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1 La philosophie de la nature De Newton à Einstein : la physique des champs (ch. 5) Michael Esfeld Université de Lausanne

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Présentation au sujet: "1 La philosophie de la nature De Newton à Einstein : la physique des champs (ch. 5) Michael Esfeld Université de Lausanne"— Transcription de la présentation:

1 1 La philosophie de la nature De Newton à Einstein : la physique des champs (ch. 5) Michael Esfeld Université de Lausanne

2 Laction à distance Newton : forces agissent sans médium instantanément sur des distances spatiales quelconques (bien que diminuent en fonction de la distance séparant les particules) action à distance : masse dun objet en t change létat de mouvement de tous les autres objets dans lunivers en t

3 Newton à Bentley 25 fév « Que la gravité soit innée, inhérente et essentielle à la matière, en sorte quun corps puisse agir sur un autre à distance au travers du vide, sans médiation dautre chose, par quoi et à travers quoi leur action et force puissent être communiquées de lun à lautre est pour moi une absurdité dont je crois quaucun homme, ayant la faculté de raisonner de façon compétente dans les matières philosophiques, puisse jamais se rendre coupable. »

4 James Clerk Maxwell ( ) Electrodynamique (1860) Newton : action à distance entre particules à travers lespace vide Maxwell : action locale : particules chargées sources de champs ; champs se propagent dans lespace et servent de médiateur à linteraction entre les particules vitesse maximale de propagation des effets (vitesse de la lumière, presque kilomètres par seconde) un seul champ électromagnétique à la source duquel se trouvent les particules chargées de lunivers pas despace vide, espace rempli de champs

5 Le statut ontologique des champs masse, charge : dispositions daccélération de particules (masse,) charge : sources de champs manifestation de la disposition : accélération de particules champ pas manifestation de la disposition champ entité théorique : introduit pour expliquer comment les particules saccélèrent mutuellement champ disposition

6 Dilemme action à distance : (a)immédiatement dans le temps (instantanément) (b)immédiatement dans lespace (sans médium) corriger (a) et (b) : dispositions (masse, charge) (entités théoriques) qui engendrent dautres dispositions (champs) (entités théoriques) à travers lesquelles elles se manifestent (accélération de particules) violation du principe de parcimonie ontologique & problème physique de laction du champ sur sa source corriger (a) sans (b) : interaction directe entre les particules qui est retardée (action locale), champs nexistent pas, propriétés des particules rendent vraies les propositions qui sont formulées en termes de champs réponse insuffisante au problème (interaction sans médium)

7 Retour à Newton ? possible : théorie de lélectromagnétisme comme théorie de la gravitation de Newton (Wheeler-Feynman) pas de champs, distribution des charges dans lunivers en t fixe le changement détat de mouvement des particules en t problème : comment expliquer lobservation que leffet des charges est retardé ? conditions initiales spéciales ?

8 8 De Newton à Einstein 1687Newton : lois universelles de la mécanique mais : gravitation comme action à distance 1860Maxwell : théorie du champs électromagnétique : propagation locale des effets, vitesse maximale de propagation 1887Expérience de Michelson et Morley : vitesse de la lumière constante 1905Einstein : théorie de la relativité restreinte 1916Einstein : théorie de la relativité générale

9 9 Albert Einstein ( ) Théorie de la relativité restreinte (1905) 1.tous les référentiels dinertie équivalents 2.La lumière se déplace à une vitesse constante indépendamment de létat de mouvement de la source émettrice et du référentiel dinertie considéré. principe de la constance de la vitesse de la lumière

10 10 Albert Einstein ( ) Théorie de la relativité restreinte (1905) principe de la constance de la vitesse de la lumière : élément absolu la simultanéité et en général les distances spatiales et temporelles : relatives à un référentiel pas de temps universel (= un temps qui impose un seul ordre temporel objectif à tous les événements dans lunivers)

11 11 La théorie de la relativité restreinte événement : ce qui a lieu en un point de lespace-temps = les propriétés physiques qui existent en un point de lespace-temps référentiel : nimporte quel référentiel dinertie (= sans accélération) doté dhorloges et de règles, pas dobservateur

12 12 La théorie de la relativité restreinte passage dun référentiel dinertie à un autre : transformer les intervalles de temps et les longueurs à laide des transformations de Lorentz. Ces transformations unissent les trois dimensions spatiales avec la dimension temporelle. intervalle spatio-temporel à quatre dimensions entre deux événements distincts quelconques, indépendant du référentiel lespace et le temps unifiés

13 13 Le cône de lumière

14 14 La causalité relations causales, au sens dinteractions physiques, uniquement entre des événements séparés par un intervalle spatio- temporel du genre temps ou du genre lumière autrement, paradoxes temporels différence objective entre des intervalles du genre temps et des intervalles du genre espace pas nécessaire de définir un ordre temporel objectif entre les événements séparés par un intervalle spatio-temporel du genre espace


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