Bonjour,

Hier au soir JPM nous a procuré un bon moment de réflexion et d'interrogation à partir du sujet difficile sur la Relativité

En fait on devrait parler des Relativités puisqu'elles apparaissent au nombre de trois:

- celle Galiléenne qui en Mécanique Classique signifie que le mouvement est relatif à un repère ou référentiel, si bien que les trajectoires d'un mouvement sont différentes pour des observateurs appartenant à des référentiels différents

- celle Restreinte qui vise à formuler toujours de la même façon les lois physiques - comme par exemple "la vitesse de la lumière dans le vide atteint un maximum quelque soit le repère considéré"- pour tous les repères galiléens qui sont animés entre eux d'un mouvement rectiligne (sur une droite euclidienne et toujours dans le même sens) et uniforme (càd à vitesse constante)

- celle Générale qui vise à ce que les lois de la physique soient indépendantes du type de repère, galiléen ou non (dans ce cas animé par une accélération et/ou en rotation), sans pour autant avoir une formulation unique de ces lois

Si la partie sur la Relativité Restreinte arrive à être suivie dans les grandes lignes - on tombe tout de même vite de haut dès qu'on rentre dans les détails et certains paradoxes comme celui de Langevin dit des jumeaux-, la partie sur la Relativité Générale est incommensurablement plus compliquée.

Mais grâce à sa préparation JPM a pu nous faire saisir quelques bases comme le fait qu'un champ de gravitation causé par une masse pouvait être compensé par une accélération, que celui-ci diminuait en s'éloignant de la masse, que l'espace-temps devenait un pur espace à 4 dimensions sans spécificité de l'une par rapport à l'autre comme cela apparaissait encore avec la Relativité Restreinte: la petite vidéo d'explication nous a permis au passage de comprendre notre situation d'invisibilité et donc d'incompréhension de cet espace-temps quadridimensionnel en nous plaçant dans une situation similaire entre 2 dimensions et une troisième, ce qui nous fait comprendre que nous ne percevons qu'une image réduite voire tronquée de ce qui se passe réellement.

Disons que si la Relativité Restreinte arrive à se présenter sans trop de Mathématiques (hormis la célèbre transformation de Lorentz pour montrer l'évolution de celle de Galilée pour passer d'un repère galiléen à un autre), la Relativité Générale ne peut rester très longtemps sans avoir recours aux Mathématiques, et qui plus est à des objets mathématiques - les tenseurs- qui ne sont pas du tout enseignés parmi les premiers, y compris dans le Supérieur, de quoi donc laisser sur le carreau toute une assemblée ramenée les pieds sur Terre après une courte apesanteur, somme toute bien agréable!

Mais devons-nous renoncer à essayer comme Sisyphe de monter la colline dont le sommet pourrait nous ouvrir en grand les portes d'un ciel bien mérité?

L'ayant en double exemplaire, j'ai laissé au club le livre d'Einstein sur la Relativité - utilisé par JPM pour préparer son exposé et emprunté immédiatement par Louis (qui pourra ainsi présenter dans quelques semaines le sujet en question aux petits élèves de CM1 et CM2 de Méry si nous sommes à nouveau sollicités dans le cadre des activités péri-scolaires, fort de mon soutien sans faille car moi-même j'ai commencé à m'armer - de patience et d'humilité!)

A bientôt

Bonjour,

J'ai fini la lecture du livre d'Einstein présentant simplement la (ou les) Relativité(s), après m'y être pris à plusieurs fois pour les chapitres concernant la Relativité Générale.

Je pense qu'il me faudra encore plusieurs lectures pour essayer de mieux comprendre cette théorie et aller plus tard dans de plus profonds détails, appelant alors l'utilisation d'outils mathématiques.

J'ai d'ailleurs découvert au passage qu'Einstein avait eu besoin de confrères mathématiciens car il était loin de maitriser et même comprendre les nouveaux domaines de cette science dont ses théories physiques tout aussi nouvelles révélaient la manipulation plus qu'indispensable.

