Comment rendre compte géométriquement des « bizarreries » de la relativité ? À l'aide d'une dimension temporelle et d'une redéfinition mathématique de l'idée de distance, l'espace de Minkowski fournit le cadre rigoureux nécessaire.


Dès sa forme restreinte de 1905, la théorie de la relativité bouscule de façon définitive les idées anciennes sur le temps. Le terme de « relativité » colle bien sûr à Einstein, qui est celui qui lui a donné sa forme moderne. En un sens pourtant, l’idée apparaît déjà trois siècles plus tôt sous la plume de Galilée.

La relativité galiléenne se fonde sur l’observation qu’il nous est impossible de ressentir que nous sommes en mouvement si nous nous déplaçons « tout droit et à vitesse constante ». L’expérience peut être faite quotidiennement dans un train en marche : lorsqu’il n’y a pas de soubresaut, le voyageur se sent comme immobile. La traduction théorique de cette observation est qu’il n’existe pas dans l’univers un repère privilégié, au sens où aucun phénomène mécanique ne permet d’en distinguer un par rapport à ceux en mouvement rectiligne uniforme par rapport à lui.

 

Pas de référentiel absolu

Grâce aux équations de l’électromagnétisme de Maxwell, Einstein comprend alors que la relativité du mouvement concerne aussi les phénomènes électromagnétiques, et pas seulement les phénomènes mécaniques. Or si les premiers ne permettent pas non plus de savoir si ... Lire la suite