RELATIVITÉ Relativité restreinte

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Autres références

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RELATIVITÉ

Écrit par :  Jean-Marc LÉVY-LEBLOND

La théorie de la relativité est souvent considérée comme l'exemple même des révolutions scientifiques qu'a connues le xx^e siècle. On ne peut pourtant la comprendre que dans un cadre historique bien plus large, en remontant aux débuts mêmes de la science moderne. C'est en effet à Galilée, et non à Albert Einstein, que l'on doit… Lire la suite

RELATIVITÉ - Relativité générale

Écrit par :  Thibault DAMOUR, Stanley DESER

En physique, le vocable « relativité » recouvre deux concepts très différents. Celui de relativité restreinte (qui a remplacé la relativité galiléenne) spécifie la structure cinématique de l'espace-temps. Cette structure, d'abord suggérée par l'étude de l'électromagnétisme, a fourni un cadre général pour la description de toutes… Lire la suite

THÉORIE DE LA RELATIVITÉ

Écrit par :  Bernard PIRE

Albert Einstein propose, en 1905, la théorie de la relativité restreinte comme un nouveau cadre pour décrire de façon cohérente les phénomènes physiques mettant en jeu des vitesses proches de celle de la lumière. En imposant l'universalité de la vitesse de la lumière, la relativité restreinte mène à une description profondément modifiée de toute… Lire la suite

ANTIMATIÈRE

Écrit par :  Bernard PIRE, Jean-Marc RICHARD

Dans le chapitre "Théorie des antiparticules"  : …  fut nécessaire pour élaborer cette théorie. Le début du siècle vit naître la théorie de la *relativité, qui modifie notre conception de l'espace et du temps, établit l'équivalence entre masse énergie, et corrige la mécanique classique lorsque de grandes vitesses sont en jeu. L'autre grand progrès résulte de l'apparition de la mécanique… Lire la suite

ATOME

Écrit par :  José LEITE LOPES

Dans le chapitre "Influence de la théorie de la relativité et de la théorie des quanta sur la théorie atomique"  : …  auparavant, retenaient l'attention des physiciens : la théorie des quanta de Planck (1901) et la *théorie de la relativité d'Einstein (1905). Les travaux de Poincaré, de Lorentz et d'Einstein conduisirent, au début du xx^e siècle, à la découverte d'un énoncé très important, le principe de la relativité ou de l'invariance des… Lire la suite

CONTINU & DISCRET

Écrit par :  Jean-Michel SALANSKIS

Dans le chapitre "Jeu scientifique sur le continu et le discret"  : …  avec l'apparition des deux grandes théories « révolutionnaires » du début de ce siècle : la *relativité et la mécanique quantique. Il est possible de dire plus précisément que la relativité met en question le statut du continu des formes a priori gouvernant la phénoménalité, cependant que la mécanique quantique est en première approche une… Lire la suite

COSMOLOGIE

Écrit par :  Marc LACHIÈZE-REY

Dans le chapitre "Univers relativiste"  : …  que la physique newtonienne considérait, et que seule permettait d'appréhender la théorie de la *relativité générale. Mais l'impact de cette théorie, ainsi que celui de la relativité restreinte, dépassait la simple introduction de la notion d'expansion, dont certains aspects peuvent à la rigueur être interprétés dans un cadre newtonien. Ces… Lire la suite

EDDINGTON ARTHUR STANLEY (1882-1944)

Écrit par :  Jacques MERLEAU-PONTY

Dans le chapitre "Les théories relativistes"  : …  la célébrité d'Eddington  ; il est aussi devenu l'un des plus notables parmi les théoriciens de la *relativité, encore peu nombreux à l'époque. Tenu au courant dès 1916, par l'astronome hollandais Willem de Sitter, des plus récents mémoires d'Einstein, Eddington en mesure aussitôt la portée et il devient en quelques mois un défenseur et un… Lire la suite

EINSTEIN ALBERT (1879-1955)

Écrit par :  Michel PATY

Dans le chapitre "Premiers travaux : physique moléculaire, quanta et relativité restreinte"  : …  ultérieures sur l'interprétation courante de la mécanique quantique. Quant aux travaux sur la* relativité, ils prennent leur point de départ sur une critique de la mécanique et de la théorie électromagnétique, considérées du point de vue de leurs propositions fondamentales, suivie d'une reformulation des concepts d'espace et de temps. La… Lire la suite

EINSTEIN ET LA RELATIVITÉ GÉNÉRALE, LES CHEMINS DE L'ESPACE-TEMPS (J. Eisenstaedt)

Écrit par :  Bernard PIRE

… Si les principes* et les conséquences de la théorie de la relativité restreinte ont été souvent, et parfois de façon excellente, vulgarisés, la complexité mathématique de la théorie d'Einstein de la gravitation – appelée relativité générale – est telle qu'elle n'est appréciée que d'un petit nombre de scientifiques. Pourtant, comme l'affirme Jean… Lire la suite

ÉNERGIE - La notion

Écrit par :  Julien BOK

Dans le chapitre "Mécanique relativiste"  : …  voisines de la vitesse de la lumière c. Einstein a formulé une nouvelle mécanique, dite *« relativité restreinte », permettant d'interpréter ces expériences. Un événement est un phénomène physique qui se produit en un point donné M au temps t. Les coordonnées de M et le temps t sont mesurés dans un certain repère. Pour… Lire la suite

ÉPISTÉMOLOGIE

Écrit par :  Gilles Gaston GRANGER

Dans le chapitre "Sciences formelles, sciences empiriques"  : …  les réflexions sur la nature du formalisme spatio-temporel qu'ont suscitées les deux théories de la *relativité. Comment interpréter, dans la perspective de la relativité restreinte, les transformations imposées aux mesures d'espace et de temps par le passage d'un observatoire galiléen à un autre, d'où l'on veut décrire le même phénomène ? Le… Lire la suite

ESPACE-TEMPS

Écrit par :  Jean-Pierre PROVOST, Marie-Antoinette TONNELAT,  Universalis

Dans le chapitre "Espace et temps relatifs, transformations réciproques"  : …  *Jusqu'à l'analyse critique d'Einstein, la notion de simultanéité semblait intuitive ; elle se rattachait à une évidence immédiate. Einstein suppose, au contraire, que la simultanéité de deux événements distincts localisés en A et en B doit être fondée sur un critère expérimental : par exemple, un observateur situé en M, milieu du segment AB,… Lire la suite

ÉTHER

Écrit par :  Marie-Antoinette TONNELAT

Dans le chapitre "Transformation de la notion"  : …  *Avec Lorentz et Poincaré, l'éther avait perdu sa plus élémentaire et fondamentale propriété : celle de constituer un système de référence matériel. L'éther existait ; mais des « effets ad hoc » (contraction des longueurs, dilatation des durées, variation des masses) intervenaient pour compenser toute manifestation. En 1905, Einstein montre que la… Lire la suite

GRAVITATION ET ASTROPHYSIQUE

Écrit par :  Brandon CARTER

Dans le chapitre "Généralités"  : …  la gravitation plus sophistiquée devint évidente dès 1905, quand Einstein publia son mémoire sur la *relativité restreinte, de façon à rendre compte des propriétés des phénomènes électromagnétiques en général, et de la lumière en particulier. L'abolition par Einstein du concept de positions mesurables de manière absolue dans l'espace (déterminées… Lire la suite

HASARD

Écrit par :  Bertrand SAINT-SERNIN

Dans le chapitre "Le hasard et l'explication dans les sciences"  : …  du xx^e siècle a été marquée par l'invention de deux théories majeures : la *relativité générale et la mécanique quantique, qui ne reposent pas sur les mêmes bases et qui ne proposent pas une même image du monde. La première ne fait aucune place au hasard ; la seconde lui confère, dans ses hypothèses et dans ses équations,… Lire la suite

INTERACTIONS (physique) - Interaction gravitationnelle

Écrit par :  Alain KARASIEWICZ, Marie-Antoinette TONNELAT

Dans le chapitre " La gravitation relativiste"  : …  En* mécanique relativiste, l'espace et le temps ne sont plus des paramètres indépendants comme en mécanique newtonienne. Espace et temps sont intimement liés et constituent ensemble un cadre d'espace-temps dans lequel se situent les « événements ». L'idée centrale de la relativité générale est de considérer les phénomènes gravitationnels… Lire la suite

INTERACTIONS (physique) - Électromagnétisme

Écrit par :  Bernard DIU

Dans le chapitre "L'électromagnétisme en relativité et en mécanique quantique"  : …  par rapport à R à la vitesse u dirigée selon Ox). La* théorie de la relativité d'Einstein substitue la transformation de Lorentz à celle de Galilée : x' = (x – ut)/(1 – –u²/c²)^1/2, y' = y, z' = … Lire la suite

