3.8 La relativité restreinte (dilatation du temps, contraction des longueurs) Théorie de la relativité. Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
L'expression théorie de la relativité renvoie le plus souvent à deux théories distinctes élaborées par Albert Einstein : la relativité restreinte et la relativité générale[1]. Ce terme peut aussi renvoyer à une idée plus ancienne, la relativité galiléenne qui s'applique à la mécanique newtonienne. En 1906, le physicien allemand Max Planck utilise l'expression « théorie relative » (Relativtheorie), qui met l'accent sur l'usage du principe de relativité. Dans la partie discussion de cet article, le physicien allemand Alfred Bucherer utilise pour la première fois le terme « théorie de la relativité » (Relativitätstheorie)[2],[3]. Les concepts mis en avant par la théorie de la relativité restreinte comprennent : Les mesures de diverses quantités sont relatives à la vitesse de l'observateur.
Les concepts mis en avant par la théorie de la relativité générale comprennent : Notes et références[modifier | modifier le code] ↑ (en) Albert Einstein (trad. La relativité générale et la courbure de l'espace-temps. En développant ses idées sur les conséquences du principe d’équivalence, Einstein aboutit à une nouvelle vision de la gravitation qui devait remplacer celle d’Isaac Newton : la relativité générale.
L’aspect le plus important de cette théorie est la disparition du concept de force de gravitation. La courbure de l’espace-temps Pour Einstein, le mouvement d’un corps n’est pas déterminé par des forces, mais par la configuration de l’espace-temps. Par exemple, d’après Newton la Terre tourne autour du Soleil car celui-ci exerce une force gravitationnelle sur notre planète. Pour Einstein, c’est une perturbation de l’espace-temps introduite par la masse du Soleil qui est à l’origine du mouvement de la Terre. Pour mieux comprendre cette idée, faisons appel à une analogie à deux dimensions. Que se passe-t-il lorsqu’un corps plus petit passe à proximité de l’étoile ? L’espace comme tissu élastique. Relativité : la dilatation du temps observée directement au laboratoire. James Chin-Wen Chou, du NIST, devant l'horloge atomique la plus précise au monde, basée sur les vibrations d'un seul ion aluminium.
L'ion est piégé à l'intérieur du cylindre métallique (centre droit). © J. Burrus/NIST Relativité : la dilatation du temps observée directement au laboratoire - 2 Photos Il y a quelque temps, les physiciens du National Institute of Standards and Technology (NIST) ont annoncé avoir réalisé l’horloge atomique la plus précise au monde. Elle est constituée d’un seul ion d’aluminium, piégé par des champs électriques, et que l’on peut exciter à l’aide d’un rayon laser. Complétée par des techniques empruntées aux expériences portant sur les ordinateurs quantiques (voir le dossier complet sur les ordinateurs quantiques), cette horloge atomique est supérieure à celles basées sur le césium et pourrait un jour conduire à des étalons de temps cent fois plus précis que ceux existant aujourd’hui.
Une prédiction centenaire. Dilatation du temps. Un diagramme de Minkowski, en deux dimensions, permet une représentation de ce phénomène dans l'espace de Minkowski et peut aider à une compréhension qualitative et intuitive.
Ce phénomène de ralentissement des horloges s'étend, en relativité générale, aux horloges proches d'un corps massif, qui vont ralentir par rapport à celles qui en sont plus éloignées. Dessin de gauche : pour l'observateur immobile par rapport aux miroirs A et B, le départ et le retour de la lumière se font au même endroit, et la lumière parcourt la distance 2*L à la vitesse c.Dessin de droite : ce même observateur voit passer à vitesse v une installation identique, il voit que la distance parcourue par la lumière entre le départ et le retour (qui n'ont pas lieu au même endroit) est 2*D et est supérieure à 2*L, mais la vitesse de la lumière est toujours c, même si la source lumineuse est en mouvement (postulat de la relativité restreinte).
En relativité restreinte[modifier | modifier le code] On en déduit: . Avec . Où. La relativite restreinte : des exemples concrets.