La relativité selon Einstein

Une crise profonde va secouer les certitudes des physiciens à la fin du XIXe siècle. Pour y répondre, Henri Poincaré, célèbre mathématicien et physicien, va s'interroger sur les bases les plus fondamentales de la physique, et plus particulièrement sur la notion de temps. Ses travaux, publiés dans diverses revues entre 1898 et 1905, vont le conduire à poser les fondements de la Relativité restreinte. Les textes originaux, très simples, sont repris dans le présent ouvrage. Ceux qui ne connaissent pas la Relativité restreinte peuvent ainsi comprendre aisément les débuts de cette révolution de la pensée scientifique et philosophique. Ceux qui en ont déjà une certaine connaissance comprendront sans doute beaucoup mieux ce qu'ils en savent déjà. Début juin 1905, Poincaré publie les formules de base de la Relativité restreinte. Plus de trois semaines après, Einstein regroupe les principes et les résultats énoncés par Poincaré en un texte unique qui sera longtemps considéré comme le seul acte fondateur de la Relativité restreinte. Einstein a-t-il redécouvert indépendamment ce qui avait été publié avant lui ou a-t-il simplement plagié Poincaré? Quoi qu'il en soit, étant donnée l'antériorité des textes de Poincaré, leur lecture montre que c'est bien lui qui est le véritable fondateur de la Relativité restreinte. Biographie de l'auteur Les travaux de recherches et d'enseignement universitaires de Jean Hladik l'ont conduit à la publication de nombreux ouvrages, entre autres en mécanique quantique et en mathématiques appliquées à la physique. Son livre d'introduction à la Relativité restreinte, publié récemment avec un collègue, constitue un renouveau dans la compréhension des fondements de cette théorie.

Parmi les outils mathématiques qu'utilise le physicien, le calcul vectoriel est un instrument fondamental. En effet, pratiquement dans tous les principaux domaines de la physique, les phénomènes étudiés sont représentés par des vecteurs. Tant pour le physicien que pour l'ingénieur, le calcul vectoriel constitue donc un outil fondamental. La représentation de la réalité physique se fait classiquement dans un espace à trois dimensions et les vecteurs de cet espace sont eux-mêmes des éléments d'un espace vectoriel euclidien à trois dimensions. Dans une première partie de cet ouvrage, l'auteur a donc traité uniquement des vecteurs à trois dimensions. Dans une seconde partie, l'auteur étudie les différents types d'espaces vectoriels à un nombre quelconque de dimensions qui sont autant utilisés en physique que les espaces à trois dimensions. Formant un ensemble homogène autour du thème de l'utilisation des vecteurs en physique, ce livre recouvre à la fois les enseignements du premier et du second cycle universitaire sur le sujet traité. L'auteur a privilégié les aspects techniques et pratiques du calcul vectoriel afin que chacun puisse le maîtriser pour ses besoins. L'étudiant et le professeur y trouveront le texte d'un cours axé sur les aspects utiles et techniques. Ensuite, chaque chapitre est suivi d'un grand nombre d'exercices choisis pour faciliter la compréhension et la maîtrise du cours. De plus, c'est un ouvrage à conserver et à consulter selon ses besoins car toutes les formules relatives au calcul vectoriel dont a besoin l'ingénieur ou le physicien ont été répertoriées.

Pour comprendre l'essentiel de la Relativité, il n'est nul besoin de connaissances particulières. Les idées de base de cette science sont en effet très simples. Les conséquences immédiates qu'en déduisent les physiciens sont cependant surprenantes. Le temps et l'espace deviennent élastiques, s'allongeant et se rétrécissant pour les individus qui voyagent à très grande vitesse. L'espace-temps à quatre dimensions est ainsi le cadre de toute réalité. Les objets peuvent disparaître pour se transformer en énergie pure selon la fameuse relation E = mc2. Ces idées bouleversent la nature même de lois bien établies.L'attraction universelle de Newton entre les corps célestes se métamorphose car l'espace acquiert une certaine courbure qui s'identifie à la gravitation. La géométrie n'obéit plus aux règles simples que nous connaissons. La nouvelle géométrie devient en effet tributaire de la répartition de la matière. Le devenir de notre Univers est de nos jours construit sur des connaissances scientifiques issues de la Relativité.

APRES un bref historique des idées depuis l'Antiquité, on apprend comment on a réussi, depuis très peu de temps, à voir et à manipuler individuellement les atomes. On explore ensuite leur structure interne, électronique et nucléaire, à travers les expériences célèbres qui ont conduit à sa connaissance. Puis les découvertes récentes sur les particules élémentaires nous mènent jusqu'au niveau ultime, celui des quarks. Ainsi ce parcours nous livre-t-il, par une descente progressive dans l'infiniment petit, les clefs de l'admirable diversité de la matière.