PHYSIQUE • Les postulats d’Einstein revus et complétés

PHYSIQUE • Les postulats d’Einstein revus et complétés part 1

Des physiciens remettent en cause le statut privilégié que le grand savant allemand avait donné à la lumière dans sa théorie de la relativité restreinte.

Imaginez que vous êtes sur une bicyclette en train de pédaler à travers le cosmos.
Un rayon de lumière – provenant peut-être de l’effondrement d’une étoile lointaine – vous arrive droit dessus.

A quelle vitesse vous rapprochez-vous l’un de l’autre ?

Comme vous n’avancez vous-même pratiquement pas, la réponse sera :

à une vitesse à peu près identique à la vitesse de la lumière dans le vide interstellaire, soit environ 300 000 km/s. Imaginons à présent que vous remisiez votre vélo pour la journée.

Alors que vous filez dans votre vaisseau spatial à la moitié de la vitesse de la lumière, vous tombez sur une autre impulsion lumineuse.

Quelle est maintenant la vitesse à laquelle vous vous rapprochez ?

A priori, ce doit être la vôtre plus celle de la lumière, donc une fois et demie cette dernière.

Faux.

Votre vitesse relative est la vitesse de la lumière, pas davantage, et cela à quelque vitesse que vous vous déplaciez.

Bienvenue dans le monde étrange de la relativité restreinte d’Einstein, où les corps qui subissent une accélération rétrécissent et où le temps se déforme tellement que parler d’événements simultanés n’a pas de sens.

Comme Einstein l’a expliqué, tout cela découle du fait que la lumière se déplace à une vitesse constante quelle que soit votre position.

Vraiment ?

Mitchell Feigenbaum, un physicien qui enseigne à l’université Rockefeller, à New York, n’est pas de cet avis.

C’est le dernier en date et le plus éminent d’une série de chercheurs qui soutiennent que la relativité restreinte n’a rien à voir avec la lumière, quoi que puissent en dire les manuels scolaires.

Le débat est centré sur deux hypothèses posées par Einstein lorsqu’il a formulé sa théorie de la relativité restreinte, en 1905.

La première ne prête pas à controverse : c’est le fait que les lois de la physique sont les mêmes que l’on soit immobile ou que l’on se déplace à une vitesse constante.

Tel est le principe de la relativité énoncé par Galilée dans Dialogue sur les deux grands systèmes du monde, son traité de 1632.

Ce principe a fait ses preuves pendant près de deux cent cinquante ans.

Mais, quand le physicien écossais James Clerk Maxwell a proposé sa théorie sur l’électricité et le magnétisme, à la fin du XIXe siècle, il a implicitement remis en question ce principe d’identité.

Les équations de Maxwell établissent en effet que la lumière est une onde qui se déplace à une vitesse constante.

Mais, curieusement, elles ne font aucune mention du point de vue à partir duquel cette vitesse a été mesurée.

Cela posait problème si la théorie de Maxwell, comme toutes les bonnes théories physiques, devait suivre la règle de Galilée et s’appliquer de la même façon pour tout observateur se déplaçant à vitesse constante.

Car, si nous ne savons pas qui mesure la vitesse de la lumière dans les équations, comment pouvons-nous les modifier de manière à ce qu’elles puissent s’appliquer à partir d’un autre point de vue ?

Einstein a contourné le problème en décrétant que ce n’était pas nécessaire.

Face au succès de la théorie de Maxwell, il a simplement ajouté une deuxième hypothèse à celle de Galilée : le fait que, quelle que soit la position de l’observateur, la lumière se déplace toujours à la même vitesse.

Ce “deuxième postulat” est la source de toute la physique excentrique d’Einstein, avec son espace qui se contracte et ses horloges déréglées.

Ici, le débat ne porte pas sur la validité de la physique einsteinienne, que d’innombrables expériences ont confirmée, mais sur la question de savoir s’il est possible de parvenir aux mêmes conclusions sans placer la lumière sur un piédestal immérité.

