La Relativité Restreinte d’Einstein

II. LA RELATIVITE RESTREINTE D’EINSTEIN

Avant de commencer à parler de la relativité restreinte, il faut situer historiquement la Théorie de la Relativité Restreinte (RR) en mentionnant quelques découvertes scientifiques qui lui sont plus ou moins contemporaines :

• 1896 – Découverte de la radioactivité naturelle par A. H. Becquerel.
• 1897 – J. J. Thomsom découvre l’électron.
• 1900 – Hypothèse sur l’énergie et les quantiques de Max Planck, qui situe l’origine de la Mécanique Quantique
• 1905 – Théorie de la Relativité Restreinte d’Albert Einstein
• 1913 – Modèle atomique de N. Bohr.
• 1916 – Théorie de la Relativité Générale d’Albert Einstein.
• 1924 – L. De Broglie propose la dualité onde-corpuscule de la matière.
• 1926 – E. Schrödinger propose son équation d’onde pour l’atome d’hydrogène.
• 1927 – Principe d’incertitude de W. K. Heinsenberg.
• 1932 – J. Chadwick découvre expérimentalement le neutron.
• 1942 – Première réaction nucléaire en chaine dans un réacteur nucléaire menée par E. Fermi.

En voyant cette liste, une idée nous apparait immédiatement : la Relativité Restreinte d’Einstein fut réellement une théorie osée.

En même temps, sans vouloir ôter son mérite négatif à la relativité restreinte, après avoir montré ces antécédents immédiats, nous nous rendrons vite compte que la théorie d’Einstein n’était pas si révolutionnaire ou si originale au moment où elle a vu le jour. Malgré tout, le processus dans son entier peut être vu comme révolutionnaire, et j’ajouterai : « Malchanceux et un peu désespéré ! »

Dans ce livre, deux parties vont précéder l’étude systématique de la Relativité Restreinte d’Einstein. Dans la première : ««« Qu’est-ce que la Relativité ? »»»»», une liste de petits hasards déroutants et les Paradoxes de cousins sont présentée comme un bref résumé des raisons pour lesquelles la RR a été acceptée, et enfin, ma propre vision de la RR comme une conclusion anticipée, de manière à ce que le lecteur puisse comprendre la philosophie de ce livre.

La seconde partie est consacrée aux équations de Maxwell, les transformations de Lorentz et les postulats de Poincaré comme précédant immédiatement la physique relativiste qui, dans ce contexte, forment un ensemble d’idées amenant une interprétation erronée d’Albert Einstein et de la communauté scientifique de l’expérience de Michelson-Morley.

Le contexte historique de la Théorie de la Relativité Restreinte est traité dans le Conte de la grand-mère, avec une sorte de jeu de mots sur l’expérience comme la mère de la science et dans cette histoire terrifiante et mystérieuse pour le chemin pris par la science moderne au siècle dernier.

Bien sûr, de nombreuses autres erreurs ont été commises. Elles seront citées dans l’analyse de chacun des principes de la Théorie de la Relativité Restreinte d’Einstein. Ces erreurs sont classifiées dans une partie à part, intitulée Erreurs de la Physique Relativiste. Cependant, je suis convaincue que ces erreurs ne se seraient pas produites ou qu’elles auraient été surmontées sans difficulté si elles n’avaient pas été le fruit de l’interprétation de l’expérience de Michelson-Morley.

Dans la troisième partie de ce livre, en plus du concept des postulats de la Théorie de la Relativité Restreinte, nous étudierons les éléments de la relativité restreinte avec neutralité afin d’avoir une base commune pour diriger les critiques des parties que je considère comme fausses. Tout cela en essayant de limiter le plus possible le recours aux mathématiques c’est-à-dire de maintenir un niveau le plus général et le plus simple possible.

En particuliers, seront commentés d’un côté, la problématique posée par quelques-uns des éléments terminologiques ou concepts les plus utilisés par la physique de la relativité d’Einstein, que ce soit pour leur confusion ou leur complexité ou même les deux ; et de l’autre, les fautes ponctuelles et les interprétations erronées des expériences (dont la plupart sont purement de pensée) qui forme la substantifique moelle de la Relativité Restreinte et Générale aujourd’hui.

Les lecteurs qui souhaiteraient approfondir leurs connaissances de la Théorie d’Einstein trouveront facilement leur bonheur dans n’importe quel bouquin de Physique Moderne. Je recommanderai pour ma part des livres pour préparer l’entrée à l’université, livres de première année de faculté ou livres de vulgarisation scientifique car je crains que les ouvrages spécialisés sur la relativité restreinte puissent être trop compliqués ou trop centrés sur les mathématiques et les expérience de pensée, vu qu’il n’existe pas d’espace sans gravité.

Sur Internet il existe également une abondante webographie sur la relativité restreinte.

II.a) Qu’est-ce que la relativité ?

C’est une théorie scientifique ! Dans les argumentaires pour expliquer ce qu’est la relativité, on finit toujours par aboutir à une référence à la méthode scientifique faisant apparaitre que toute la théorie, bien que généralement acceptée, peut être totalement fausse. Quelle coïncidence !

Ensuite, comme s’il s’agissait d’un conte de fées, ils ajoutent le truc de la nouvelle théorie qui doit toujours reprendre la précédente comme un cas particuliers. Il semble incroyable qu’ils aient oublié le système géocentrique ou fameuse théorie qui place la Terre au centre de l’univers, il s’agit sans doute d’une manifestation de plus de la culture de l’ignorance. Je suppose que ce à quoi ils s’essayent réellement, c’est de se convaincre des raisons pour lesquelles ils n’y arrivent pas.

Le temps est relatif dans la Théorie de la Relativité Restreinte de 1905 et plus tard, dans la Relativité Générale (RG) de 1916. Cependant, la deuxième modifie le temps pour établir le principe d’équivalence entre la gravité et les systèmes accélérés et, par conséquent, avec les effets temporels du mouvement de la Relativité Restreinte.

Citons rapidement un ensemble de coïncidences et les paradoxes de cousins –concepts et terminologie ambiguë– qui permirent une interprétation de la Physique tellement erronée Moderne qu’un changement de la philosophie de la science fut obligatoire.

• Des coïncidences déroutantes.

  • La difficulté philosophique d’admettre que la lumière est entrainée par la Terre –Ether LUM (luminifère, universel et mobile), champ de la gravité ou tension longitudinale d’Ether Global ou structure réticulaire de la matière–, pour imaginer un retour au centralisme terrestre, qui avait posé tant de tracas au développement de la science moderne.

  • La subjectivité réelle et la relativité imaginaire du temps.

  • L’inexpérience des débuts du siècle passé et sa mère l’innocence, qui sera la grand-mère de la science.

  • La tendance de la science à continuer d’avancer ou, du moins à ne pas reculer.

    

  • La coïncidence du système de référence spatial de la Terre avec le système de référence naturel ou système privilégié de la lumière sur Terre (la Relativité Générale d’Einstein établit cette caractéristique sans l’admettre).

  • La réalité de ce qui ressemblerait à la masse relativiste et à l’équivalence de l’énergie masse, bien que ce soit une équivalence partielle ou contextuelle.

  • Le théorème de Pythagore avec les équations de Lorentz et la relation quantitative entre masse et vitesse ou énergie cinétique.

  • La complexité mathématique du modèle relativiste, mélangée à une influence philosophique excessive, qui fit se dégrader la méthode scientifique et se perdre l’indispensable sens commun de la prédominance de la raison sur l’utilité.

  • A plus ou moins grande échelle, mais sans aucun doute avec des effets réels, la concomitance des intérêts professionnels avec l’augmentation de l’abstraction de cette matière.

  • Le style ameisin de rédaction d’Albert Einstein et son contrôle intuitif des mathématiques.

  • Les effets réels de la gravité sur la masse et l’énergie électromagnétique repris mathématiquement par la Relativité Générale et son enchainement au point le plus incorrect de la Relativité Restreinte.

  • La morbidité des voyages dans le temps et l’idée de l’immortalité.

• Les paradoxes des cousins.

  Il est évident que tous les paradoxes ont leur propre explication, bien qu’elles puissent être légèrement extravagantes. Et s’ils ne sont pas acceptés, c’est que la Relativité n’est pas bien comprise, qu’elle est mal expliquée ou bien qu’elle n’ait aucun sens.

  • Convaincre le cerveau que le blanc est noir n’est pas si aisé.

    Par exemple, qu’un mètre soit plus grand qu’un autre ou qu’une seconde dure plus qu’une autre.

    Et que ces longueurs ou durées dépendent en plus de l’angle d’observation. Le cerveau ne sait alors plus trop de quoi il est question.

    Que le temps et l’espace soient interchangeables.

  • Le mot postulat est utilisé dans le sens d’axiome.

    La démarche habituelle en philosophie de la science serait plutôt de proposer puis de prouver. Naturellement, les connotations concrètes varient d’une langue à l’autre.

