Comment le jeune et ambitieux Einstein s'est approprié la Relativité restreinte de Poincaré
nouvelle fois en prenant
à son propre compte ce qui avait été publié par Poincaré longtemps auparavant.
Einstein termine cette partie de son article en insistant
sur l’homogénéité du temps de Poincaré dans un référentiel donné :
Ce qui est important, c’est de définir le temps au moyen
d’horloges au repos dans un système au repos.
C’est ce que fait Poincaré dans sa conférence [Po1] puisque
son texte sur la synchronisation des horloges est suivi par :
Elles [les horloges] marquent la même heure au même
instant physique, mais à une condition, c’est que les deux stations soient
fixes.
De plus, Poincaré avait longuement insisté, dans son article
de 1898 [Po4], sur la difficulté de principe de mesurer la vitesse de la
lumière :
Il [l’astronome] a commencé par admettre que la
lumière a une vitesse constante, et en particulier que sa vitesse est la même
dans toutes les directions. C’est là un postulat sans lequel aucune mesure de
vitesse ne pourrait être tentée.
Postulat de l’invariance de la vitesse de
la lumière
Einstein n’énumère pas explicitement les postulats d’homogénéité
et d’isotropie de l’espace, mais il s’en sert par la suite. Ces postulats sont
donnés dans l’ouvrage de Poincaré La science et l’hypothèse [Po5], et
Einstein a étudié attentivement cet ouvrage de Poincaré.
Par contre Einstein ajoute aux postulats de Poincaré celui
de l’invariance de la vitesse de la lumière :
Chaque rayon lumineux se meut dans le système de
coordonnées « au repos » avec la vitesse déterminée V, qu’il
soit émis par un corps au repos ou en mouvement.
Le postulat d’Einstein est superflu et engendre le doute
Ce postulat d’Einstein est superflu car on peut démontrer la
transformation de Lorentz-Poincaré sans avoir à l’utiliser. Les postulats de
Poincaré permettent en effet de mettre en évidence l’existence d’une vitesse
limite qu’on identifie ensuite à la plus grande vitesse connue.
Le postulat d’Einstein a été considéré par ses contemporains,
et l’est encore actuellement par ceux qui n’ont pas renouvelé leurs
connaissances, comme étant un postulat nécessaire aux fondements de la
Relativité restreinte. C’est ce qui a en grande partie conduit à attribuer la
paternité de la Relativité à Einstein. Or ce postulat est non seulement
superflu mais encore il engendre un sérieux doute sur la crédibilité de la
théorie relativiste.
En effet, pourquoi les propriétés fondamentales de l’espace
et du temps devraient-elles être tributaires d’un phénomène physique
particulier, celui de la lumière ? Pourquoi cette dernière imposerait-elle
ses propriétés à l’espace même lorsqu’elle n’est pas présente en un lieu donné ?
Pourquoi la gravitation, la mécanique des particules ou tout autre phénomène physique
sans rapport avec la lumière, seraient-ils inféodés à un phénomène lumineux ?
Il semblerait au contraire logique que ce soient les propriétés de l’espace et
du temps qui puissent imposer leur spécificité aux divers phénomènes physiques.
Certains physiciens se sont posés ces questions dès les
premiers temps du développement de la Relativité restreinte, et ont cherché a y
répondre ainsi que nous le verrons au cours de l’épilogue de cet ouvrage.
De plus, le postulat d’Einstein est déjà contenu dans le
principe de relativité. En effet, selon ce principe, les lois de l’électromagnétisme
doivent être identiques dans tous les référentiels en translation uniforme. Or
la lumière n’est qu’un phénomène électromagnétique parmi d’autres. Pour que les
équations de Maxwell soient invariantes, il faut que la vitesse de propagation
des phénomènes électromagnétiques soit une constante. C’est ce que Woldemar
Voigt avait constaté dès 1887 mais sa publication était passée inaperçue à
cette époque.
Le principe de relativité nécessite une vitesse limitée
universelle
De manière plus générale, le postulat de la constance, dans
tous les référentiels, d’une vitesse maximale des phénomènes physiques est une
conséquence du principe de relativité.
En effet, l’expérience montre qu’il n’existe pas d’interaction
instantanée ; la répercussion de tout changement de l’état d’un corps sur
un autre situé à une certaine distance n’a lieu qu’après un certain temps. Les
interactions à distance se
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