ABC a écrit : 16 févr. 2023, 20:50Je n'ai, par contre, pas répondu aux messages de richard et externo parce que, manifestement, ça ne sert à rien. L'information ne passe pas quel que soit le mode sur lequel on s'efforce de la communiquer.
Je crains d'avoir à le regretter, mais je réponds quand même (aussi parce que ces réponses peuvent peut-être intéresser d'éventuels autres lecteurs de ce fil. Les questions posées ont, effectivement, un intérêt).
richard a écrit : 17 févr. 2023, 11:07Salut ABC! Mes questions sont pourtant simples, basiques. Des réponses éclaireraient les théories de la relativité, qu’elle soit d’Einstein-Poincaré ou de Lorentz, en particulier pour ceux qui ne les connaissent pas bien.
1. Qu’est-ce qu’un référentiel? Quelle est sa constitution ?
Un référentiel se définit, mathématiquement, comme
un feuilletage 1D formé de
lignes d'univers de type temps disjointes partitionnant l'espace-temps 4D. Il est inertiel si ces lignes d'univers sont des lignes droites. Ces lignes doites, formant le référentiel, sont appelées, traditionnellement, des
observateurs au repos dans le référentiel inertiel qu'ils forment.
Une ligne droite non parallèle à ces observateurs (un point d'un autre espace 3D) est un observateur en mouvement par rapport à ce référentiel inertiel.
Ces observateurs (ces lignes) ont, avec des hypothèses mathématiques peu contraignantes, une structure de variété 3D (cf. Structure of dynamical systems, a symplectic view of physics de J.M. Souriau), autrement dit, une structure d'espace au sens où nous l'entendons.
3 barres de fer orthogonales de même longueur, non soumises à une accélération, peuvent être considérées comme la matérialisation d'un repère othonormé au repos dans le référentiel inertiel dans lequel ces 3 barres sont au repos.
2. Qu’est-ce qu’un référentiel en mouvement ? Comment est-il défini ?
Ca n'a pas de sens en relativité d'Einstein-Poincaré car tous les référentiels sont équivalents (ce qui,à ce jour, est conforme aux faits d'observation). Seul y existe la notion de
mouvement relatif.
Par contre, dans l'
interprétation lorentzienne de la RR, le milieu de propagation des ondes (un "éther") est sensé avoir
un état de mouvement, un référentiel privilégié (1) dans lequel l'éther est au repos. Un référentiel en mouvement (inertiel ou pas d'ailleurs) est un référentiel
qui n'est pas le référentiel de repos de l'éther.
On dit souvent qu'Einstein a prouvé, avec la RR, l'inexistence (du référentiel d'immobilité) de l'éther.
C'est faux. Il a prouvé que cette hypothèse
n'était pas nécessaire pour établir les transformations de Lorentz. Ces transformations découlent directement de l'invariance des lois de l'électromagnétisme lors d'un changement de référentiel inertiel d'observation.
La non existence de ce référentiel d'immobilité est une conséquence de l'application du
rasoir d'Occam. Puisque ce référentiel n'est pas observable, cela signifie qu'il n'existe (probablement) pas (2)...
...même si le comportement relativiste de la matière et des interactions évoquent furieusement le comportement d'un milieu sujet à la propagation d'ondes et nous suggèrent que ce milieu pourrait, comme ceux que nous connaissons, avoir un référentiel d'immobilité asssocié (un espace 3D associé) à ce jour inobservable...
...comme cela s'est produit dans le passé pour d'autres objets de la physique (cf. l'accusation, justifiée à cette époque, de concept métaphysique attribué, par Mach, à l'hypothèse d'existence des atomes...
...avant qu'Einstein n'en prouve l'existence par son étude du mouvement brownien)
3. Qu’est-ce qu’un référentiel accéléré ?
Mathématiquement, c'est un référentiel dont les lignes d'univers sont de type temps mais ne sont pas des droites (par exemple, un référentiel tournant est un référentiel accéléré).
Il doit être facile de répondre à de telles questions de la part d’un expert en relativité.
Pas besoin d'être spécialiste en relativité pour répondre à ces questions. N'importe quel élève de math spé est en principe capable d'y répondre.
(1) Un référentiel d'immobilité, un référentiel dont l'existence est postulée dans l'inteprétation réaliste de la RR. A ce jour ce référentiel est inobservable en raison de l'invariance de Lorentz des lois de la physique. L'invariance de Lorentz est la conséquence mathématique assez facile à établir du principe de relativité du mouvement et de l'isotropie de la vitesse de la lumière.
En particulier on démontre, en quelques lignes de calcul assez simples (un simple changement de variables) que
les transformations de Lorentz laissent invariantes l'opérateur de propagation des ondes lumineuses dans le vide 1/c² d²/dt² - d²/dx² (comme l'expérience de Morley-Michelson en a apporté la preuve observationnelle et non la preuve d'inexistence de l'éther comme on le voit écrit beaucoup trop souvent).
externo a écrit : 17 févr. 2023, 12:40(2) Ce référentiel est tout à fait observable, comme je l'explique dans mon message précédent. C'est même forcément celui-là.
Lequel ? Ben non. On ne peut pas distinguer l'un des référentiels inertiels comme ayant des propriétés le distinguant des autres. Pouvoir l'identifier violerait le principe de relativité du mouvement (inertiel) donc l'invariance de Lorentz très, très, très... largement confirmée par l'observation.