Esprit scientifique

Nous y voilà donc. La relativité restreinte. Émise en 1905 par Albert Einstein, cette théorie introduit pour la première fois le concept d'"espace-temps", aujourd'hui unanimement reconnu. Ainsi le temps, sous l'influence d'un jeune théoricien de 26 ans, passe de l'état de "concept immuable et impalpable" à celui de Quatrième Dimension. Le temps n'est donc pas immuable. L'exemple le plus couramment utilisé pour illustrer cette affirmation est le suivant :

Lors de l'anniversaire de 2 jumeaux, Pierre et Paul, l'un d'eux, Pierre, part dans une fusée révolutionnaire qui atteint presque la vitesse de la lumière ( "c" en physique) pour un voyage de 25 ans dans l'espace, tandis que son frère Paul reste sur terre. Vingt-cinq ans plus tard, Pierre, revenant de son voyage, est étonné de trouver son frère, resté sur terre, avec l'apparence d'un homme de 50 ans, alors que lui ne semble avoir vieilli que d'un ans ou deux.
Cela s'explique par le phénomène appelé contraction : le temps ainsi que les longueurs se réduisent proportionnellement à l'augmentation de la vitesse (plus on va vite plus ils se réduisent). Pour la masse c'est l'inverse : elle augmente au fur et à mesure que l'on approche de c. C'est pour ça que seul les particules de masse nul (comme les photons, particules de lumière) peuvent atteindre la vitesse c, la plus haute dans tout l'univers (tout ce qui a une masse ne peut atteindre la vitesse c, parce que sa masse serait alors infini, et donc il faudrait une énergie infinie pour la tracter).

Voilà pour la contraction.

Après s'être attaqué et avoir triomphé de l'immuabilité du temps, l'audacieuse théorie d'Einstein s'en prend maintenant à l'absolu du mouvement. En mécanique newtonienne, "classique", les causes et les conséquences d'un mouvement sont très précisement déterminés. Par exemple, on peut déterminer avec exactitude par des calculs où aterrira une balle envoyée par un joueur de tennis selon l'angle, la force de frappe, la rotation de la balle, sa résistance à l'air, etc... Mais dans cet exemple, on ne précise pas par-rapport à qui (ou à quoi) est effectuer le mouvement. Une autre nouveauté vient perturber les physiciens de l'époque, qui ne s'était jamais posés cette insolite question."Par rapport à quoi ?"  Quelle étrange questions, pensent certains d'entre eux, par-rapport à quoi, quoi? Eh bien, par-rapport à la terre, pardi, au ciel, à tout, quoi !
Mauvaise réponse. Un blâme.

En mécanique einsteinienne (ce mot existe, je ne viens pas de l'inventer), tout mouvement est relatif à un référentiel (ledit référentiel étant aussi einsteinien). Pour faire plus simple (ou moins compliqué, au choix), un mouvement est décris par rapport à un "observateur" (appelé référentiel). Reprenons l'exemple de notre balle de tennis : un des joueur la frappe pour qu'elle aille dans la direction de son adversaire. Obéissante, elle y file à 150 km/h (c'est un joueur musclé). Il se trouve (le hasard fait bien les choses) qu'un jogger passe à coté du terrain de tennis à ce moment là, dans le même sens que la balle. Le jogger va à la respectable vitesse de 15 km/h (il n'est  pas aussi musclé que le joueur). Pour l'arbitre, juché sur sa chaise, la balle va à 150 km/h; mais pour le jogger, elle va à 150-15 = 135 km/h, puisqu'il avance dans la même direction à 15 km/h.

J'ai précédemment évoqué la vitesse de la lumière (c). Cette vitesse est, au risque de me répéter, la plus grande de l'univers. Pour vous donner une idée, c est à peu près égal à 300 000 km/s, ce qui donne 1 080 000 000 km/h, soit un milliard quatre-vingt millions de kilomètres/heure. Tout de suite, ça impressionne.


A retenir: