Overblog
Editer l'article Suivre ce blog Administration + Créer mon blog

La Relativité animée avec Stéphane Durand

Stéphane Durand, La Relativité animée. Comprendre Einstein en animant soi-même l'espace-temps, Belin, Pour la science, 2010

Sommaire :

1. Voyager dans le futur - 2. La contraction de l'espace - 3. L'espace-temps : a) La dimension temporelle - b) Quatre dimensions - 4. Les effets relativistes : a) Variation des longueurs et des durées - b) Pourquoi nos effets sont inversés - c) retour à plus de dimensions - d) La distinction passé/futur est illusoire - c) La leçon de l'espace-temps - 5. Des paradoxes qui n'en sont pas : a) Le paradoxe de la grange - b) Le paradoxe des jumeaux - 6. Le mur de la lumière : a) Un vrai paradoxe - b) Augmentation apparente de la masse - c) Tout l'univers à notre portée - résumé et épilogue - Approfondissement

L'auteur : Stéphane Durand est physicien théoricien, enseignant-chercheur au Centre de recherches mathématiques de l'université de Montréal. Ses travaux de vulgarisation ont été récompensés par la Société mathématique européenne et l'Association canadienne française pour l'avancement des sciences (Acfas)

Quatrième de couverture : 

"Le temps et l'espace sont des notions si familières que nous considérons souvent qu'elles "vont de soi". Pourtant la théorie de la relativité a totalement bouleversé ces deux concepts au début du XXème siècle : l'écoulement du temps peut ralentir, deux personnes peuvent vieillir à des rythmes différents, la vitesse de la lumière est une limite infranchissable et la distinction entre passé, présent et futur n'est qu'une "illusion de la réalité" pour reprendre les termes d'Einstein.

L'auteur propose de décrypter ces phénomènes déroutants dans un ouvrage ludique et interactif. En faisant glisser une feuille opaque percée d'une fente, vous comprendrez de façon visuelle et intuitive les aspects les plus troublants de la relativité, que vous en connaissiez ou non les fondements. Les questions que vous n'avez jamais osé poser sur cette théorie trouveront enfin leur réponse ! 

Présentation :

La théorie de la relativité d'Einstein est sûrement l'une des théories dont le nom est le plus largement connu. Avec raison : ce fut l'une des révolutions fondamentales de l'histoire de la pensée humaine et c'est aujourd'hui l'un des piliers de notre compréhension de l'Univers. Pourtant, c'est l'une des théories les moins bien comprises par le grand public. Pourquoi ? Parce qu'elle semble à première vue incompréhensible ! En effet, elle paraît tellement abstraite et aller tellement contre le bon sens que la plupart des gens ont l'impression qu'on peut seulement la comprendre à l'aide des mathématiques et en faisant des études très poussées. Faux ! Il existe une façon très visuelle et intuitive de comprendre cette théorie. C'est ce que ce petit livre va tenter de démontrer.

La théorie de la relativité a été publiée en 1905. Elle a remis en question notre vision de l'Univers, en particulier celle d'un espace et d'un temps absolus tels qu'imaginés par Newton. En effet, contrairement aux apparences, l'espace et le temps ne sont pas deux entités indépendantes, ce sont des concepts relatifs qui doivent être fusionnés en un seul tout qu'on appelle "l'espace-temps". Jusqu'en 1905, pourtant, tous étaient convaincus que la vision newtonienne était juste. Il est vrai que c'est bien ce que notre expérience quotidienne semble indiquer : le temps paraît s'écouler au même rythme pour tout le monde et la longueur des objets semble établie sans aucune ambiguité. Cependant, ces conceptions de l'espace et du temps apparemment "évidentes" ne sont que l'approximation d'une situation beaucoup plus riche et subtile : l'écoulement du temps peut ralentir, l'espace peut se contracter, le futur de l'un peut être le passé de l'autre, deux personnes peuvent vieillir à des rythmes différents, etc. Tous ces phénomènes peuvent sembler n'avoir aucun sens. Pourtant, la plupart sont rigoureusement vérifiés en laboratoire.

Le but du présent ouvrage est de présenter en très peu de pages les aspects les plus fondamentaux et révolutionnaires de cette théorie de la relativité. La présentation repose sur une version simplifiée du concept d'espace-temps. Cette simplification permet au lecteur d'animer lui-même des scènes dans l'espace-temps en faisant glisser une feuille opaque percée d'une fente sur différentes figures. Les animations visibles alors au travers de cette fente permettent de comprendre de façon très visuelle et intuitive les aspects les plus déroutants de la relativité. En fait, les phénomènes qui pouvaient sembler à première vue tout à fait incompréhensibles et même absurdes deviennent presque naturels lorsqu'ils sont expliqués de cette façon.

Bien sûr, ce livre ne constitue pas un traitement exhaustif de la relativité. Pourtant, l'essentiel y est. L'approche proposée permet d'aller directement au coeur du sujet, c'est-à-dire comprendre pourquoi l'espace et le temps sont des concepts relatifs et ce qui ne l'est pas (car tout n'est pas relatif en relativité !). Par exemple, l'espace-temps, lui, est absolu. Certes, la lecture du texte nécessite un peu de concentration, mais le sujet n'en vaut-il pas la peine : découvrir la logique cachée de l'univers ?

les chapitres 1 et 2 constituent deux courtes introductions aux deux effets les plus célèbres de la relativité : la dilatation du temps et la contraction des longueurs. Le chapitre 3 explique ce que cela signifie de considérer le temps comme une dimension supplémentaire et introduit le concept d'espace-temps. Le chapitre 4 forme le coeur du livre : on y présente les trois effets de base de la relativité et leur explication en termes d'espace-temps. Le chapitre 5 approfondit certains points en montrant comment les deux plus fameux paradoxes de la relativité sont résolus. Le chapitre 6, finalement, explique pourquoi la vitesse de la lumière est si spéciale et pourquoi elle constitue une limite infranchissable.

Enfin, la section "Approfondissement" s'adresse à ceux qui désirent aller plus loin et ayant quelques connaissances de physique. Il est à noter que la lecture des notes de bas de page (qui sont parfois un peu plus poussées) n'est pas du tout essentiel à la compréhension du livre.

Partager cet article
Repost0
Pour être informé des derniers articles, inscrivez vous :