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Rappelons brièvement certaines connaissances concernant les référentiels
d’inertie ou référentiels galiléens. Ces référentiels sont, rappelons-le, des
référentiels en mouvement de translation rectiligne uniforme les uns par rapport aux
autres. On notera tout de suite qu’un référentiel lié à la terre n’est pas
un référentiel galiléen en raison de sa rotation dans le système solaire. Un
référentiel galiléen serait celui, par exemple, déterminé par des étoiles fixes.
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Ainsi, dans de tels référentiels on admet aisément que les lois de la mécanique ont
la même forme : par exemple les lois d’inertie, de conservation de la quantité
de mouvement, de conservation d’énergie. On admet aussi que l’intervalle de
temps qui sépare deux observations est indépendant de l’état de mouvement de
l’observateur (ou des observés). Ainsi il nous paraît certain qu’à partir de
ces deux « évidences », un objet se déplaçant à la vitesse v pendant
un temps Dt parcourt la distance Dx
de telle sorte que
Dx = vDt
quel que soit le référentiel galiléen dans lequel on se place.
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On est en droit d’admettre que les hypothèses évoquées précédemment
(universalité des lois de la mécanique et du temps) sont vraies pour les phénomènes
physiques que l’on peut observer.
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Cependant, l’apparition de la théorie électromagnétique de Maxwell-Lorentz
ainsi que certaines expériences d’électromagnétisme telles que celles de Fizeau et
de Michelson-Morley conduisirent à une incompatibilité entre les hypothèses
« évidentes » décrites précédemment et la loi de propagation de la
lumière qui voulait que celle-ci se propage à la vitesse constante c.
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Les physiciens se trouvèrent alors devant les deux éventualités suivantes :
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les lois de la physique ne sont pas les mêmes d’un référentiel galiléen à un
autre et il devient très gênant de constater que ce qui a été vérifié de nombreuses
fois pour le domaine si vaste de la mécanique n’est plus vrai pour les phénomènes
électromagnétiques et donc la physique en général; |
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la mesure du temps dépend du référentiel dans le quel elle est faite. Mais c’est
une hypothèse extrêmement audacieuse, car elle attaque « nos convictions
profondes ». En effet, cela revient à dire que parce qu’une personne est en
mouvement et seulement pour cela, elle rajeunirait (ou vieillirait) par rapport à une
personne à l’arrêt. |
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Mais il fallait faire un choix de toute façon et c’est ce que fit Einstein en
1905.
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