LANGEVIN PAUL (1872-1946)

Écrit par :  Françoise BALIBAR

…  Ce n'est que quelques mois plus tard qu'il lira le mémoire d'Einstein sur la théorie de la *relativité restreinte. Il en saisira immédiatement toute la portée révolutionnaire : « Ce véritable sens n'était rien moins qu'une conception nouvelle et relative du temps [...] opposée à la conception ancienne du temps absolu dépourvue de base… Lire la suite

LICHNEROWICZ ANDRÉ (1915-1998)

Écrit par :  Jean-Luc VERLEY

… *Mathématicien français dont les travaux portent sur la géométrie différentielle, la mécanique et la physique mathématique. Né le 21 janvier 1915 à Bourbon-L'Archambault (Allier), élève de l'École normale supérieure, André Lichnerowicz a enseigné dans les universités de Strasbourg (1941-1949), puis de Paris (1949-1952). De 1952 à 1986, il a été… Lire la suite

LORENTZ HENDRIK ANTOON (1853-1928)

Écrit par :  Sybren R. de GROOT, Leendert G. SUTTORP, Christiaan G. VAN WEERT

Dans le chapitre "La transformation de Lorentz"  : …  qui se déplace par rapport au premier. Ainsi, Lorentz était venu tout près de la théorie de la *relativité, mais le pas décisif restait à faire. Lorentz ne quittait pas l'idée de l'espace et du temps absolus. La remarque de Henri Poincaré que la transformation inverse de celle de Lorentz était elle-même une transformation de Lorentz allait déjà… Lire la suite

MACH ERNST (1838-1916)

Écrit par :  Michel PATY

Dans le chapitre "Critique des concepts physiques et philosophie de la connaissance"  : …  dénommera cette proposition « principe de Mach » : utile dans la conceptualisation initiale de la *relativité générale, puisqu'il conduisit Einstein à s'interroger sur le principe d'équivalence (des masses inertiale et gravitationnelle), il ne semble pas réellement compatible avec cette théorie, et le concept même de champ apparaît contraire à la… Lire la suite

MASSE (notions de base)

Écrit par :  Bernard PIRE

Dans le chapitre "La masse relativiste"  : …  *Les principes de la relativité restreinte développée par Albert Einstein ont bousculé le concept classique de masse. L'équivalence proclamée entre la masse M et l'énergie E d'un corps au repos (le célèbre E = Mc², où c est la vitesse de la lumière), si elle permet de mesurer les masses par leur… Lire la suite

MASSE, physique

Écrit par :  Jean-Marc LÉVY-LEBLOND, Bernard PIRE

Dans le chapitre "Masse et inertie"  : …  a servi de point de départ à Einstein pour construire sa théorie de la gravitation, dite *relativité générale, sous forme géométrique : c'est en effet l'indépendance du mouvement gravitationnel d'un corps par rapport à sa propre masse qui permet de considérer ce mouvement comme dû à la seule structure de l'espace-temps. Dans la théorie d'… Lire la suite

MÉCANIQUE - Mécanique analytique

Écrit par :  Francis HALBWACHS, Jean-Marie SOURIAU

Dans le chapitre "Applications"  : …  ayant une structure analogue (principes variationnels portant sur des intégrales simples). *Traitons le cas de la mécanique relativiste. En relativité restreinte, on remplace l'intégrale d'action (16) par l'expression : c étant la vitesse de la lumière (cas d'une particule libre de masse m) ou, en prenant le temps… Lire la suite

MÉCANIQUE CÉLESTE

Écrit par :  Bruno MORANDO

…  dans la mesure où l'on sait donner à ces forces une expression mathématique rigoureuse. La théorie de la *relativité générale donne de la gravitation une interprétation géométrique : l'espace-temps est courbé par la présence de matière, et d'euclidien devient riemannien. Les trajectoires des corps célestes, associées à la loi du temps sur ces… Lire la suite

MICHELSON ALBERT ABRAHAM (1852-1931)

Écrit par :  Viorel SERGIESCO

…  de Sèvres en longueurs d'onde de la raie rouge du cadmium (1893) marque une étape en métrologie. *L'« expérience de Michelson » (1881), répétée avec plus de précision par Michelson et par E. W. Morley (1887), et ensuite par d'autres chercheurs, a démontré l'inexistence d'un mouvement relatif de la Terre par rapport à l'éther (milieu hypothétique… Lire la suite

