui, mais c'est fait correctement à mon sens, mais j'ai une opinion non majoritaire. La RR en elle-même a peu d'intérêt (ça va faire sursauter des lecteurs...) , et peut même être vue comme conceptuellement dommageable. Un bouquin orienté RG présentera "la RR" comme d'un côté une solution particulière de la RG (une des solutions du vide) d'intérêt anecdotique (1), et d'autre part en tant que propriétés locales (techniquement de l'espace vectoriel tangent) applicables à toute solution.

L'importance qu'on donne à la RR est d'une part historique, d'autre part liée à une simplification (très fortes symétries). Selon mon opinion, si on n'est pas intéressé par la RG, alors privilégier les textes spécifiques à la RR. Mais si le but est les concepts de la RG, alors chercher plutôt les textes présentant la RR avec un point de vue RG.

Les seuls "pré-requis" à la RG sont les propriétés locales d'une métrique lorentzienne (et cela inclut la limite de vitesse, et correctement), ce qui est différent de la RR comme usuellement présentée, qui développe un espace-temps particulier (pas local, donc) qui est l'espace-temps de Minkowski, tout en évitant (paraît que c'est plus simple) les concepts plus généraux (comme temps propre, ou référentiel quelconque, ou vision 4D sans temps explicite, ...). Certes l'espace-temps de Minkowski est localement lorentzien (!), mais l'aspect global y est très important, au détriment de certains concepts.

(1) Principalement de par son hypothèse essentielle, l'absence de phénomène gravitationnel (courbure nulle partout), ce qui n'est pas réaliste, pas même localement à l'échelle de la surface de la Terre. La RG est une théorie de la gravitation qui géométrise la gravitation, et donc la couvre. L'intérêt d'une géométrie sans gravitation, celle de la RR, apparaît ainsi limitée.

[jacknicklaus]

Je ne m'inquiète pas trop de mon bagage mathématique qui est raisonnable, et que je compléterai volontiers à l'occasion par des recherches ad hoc. J'ai de bonnes bases en mécanique classiques également, que je rafaraîchirai juste avant de me lancer à fond dans les bouquins proposés. C'est plus sur les pré-requis en RR/RG que je suis très frileux

@jack Penses tu que cette introduction très succinte proposée par Deedee puisse être une premier pas suffisant afin de se donner des billes en RR pour aborder Moore ?
http://www.edu.upmc.fr/physique/bobin_04001/

pour la RR, j'aime bien ce cours en ligne : http://podcast.grenet.fr/podcast/int...te-restreinte/

[azizovsky]

si tu'as le temps :
https://www.youtube.com/watch?v=toGH5BdgRZ4 (1 et 2)

multitude de choix, Berkley ,yale .....

[invitebb403454]

Merci pour ce lien ! Suivre un cours officiel d'une université réputé est surement une bonne option, oui ! Je pense que c'est ce que je vais retenir pour me former un peu sur la RR, avant d'attaquer les bouquins suggérés sur la RG. Merci beaucoup pour ce conseil !

[b@z66]

Sinon, il y a aussi le fameux "La relativité" par Albert Einstein lui-même qui est un petit livre de "vulgarisation" assez complet pour ce qui est de la conceptualisation, notamment sur la relativité restreinte.

[Zefram Cochrane]

Je ne le conseilles pas pour commencer la relativité surtout si le but est d'approfondir après.
La relativité d'Albert Einstein, c'est un livre de "loisir" plus que d'initiation.

[b@z66]

Initiation, loisir,... Je ne vois pas trop la différence. Quand on veut commencer plus simplement par avoir une vue d'ensemble, il vaut mieux s'attarder davantage sur les concepts que sur la rigueur mathématique. En cela, un livre de "loisir" permet effectivement déjà de cerner les différents aspects mis en lumière par cette théorie avant de vraiment rentrer dans le vif du sujet et les éléments les plus mathématiques.

[Zefram Cochrane]

Bonjour,
Etant donné le profil du primoposteur et son objectif affiché
Un livre comme Initiation à la relativité restreinte de Jean Hladik conviendrait mieux pour un démarrage en douceur et permettrait par la suite de pouvoi enchaîner sur du plus lourd.