Rejoignez-moi au SMTA Pan Pacific 2023 pour en savoir plus sur le paradoxe des jumeaux

Les amis,

Bien que mon doctorat soit en science des matériaux, ma licence était en ingénierie physique. Alors que je préparais ma licence, j'ai étudié la théorie de la relativité restreinte d'Einstein, qui a été présentée pour la première fois dans un article en 1905 intitulé “On the Electrodynamics of Moving Bodies.” Cet article faisait partie de son Annus Mirabilis[i] (année des miracles). Einstein a publié cette année-là quatre articles qui ont révolutionné la physique. En plus de l'article sur la relativité restreinte, il a écrit un article expliquant le mouvement brownien qui a prouvé l'existence des molécules et des atomes. Dans un autre article, il a expliqué l'effet photoélectrique, ce qui a contribué à fonder la mécanique quantique. Il a remporté le prix Nobel de physique pour cet article. Dans un article final, Einstein a formulé l'équation sans doute la plus célèbre du monde : E = mc². Il est intéressant de noter qu'il a accompli tout ce travail alors qu'il était employé à l'office suisse des brevets. Ces quatre articles, plus sa théorie générale de la relativité élaborée en 1915, font partie des fondements de la physique moderne. Il serait difficile de surestimer l'ampleur de toutes ces réalisations.

L'article intitulé "Sur l'électrodynamique des corps en mouvement" a donné naissance au concept plus communément appelé "théorie de la relativité resteinte". Elle est "resteinte" parce qu'elle ne traite que des référentiels qui sont en vitesse constante, ou en d'autres termes, qui n'accélèrent pas. Ces types de référentiels sont illustrés dans la figure 1. Une partie de la théorie de la relativité retreinte stipule qu'aucune expérience ne peut être réalisée pour montrer qu'un référentiel est immobile ou se déplace à une vitesse constante. Si une personne lance une balle dans l'un ou l'autre des référentiels, comme le montre la figure 1, son mouvement sera le même.

Figure 1 Le référentiel à gauche est immobile, tandis que celui à droite se déplace à vitesse constante. Dans les deux cas, la balle aura la même trajectoire.

Que signifie "relatif" ? La plupart des gens supposent que le temps, la distance et la masse sont absolus. Une heure est une constante, un mètre est une constante, tout comme un kilogramme. La théorie de la relativité restreinte postule qu'aucune de ces grandeurs n'est constante. La seule constante est la vitesse de la lumière dans le vide, qui est la même dans tout référentiel fixe ou se déplaçant à vitesse constante.

Le fait que la vitesse de la lumière soit la même dans un référentiel fixe et dans un référentiel mobile donne lieu à plusieurs "paradoxes" intéressants. L'un d'eux est que si un jumeau voyage vers une étoile située à six années-lumière à 60 % de la vitesse de la lumière et revient à la même vitesse, il aura vieilli de 16 ans, alors que son jumeau, resté sur terre, aura vieilli de 20 ans !

J'expliquerai ce paradoxe au SMTA Pan Pacific 2023. Rejoignez-nous pour voir cette présentation et bien d'autres sur l'assemblage électronique.

Merci,

Dr Ron