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ESPACE, TEMPS
ET MOUVEMENT
EN PHYSIQUE
Les lois régissant le mouvement des corps ont été pendant longtemps basées sur
des «évidences » : le temps était «absolu», ou universel : il s'écoulait partout de
la même manière. Les distances entre différents points d'un solide avaient aussi un
caractère absolu, au point de pouvoir servir d'étalon de définition du mètre. Une
force appliquée pendant un temps suffisamment long était susceptible, pensait-on,
d'accélérer sans limite un corps matériel. La masse d'un corps était aussi considérée
comme une caractéristique absolue.
Jusqu'à la fin du XIXe siècle, il paraissait impensable qu'il en fût autrement. Nous
savons maintenant que ces « évidences » étaient des erreurs, et que le temps, 1 'espace
et le mouvement sont en fait des concepts plus subtils : le « tic-tac» d' une horloge
n' est pas le même si on le mesure sur une horloge au repos ou en mouvement par
rapport à 1 'observateur. Il en est de même pour le « mètre étalon », dont la longueur
n'a pas la même valeur selon qu'il se déplace ou non par rapport à l'appareil de
mesure. Nous savons aussi qu ' il existe une vitesse limite, celle de la lumière, pour le
mouvement de n'importe quel objet matériel. Enfin, la masse d'un corps peut varier
et se transformer en énergie utilisable.
Cette mise à mal de nos certitudes est venue paradoxalement d' interrogations sur
une autre partie de la physique, 1 'électromagnétisme, qui inclut 1' étude des phénomènes lumineux : 1' article d'Einstein considéré comme fondateur de la théorie de
la relativité a pour titre « Sur l'électrodynamique des corps en mouvement ». Il propose comme point de départ une nouvelle « évidence», contraire à l'intuition mais
indispensable pour la cohérence d'ensemble des lois expliquant les phénomènes physiques : l'existence d' une quantité absolue d' un autre type, la vitesse de propagation
de la lumière dans le vide, qui ne dépend pas de l'état de mouvement de l'objet qui
lui donne naissance. L' unité de longueur est maintenant liée à ce nouveau point de
vue : elle est en effet définie comme la distance parcourue par la lumière pendant un
intervalle de temps bien défini.
Au début du xxe siècle, ce renversement des évidences est apparu plus conceptuel
que pratique, car il impliquait des comportements vraiment nouveaux uniquement
pour les objets physiques se déplaçant à une très grande vitesse par rapport à nos
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Les lois régissant le mouvement des corps ont été pendant longtemps basées sur
des «évidences » : le temps était «absolu», ou universel : il s'écoulait partout de
la même manière. Les distances entre différents points d'un solide avaient aussi un
caractère absolu, au point de pouvoir servir d'étalon de définition du mètre. Une
force appliquée pendant un temps suffisamment long était susceptible, pensait-on,
d'accélérer sans limite un corps matériel. La masse d'un corps était aussi considérée
comme une caractéristique absolue.
Jusqu'à la fin du XIXe siècle, il paraissait impensable qu'il en fût autrement. Nous
savons maintenant que ces « évidences » étaient des erreurs, et que le temps, 1 'espace
et le mouvement sont en fait des concepts plus subtils : le « tic-tac» d' une horloge
n' est pas le même si on le mesure sur une horloge au repos ou en mouvement par
rapport à 1 'observateur. Il en est de même pour le « mètre étalon », dont la longueur
n'a pas la même valeur selon qu'il se déplace ou non par rapport à l'appareil de
mesure. Nous savons aussi qu ' il existe une vitesse limite, celle de la lumière, pour le
mouvement de n'importe quel objet matériel. Enfin, la masse d'un corps peut varier
et se transformer en énergie utilisable.
Cette mise à mal de nos certitudes est venue paradoxalement d' interrogations sur
une autre partie de la physique, 1 'électromagnétisme, qui inclut 1' étude des phénomènes lumineux : 1' article d'Einstein considéré comme fondateur de la théorie de
la relativité a pour titre « Sur l'électrodynamique des corps en mouvement ». Il propose comme point de départ une nouvelle « évidence», contraire à l'intuition mais
indispensable pour la cohérence d'ensemble des lois expliquant les phénomènes physiques : l'existence d' une quantité absolue d' un autre type, la vitesse de propagation
de la lumière dans le vide, qui ne dépend pas de l'état de mouvement de l'objet qui
lui donne naissance. L' unité de longueur est maintenant liée à ce nouveau point de
vue : elle est en effet définie comme la distance parcourue par la lumière pendant un
intervalle de temps bien défini.
Au début du xxe siècle, ce renversement des évidences est apparu plus conceptuel
que pratique, car il impliquait des comportements vraiment nouveaux uniquement
pour les objets physiques se déplaçant à une très grande vitesse par rapport à nos
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