La grande d?couverte
d'Albert Einstein
?
Qu'est
ce qui a bien pu conduire Albert Einstein a conclure que tu vis dans un espace
quadridimensionnel (trois coordonn?es d'espace et une de temps), avec
des r?gles qui raccourcissent et des horloges qui ralentissent en fonction
de ton ?tat de mouvement? Tout le probl?me tourne autour de la
relativit? de la notion de mouvement, d'o? le nom de th?orie
de la relativit? (sous entendu du mouvement). Ce qui se cache derri?re
ce nom devient plus simple si tu regardes le mouvement du soleil depuis son
lever jusqu'? son coucher. Toi compl?tement immobile, tu verras
le soleil d?crire un grand arc de cercle au dessus de ta t?te.
Mais au fait, es tu r?ellement immobile? Non, bien s?r, car nous
savons depuis Galil?e que ceci n'est qu'une illusion et que nous vivons
en r?alit?, nous terriens, sur un bolide en rotation constante
autour du soleil. De ce nouveau point de vue, le soleil est immobile et c'est
nous qui bougeons. Mais ceci aussi est une illusion, car par rapport a notre
galaxie, le soleil est entra?n? dans un gigantesque tourbillon.

Quand ? notre galaxie on sait aujourd'hui qu'elle s'?loigne des autres galaxies ? une vitesse tout ? fait vertigineuse:

Le m?me r?sultat est obtenu si l'on groupe les galaxies proches les unes des autres. Les amas ainsi form?s sont eux aussi en mouvement les uns par rapport aux autres:

La conclusion de tout ceci est que parler d'un mouvement absolu est un pur non-sens. Tout ce que tu peux faire c'est parler du mouvement d'un objet par rapport ? un autre pris comme point de rep?re. Voil? le point de d?part de la th?orie de la relativit?.
Et apr?s? Tout ceci est bien ?videmment tr?s ennuyeux. Si d'aventure, tu as l'impression de te d?placer ? vitesse constante, hop, un simple changement de rep?re et te voil? tout ? fait immobile. N'existe-t-il vraiment aucun moyen de conserver toujours la m?me vitesse, quel que soit le point de rep?re que l'on choisit pour la mesurer? Reformules la question autrement. Existe-t-il dans la nature quelque chose qui se d?place et ne pourra jamais ?tre arr?t?? Mais bon sang c'est bien s?r! Il suffit de se transformer en rayon de lumi?re. C'est la grande d?couverte d'Albert Einstein que de supposer que seule la lumi?re ne s'arr?te jamais et se d?place donc toujours avec la m?me vitesse (d?sign?e conventionnellement par la lettre c). Cette vitesse absolue et immuable est voisine comme tu le sais peut-?tre de 300.000 km.s-1. Si on admet cette hypoth?se, alors il devient possible de transformer le temps t en une distance parcourue x = c?t. Temps et espace peuvent donc ?tre d?sormais intimement m?lang?s par cette simple multiplication par une constante garantie immuable.
Le reste de la th?orie est une simple salade math?matique assez indigeste pour le commun des mortels destin?e ? rendre compte de mani?re ?l?gante des r?sultats exp?rimentaux (exp?rience de Michelson-Morley, loi d'addition des vitesses, masse relativiste, etc...). Les cons?quences importantes ? retenir, c'est que les notions de longueur, de temps et de masse, deviennent dor?navant d?pendantes de la vitesse v ? laquelle tu te d?places. Plus exactement si l, t et m d?signent respectivement, la taille, la dur?e et la masse mesur?e pour un objet dans son propre rep?re (o? il se voit immobile), ces quantit?s deviennent L, T et M dans un autre rep?re o? ce m?me objet se d?place ? la vitesse v:

C'est ce facteur b, n?cessaire pour assurer la constance de la vitesse de la lumi?re dans tous les rep?res, qui est responsable du raccourcissement des r?gles, du ralentissement des horloges et du gain de masse avec la vitesse. Un monde o? les r?gles ont toujours la m?me longueur quelle que soit la vitesse de d?placement serait tel que b = 1, ce qui impliquerait que la vitesse de propagation de la lumi?re soit infinie. Malheureusement pour toi un tel monde n'existe pas, et malgr? le vertige procur? par une vitesse de 300.000 km parcourus en une seconde, ce nombre reste d?sesp?rement fini et infranchissable pour toute particule mat?rielle.
Une autre cons?quence importante de la th?orie de la relativit? est que les concepts de masse et d'?nergie deviennent compl?tement ?quivalents selon la relation c?l?bre: E = m?c2. Connaissant l'?nergie E la vitesse s'obtient facilement en divisant cette ?nergie par la masse et par la vitesse de la lumi?re: v = E/(m?c), valeur qui ne peut en aucun cas devenir sup?rieure ? c. Cette ?quivalence masse ?nergie trouve son point culminant dans l'existence de l'anti-mati?re, en tout point semblable ? la mati?re normale (au signe de la charge pr?s), mais qui s'annihilent l'une l'autre d?s qu'elles se rencontrent...
Bien
s?r, quand la th?orie fut formul?e en 1905, tout cela parassait
absolument incroyable et loufoque. De nos jours, la situation a bien chang?e
car toutes les exp?riences r?alis?es en ce domaine depuis
cette date ont donn? des r?sultats conformes ? la th?orie.
Comment en effet nier l'?quivalence masse-?nergie apr?s
les tristes exp?riences d'Hiroshima et de Nagasaki qui ont fait plusieurs
millions de morts en une fraction de seconde?La nature est bel et bien relativiste,
et l'existence de la bombe atomique est l? pour nous en convaincre.
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