Concrètement, cela signifie qu'ils sont prêts à modifier la mécanique de Newton, mais pas à la changer complètement. Un important pas en avant est d'étendre la validité de la transformation de Lorentz aux forces non électriques (dans la mesure où elles existent).   nommée ultérieurement « temps local ». Une formulation covariante de l’électrodynamique est donnée finalement par Friedrich Kottler[185]. The spacetime symmetry group for Special Relativity is the Poincaré group, which is a ten-dimensional group of three Lorentz boosts, three rotations, and four spacetime translations. Comme il a été mentionné plus haut, Lorentz en 1895[54] a déjà pu expliquer les coefficients d'entraînement de Fresnel et les résultats de l'expérience de Fizeau à partir de la théorie de la lumière en utilisant le temps local, au premier ordre en v / c. Après les premiers essais de Jakob Laub pour établir une « optique des corps en mouvement », c'est Max von Laue en 1907[137] qui démontre cet effet à tous les ordres par une application du théorème d'addition des vitesses relativistes — contrairement à la méthode relativement compliquée de Lorentz. Note : La Wikisource en anglais propose une longue liste d'articles touchant l'histoire de la relativité restreinte. À la fin de l'article (§§ 6-10), il applique les résultats à l'électrodynamique. Two clocks, one at A and the other at B, can therefore be set running in unison by means of a light signal sent to each from a place midway between them ». La situation en reste là jusqu’en 1915, année où Albert Einstein publie sa célèbre théorie de la relativité générale. Elles dessinent une nouvelle structure de … Alors que Mie ne peut jamais formuler sa théorie complètement sans contradiction, Abraham (qui est resté toute sa vie un adversaire de la relativité) développe une théorie dans laquelle la vitesse de la lumière n'est plus constante, même localement, et ainsi n’est plus compatible avec les principes de base de la relativité. Avec sa méthode axiomatique, Einstein n'a besoin que de quelques pages pour déduire des résultats sur lesquels d'autres ont buté pendant des années dans un travail compliqué. As such, it employs an analytic method, which means that the elements of this theory are not based on hypothesis but on empirical discovery. >La théorie de la relativitéLa théorie d'Einstein sur la relativité est la façon la plus précise que nous ayons de décrire l'interaction de la matiére, de l'énergie, de l'espace et du temps. Mais sa tentative d'introduire une loi de la gravitation invariante de Lorentz se révèle aussi inefficace que le modèle de Poincaré. Enfin, comme annoncé dans sa note aux comptes rendus du 5 juin 1905, Poincaré fournit son travail (déposé le 23 juillet 1905, imprimé le 14 décembre 1905, publié en janvier 1906), indépendamment d'Einstein[n 2], article connu sous le nom de « travail de Palerme » qui présente une version substantiellement étendue de son premier travail publié en 1905. {\displaystyle c} c Around 1960, general relativity became central to physics and astronomy. This is incompatible with classical mechanics and special relativity because in those theories inertially moving objects cannot accelerate with respect to each other, but objects in free fall do so. Cependant, le formalisme originel de Minkowski d'espace-temps restera longtemps préféré[168], et la géométrie pseudo-euclidienne attendra le développement de la relativité générale pour jouer un rôle important en physique. Cependant, les scientifiques contemporains, à une très large majorité, reconnaissent que la théorie est suffisamment vérifiée par de nombreuses expériences et qu'elle est cohérente. Ils évoquent l’éther jusque dans leurs derniers écrits. Planck est aussi le premier, dans un article ultérieur[122], à introduire l'expression raccourcie « théorie relative » pour « théorie de Lorentz-Einstein » en contraste avec la « théorie sphérique » d'Abraham. La première est he caractère fractal, c'est-à-dire explicitement dépendant des résolutions, qu'acquiert l'espace-temps. [22] It was designed to test the transverse Doppler effect – the redshift of light from a moving source in a direction perpendicular to its velocity—which had been predicted by Einstein in 1905. Significativement, ce n'est que plus tard (1915) que Palágyi se rattachera aussi aux constructions d'espace-temps de Minkowski et d'Einstein — et c'est pour cela que ses critiques considèrent que sa théorie n'a pas grand-chose à voir avec la théorie de la relativité[89]. En outre, c'est la seule (par opposition aux théories covariantes de Lorentz) à fournir la bonne valeur pour la déviation de la lumière par le Soleil[197],[198].  ) comme quatrième coordonnée d'un espace quadridimensionnel en utilisant une sorte de quadrivecteur. La description du point de vue d'un système de référence en rotation sera faite par Paul Langevin en 1937[140], mais dans les systèmes accélérés, la vitesse de la lumière n'est plus constante (voir infra)[141]. Grigori Perelman. Ce n'est qu'en 1940 qu'on pourra définitivement confirmer par ce type d'expérience la formule de Lorentz-Einstein[125]. Ceci est alors interprété comme une conséquence de l'induction électromagnétique des courants de convection dans l'éther. Après que Heinrich Hertz (1887) démontre expérimentalement l'existence d'ondes électromagnétiques, la théorie de Maxwell devient enfin largement acceptée. Mais ce modèle débouche sur une impasse théorique, car Paul Ehrenfest[189] publie un court travail dans lequel il montre qu'un corps rigide ne peut pas être mis en rotation dans le cadre de la relativité restreinte, car son périmètre devrait diminuer en raison de la contraction des longueurs, à rayon constant. Et les tentatives pour unifier ces deux variantes d'éther et présenter une description complète sur le plan mécanique de cet éther échouent[14]. Les recherches sur la relativité restreinte seront poursuivies après Einstein, notamment par Hermann Minkowski qui pose en 1907[12] le cadre formel pour le concept aujourd'hui courant d'espace-temps à quatre dimensions. Finalement, la différence entre les théories de Lorentz et d'Einstein, sur le plan philosophique et de l’interprétation, finit par se cristalliser. [3] It seemed to offer little potential for experimental test, as most of its assertions were on an astronomical scale. Cependant, Cohn pense que tout ceci n'est valable que dans le domaine de l’optique, mais que par contre les horloges mécaniques pourraient indiquer le temps « vrai »[60]. Mais ses équations sont extrêmement complexes. La théorie de la relativité d'échelle développe les conséquences de l'abandon de l'hypothèse de différentiabilité des coordonnées spatio-temporelles. What they found was that the asymptotic symmetry transformations actually do form a group and the structure of this group does not depend on the particular gravitational field that happens to be present. Éditeur : Dunod. Dans cette circonstance, le principe d'équivalence formulé par Einstein, et qui affirme que les masses grave[n 8] et inerte sont égales, et que les processus dans un système de référence uniformément accéléré sont équivalents à des processus dans un champ de gravitation homogène, fait « exploser » les limites de la relativité restreinte et fraie la voie à la relativité générale. Le gros de ses informations proviendrait d'articles importants de Wien, Cohn, Abraham, Bucherer ou Hasenöhrl dans les Annalen der Physik, où il a publié plusieurs articles, ainsi que des critiques d'articles dans les Beiblätter, principalement en thermodynamique. {\displaystyle E/c^{2}} General relativity is a theory of gravitation developed by Einstein in the years 1907–1915. Minkowski établit en 1907 que le formalisme d'espace-temps possède un lien étroit avec la géométrie hyperbolique[n 1]. Yet [Euler] noted that the laws of motion permit us to determine, not the velocity of any motion in space, but only the absolute sameness of direction of an inertial trajectory over time, and the equality of time-intervals in which an inertially-moving particle moves equal distances. Il reconnaît à nouveau que l'accélération uniforme peut être utilisée comme approximation locale pour la description de diverses accélérations en relativité restreinte. En 1906, Planck[121] corrige l'erreur dans la définition par Einstein de la masse transverse relativiste, et montre que l'écriture correcte est en accord avec celle publiée par Lorentz en 1899[59].   