Selon David Mermin, qui enseigne la relativité depuis trente ans à l’université Cornell, dans l’Etat de New York, un consensus s’est dégagé sur la possibilité d’y parvenir, même si cette nouvelle optique n’est pas encore très connue du grand public.

www.courrierinternational.com/article.asp?obj_id=92471


1ere partie

Suite 2eme partie

Il y a deux ans, Mitchell Feigenbaum, que la logique de la relativité laissait perplexe, s’est plongé dans le Dialogue de Galilée.

“Ce livre est vraiment prodigieux, dit-il.

Quand j’ai eu fini de le lire, je me suis demandé sur quoi on pouvait déboucher en prenant ce qu’il dit au sérieux.”

Il s’est donc mis à faire les mêmes calculs que Galilée, mais en recourant aux mathématiques sophistiquées d’aujourd’hui.

Il a commencé par un scénario simple. Vous regardez un ami, Frank, qui passe devant vous dans un train roulant à 50 km/h vers l’est.

Frank, quant à lui, regarde Kate, qui s’éloigne de lui à la même vitesse en direction du nord.

Le physicien pose une question simple : comment voyez-vous Kate se déplacer ?

Logiquement, la vitesse de Kate par rapport à vous devrait correspondre plus ou moins à la somme de la vitesse de Frank par rapport à vous et de celle de Kate par rapport à Frank.

Le fait que Frank voit Kate s’éloigner vers le nord tout en se déplaçant lui-même vers l’est implique que, de votre point de vue d’observateur immobile, le déplacement de cette dernière se fait vers le nord-est.

Mais maintenant inversez les données.

Frank se déplace à 50 km/h vers le nord par rapport à vous, et Kate à la même vitesse vers l’est par rapport à Frank.

Cette modification n’affecte pas la manière dont Kate se déplace par rapport à vous : elle continue à s’éloigner en direction du nord-est.

Galilée serait certainement parvenu à cette conclusion.

Ce n’est qu’avec l’introduction par Einstein d’un espace-temps déformé, comme il le pensait, par une vitesse de la lumière universelle qu’il est apparu que les règles des mouvements additionnels n’étaient pas si simples.

Mais en réalité, observe Mitchell Feigenbaum, Galilée comme Einstein sont passés à côté d’une étonnante subtilité mathématique, qui rend le deuxième postulat d’Einstein superflu.

Des rotations à la source de la physique

Cette subtilité est la suivante : si le monde de Frank est aligné avec le vôtre et si le monde de Kate est aligné avec celui de Frank, vous pourriez penser que ce dernier l’est aussi avec le vôtre.

Le problème est que la logique mathématique n’autorise pas à elle seule cette conclusion.

Si curieux que cela puisse paraître, elle autorise en réalité une autre possibilité, à savoir que le monde de Kate pourrait tourner par rapport au vôtre, même s’il est parfaitement aligné avec le monde de Frank, et celui de Frank avec le vôtre.

Cela signifie que, tout en continuant à voir Kate s’éloigner vers le nord-est, vous pourriez aussi la voir légèrement obliquer vers la gauche ou la droite en fonction de la direction dans laquelle elle se déplace.

Le sens de rotation, et donc le mouvement de Kate tel que vous le percevez, dépendrait des déplacements relatifs de vous-même et de Frank et de ceux de Frank et de Kate.

La possibilité de telles rotations peut avoir des conséquences considérables. Si on les ignore, la relativité de Galilée vole en éclats.

Si on les admet, l’algèbre est métamorphosée : l’espace-temps déformé de la relativité d’Einstein fait son apparition, en même temps qu’une vitesse maximale bien précise mais non spécifiée que la somme des vitesses relatives individuelles ne peut excéder.

“Ces rotations sont difficiles à comprendre, reconnaît Mitchell Feigenbaum, mais elles sont la source de la physique.

” Le physicien souligne qu’il n’est pas le premier à remettre en question le deuxième postulat d’Einstein et à arriver à l’idée de ces étranges rotations.