J'en parlais l'autre fois avec Gérard, notre spécialiste de la question.
Einstein a en effet fait appel à des mathématiciens. Le premier d'entre eux a été Karl Schwartzschild qui a trouvé une première solution aux équations de la relativité générale dans un cas simple.
Minkovski a quant à lui a aidé Einstein au niveau de la relativité restreinte.
Gérard me reprends si je fais fausse route.
Il est très vrai qu'après la lecture de son livre, si on veut aller plus loin, il est nécessaire de manier les mathématiques de haute voltige, ce qui pour ma part est hors de portée.

Bonjour,

J'ai retrouvé les cours manuscrits et polycopiés de Maths de mon école d'Ingénieurs (Mon prof très brillant s'appelait M. Philippe Robba)

Les tenseurs, abondamment utilisés semble-t-il dans le cadre de la Relativité Générale, correspondent quasiment aux derniers éléments de Mathématiques de ma scolarité (enseignés à cette époque en fin de 2ème année car plus de Maths en 3ème année qui se doit d'être spécialisée)

Pour parler honnêtement, je ne sais pas dire si nous avons atteint ces derniers chapitres car je n'ai vraiment aucun souvenir sur ce sujet des tenseurs qui sont présentés avec les formes différentielles - je n'ai pas encore vu le lien!

Si vous le permettez, je reproduis ici le début de l'introduction du chapitre en question:

"Les tenseurs représentent un outil introduit pour rendre compte de toutes les propriétés linéaires ou multilinéaires. Lorsqu'on sait qu'en physique comme en mathématiques, la tendance constante est d'approximer les problèmes non linéaires, difficiles (ou impossibles) à résoudre, par des problèmes linéaires, on se rend compte que les tenseurs jouent un grand rôle: en fait on fait constamment du calcul tensoriel sans le savoir! "
(d'où en tête du début de cette introduction, une citation venant du Bourgeois Gentilhomme de Molière concernant la prose de M. Jourdain)

Je passe ce post à la demande de Jean-Claude :

Suite au paradoxe des jumeaux de Langevin, le problème est de savoir si effectivement le voyageur " vieillit " moins que le sédentaire. Le ralentissement prouvé des horloges voyageuses s’accompagne t-il aussi d’un moindre vieillissement biologique.
Le temps biologique est-il un invariant relativiste　? La question reste ouverte.
JCL

Perso, ma réponse est la suivante :
Le temps biologique doit être le même que le temps relativiste. Les horloges à des vitesses différentes montrent un décalage. La dilatation du temps agit bien sur les éléments chimiques de ces horloges atomiques. Il n'y a pas de raison qu'elle n'agisse pas aussi sur les éléments chimiques d'un corps humain ou tout autre regroupement d'atomes.
C'est aussi ce qu'affirment les spécialistes, Einstein en tête. C'est vrai que cela va à l'encontre du bon sens, mais en physique, c'est souvent le cas.

Bonsoir,

Dans son livre de cours sur "Relativité et Invariance", le professeur José-Philippe Pérez de l'université Paul Sabatier de Toulouse précise bien que le temps biologique n'est pas un invariant.

La seule hypothèse de cette expérience de pensée qu'il présente comme "tirée par les cheveux" -en prenant mes mots- est la capacité du jumeau voyageur de supporter les accélérations nécessaires pour atteindre des vitesses s'approchant de celle de la lumière et contribuant à rétrécir les durées.

José Philippe Pérez est l'auteur d'une collection de Cours de Physique pour la licence qui comprend 6 tomes dont je dispose:

- Mécanique
- Optique
- Thermodynamique
- Electromagnétisme
- Relativité (en fait limitée à Relativité Restreinte)
- Electronique

Bonsoir,

Toujours grâce aux FLOT que je suis actuellement, voici deux ensembles de cours de l'Université de Savoie qui ont été filmés.

D'abord celui de Relativité Restreinte de niveau Licence 2
http://podcast.grenet.fr/podcast/introduction-a-la-relativite-restreinte/?ep=14&chrono=anti

Puis celui de Relativité Générale de niveau Maitrise 1 allégé pour Licence 3
http://podcast.grenet.fr/podcast/cours-dintroduction-a-la-relativite-generale/?ep=26&chrono=anti

Le professeur s'appelle Richard Taillet.

Le défaut vient donc de la durée totale mais quand on aime on ne compte pas!