La théorie de la relativité

Projection bidimensionnelle d'un analogie tridimensionnelle de courbure espace-temps décrit dans la relativité générale.

La théorie de la relativité, ou tout simplement la relativité, se réfère spécifiquement à deux théories de Albert Einstein : la relativité restreinte et de la relativité générale . Cependant, «relativité» peut également faire référence à Relativité galiléenne.

Le terme «théorie de la relativité" a été inventé par Max Planck en 1908 pour souligner à quel point la relativité spéciale (et plus tard, la relativité générale) utilise le principe de relativité.

Relativité restreinte

Relativité restreinte est une théorie de la structure de l'espace-temps. Il a été introduit en Albert Einstein 1905 papier d '" . Sur l'électrodynamique des corps en mouvement "la relativité spéciale est basée sur deux postulats qui sont contradictoires dans la mécanique classique :

1. Les lois de la physique sont les mêmes pour tous les observateurs mouvement uniforme rapport à l'autre ( Galileo s ' principe de relativité),
2. La vitesse de la lumière dans un vide est le même pour tous les observateurs, indépendamment de leur mouvement relatif ou de la requête de la source de la lumière .

La théorie résultante a de nombreuses conséquences surprenantes. Certains d'entre eux sont:

• Dilatation du temps: Déménagement horloges sont mesurés à cocher plus lentement que «stationnaire» l'horloge d'un observateur.
• Longueur contraction: Les objets sont mesurés pour être raccourcie dans le sens qu'ils se déplacent par rapport à l'observateur.
• Relativité de la simultanéité: deux événements qui apparaissent simultanément à un observateur A ne sera pas simultanée à un observateur B si B est en mouvement par rapport à A.
• L'équivalence masse-énergie: E = mc², l'énergie et la masse sont équivalentes et transmutable.

La caractéristique principale de la relativité restreinte est le remplacement de la Transformations galiléennes de la mécanique classique de la Transformations de Lorentz. (Voir les équations de Maxwell de l'électromagnétisme et de l'introduction à la relativité restreinte ).

La relativité générale

La relativité générale est une théorie de la gravitation développé par Einstein dans les années 1907-1915. Le développement de la relativité générale a commencé avec la principe d'équivalence, en vertu de laquelle les états de mouvement accéléré et étant au repos dans un champ gravitationnel (par exemple lorsque debout sur la surface de la Terre) sont physiquement identiques. Le résultat de ceci est que chute libre est mouvement inertiel: En d'autres termes un objet en chute libre est en baisse parce que ce est la façon dont les objets se déplacent quand il n'y a pas la force exercée sur eux, au lieu de cela étant dû à la force de gravité comme ce est le cas dans la mécanique classique . Ceci est incompatible avec la mécanique classique et la relativité restreinte parce que dans ces théories inertie des objets en mouvement ne peuvent pas accélérer par rapport à l'autre, mais les objets en chute libre de le faire. Pour résoudre cette difficulté Einstein abord proposé que l'espace-temps est courbe. En 1915, il a conçu le Équation d'Einstein qui concernent la courbure de l'espace-temps avec la masse, de l'énergie, et l'élan en son sein.

Certaines des conséquences de la relativité générale sont:

• Le temps passe plus lentement à des potentiels gravitationnels inférieurs. Cela se appelle gravitationnelle dilatation du temps.
• Orbites précession d'une manière inattendue dans la théorie de la gravitation de Newton. (Ceci a été observé dans l'orbite de mercure et en pulsars binaires).
• Même les rayons de lumière (qui sont en état d'apesanteur) pli en présence d'un champ gravitationnel .
• L'Univers est en expansion, et les parties sont loin de celui-ci se éloigne de nous plus vite que la vitesse de la lumière . Cela ne contredit pas la théorie de la relativité restreinte, puisque ce est l'espace lui-même qui est en pleine expansion.
• Cadre traîner, dans lequel une masse en rotation "traîne" l'espace-temps autour d'elle.

Techniquement, la relativité générale est une la théorie métrique de la gravitation dont la caractéristique est de définir son utilisation des équations de champ d'Einstein. Les solutions des équations de champ sont tenseurs métriques qui définissent la topologie de l'espace-temps et la façon dont les objets se déplacent par inertie.