LES. CONSÉQUENCES. DU PRINCIPE DE RELATIVITÉ

301. L'espace et le temps.— D'après le physicien allemand, il n’y a plus de temps absolu ni d'espace absolu : espace et temps sont des notions relatives. Il y a bien un {emps local dans un système en mouvement, mais ce temps local peut être différent de celui qui règle les actions des habitants d’un autre système. En un mot « ce sont les montres qui font le temps, comme ce sont les mètres qui font l'espace ». Dans ces conditions, on

Premier Miroir

Lunette

ou /on observe linterFference des deux ra 1yonsS

F1G. 190. — Principe de l'expérience de MICHELSON.

comprend que la notion de simultanéité n’existe plus nécessairement : deux événements qui nous paraissent simultanés sur la Terre ne le sont plus nécessairement pour un habitant lointain de la planète Saturne.

Cette notion du temps est d’ailleurs une de celles qui tourmentent le plus l'esprit des philosophes. « Qu'est-ce que Île temps? écrivait un Père de l’Église; si personne ne me le demande, je le sais; mais s’il me faut l'expliquer à quelqu'un, je ne le sais plus! » Et l’un des grands mérites des théories d'Einstein sera, tout au moins, de nous avoir forcés de réfléchir un peu plus longuement que de coutume sur ces notions troublantes du temps et de l'espace.

En mettant à la base des calculs avec lesquels il a constitué un édifice mathématique, d’ailleurs admirable (basé, il faut le dire, sur le calcul tensoriel établi par l'éminent mathématicien italien Lévi-Civitta). cette hypothèse qui se résume par l'aftirmation citée plus haut : «ON NE PEUT PAS,» Einstein est arrivé à une série de conclusions qui sont représentées comme les conquêtes de la théorie de la relativité. Nous n'essaierons pas d'exposer en langage ordinaire les particularités des théories nouvelles : nous nous bornerons à en énumérer quelques conséquences parmi les plus importantes.

302. Les conséquences de la relativité. — Einstein fait reposer toute sa théorie sur deux postulats. Voicile premier : Le monde dans lequel nous vivons est construit de telle façon Qu'AUCUNE OBSERVATION faite sur un système en mouvement NE PEUT METTRE EN ÉVIDENCE le mouvement rectiligne et uniforme de ce système et, à fortiori, ne peut servir à détermi-

ner la vitesse de ce mouvement. En d'autres termes : Les lois des phénomènes qui se produisent dans un système quelconque sont indépendantes de ce système, pourvu qu'il ne possède pas d'accélération.

Le principe d'Einstein est donc une généralisation du principe de relativité de Newton, lequel se rapporte à des phénomènes mécaniques : celui d'Einstein s'applique d'une manière générale à tous les phénomènes physiques, y compris les phénomènes électromagnétiques.

Voici le second postulat : Quel que soit le système (sans accélération) où l'on mesure la vitesse de la lumière et quelles que soient les conditions de cette mesure, on trouve toujours la méme valeur numérique pour valeur de cette vitesse.

CES POSTULATS ÉTANT Apmis, les conséquences que l'on en déduit, à l’aide d’un superbe ensemble de travaux mathématiques, sont les suivantes :

1) Il n'existe pas d'éther;

2) On doit renoncer aux lois du mouvement de Newton, qui ont fait la vie et le développement de la physique pendant deux siècles : ces lois ne représentent qu'une première approximation des lois réelles, qui sont beaucoup plus compliquées;

3) La notion d'espace, prise isolément, n’a aucun sens. Seul, l'ensemble de l'espace et du temps possède une réalité;

4) Aucune vitesse ne peut dépasser la vitesse c de la lumière: celle-ci est donc une vitesse critique;

5) L'énergie est douée d'inertie; elle est analogue à la matière. Ce qu'on nomme la masse de la matière peut se transformer en masse de l'énergie et réciproquement. Un rayon lumineux ou électrique doit donc posséder une masse;

6) Les dimensions des corps changent avec la vitesse du mouvement dont ils sont animés. Une sphère se transforme en un ellipsoide, aplati dans le sens du mouvement. Quand la vitesse d'un corps atteint celle de la lumière, sa troisième dimension disparait et il devient infiniment aplati, c'est-à-dire sans épaisseur ;

7) La masse d’un corps en mouvement augmente avec la vitesse, et devient infinie si le corps atteint la vitesse de la lumière. Quand un corps acquiert ou cède de l'énergie, sa masse change, et la loi de Lavoisier (loi des masses), base de la chimie, cesse d’être exacte; enfin la masse d'un corps dépend de sa température;

8) Il n'existe pas de temps général et absolu : il n’y a qu'un temps local dans chaque système de mouvement, et la simultanéité n'existe pas d'une façon générale;

9) Toute la mécanique doit être renouvelée : ce n'est plus la mécanique de Newton qui doit expliquer tous les phénomènes, y compris ceux de l'électromagnétisme :

ce sont au contraire les lois des phénomènes électromagnétiques qui doivent constituer les principes premiers de la mécanique de la matière qui nous entoure.

303. Larelativité généralisée. L'«espace-temps ». La courbure de l'Univers.— Ces conclusions, dont quelques-unes étonnent le « bon sens », ont été dépassées depuis leur apparition, qui à eu lieu en 1905, Einstein a développé, en 1915, une théorie de la relativité « générali- Dans cette

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La tour d'EINSTEIN, à l'observatoire de POTSDAM