Relativité restreinte

 

 

 

PRINCIPE RELATIVITÉ

 

 

Postulats d'Einstein

 

 

En 1887, Albert Michelson et Edward Morley démontrent, grâce à une expérience restée célèbre, que la vitesse de la lumière dans le vide, qui vaut à peu près 300 000 kilomètres par seconde, prend la même valeur quelle que soit la façon dont elle se compose avec la vitesse de la Terre autour du Soleil. Ce résultat invalida la théorie de l’Ether et imposa l’idée que la lumière se propageait sans support matériel. La vitesse de la lumière dans le vide devint alors un invariant, indépendant de l’état de mouvement de l’observateur. Dans un article publié en 1905, Albert Einstein étend le principe de Galilée à toutes les lois de la physique alors connues, mécanique et électromagnétisme, ce qui implique que la vitesse de la lumière est identique dans tous les référentiels inertiels. Il en tire des conséquences impliquant une révision radicale de notre vision de l’espace et du temps, et explique les résultats et idées qui existaient déjà dans les travaux antérieurs de: Fitzgerald (contraction de longueur), Lorentz (contraction de longueurs, dilatation temporelle, transformations de Lorentz...), Poincaré (variation de l'inertie avec la vitesse, structure de groupe des transformations de Lorentz, etc), Michelson et Morley (expérience d'interférométrie démontrant l'invariance de la vitesse de la lumière). Cette théorie se repose sur deux postulats.

On remarque que la notion de simultanéité est remise en cause par le second postulats. Imaginons deux points a et d dans un train, soit b le point milieu. Si un observateur situé dans le train lance un objet du point a au point b et un autre objet depuis le point d avec la même force, il observera que les deux objets arrivent au point b simultanément. Pour un observateur extérieur au train, observera que les deux objets arriveront avec un temps d'écart. Si  au lieu de lancer un objet on émet un photon, les deux observateurs observent comment les deux photons arrivent simultanément.  Pour expliquer ce phénomène, Einstein explique que l'espace et le temps sont concepts variables et non pas absolues comme Newton défendait.