Pourtant, David Mermin est impressionné. “La manière dont Mitch formule cette théorie est assez complexe, dit-il, mais les rotations sont présentées de façon très naturelle et très belle.”

Le résultat est l’inverse de la logique historique de la relativité d’Einstein.

Les déformations de l’espace-temps qu’Einstein avait déduites des propriétés de la lumière reposent en fait sur des considérations mathématiques encore plus fondamentales.

Le statut particulier de la lumière dans la relativité est un accident historique : ce n’était que le premier – mais aujourd’hui encore le plus évident – élément se déplaçant à la vitesse maximale *universelle.

Mark Buchanan
New Scientist

www.courrierinternational.com/article.as...&page=2&obj_id=92471

kredence;19378 écrit: PHYSIQUE • Les postulats d’Einstein revus et complétés

Des physiciens remettent en cause le statut privilégié que le grand savant allemand avait donné à la lumière dans sa théorie de la relativité restreinte.

Imaginez que vous êtes sur une bicyclette en train de pédaler à travers le cosmos.
Un rayon de lumière – provenant peut-être de l’effondrement d’une étoile lointaine – vous arrive droit dessus.

A quelle vitesse vous rapprochez-vous l’un de l’autre ?

Comme vous n’avancez vous-même pratiquement pas, la réponse sera :

à une vitesse à peu près identique à la vitesse de la lumière dans le vide interstellaire, soit environ 300 000 km/s. Imaginons à présent que vous remisiez votre vélo pour la journée.

Alors que vous filez dans votre vaisseau spatial à la moitié de la vitesse de la lumière, vous tombez sur une autre impulsion lumineuse.

Quelle est maintenant la vitesse à laquelle vous vous rapprochez ?

A priori, ce doit être la vôtre plus celle de la lumière, donc une fois et demie cette dernière.

Faux.

Votre vitesse relative est la vitesse de la lumière, pas davantage, et cela à quelque vitesse que vous vous déplaciez.

Bienvenue dans le monde étrange de la relativité restreinte d’Einstein, où les corps qui subissent une accélération rétrécissent et où le temps se déforme tellement que parler d’événements simultanés n’a pas de sens.

Comme Einstein l’a expliqué, tout cela découle du fait que la lumière se déplace à une vitesse constante quelle que soit votre position.

Vraiment ?

Mitchell Feigenbaum, un physicien qui enseigne à l’université Rockefeller, à New York, n’est pas de cet avis.

C’est le dernier en date et le plus éminent d’une série de chercheurs qui soutiennent que la relativité restreinte n’a rien à voir avec la lumière, quoi que puissent en dire les manuels scolaires.

Le débat est centré sur deux hypothèses posées par Einstein lorsqu’il a formulé sa théorie de la relativité restreinte, en 1905.

La première ne prête pas à controverse : c’est le fait que les lois de la physique sont les mêmes que l’on soit immobile ou que l’on se déplace à une vitesse constante.

Tel est le principe de la relativité énoncé par Galilée dans Dialogue sur les deux grands systèmes du monde, son traité de 1632.

Ce principe a fait ses preuves pendant près de deux cent cinquante ans.

Mais, quand le physicien écossais James Clerk Maxwell a proposé sa théorie sur l’électricité et le magnétisme, à la fin du XIXe siècle, il a implicitement remis en question ce principe d’identité.

Les équations de Maxwell établissent en effet que la lumière est une onde qui se déplace à une vitesse constante.

Mais, curieusement, elles ne font aucune mention du point de vue à partir duquel cette vitesse a été mesurée.

Cela posait problème si la théorie de Maxwell, comme toutes les bonnes théories physiques, devait suivre la règle de Galilée et s’appliquer de la même façon pour tout observateur se déplaçant à vitesse constante.

Car, si nous ne savons pas qui mesure la vitesse de la lumière dans les équations, comment pouvons-nous les modifier de manière à ce qu’elles puissent s’appliquer à partir d’un autre point de vue ?

