Les paradoxes de la relativité
       

       
         
         

dam.girard@wanadoo.fr

      Tout d'abord, bonjour cher monsieur.

Je suis extrêmement heureux de pouvoir converser avec un physicien de votre classe.

J'admire particulièrement la manière dont vous expliquez les choses, si simple qu'un enfant de 10 ans comprend parfaitement l'essentiel du problème même si il est loin d'en saisir toutes les subtilités mathématiques.

J'ai une première question à propos des découvertes récentes. En tant que concepteur de la relativité générale, vous êtes le mieux placé pour en connaître les limites: je suppose que vous avez appris qu'on a récemment découvert que l'univers est en expansion accélérée et non ralentie comme le prévoyait la théorie. Jusqu'à quel point cela remet-il en question la relativité générale et le modèle du big bang? Sera-t-il possible de l'adapter à ces nouvelles découvertes, ou bien doit-on partir sur de nouvelles théories (en particulier la théorie des cordes)? 

Mon autre question est plus basique: on sait que la relativité fait apparaître des paradoxes comme le paradoxe de Langevin (qui n'en est pas un d'ailleurs, seulement un résultat «a priori» surprenant), ou le paradoxe du sous-marin. Existe-t-il une liste exhaustive des paradoxes de la relativité? Je suppose que vous êtes le mieux placé pour les connaître, pourriez-vous m'aider à les répertorier dans le but de faire une présentation la plus complète possible sur ce sujet?

Recevez monsieur, ma très sincère admiration, ainsi que mes remerciements chaleureux pour tout ce que vous avez apporté à l'humanité.

Votre serviteur, Damien

 

       
         

Albert Einstein

      Cher Damien,

Je vous remercie pour votre lettre chaude et amicale. Grâce à quelques contacts du futur (de votre présent), je suis au courant pour l'expansion accélérée. Ce phénomène n'entre pas en conflit avec la relativité générale. Bien que j'aie dit il y a quelques années que l'intégration de la constante cosmologique dans la relativité générale fut la plus grande erreur de ma vie (ma théorie prédisait un univers en expansion alors que tout le monde s'entendait pour dire qu'il était statique), il semble bien que sa réintroduction soit d'actualité à votre époque, sous le nom étrange «d'énergie du vide». Le tout est de déterminer sa valeur.

Je crois que la théorie de la relativité générale aura toujours sa place dans la mesure où la mécanique quantique ne respecte pas ses promesses et n'explique pas tout. Bien que la gravitation quantique serait un modèle qui intégrerait les deux théories, dans le but d'expliquer l'univers, je crois davantage en une GUT (Théorie de Grande Unification). Si la théorie des cordes et la supergravité à 11 dimensions relèvent bien de cette GUT, il sera extrêmement difficile de la démontrer, étant donné les niveaux d'énergie nécessaires pour explorer les dimensions additionnelles.

D'autre part, on peut résoudre le paradoxe de Langevin (des jumeaux), par l'utilisation de diagrammes d'espace-temps. Le paradoxe est en fait brisé par le demi tour du voyageur.

À vos deux paradoxes, j'ajouterais:

1) Le paradoxe d'Ehrenfest et ses variantes. Ce paradoxe est l'autre versant de l'application de la transformation de Lorentz: il présente les conséquences, non plus en ce qui concerne le temps mais en ce qui concerne les longueurs; il peut être présenté ainsi: Un objet «rigide», tel qu'un disque, est mis en mouvement de rotation uniforme (par rapport à un observateur) autour de son axe à une très grande vitesse. Selon la relativité, la circonférence devrait subir une contraction, ce qui n'est pas le cas du rayon. Le disque doit donc subir une déformation, ce qui est contraire à la conception d'un corps «rigide».

2) les paradoxes et l'irréversibilité du temps. Paradoxes cherchant à remettre en cause la causalité et l'univers paradoxal de Gödel. D'après ce paradoxe il serait possible pour un individu de retourner dans son propre passé et ainsi de le modifier. 

3) Le paradoxe EPR

Autres paradoxes de la relativité restreinte:

Quand on voit au loin un camion avancer de gauche à droite, pourquoi rétrécit-il subitement lorsque son chemin se tourne vers nous ou vers le lointain? Et pourquoi ses deux roues avant qui étaient superposées se séparent-elles par rapport à nous? 

Pourquoi cela prend-il des temps différents pour aller d'un point à un autre suivant des chemins différents, alors qu'on y va dans tous les cas à la même vitesse? 

Sachant que la grosseur d'un saucisson se définit par la largeur de ses rondelles, comment se fait-il qu'il est plus gros lorsque son axe est incliné par rapport au plan de coupe? 

Et bien d'autres qui, évidemment, trouvent une solution et perdent leur statut de «paradoxe».

Albert Einstein