Scénario: Imaginez que vous êtes dans un train en vous déplaçant à une vitesse constante. Vous avez une balle de ping-pong et vous le rebondissez en droit de haut en bas.
Observer 1:Vous sur le train
* votre perspective: Vous voyez la balle monter en droit de haut en bas, faisant un simple voyage vertical.
* Votre cadre de référence: Le train est votre cadre de référence. Tout à l'intérieur du train, y compris vous et le ballon, sont stationnaires les uns par rapport aux autres.
Observer 2:quelqu'un debout sur la plate-forme
* leur perspective: Ils voient le ballon se déplacer sur un chemin diagonal, alors que le train avance pendant que le ballon monte et descendit.
* leur cadre de référence: Le sol est leur cadre de référence. De leur point de vue, le train et le ballon se déplacent.
Le point de relance de la relativité:
1. Mouvement relatif: Il n'y a pas de mouvement absolu. Le mouvement de la balle est relatif au cadre de référence de l'observateur. Pour vous dans le train, c'est droit de haut en bas. Pour quelqu'un sur la plate-forme, c'est diagonal.
2. Simultanéité: Le concept d'événements «simultanés» peut être relatif. Si vous déposez le ballon et que quelqu'un sur la plate-forme laisse tomber sa propre balle en même temps, vous verrez les deux balles tomber au même rythme. Cependant, la personne sur la plate-forme pourrait voir votre balle tomber un peu plus lentement en raison du mouvement du train.
3. Postulates d'Einstein: Ce scénario simple aborde également les postulats de relativité d'Einstein:
* Les lois de la physique sont les mêmes pour tous les observateurs en mouvement uniforme. Même si les observateurs voient des chemins différents pour le ballon, les lois régissant son mouvement (gravité, par exemple) sont les mêmes.
* La vitesse de la lumière dans le vide est la même pour tous les observateurs, quel que soit le mouvement de la source lumineuse. Bien que le mouvement du train affecte le chemin du ballon, la vitesse de la lumière émise par une source dans le train serait la même pour vous dans le train et quelqu'un sur la plate-forme.
Points clés:
* La balle rebondissante dans le train aide à visualiser comment le mouvement est relatif. Il souligne qu'il n'y a pas de cadre absolu de référence et que ce que nous observons dépend de notre point de vue.
* Ce scénario apparemment simple jette les bases pour comprendre des concepts plus complexes comme la dilatation temporelle et la contraction de longueur, qui sont des composantes clés de la théorie de la relativité spéciale d'Einstein.