et Sa théorie est en outre d'autant plus remarquable que (comme l'ont montré Einstein et Adriaan Fokker en 1914), pour la première fois, les effets gravitationnels peuvent être représentés complètement par la géométrie d'un espace-temps courbe. C'est le paradoxe d'Ehrenfest. Cependant, avec son système d'interférométrie, il n'arrive pas à trouver le résultat qu'il attend, et interprète ce résultat négatif comme une preuve en faveur de la théorie de Stokes (entraînement complet de l’éther par la Terre), et donc à l'encontre de celle de Fresnel[34]. Des modèles semblables ont été présentés à la suite de celui de Poincaré par Minkowski en 1908[155] et par Sommerfeld en 1910[160],[161]. Découvrez les bonnes réponses, synonymes et autres types d'aide pour résoudre chaque puzzle La définition par Newton de l’espace et du temps absolus commencent à être mises en question par certains auteurs[79],[80]. Bien que la théorie de Nordström soit sans contradiction, elle souffre du point de vue d'Einstein du problème suivant : elle ne satisfait pas la covariance, qu'il considère comme particulièrement importante, car des systèmes de référence préférentiels peuvent y être définis. Vladimir Ignatovski[164], par exemple, utilise pour ce faire : a) le principe de relativité, b) l'isotropie et l'homogénéité de l’espace et c) la condition de réciprocité. Il introduit l'expression. This means that, as expected, one can separate the kinematics of spacetime from the dynamics of the gravitational field at least at spatial infinity. The FitzGerald-Lorentz deformation hypothesis, Über die Herkunft der Speziellen Relativitätstheorie, On the history of geometrization of space-time, Poincaré’s Relativistic Physics: Its Origins and Nature, Einstein's Investigations of Galilean Covariant Electrodynamics prior to 1905, Einstein, Nordström and the early demise of scalar, lorentz covariant theories of gravitation, Minkowski, mathematicians, and the mathematical theory of relativity, The non-Euclidean style of Minkowskian relativity, Henri Poincaré and the theory of relativity, Breaking in the 4-vectors: the four-dimensional movement in gravitation, 1905–1910, A History of the Theories of Aether and Electricity, https://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Histoire_de_la_relativité_restreinte&oldid=174275619, licence Creative Commons attribution, partage dans les mêmes conditions, comment citer les auteurs et mentionner la licence. Ainsi, en 1912, peu avant sa mort, il écrit au sujet de la permanence de la « mécanique de Lorentz » après le développement de la théorie des quanta : Bien que Poincaré souligne dans ses écrits philosophiques la relativité du temps, ses travaux de physique[68],[106],[212],[213] réfèrent à un éther (non découvrable). Il voit qu'on peut en déduire non seulement une contraction des longueurs, mais aussi une espèce de dilatation du temps, qui fait que la rotation d'électrons en mouvement dans l’éther est plus lente que celle d'électrons au repos[58]. En 1910, Daniel Frost Comstock propose de placer au milieu, entre les horloges A et B, un émetteur qui envoie un signal aux deux horloges qui se mettent en marche à la réception du signal. En revoyant ses propres calculs, Hasenöhrl confirme le résultat d'Abraham[78]. {\displaystyle y} Le but de la physique c'est d'élaborer des théories et des modèles afin de comprendre la Nature et d'essayer de prévoir son comportement. By comparison, general relativity did not appear to be as useful, beyond making minor corrections to predictions of Newtonian gravitation theory. Peu importe que le bateau soit immobile, ou se déplace à n'importe quelle vitesse pour autant qu'elle soit constante (donc depuis deux référentiels différents), les mouvements qu'on observerait pour ces gouttes seraient totalement similaires. {\displaystyle c} Ges. Ceci en particulier parce que Minkowski — comme Wien et Abraham — est toujours resté un partisan de la vision électromagnétique du monde, et n'a en apparence pas complètement saisi la différence entre la théorie des électrons de Lorentz et la cinématique d'Einstein[157],[158]. t En 1905, Albert Einstein arrive enfin, avec la théorie de la relativité restreinte, à une interprétation complètement nouvelle de l'électrodynamique de Lorentz, en bouleversant les concepts d'espace et de temps, et en éliminant l’éther[10],[11]. Par la suite, des expériences démontrent que le modèle newtonien ne peut expliquer des phénomènes propres à la nature ondulatoire de la lumière. {\displaystyle t'} Finalement la théorie de l'émission passe pour réfutée après la découverte de l'effet Sagnac et les expériences de Willem de Sitter en 1913[151], car une telle théorie devrait donner une contradiction entre l'observation des orbites des étoiles doubles et les lois de Kepler, ce qui n'est pas observé[152]. Wiss.   (en notation moderne). Le nom de Poincaré n'apparaît dans aucune des deux éditions[208]. Il remarque que sa solution n'est pas unique, et que d'autres solutions sont possibles. Cependant tous les essais de déterminer la vitesse relative de la Terre par rapport à l’éther échouent[7]. Bien que techniquement, la Théorie de la Relativité Générale (1916) inclue la Théorie de la Relativité Restreinte (1905), une terminologie distincte est … À la suite de ces travaux d'Heaviside, George FitzGerald en 1889[49] introduit l’hypothèse ad hoc que les corps matériels se contractent également dans la direction du mouvement, ce qui conduit à la contraction des longueurs, et pourrait expliquer l'expérience de Michelson-Morley. C'est ainsi que Planck dès 1909 compare les conséquences du principe moderne de la relativité — et avant tout celles de la relativité du temps, d'Einstein — avec la révolution copernicienne de la conception du monde[199]. Leur démonstration repose sur les faits que : a) les transformations de Lorentz doivent former un groupe à un paramètre, homogène et linéaire, b) que par échange de systèmes de référence, seul change le signe de la vitesse relative et c) que la contraction des longueurs ne dépend que de la vitesse relative. Wikisource has original works on the topic: The effect of Gravity can only travel through space at the speed of light, not faster or instantaneously. {\displaystyle c} Comme ceci s'oppose à toute expérience, il est exclu d'avoir des vitesses supérieures à celle de la lumière. Pour chaque petit segment, on peut prendre pour coordonnées de l'espace-temps celles du système inertiel ainsi défini. Enfin, il calcule les masses longitudinale et transverse de l'électron (avec une faute de calcul sur la seconde). The strategy was to compare observed Doppler shifts with what was predicted by classical theory, and look for a Lorentz factor correction. m ", "On a Possible Mode of Detecting a Motion of the Solar System through the Luminiferous Ether", "The Relative Motion of the Earth and the Luminiferous Ether", "On the Relative Motion of the Earth and the Luminiferous Ether", "Postulate versus Observation in the Special Theory of Relativity", "Experimental Establishment of the Relativity of Time", "Timekeeping and Time Dissemination in a Distributed Space-Based Clock Ensemble", Relativity: The Special and General Theory, Relativity Milestones: Timeline of Notable Relativity Scientists and Contributions, International Earth Rotation and Reference Systems Service, https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Theory_of_relativity&oldid=991853423, Short description is different from Wikidata, Wikipedia indefinitely semi-protected pages, Creative Commons Attribution-ShareAlike License. La théorie de la relativité générale, qu’il énonce après de grandes difficultés en 1915, est bien entendu cohérente avec celle de la relativité restreinte, dont les concepts sont conservés. La différence entre contraction de Lorentz et relativité gît dans l'interprétation : pour Einstein, la contraction n'est qu'un effet cinématique dû aux instants de mesure par l'observateur des extrémités (non synchrones dans le système au repos de l'objet), tandis que pour Lorentz, il s'agirait d'un effet mécanique dynamique dû à des forces transmises par l’éther. Dans un article résumant sa théorie[123], Einstein décrit la relativité restreinte comme une « unification de la théorie de Lorentz avec le principe de relativité » tout en faisant l'hypothèse majeure que le temps local de Lorentz est un temps réel et légitime[124]. [8] It rapidly became a significant and necessary tool for theorists and experimentalists in the new fields of atomic physics, nuclear physics, and quantum mechanics. Cette fois, le résultat des expériences est compatible avec la « théorie de Lorentz-Einstein » et le principe de relativité. La théorie est rejetée plus tard (par Cohn lui-même) à cause de ses imperfections. En 1911, Paul Langevin[179] poursuit en créant une situation semblable, le paradoxe des jumeaux, célèbre en physique, en remplaçant les horloges par des personnes[n 7], dont l'une reste immobile, et l'autre accomplit un long voyage rapide aller-retour. À la suite de Lorentz, il explique que la