Einstein a contourné le problème en décrétant que ce n’était pas nécessaire.

Face au succès de la théorie de Maxwell, il a simplement ajouté une deuxième hypothèse à celle de Galilée : le fait que, quelle que soit la position de l’observateur, la lumière se déplace toujours à la même vitesse.

Ce “deuxième postulat” est la source de toute la physique excentrique d’Einstein, avec son espace qui se contracte et ses horloges déréglées.

Ici, le débat ne porte pas sur la validité de la physique einsteinienne, que d’innombrables expériences ont confirmée, mais sur la question de savoir s’il est possible de parvenir aux mêmes conclusions sans placer la lumière sur un piédestal immérité.

Selon David Mermin, qui enseigne la relativité depuis trente ans à l’université Cornell, dans l’Etat de New York, un consensus s’est dégagé sur la possibilité d’y parvenir, même si cette nouvelle optique n’est pas encore très connue du grand public.

1ere partie

Salut ,moi aussi j'ai un physique ingrat ,c'est mon psy,qu'il me le dis ;un fou:mahboul::mahboul:

Comme je te l'ai deja explique,fais moi un plaisir de ne pas repondre a mes

ecris si t'as le sens de l'honneur.

Je n'aime pas tes reflexions,alors STP gardes-les pour toi

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SIMBEL;19380 écrit: Salut ,moi aussi j'ai un physique ingrat ,c'est mon psy,qu'il me le dis ;un fou:mahboul::mahboul:

kredence;19385 écrit: Comme je te l'ai deja explique,fais moi un plaisir de ne pas repondre a mes

ecris si t'as le sens de l'honneur.

Je n'aime pas tes reflexions,alors STP gardes-les pour toi

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Salut,comment ne pas répondre a tes écris ,quand tu insulte mes freres et mes soeurs ,tu les mets a toutes les sauces ,chomeurs,feneants, incultes ,et mes soeurs qui font beaucoups de gosse ,tu a utiliser un mots que le sens de la moral m'interdis de l'écrire.Alors voila mon sens de l'honneur qui se réveille quand je lis ça.Peut etre que je suis fou,mais je n'insulte pas mes freres et soeurs qui on la vie difficile tout les jours,je respecte ces gens tous simplement comme ils sont .Un fou qui a de l'honneur .:mahboul::mahboul:

Si tu avais un peu de respect et de consideration pour tes "freres" et "soeurs".tu ne les pousserai pas a la catastrophe,a s'endetter pour acheter des tacots francais avec toutes les routes encombres et mal foutus qu'on a,pour finir leur vie dans un accident mortel,

Alors tes lecons de morales a 3 sous,ne valent meme pas qu'on s'y attardent.

Ce n'est pas quelqu'un comme toi,qui n'a pas la faculte de debattre,qui participe par a-coup ou par procuration a ce forum et qui est de surcroit en perpetuelle therapie,se permet tout a coup de parler de "freres" et "soeurs".

C'est l'economique qui determine d'ameliorer la vie "difficile" de tes "freres" et "soeurs" et pas des larmes de crocodiles.

C'est celui,qui pousse les algeriens a acheter des voitures francaises,qui les pousse au suicide,et non celui qui les en previent.

Tu peux retourner maintenant a ta therapie imaginaire.

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SIMBEL;19447 écrit: Salut,comment ne pas répondre a tes écris ,quand tu insulte mes freres et mes soeurs ,tu les mets a toutes les sauces ,chomeurs,feneants, incultes ,et mes soeurs qui font beaucoups de gosse ,tu a utiliser un mots que le sens de la moral m'interdis de l'écrire.Alors voila mon sens de l'honneur qui se réveille quand je lis ça.Peut etre que je suis fou,mais je n'insulte pas mes freres et soeurs qui on la vie difficile tout les jours,je respecte ces gens tous simplement comme ils sont .Un fou qui a de l'honneur .:mahboul::mahboul: