La théorie de la relativité restreinte

Pour les relativistes, le moyen de résoudre l'apparente contradiction signalée plus haut, consiste à enlever au temps et à l'espace le caractère absolu que leur avait accordé l'ancienne mécanique {') .

Dains la mécanique classique, le temps était considéré comme uniforme, invariable, partout le même quelle que soit la vitesse des mouvements qu'il doit mesurer. Ce temps avait son expression concrète dans le mouvement apparent des cieux, mouvement constant, uniforme, dominant tous les mouvements apparents de notre globe.

En théorie relativiste, au contraire, le temps devient fonction de la vitesse du mouvement. Dans un système emimé d'une vitesse uniforme, les horloges, les chronomètres, en un mot tous les instruments en usage pour mesurer les durées temporelles, retardent leur marche suivant une proportion calculable qui est elle-même fonction de la vitesse de ce mouvement. De la sorte, deux observateurs ayant à leur disposition, l'un une horloge fixe, l'autre une horloge en mouvement, pourront pour annoncer la fin d'une heure échanger des signaux qui coïncideront, mais leurs heures n'auront pas la même durée. Cependant tous deux seront incapables de savoir lequel des deux est immobile, lequel est en mouvement. Et cela suffit pour sauvegarder le principe de la relativité (^) .

Mais ce qui est vrai du temps, l'est aussi de l'espace, c'està-dire de la distance entre deux situations spatiales, ou de

(1) Einstein. Sur le problème de la relativité. (Scientia, 1-V-I9I4, p. 140).

(2) Einstein. La théorie de la relativité restreinte et généralisée, pp. 22-31. Paris, Gauthier-Villars, 1921.

(3) E. Délace. Le principe de la relativité. (Revue des questions scientifiques, janvier 1921, p. 61).

la grandeur des dimensions des corps. Tandis que dans l'euicienne mécsinique, les distances étaient absolues, indépendantes des instruments de mesure et de l'état de mouvement ou de repos des corps, en théorie relativiste, au contraire, toutes les dimensions parallèles à la direction du mouvement dépendent de ce mouvement même ; elles se raccourcissent en fonction de la vitesse. Le mètre, le décaimètre, en général tous les instruments de mesure subissent le même raccourcissement proportionnel, en sorte que le cheingement reste inaperçu pour les observateiurs liés au système.

Si, dit H. Poincaré, le système est rapporté à des axes animés d'un mouvement de translation, il faut admettre que tous les corps se déforment, qu'une sphère, par exemple, se transforme en un ellipsoïde dont le petit axe est parallèle à la translation des Eoces... Voilà deux observateurs, le premier lié aux axes fixes, le second aux axes mobiles ; ils se croient l'iiii et l'autre en repos, mais telle figure que le premier regarde comme une sphère, apparaît au second comme un ellipsoïde (^) . Et il n'est point possible de savoir lequel des deux observateurs est immobile.

La forme des corps, leurs dimensions, les distances, en un mot, l'espace sont donc dépendants du mouvement, et partant, essentiellement relatifs.

Ce premier essai de conciliation, qu'on a appelé l'hypothèse de (( la contraction longitudinale » , est dû à Lorentz (^) . Il maintient le principe de la relativité et le principe de la constance de la vitesse de la liimière.

Sous une forme un peu différente, Einstein exprima les mêmes idées essentielles. « Une analyse exacte du contenu physique de nos données spatiales et temporaires a prouvé, dit-il, que la contradiction n'est qu'apparente, attendu

(') H. Poincaré. Demièrea pensées, pp. 52-53. Paris, Flammarion, 1920. (') Lorentz. La gravHation, (Scientia, 1-VII-I9I4, pp. 33 et suiv.).

qu'elle repose sur les deux hypothèses arbitraires suiveoites :

<( 1° L'affirmation que deux événements se passant en des lieux différents ont lieu simultanément a un contenu indépendant du choix du système de référence. » En d'autres termes : <( L'intervcJle de temps qui sépare deux événements est indépendant de l'état de mouvement du système de référence. ))

« 2° La distance entre les lieux où deux événements se passent simultanément est indépendante du choix du système de référence. » En d'autres termes : « La distance dans l'espace de deux points d'un corps solide est indépendante de l'état de mouvement du système de référence. »

(( L'évidence apparente de ces deux hypothèses arbitraires ne repose que sur le fait que la lumière nous informe instantanément en apparence des événements qui se passent dans des lieux éloignés, et que les vitesses des corps auxquels nous avons affaire dans nos expériences journalières sont petites en comparaison de la vitesse de la lumière.

(( Lorsqu'on renonce à ces hypothèses arbitraires, le principe de la constance de la vitesse de la lumière, qui résulte de l'électrodynamique de Maxwell et de Lorentz, devient compatible avec le principe de la relativité (^) . »

En résumé, le résultat négatif de l'expérience de Michelson s'explique par l'hypothèse d'une contraction, « Il y a une contraction des objets mobiles dans l'éther immobile, substratum fixe des phénomènes. Cette contraction est réelle, croît avec la vitesse du mobile par rapport à l'éther. C'est l'explication de Lorentz. »

« Il y a une contraction des objets mobiles par rapport à un observateur quelconque. Cette contraction n'est qu'une appa-

(1) Einstein. Sur le principe de la relaiitiité (Scientia. l-V-1914, pp. 141-142). — EllNSTEIN. La théorie de la relativité reatreirite et généralisée, p. 25. Paris. Gauthier-Villars. 1921.

rence due aux lois de la propagation de la lumière. Elle croît avec la vitesse du mobile par rapport à l'observateur... Elle est une sorte d'illusion d'optique provenant de ce que la lumière qui nous définit les objets ne se propage pas instantanément, mais avec une vitesse finie. C'est l'explication d'Einstein (^) . »