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Chapitre 2

La découverte fondamentale qui aboutit à la théorie de la relativité a été la constatation que la vitesse de la lumière est toujours la même, peu importe la vitesse de la source ou de l'observateur.

Donc quand nous observons un phénomène à partir d'un laboratoire situé sur la terre ou dans une fusée, nous devons toujours avoir le même résultat quand nous mesurons la vitesse d'un signal lumineux.

En fait quand nous changeons d'observatoire ( sur la terre, sur une fusée ou bien sur une étoile qui par rapport à nous se déplace à grande vitesse ) nous changeons de référentiel, c'est à dire que nous mesurons les phénomènes à partir de de ces mêmes laboratoires, donc avec des mesures différentes selon le cas.

Pour passer d'un référentiel à l'autre, nous ne pouvons le faire que si, de chacun des référentiels, la mesure de la vitesse de la lumière ne change pas. C'est bien cela que nous avons introduit dans le premier chapitre, un système de deux référentiels qui conservent la vitesse unitaire.

Pour plus de facilité dans les dessins nous considérons la vitesse de la lumière = 1. C' est à dire que au lieu de secondes et centimètres nous aurons des secondes divisées par 30,000,000,000 et des centimètres.

Ces transformations sont déroutantes car elles ne conservent pas la simultanéité. ( mais conservent la vitesse de la lumière ) Quand on observe un objet d'une certaine longueur, chaque point de cet objet apparait au même moment pour l'observateur mais a des moments différents pour cet objet .Il est difficile d' imaginer d'observer, un serpent par exemple, qui aurait un âge différent suivant que l'on regarde sa tête ou bien sa queue.

Ces transformations nous montrent que par exemple dans un train animé d'une grande vitesse, certaines longueurs paraissent plus courtes ou plus longues et aussi que les horloges des passagers avancent plus lentement ou plus vite que les nôtres, tout dépend de la façons dont on prend ces mesures.

Beaucoup d'expériences de physique nous confirment ces résultats surprenants, mais il faut considérer ces phénomènes avec prudence, c'est un peu la même chose quand on s'est rendu compte que la terre était une sphère,, il ne fallait pas croire que pour autant on avait la tête en bas de l'autre coté de la planète, ou bien que l'on pouvait, en partant de Paris, arriver en avion à NY deux heures avant le départ de Paris. ( En considérant l'heure locale ce serait possible ... )

Les dessins essayent de nous faire comprendre ces transformations et comment on observe et on mesure des longueurs et des temps dans des référentiels animés d'une grande vitesse les un par rapport aux autres.

Si un jour on vous pose la question suivante :" De l'autre côté de la terre, est il vrai que l'on a la tête en bas ? " il serait difficile de répondre simplement par "oui " ou par "non". De même si l'on vous demande un jour : " Est il vrai que un train animé d'une grande vitesse est plus court que à l'arrêt ? " Il est aussi difficile de répondre à cette question par "oui" ou par "non" et c'est bien cela que nous allons essayer de faire comprendre avec ces quelques dessins.

Les dernières pages montrent que ces dessins conservent les formules classiques de relativité comme: la formule d'addition des vitesses, de la transformation des fréquences, le calcul de la vitesse propre, ainsi que l'invariance de la valeur de x²- c²t²