Les gens,
Bien que mon doctorat porte sur la science des matériaux, j'ai obtenu une licence en génie physique. Au cours de mes études, j'ai étudié la théorie spéciale de la relativité d'Einstein, qui a été présentée pour la première fois en 1905 dans un article intitulé "Sur l'électrodynamique des corps en mouvement". Cet article faisait partie de son Annus Mirabilis[i] (Année du miracle). Cette année-là, Einstein a publié quatre articles qui ont révolutionné la physique. Outre l'article sur la relativité restreinte, il rédige un article expliquant le mouvement brownien, qui établit l'existence des molécules et des atomes. Dans un autre article, il explique l'effet photoélectrique, qui a contribué à établir la mécanique quantique. Cet article lui vaut le prix Nobel de physique. Dans un dernier article, Einstein a développé l'équation la plus célèbre au monde : E=mc2. Il est intéressant de noter qu'il a accompli tous ces travaux alors qu'il était employé à l'office suisse des brevets. Ces quatre articles, ainsi que la théorie générale de la relativité qu'il a élaborée en 1915, font partie des fondements de la physique moderne. Il serait difficile d'exagérer l'ampleur de toutes ces réalisations.
L'article intitulé "Sur l'électrodynamique des corps en mouvement" a débouché sur le concept plus communément appelé théorie de la relativité restreinte. Elle est "spéciale" parce qu'elle ne traite que des cadres de référence qui sont en vitesse uniforme ou, en d'autres termes, qui n'accélèrent pas. Ces types de référentiels sont illustrés à la figure 1. Une partie de la théorie de la relativité spéciale stipule qu'aucune expérience ne peut être réalisée pour démontrer qu'un cadre de référence est stationnaire ou se déplace à une vitesse uniforme. Si une personne lance une balle dans l'un ou l'autre cadre de référence, comme le montre la figure 1, son mouvement sera le même.
Figure 1. Le cadre de référence de gauche est immobile, tandis que celui de droite se déplace à vitesse constante. Dans les deux cas, la balle aura la même trajectoire.
Que signifie "relatif" ? La plupart des gens partent du principe que le temps, la distance et la masse sont absolus. Une heure est une constante, un mètre est une constante, tout comme un kilogramme. La théorie de la relativité restreinte postule qu'aucune de ces mesures n'est constante. La seule constante est la vitesse de la lumière dans le vide, qui est la même dans tout cadre de référence stationnaire ou se déplaçant à une vitesse constante.
Le fait que la vitesse de la lumière soit la même dans un cadre de référence immobile et dans un cadre de référence mobile donne lieu à plusieurs "paradoxes" intéressants. L'un d'eux est que si une jumelle se rend à une étoile située à six années-lumière à 60 % de la vitesse de la lumière et revient à la même vitesse, elle aura vieilli de 16 ans, alors que sa sœur jumelle, restée sur terre, aura vieilli de 20 ans !
J'expliquerai ce paradoxe à la conférence SMTA Pan Pacific 2023. Rejoignez-nous pour assister à cette présentation et à de nombreuses autres sur l'assemblage électronique.
Santé,
Dr. Ron