    • Définition de la seconde.

      Depuis 1967, selon Wikipédia, la seconde est le temps mis par un atome de césium en 9.192.631.770 périodes de radiation.

      Cette définition est en accord avec la Relativité : lorsque l’atome est en mouvement sur Terre, il met moins de temps et encore moins s’il est en un point bas ou possédant une plus forte attraction gravitationnelle ou gravité. On dit alors que la seconde est plus courte.

      Je sais pas pourquoi mais Wikipédia dit aussi que cette durée est plus stable que pour la précédente définition de la seconde, qui était basée sur l’orbite de la Terre et son caractère absolu.

      Cependant, sur la page de la BIPM, ** il est dit que l’atome de césium doit être au repos. Dans ce cas, le temps cesserait de changer avec l’accélération et la Théorie de la Relativité serait fausse. C’est-à-dire qu’il existe une définition et une modification avec des sens totalement opposés.

    • Définition du mètre.

      Pour la Relativité, la vitesse de la lumière ne se mesure pas expérimentalement ; elle est fixée par un axiome, la distance parcourue en une seconde est divisée en 299.792.458 parties et chaque partie est définie comme étant un mètre. La distance parcourue en une seconde est certainement relative car la lumière est variable.

      Par conséquent, il semblerait que tous ceux qui disent que la constance de la vitesse de la lumière a été vérifiée expérimentalement ne savent pas ce qu’ils disent.

  • Electromagnétisme et relativité.

    Maxwell a déduit la vitesse de la lumière dans un cadre classique et par rapport aux propriétés d’un supposé éther. On utilise cependant toujours sa déduction comme une preuve de l’axiome de la vitesse maximum qui n’aurait plus besoin d’être prouvée.

  • Système de référence

    • Pour définir deux systèmes inertiels, on dit qu’ils sont en mouvement relatif uniforme l’un par rapport à l’autre, mais on parle constamment de système inertiel indépendant, ce qui n’a aucun sens.

    • Ce qui est amusant c’est qu’avoir du sens n’en a pas dans un environnement de RG, mais ce qui précède concerne les premières explications de la RE.

    • Ainsi, pour la RG, non seulement la définition d’un système inertiel a changé mais en plus, elle n’a plus besoin d’un système de référence.

    • Evidemment, le mot inertiel ne représente pas le concept de manière très adéquat ni pour la RG ni pour la RE. En effet, un système de référence n’a pas de masse, ni d’inertie, dans la mesure où c’est un concept abstrait.

    • Les systèmes de référence sont également appelés observateurs, alors que dans le langage normal, un observateur est extérieur au système.

  • Expérience de pensée.

    Ces raisonnements ne sont rien de moins que des expériences. En fait, ils manifestent clairement qu’il n’existe pas d’expériences réelles et, souvent, les conclusions, inclues dans les principes et les hypothétiques résultats sont erronées.

    Dans le meilleur des cas, ils présentent des aspects logiques mais dépendants de la supposée réalité et une conclusion qui entraine une généralisation scientifique non justifiée.

  • La lumière n’a ni masse ni support physique.

    Normalement, ce genre de concept est considéré comme étant abstrait et ne pouvant produire des effets physiques, sauf si on fait appelle à la magie noire.

  • Masse invariable.

    Alors, d’où viennent les expressions si familières de la masse relativiste ou de la masse au repos ?

    La masse est évidemment invariable puisque la masse d’un système se mesure toujours au repos. Cela signifie que pour la définition de l’unité de masse, la condition de vitesse zéro est imposée alors que pour la définition de la seconde, ce n’est pas le cas car il parait que l’on ne connait pas le repos absolu.

    L’astuce réside dans la considération de la masse en mouvement comme une partie d’un système plus grand et dans le calcul de la masse propre au système en entier.

    L’énergie cinétique possède une masse équivalente mais n’est pas une masse. On ne sait pas vraiment ce que c’est mais par contre on est sûr que ce n’est pas au repos.

    Il faut admettre que ce concept doit être noté.

  • Relativité Générale.

    • Elle est presqu’en tout point contraire à la RE. Ce qui n’explique pas l’une explique l’autre.

    • Elle contredit et limite la RE en imposant un système de référence privilégié sans le dire.

    • Elle est également moins générale que la RE parce que les équations ont des solutions pour un environnement local.