MINKOWSKI HERMANN (1864-1909)

Écrit par :  Jean-Luc VERLEY

… *Mathématicien allemand né en Russie, à Alexoten, et mort à Göttingen. Hermann Minkowski habita Königsberg dès sa plus tendre enfance, et il fit ses études universitaires à Königsberg et à Berlin. De 1887 à 1902, il enseigna successivement à l'université de Bonn et à l'université de Königsberg, puis à l'École polytechnique de Zurich, où il eut comme… Lire la suite

MONDE

Écrit par :  Jean LADRIÈRE

Dans le chapitre "La conceptualisation scientifique"  : …  qui lui a permis de s'attaquer au problème de la structure globale de la réalité physique. *C'est, comme on le sait, dans le cadre de la théorie de la relativité que ce développement s'est effectué. Le but d'Einstein, en passant de la relativité restreinte à la relativité générale, était de se débarrasser de la condition restrictive qui,… Lire la suite

MÖSSBAUER EFFET

Écrit par :  Pierre IMBERT

Dans le chapitre "Principales applications"  : …  en 1959 par R. V. Pound et G. A. Rebka, qui vérifièrent l'une des prévisions de la théorie de la *relativité : le déplacement vers le rouge des raies spectrales dans un champ de gravitation ou, comme on l'appelle parfois, le poids apparent des photons. Ils parvinrent en effet à déceler l'infime perte relative d'énergie (2,5 × 10^-15) de… Lire la suite

MOUVEMENT

Écrit par :  Françoise BALIBAR

Dans le chapitre "Mouvement et repos : le principe de relativité"  : …  principe, une « super-loi » de la nature à laquelle les autres lois sont soumises, porte le nom de *principe de relativité. Il s'agit d'un principe d'invariance, invariance des lois de la nature par certains changements de points de vue – qu'il convient précisément de repérer. En ce sens, le principe de relativité est un principe d'ordre… Lire la suite

SÉPARABILITÉ ET NON-SÉPARABILITÉ, mécanique quantique

Écrit par :  Alain ASPECT, Philippe GRANGIER

Dans le chapitre "Le débat Einstein-Bohr et les fondements de la mécanique quantique"  : …  même source. Pour Einstein, les deux mesures éloignées ne peuvent s'influencer mutuellement, car le *principe de causalité relativiste interdit qu'une interaction se propage plus vite que la lumière. La corrélation entre les deux mesures (toutes les deux donnent + 1, ou toutes les deux donnent - 1) ne peut alors s'interpréter qu'en admettant que les… Lire la suite

OBJET

Écrit par :  Gilles Gaston GRANGER

Dans le chapitre "L'objet scientifique irréductible à l'objet perçu"  : …  sans conséquences pour une représentation des objets physiques par la science. Les théories de la *relativité, surtout de la relativité générale, ont obligé à prendre au sérieux la question d'une représentation non classique de l'espace-temps des phénomènes physiques. Quel que soit le rôle qu'on attribue à la commodité ou à la convention dans le… Lire la suite

OPTIQUE - Optique électronique

Écrit par :  Albert SEPTIER

Dans le chapitre "Principes physiques"  : …  n'est plus très faible devant la vitesse c de la lumière, sa masse augmente par effet* relativiste. En prenant pour origine du potentiel électrostatique Φ, celui qui est appliqué à la source émettant les particules (Φ = 0), l'énergie cinétique de celles-ci en un point de l'espace peut alors s'exprimer simplement en fonction du… Lire la suite

PHYSIQUE - Les fondements et les méthodes

Écrit par :  Roland OMNÈS

Dans le chapitre "XX^e siècle"  : …  la physique classique atteint son plus remarquable développement, avec Einstein et la théorie de la* relativité. La genèse de la relativité a un lien étroit avec le principe d'inertie, c'est-à-dire, en particulier, l'existence d'un système de repère absolu (lié jadis aux étoiles) dans lequel le mouvement d'un point libre est uniforme. Les… Lire la suite

POINCARÉ HENRI (1854-1912)

Écrit par :  Gérard BESSON, Christian HOUZEL, Michel PATY

Dans le chapitre "Physique mathématique et physique théorique"  : …  lequel il propose, parallèlement au travail d'Einstein sur la relativité restreinte, une théorie *relativiste de l'électrodynamique. Il formula en outre une approche « covariante » (au sens restreint) de la gravitation utilisant pour la première fois la méthode, aujourd'hui classique, de la recherche des invariants de Lorentz. Sa proposition de… Lire la suite

