Nous savons, depuis Galilée, qu'il n'est possible de décrire un mouvement que par rapport à un répère mathématique, et que les lois de la mécanique sont les mêmes dans tout système en translation rectiligne uniforme.

Un tel procédé est appelé système galiléen ou inertiel.

Albert Einstein cherchant à généraliser ce principe aux lois de toute la physique, et en particulier à l'électromagnétisme, établit en 1905 la théorie de la relativité restreinte aux systèmes en translation rectiligne uniforme.

Les grandes lignes de la relativité restreinte peuvent être résumées ainsi :
  • La vitesse c de la lumière est constante dans tous les systèmes, même si cela peut s'avérer faux dans certains cas très particuliers.

  • Le temps n'a pas la même valeur dans tous les sytèmes, nous vieillissons moins vite en translation qu'au repos.

  • L'énergie E et la masse m sont des grandeurs équivalentes liées par la relation E = mcc.
Ces postulats supplémentaires entraînement l'utilisation d'un répère mathématique, non plus à trois coordonnées, mais à quatre, X, Y, Z, T.

La relativité générale, établie toujours par Albert Einstein en 1913, est quand à elle, une théorie de la gravitation dans laquelle la géométrie de l'espace à quatre coordonnées est modifiée par les masses qui s'y trouvent, prémisse à l'introduction de la mécanique quantique.

De façon imagée, par exemple, la lune a une trajectoire rectiligne, mais la présence de la terre proche, courbe cette droite en une forme d'ellipse, empêchant ainsi, les deux corps célestes de s'éloigner l'un de l'autre.


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