      Elle confirme que les prédictions ne sont pas des prédictions

      La RG a vérifié expérimentalement les prédictions dont on connaissait déjà les qualités. Mais cela ressemble à une tentative pour faire oublier que la RG est potentiellement une théorie mathématique ad hoc.

  • Effet Doppler de la lumière.

    Existence ou pas de l’effet Doppler de la lumière quand la vitesse est toujours la même et maximum.

• Ma conception de la Relativité Restreinte.

  Les deux postulats de la Relativité Restreinte (RR) d’Albert Einstein sont purement mathématiques et très élégants. Ils supposent une manière subtile de dire ce que l’on souhaite dire, tout en maintenant un haut niveau d’obscurantisme.

  Il est en effet recommandé de compliquer exagérément afin de masquer ses faiblesses. Par exemple, d’où sort le fait que la vitesse maximum dans tout l’univers est c ? Comment expliquer que la vitesse de la lumière soit c, mesurée de la Terre elle-même et soit aussi c la vitesse du même photon mesurée depuis le Soleil malgré la vitesse de la Terre par rapport au Soleil ?

  Pourquoi ne dit-on pas que pour chaque point de l’espace, la majorité des grandeurs du Système International d’Unité représentent des réalités physiques différentes ?

  Un autre exemple de clarté ostentatoire, le second postulat de la Théorie de la Relativité Restreinte pourrait en arriver a être interprété comme une expression identique des formules de ces lois de la physique, quel que soit la langue, français, espagnol, anglais. En fin de compte, les mathématiques ne sont qu’un langage de plus.

  Dans ce cas, nous n’aurions d’autre choix que de relativiser les mots français, espagnols, anglais…, au passage, nous aurions relativisé les adjectifs, les adverbes et autres formes grammaticales.

  Si l’on se trouvait encore en difficulté avec les sens obtenus vis-à-vis des sens recherchés, nous pourrions toujours essayer relativiser la structure linguistique à travers un petit défaut géométrique des livres de grammaire ou arracher directement les pages en cas de léger désespoir physique ou mental.

  Attention ! Il est parfois bien facile de s’égarer !

  Sans l’expérience de Michelson-Morley, je ne crois pas que la physique de la relativité d’Einstein existerait, mon interprétation des résultats de cette expérience est que la lumière se déplace sur le champ de gravité –tension de la courbure longitudinale de la structure réticulaire de la matière–, comme si elle était, dans une certaine mesure, l’ether luminifère recherché par les classiques mais avec d’autres caractéristiques, d’entre lesquelles ressort que ce serait un éther mobile.

  Pour le démonter, le livre d’Expériences de physique propose l’expérience complémentaire que j’appelle « Lointain Michelson-Morley » (LMM) parce qu’elle serait identique à celle de Michelson-Morley mais éloignée du champ de gravité de la Terre (une expérience identique mais avec d’autres objectifs était prévue par la NASA, le projet LISA).

  Les résultats du LMM devraient être le contraire de ceux de l’expérience de Michelson-Morley et identiques à ceux prévus par les classiques. Il est certain que la vitesse et la gravité partagent de nombreuses caractéristiques physiques, mais cela ne signifie pas qu’elles sont identiques.

  En définitive, je pense de la relativité restreinte (RR) que c’est une erreur d’interprétation multiple de la réalité, provoquée par de nombreuses coïncidences, parmi lesquelles on peut souligner la réalité de l’équivalence entre la masse et l’énergie ainsi que l’omniprésente loi de l’inverse du carré.

  Supposons que la Relativité Restreinte disparaisse sans créer de besoin de la remplacer vu que son seul mérite est de masquer la réalité avec des mathématiques compliquées et, quand les erreurs ou les contradictions sont trop évidentes, de céder l’explication à la RG, comme dans le cas du paradoxe des jumeaux. En plus, dans l’orthodoxie actuelle, seule existe la dernière, bien que la RG contienne la RR comme une analyse partielle.

  En d’autres termes, ce qui restera sera la part plus ou moins correcte de la masse relativiste et les effets artificiellement expliqués par la Relativité Générale, qui changeront évidemment jusqu’à une explication plus rationnelle.

  La nouvelle Physique Globale se profile comme une théorie du tout. Cette théorie essaie d’assoir un nouveau paradigme où le temps, l’énergie et autres concepts sont définis sans recours aux dimensions spéciales supplémentaires.

  Un des grands avantages de la disparition des théories d’Albert consistera en un renouveau de la simulation les esprits scientifiques, qui recommenceront à être beaucoup plus intuitifs et on cessera de gaspiller une telle quantité d’énergie mentale.