QUADRIVECTEUR

Écrit par :  Viorel SERGIESCO

… *Vecteur à quatre composantes dans l'espace quadridimensionnel (espace tridimensionnel et temps) de la relativité restreinte (espace de Minkowski). Un quadrivecteur d'amplitude A et de composantes spatiales A1, A2, A3 (réelles) et temporelle A4 (imaginaire) est dit de type spatial si A² = A… Lire la suite

RÉALITÉ PHYSIQUE

Écrit par :  Bernard d' ESPAGNAT

Dans le chapitre "Le dépassement des idées familières"  : …  Les progrès conceptuels dus à la théorie de la *relativité et certains de ceux dus à la mécanique quantique ont – à un premier niveau déjà très important – entraîné le dépassement d'idées naïves. Ce n'est pas que, à proprement parler, la relativité soit à l'origine de ce mouvement. De tout temps, la science a révélé à ses adeptes le… Lire la suite

SCHWARZSCHILD KARL (1873-1916)

Écrit par :  Georges KAYAS

… *Astronome allemand, né à Francfort-sur-le-Main, K. Schwarzschild se distingue, à l'âge de seize ans, par un article sur la théorie des orbes célestes et il fait ses études à Munich auprès de Hugo von Seeliger. En 1901, il est professeur et directeur de l'observatoire de Göttingen, poste qu'il quitte en 1909 pour prendre la direction de l'… Lire la suite

SPIN

Écrit par :  Jean-Marc LÉVY-LEBLOND

Dans le chapitre "Spin et relativités"  : …  uniforme. Ces dernières sont les transformations dites de Lorentz, qui forment le cœur de la *relativité einsteinienne. Elles peuvent, pour des mouvements à faible vitesse devant la vitesse limite, dite « de la lumière », être remplacées par les transformations classiques de Galilée qui en offrent, dans ces conditions, une bonne approximation… Lire la suite

TEMPS

Écrit par :  Hervé BARREAU, Olivier COSTA DE BEAUREGARD

Dans le chapitre "Équivalence avec l'espace"  : …  force est « rectiligne et uniforme » : ce point parcourt des espaces égaux en des temps égaux. *Il existe une relation intime entre le principe d'inertie et le principe de relativité. En effet, la cinématique classique postule un « espace euclidien absolu » de métrique : et un « temps universel » t. On démontre alors que, si la loi d'… Lire la suite

TONNELAT MARIE-ANTOINETTE (1912-1980)

Écrit par :  François RUSSO

… par Abel Rey. Il est difficile d'évoquer l'œuvre de Marie-Antoinette Tonnelat dans le domaine de la *relativité en raison du caractère hautement technique du sujet. On relèvera cependant que sa thèse, qui portait sur la théorie du photon dans un espace-temps de Riemann, mettait simultanément en jeu pour la première fois les mécaniques quantique et… Lire la suite

VEBLEN OSWALD (1880-1960)

Écrit par :  Jacques MEYER

… *Mathématicien américain né à Decorah (Iowa) et mort à Brooklin (Maine). Veblen apporta d'importantes contributions en géométrie différentielle et en topologie, et plusieurs de ses travaux eurent des applications en physique atomique et en théorie de la relativité. Il enseigna les mathématiques à l'université de Princeton (1905-1932), puis devint… Lire la suite

WEYL HERMANN (1885-1955)

Écrit par :  Jean-Luc VERLEY

Dans le chapitre "Relativité et géométrie différentielle"  : …  avait été, à l'Institut de technologie de Zurich, le collègue d'Einstein, qui venait de découvrir la* relativité générale ; depuis cette date, Weyl n'avait cessé de s'intéresser à la relativité et, dès sa démobilisation en 1916, il fait une série de conférences sur ce sujet dans cette même ville de Zurich qu'Einstein avait quittée pour Berlin. C'est… Lire la suite

WHITEHEAD ALFRED NORTH (1861-1947)

Écrit par :  Jean-Luc VERLEY, Jean WAHL

Dans le chapitre "Le mathématicien"  : …  naturels ». L'ouvrage le plus caractéristique des conceptions philosophiques de Whitehead sur la *relativité et la gravitation est The Principle of Relativity (1922), qui est une réunion de textes de conférences. Les théories qu'y expose l'auteur sont indépendantes conceptuellement de celles qu'ont élaborées Hugo Bergmann, Albert… Lire la suite

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