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Description

Cette séance de cours explore le paradoxe du scénario jumeau dans la relativité spéciale, où un jumeau reste sur Terre tandis que l'autre voyage dans un vaisseau spatial à une vitesse proche de la lumière. Les jumelles voyagent plus lentement en raison de la dilatation du temps, conduisant à une situation où elles se réunissent mais ont vieilli différemment. L'instructeur discute des implications du principe de relativité et de la résolution du paradoxe par des calculs mathématiques des intersections d'événements dans l'espace-temps.

Source officielle

Proximité ontologique

Physique

Théorie de la relativité: Relativité restreinte

Concepts associés (30)

Relativité restreinte

La relativité restreinte est la théorie élaborée par Albert Einstein en 1905 en vue de tirer toutes les conséquences physiques de la relativité galiléenne et du principe selon lequel la vitesse de la lumière dans le vide a la même valeur dans tous les référentiels galiléens (ou inertiels), ce qui était implicitement énoncé dans les équations de Maxwell (mais interprété bien différemment jusque-là, avec « l'espace absolu » de Newton et léther).

Espace-temps

En physique, l'espace-temps est une représentation mathématique de l'espace et du temps comme deux notions inséparables et s'influençant l'une l'autre. En réalité, ce sont deux versions (vues sous un angle différent) d'une même entité. Cette conception de l'espace et du temps est l'un des grands bouleversements survenus au début du dans le domaine de la physique, mais aussi pour la philosophie. Elle est apparue avec la relativité restreinte et sa représentation géométrique qu'est l'espace de Minkowski ; son importance a été renforcée par la relativité générale.

Dilatation du temps

Le terme dilatation du temps désigne un effet de la relativité restreinte selon lequel l'intervalle de temps entre deux événements mesurés dans un référentiel inertiel quelconque est toujours supérieur à l'intervalle de temps mesuré dans le référentiel inertiel (en mouvement relatif au premier) où ces deux événements ont la même position spatiale mais n'ont pas lieu au même moment. Étant donné que le temps est défini, dans la théorie de la relativité, par la donnée initiale d'une horloge pour chaque référentiel, on peut en déduire que pour un observateur une horloge en mouvement semble ralentie par rapport à une horloge immobile.

Histoire de la relativité restreinte

L’histoire de la relativité restreinte décrit le développement de propositions et constatations empiriques et conceptuelles, au sein de la physique théorique, qui ont permis d’aboutir à une nouvelle compréhension de l’espace et du temps. Cette théorie, nommée « relativité restreinte », se distingue des travaux ultérieurs d'Albert Einstein, appelés « relativité générale ». Dans ses Principia mathematica, publiés pour la première fois en 1687 et qui influencent la physique pendant 200 ans, Isaac Newton postule les notions d'espace et de temps absolus et pose la théorie corpusculaire de la lumière.

Diagramme de Minkowski

vignette|droite|Diagramme de Minkowski représentant un événement E avec ses coordonnées d'espace-temps (x,ct) dans un référentiel R, et celles (x', ct') dans un référentiel R' en déplacement par rapport au premier à la vitesse v ; ainsi qu'un des axes du cône de lumière, en rouge. L'unité des graduations sur les axes de R' sont notées 1' sur chacun. Le diagramme de Minkowski est une représentation de l'espace-temps développée en 1908 par Hermann Minkowski, permettant une visualisation des propriétés dans la théorie de la relativité restreinte.

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Séances de cours associées (56)

Relativité et thermodynamique

Fournit un examen complet de la relativité, de la thermodynamique et des concepts de la théorie cinétique.

Relativité et thermodynamique: concepts clés expliqués

Couvre les concepts clés de la relativité et de la thermodynamique, y compris la dilatation du temps, la contraction de la longueur et les principes des moteurs thermiques.

Lorentz-Minkowski Spacetime

Couvre le temps d'espace de Lorentz-Minkowski, la vitesse d'interprétation de la lumière, les isométries et les principes de relativité spéciaux.

Relativité spéciale et thermodynamique

Introduit la relativité restreinte, couvrant la dilatation temporelle, l'équivalence masse-énergie et la thermodynamique, y compris les lois de gaz idéales et les transitions de phase.

Relativité spéciale

Couvre les principaux points de la relativité restreinte, y compris les symétries, les transformations, les 4 vecteurs, les équations de Maxwell et le temps approprié.

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Concepts associés (30)

Relativité restreinte

Espace-temps

Dilatation du temps

Histoire de la relativité restreinte

Diagramme de Minkowski

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