transformation de Lorentz (et par suite l'invariance de Lorentz) doivent être appliquées à toutes les forces de la nature. Il en découle la conséquence importante que la vitesse de la lumière est totalement indépendante de la vitesse de sa source, et par suite, dans un système de coordonnées où l'éther est au repos, constante dans tous les cas de figure. In 1962 Hermann Bondi, M. G. van der Burg, A. W. Metzner[26] and Rainer K. Sachs[27] addressed this asymptotic symmetry problem in order to investigate the flow of energy at infinity due to propagating gravitational waves. La disparition du concept d'éther ne justifie plus la distinction entre coordonnées vraies et apparentes, comme dans les théories de Lorentz et Poincaré. Déjà entre 1909 et 1911 une expérience semblable a été faite par Franz Harress, que l'on peut considérer comme une synthèse des expériences de Fizeau et de Sagnac. Ce site est principalement consacré à la théorie de la relativité d'Albert Einstein. En relation avec le paradoxe d'Ehrenfest, Varićak en 1911[171] demande si la contraction des longueurs est « réelle » ou « apparente ». En 1912, Edwin Bidwell Wilson et Gilbert Lewis[174] utilisent un calcul vectoriel pseudo-euclidien[n 1]. Il loue Einstein pour sa relativisation complète du temps, mais regrette que ni Lorentz ni Einstein n'aient pris complètement en compte la relativité de l’espace. Pour eux les effets de la transformation de Lorentz sont dues à des interactions dynamiques avec l'éther, et ils distinguent entre le temps « vrai » du système au repos de l'éther et le temps « apparent » des systèmes en mouvement par rapport à celui-là. C'est en 1911 que Laue publie sa première monographie sur la relativité restreinte, Sommerfeld décrit la relativité restreinte comme une des bases sûres de la physique, et Wien propose en 1912 Lorentz et Einstein ensemble pour le prix Nobel de physique en raison de leurs performances pour l'élaboration du principe de la relativité. Hertz restera un des derniers partisans de l’« image du monde mécaniste », selon laquelle tous les processus électromagnétiques doivent être attribués à des effets de collisions et de contacts dans l'éther[25]. James Clerk Maxwell formule cette condition de telle sorte que tous les phénomènes optiques et électriques se développent dans un seul milieu. À peu près au moment où Lorentz développe sa théorie, Wien[100] établit, comme avant lui Searle en 1897[47], qu'en raison de la variation de la masse en fonction de la vitesse, il serait nécessaire de disposer d'une énergie infinie pour atteindre la vitesse de la lumière, ce qui serait donc impossible. La Relativité Générale La théorie de la gravitation de Newton, publiée en 1687 dans les "Principia Mathematica", a expliqué la chute des corps, le mouvement des planètes autour du soleil, le modèle Copernicien du système solaire, le mouvement des comètes, les lois empiriques de Képler. Toutes ces dénominations sont tour à tour utilisées par divers physiciens. Mais ce genre de problème ne subsiste que pour cette catégorie d'expériences. Selon Pauli et Miller, Ignatovski tout comme Frank et Rothe ne sont pas en mesure d'identifier la vitesse invariante des transformations obtenues avec la vitesse de la lumière, puisque cette vitesse n'est pas mentionnée dans les postulats. Mais cette idée avait déjà été définitivement réfutée en 1887 par l'experiment de Michelson et Morley, qui a d'ailleurs au contraire initié une ligne de recherche aboutissant à la Théorie de la relativité spéciale. Par ailleurs, le nom de Poincaré est peu cité dans les articles au début de l'histoire de la relativité. Et ainsi, sa théorie prévoit aussi le principe de relativité au sens de Galilée, selon lequel tous les observateurs qui se déplacent uniformément l'un par rapport à l'autre ne peuvent pas définir leurs mouvements de façon absolue. La solution de cette problématique, soit la nouvelle conception fondamentale de l'espace et du temps dans le cadre d'une théorie scientifique, reste au crédit d'Einstein. Par exemple, c'est ce qu'avait fait dès 1754 Jean d'Alembert dans l’Encyclopédie, ainsi que divers auteurs du XIXe siècle comme Menyhért Palágyi, qui développe en 1901 un modèle philosophique où l'espace et le temps ne forment que des désignations verbales pour une « forme d'espace-temps » en réalité unitaire[88].

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