Là, il y a du lourd… Mais pas du lourd qui fout la migraine. Non, du lourd qui bouscule, du lourd qui chamboule, du lourd qui fait chavirer. Et du génie aussi, du vrai… Mais avant de nous promener, en 1905, du côté de l’Office des brevets de Berne, il va falloir dresser les fondations de notre décor. Une précaution indispensable lorsque les acteurs de notre pièce sont l’espace, le temps, la matière et l’énergie : toute la troupe de l’univers.
Ok, c’est relatif mais quelle est la question ?
C’est une question qui est née – même si elle mit du temps à être exprimée – dès lors que des hommes ont imaginé que tout ce qui les entourait, était régi par des lois naturelles (ou divines, peu importe). A savoir, dans quel cadre ces lois s’appliquent-elles ? Ou, plus prosaïquement, que signifient par exemple « se déplacer » ou « rester immobile » ?
Les plus anciens témoignages à ce sujet nous viennent de l’antiquité grecque et de ses philosophes.
Penchons-nous (un peu) sur la pensée aristotélicienne dans ce domaine qu’il (Aristote) nomma la Physique. Une pensée qui, durant plus de deux mille ans, allait dominer l’empire byzantin puis les terres d’Islam puis l’Occident, en étant notamment reprise – et quelque peu modifiée – par l’Église qui en fera l’un de ses dogmes.
Pour faire simple, disons que la Terre (et plus exactement son centre) est au centre de tout. Et toutes les lois naturelles s’expriment en fonction de ce centre.
Ainsi, selon une pensée bien antérieure à Aristote, une pierre est principalement composée de l’élément « terre », l’un des quatre éléments censés composer toutes choses, avec l’eau, l’air et le feu (le cinquième élément étant très mignonne selon Luc Besson mais sans intérêt pour notre discussion).
Pour Aristote, si vous soulevez puis lâchez cette pierre, elle aura tendance à vouloir rejoindre son milieu naturel : la Terre. C’est pourquoi elle tombe en direction du centre de la Terre. De même avec la flamme qui monte pour retrouver le domaine naturel du feu, tout là-haut. Rien de plus logique.
Selon ces lois, si vous grimpez en haut de la hune d’un bateau glissant sur les flots, et que vous lâchiez une pierre, celle-ci va tout naturellement prendre la direction du centre de la Terre. Donc, si le bateau va assez vite, la pierre devrait même tomber derrière le dit-bateau, si elle n’assomme pas une mouette au passage.
C’est d’ailleurs bien la preuve que la Terre, elle, est immobile puisque, a contrario, si vous lâchez une pomme du haut d’un pommier, elle retombera au pied de cet arbre ou sur la tête de Newton. Et non dix mètres plus loin comme avec l’exemple de notre bateau… qui donc, lui, n’est pas immobile.
Il est fort, Aristote.
Pour être un peu plus exhaustif, précisons qu’une minorité de philosophes grecs, tel Epicure, imaginaient qu’il puisse exister une multiplicité de mondes. Mais, du coup, cela faisait qu’il existait plusieurs centres et que toutes nos lois naturelles ne ressemblaient plus à rien. Cela compliquait tout, et on comprend pourquoi ce courant est resté minoritaire.
De l’absolu au relatif
Pendant tous ces siècles, nous avons donc eu un « référentiel absolu ».
Un « quoi » absolu ?
Un « référentiel » : c’est le truc que vous avez vu dessiné au tableau à l’école, avec une origine, noté « 0 » et des branches qui en partent avec des « X » d’un côté, des « Y » vers le haut, et des « Z » censés venir vers vous, comme sur le dessin ci-dessous.
Faisons simple… Vous avez une Terre immobile, au centre de tout. Vous pouvez donc en conclure que certaines choses sont en mouvement, et d’autres non. Et ce, de manière absolue : vous n’avez pas le droit de dire que c’est le port qui bouge, et que votre bateau, lui, est immobile.
Toutes les lois naturelles s’expriment donc en fonction de ce repère absolu qu’est la Terre, immobile.
Et c’est là, TA DA DAM, qu’intervient le « principe de relativité » !
Un principe qui va venir s’opposer à l’existence d’un « référentiel absolu ». Un principe stipulant que les lois naturelles (on dira « physiques ») s’appliquent indifféremment dans une infinité de référentiels, sans qu’aucun n’ait un statut particulier par rapport à un autre.
Bon, cela mettra du temps à être exprimé de la sorte, et ne brûlons pas les étapes. Brûlons d’abord les hérétiques…
La relativité
- Partie 1 : ce n’est pas absolu
- Partie 2 : c’est l’égalité
- Partie 3 : ça se contracte
- Partie 4 : c’est révolutionnaire
- Partie 5 : c’est aussi « E= mc² »
- Partie 6 : c’est général
