Espace et temps absolus selon Newton et selon Einstein.

[Anonyme007]

Bonjour à tous,

J'aimerais avoir quelques retours de votre part, concernant le paragraphe suivant que j'ai trouvé sur le net, ( je ne préciserai pas le lien ). Le voici :

Les principaux postulats de la mécanique formulée par Newton concernent l'existence d'un temps et d'un espace absolus. Le terme absolu recouvre ici deux significations distinctes:

- D'une part, l'espace et le temps sont les mêmes pour tous les observateurs, et ce quel que soit leur mouvement respectif.
- D'autre part, l'espace et le temps ne sont pas affectés par la présence de matière ou d'énergie.

Le premier aspect fut remis en cause par la théorie de la Relativité Restreinte (1905), alors que le second fut réfuté dix ans plus tard par la théorie de la Relativité Générale (1915).

Mes questions sont les suivantes,

- Concernant le premier point, que signifie mathématiquement ( à l'aide d'un exemple ) que l'espace et le temps sont les mêmes observateurs, et ce quel que soit leur mouvement respectif ?
- oncernant le second point, que signifie mathématiquement ( à l'aide d'un exemple ) que l'espace et le temps ne sont pas affectés par la présence de matière ou d'énergie ?

Merci d'avance.
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[Gilgamesh]

Dans les deux cas, cela peut se résumer à la mesure des longueurs et des durées.

Si l’on place un jouet dans un train qui clignote une fois par seconde et qui parcourt un mètre par seconde dans le référentiel propre d’un observateur marchant à côté du jouet, alors :

* Effet de relativité restreinte : les mesures de l’intervalle de temps (l'intervalle entre deux clignotements par exemple) et de la distance parcourue par le jouet différeront pour un observateur en mouvement relatif par rapport au jouet par exemple voyant passer le train devant lui ;
* Effet de relativité générale (cumulable avec ce qui précède) : ces mêmes mesures différeront également pour un observateur situé dans un champ gravitationnel différent, par exemple depuis une orbite.

L’écart entre ces mesures impliquera le rapport v/c pour les effets de la relativité restreinte, et M/R (où M est la masse de l’astre et R la distance à l’astre) pour les effets de la relativité générale.

[Anonyme007]

Bonsoir,

Merci beaucoup pour votre réponse Gilgamesh.

Pour ma part, l'espace et le temps sont les mêmes pour tous les observateurs, et ce quel que soit leur mouvement respectif, signifie que l'espace et le temps ne dépendent pas d'un référentiel ( i.e, ne dépendent pas des éléments d'une base associée à un repère ) centré dans l'observateur.
Autrement dit, la différence entre dire que l'espace et le temps sont les mêmes pour tous les observateurs, et dire que l'espace et le temps dépendent d'un observateur ou plus, est ce qui fait la différence entre la formule, et la formule, , avec , un vecteur. Non ?
Pouvez vous me situer le contexte de ces deux formules ?

Merci d'avance.

[ThM55]

En mécanique newtonienne, le temps est absolu mais l'espace ne l'est pas. En effet, pour un changement de repères en translation à vitesse constante on a la transformation de Galilée:





Temps absolu, c'est clair. Il est facile de voir que cela se généralise aux mouvements accélérés. Mais on voit bien que l'espace n'est pas absolu, les coordonnées d'espace se transforment.

Newton a malgré cela postulé explicitement l'existence d'un espace absolu. Pourquoi? Il voulait rendre compte d'effets d'inertie. Il a décrit par exemple l'expérience du seau: un seau d'eau est suspendu au plafond au moyen d'une corde. On lui fait effectuer un certain nombre de tours, puis on le relâche et il se met en rotation rapide. Newton observe que la surface du seau est incurvée: elle forme un paraboloïde. Pour l'expliquer, il suppose un espace absolu par rapport auquel on peut définir un repos absolu et donc en corollaire un mouvement et une accélération. Mais cette idée a été fortement critiquée car c'est en contradiction avec le principe de relativité de Galilée qui postule une équivalence entre référentiels en mouvement rectiligne uniforme donc ne réserve pas de place à un repos absolu. Newton était aussi motivé par des considérations théologiques: l'espace absolu influe sur tout mais n'est influencé par rien, sauf par Dieu, ce que les physiciens et philosophes du XIXème siècle comme par exemple Ernst Mach ne pouvaient accepter. Mach a proposé une autre idée: repère absolu est défini par la matière lointaine, le référentiel n'est donc plus défini par une entité mathématique abstraite comme l'espace. Derrière toutes ces questions se profilent assez clairement des idées philosophiques qui s'opposent (théologie, matérialisme, positivisme etc). Mais ce débat n'a plus lieu d'être, la relativité générale a transformé la question elle-même.

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