La relativité restreinte, proposée par Albert Einstein en 1905, repose sur deux postulats fondamentaux : l'invariance de la vitesse de la lumière dans le vide et le principe de relativité. Cette théorie a également introduit la notion que l'espace et le temps ne sont pas des entités séparées, mais forment un continuum.
Définitions
En relativité restreinte, la transformation de Galilée habituelle est remise en question.
Principe de relativité
Evénement
Observateur
Référentiel
Transformation de Lorentz
Espace-temps
Intervalle de temps propre
La durée entre deux événements se produisant au même lieu dans un référentiel d'inertie est appelée intervalle de temps propre.
Cet intervalle est mesuré par une seule horloge se trouvant au voisinage immédiat des événements.
Intervalle de temps impropre
La durée entre deux événements se produisant en des lieux différents dans un référentiel d'inertie est appelée intervalle de temps impropre.
Cet intervalle est mesuré par deux horloges se trouvant aux voisinages immédiats des deux événements.
En relativité, le temps n'est plus absolue mais lié au référentiel d'observation.
Postulats
Postulats physique de la relativité restreinte
- Référentiels privilégiés : il existe une classe de référentiels telle que les lois locales de la physiques sont simples.
- Espace euclidien : dans un Référentiel Galiléen - inertiel, les corps solides se déplacent selon la géométrie euclidienne.
- Synchronisation : chaque évènement a une horloge qui peuvent être synchroniser. Un Evénement est dit simultané pour deux observateurs \(A\) et \(B\) si \(t_A={{\frac{t_B^{(e)}+t_B^{(r)} }{2} }}\), avec \(t_A\) le temps de l'évènement pour l'observateur \(A\), \(t_B^{(e)}\) le temps d'envoie du signal à l'observateur \(B\) et \(t_B^{(r)}\) le temps de réception de la réponse de l'observateur \(B\) par l'observateur \(A\) dans le référentiel de \(B\).
- Relativité : les lois locales de la physique sont les mêmes dans tous les référentiels inertiels (Principe de relativité).
- Vitesse la lumière : la lumière dans le vide se propage en ligne droite à une vitesse \(c\) qui est indépendante du mouvement de la source.
Causalité
Une relation de causalité entre deux événements ne peut exister que si \(\Delta t=t_2-t_1\gt 0\).
La causalité est conservé dans tous les référentiels.
Approches graphiques
Diagramme de Minkowski
Ligne d'univers
Cône de lumière
