Les postulats de base de la relativité restreinte sont :
* Les lois de la physique sont les mêmes pour tous les observateurs en mouvement uniforme.
* La vitesse de la lumière dans le vide est la même pour tous les observateurs, quel que soit le mouvement de la source lumineuse ou de l'observateur.
Dilatation du temps
La dilatation du temps est l’un des effets les plus connus de la relativité restreinte. Il indique que les horloges en mouvement fonctionnent plus lentement que les horloges stationnaires.
$$ \Delta t =\gamma \Delta t_0 $$
où:
* \(\Delta t\) est la différence de temps entre les horloges en mouvement et stationnaires
* \(\Delta t_0\) est le décalage horaire entre les horloges stationnaires
* \(\gamma\) est le facteur de Lorentz
Le facteur de Lorentz est une expression mathématique qui dépend de la vitesse de l'objet en mouvement. Il est donné par :
$$ \gamma =\frac{1}{\sqrt{1 - v^2/c^2}} $$
où:
* \(v\) est la vitesse de l'objet en mouvement
* \(c\) est la vitesse de la lumière
Comme vous pouvez le voir sur cette équation, le facteur de Lorentz augmente à mesure que la vitesse de l'objet augmente. Cela signifie que le temps s'écoule plus lentement pour les objets se déplaçant à grande vitesse.
Contraction de la longueur
La contraction de la longueur est un autre effet de la relativité restreinte. Il indique que les objets en mouvement sont plus courts que les objets immobiles.
$$ L =\frac{L_0}{\gamma} $$
où:
* \(L\) est la longueur de l'objet en mouvement
* \(L_0\) est la longueur de l'objet stationnaire
* \(\gamma\) est le facteur de Lorentz
Comme vous pouvez le voir sur cette équation, le facteur de Lorentz diminue à mesure que la longueur de l'objet augmente. Cela signifie que les objets très longs sont moins affectés par la contraction de la longueur que les objets courts.
Espace-temps
La relativité restreinte combine l'espace et le temps en une seule entité appelée espace-temps. L'espace-temps est un continuum à quatre dimensions dans lequel tous les événements se déroulent.
La partie spatiale de l’espace-temps est composée des trois dimensions de l’espace :longueur, largeur et hauteur. La partie temporelle de l'espace-temps est la quatrième dimension :le temps.
L'espace-temps est courbé par la présence de masse et d'énergie. Plus un objet a de masse et d’énergie, plus il courbe l’espace-temps.
La courbure de l’espace-temps affecte la façon dont les objets se déplacent. Les objets se déplacent sur des trajectoires courbes à travers l’espace-temps, et leur vitesse peut être affectée par la courbure de l’espace-temps.
Applications de la relativité restreinte
La relativité restreinte a de nombreuses applications importantes, notamment :
* Le développement de la bombe atomique
* La conception des accélérateurs de particules
* Le développement de systèmes GPS
* L'étude des trous noirs et autres phénomènes astrophysiques
La relativité restreinte est l’une des théories les plus importantes et les plus réussies de la physique. Cela a complètement changé notre compréhension de l’espace et du temps.
