Pour comprendre simplement la théorie de la Relativité

Sommaire et contenu du livre "Pour comprendre simplement la théorie de la Relativité"

Table des matières Introduction. Qu'est-ce que la Relativité? 3 Une nécessaire révision des fondements de la physique.. ..... ... ... ... ... ..... 4 La création de la Relativité s'effectue en deux étapes........................... 6 Qu'est-ce que la Relativité restreinte? 8 Qu'est-ce que la Relativité générale? 9 Première partie. La Relativité restreinte l, Les idées de base 15 Première idée: il existe des systèmes de référence où les lois de la physique ont la même forme 16 Deuxième idée: l'espace a les mêmes propriétés en tout point et en toute direction 19 Troisième idée: toutes les horloges d'un référentiel doivent être réglées strictement à la même heure ....... ............ ... ......... ... ......... 20 Quatrième idée: tous les phénomènes ont une cause 23 2, Les « mystères» de l'espace-temps 25 La transformation de Galilée 25 Lespostulats dePoincaré............. ............................................ 28 La transformation de Lorentz-Poincaré 29 Les postulats de Poincaré démontrent l'invariance de la vitesse de la lumière........ 31 Les muons vivent-ils plus vieux lorsqu'ils voyagent? 33 Une théorie des rapports entre les horloges et les mètres 36 Temps propre et temps impropre................................................... 39 Longueur propre et longueur impropre 41 L'espace-temps.... 43 3, La mécanique devient relativiste 47 Une vitesse qu'on ne peut dépasser............................ 47 La masse fait preuve d'inertie.......................... 49 Que sont la masse et l'énergie devenues? 51 Loi fondamentale de la dynamique relativiste.......................... 54 Nécessité d'une vitesse limite...................................................... 55 4, Les expériences confirment la théorie 59 Des horloges atomiques pour vérifier la relativité du temps.................... 59 Invariance de la vitesse de la lumière............................................. 61 Particules à très haute énergie 63 Équivalence entre la masse et l'énergie: E = mc2 66 Mécanique quantique relativiste 68 Deuxième partie. La Relativité générale 5, Les idées de base 75 Première idée: il existe une équivalence entre la gravitation et Troisième idée: la géométrie d'un référentiel accéléré n'est plus Quatrième idée: les propriétés géométriques de l'espace-temps sont Laplace et Poincaré s'interrogent sur la gravitation.............................. 75 l'accélération 76 Deuxième idée: il n'y a pas de systèmes de référence privilégiés............ 79 euclidienne 80 déterminées par des phénomènes physiques 81 6, Les espaces de Riemann 83 De la difficulté pour fabriquer des systèmes de référence 83 Espaces de Riemann à deux dimensions. 85 Les coordonnées de Gauss 87 Espaces de Riemann de dimension quelconque 89 Le calcul tensoriel en physique 90 7, La gravitation devient relativiste 95 Le problème fondamental de la Relativité générale 95 Les mollusques de référence 96 Le principe de relativité généralisée 97 Gravitation et géométrie............................................................. 98 Les équations fondamentales de la Relativité générale 101 8, Les tests confirment la théorie 105 Les orbites planétaires.................................................... 105 La déviation des rayons lumineux au voisinage du Soleil 108 Le décalage gravitationnel vers le rouge.. ........... ... .. .... ............ .. ... 112 Les pulsars ........................................................................ 113 9, La cosmologie relativiste 117 Les cosmologies prérelativistes 118 La «plus grande erreur» de la vie d'Einstein 121 La révolution scientifique d'Alexandre Friedmann 124 La création relativiste de l'Univers par Monseigneur Georges Lemaître 127 La cosmologie est encore nébuleuse. 131 Annexe. La transformation de Lorentz-Poincaré 135 Conséquences immédiates des idées de base 135 Le principe de relativité de Poincaré doit s'appliquer à lui-même 136 Constante de structure de l'espace-temps 137 Bibliographie 139