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Un exemple simple pour se convaincre de la relativité de la simultanéité

Relativité de la simultanéité Depuis Albert, la notion de simultanéité a perdu son caractère absolu et est devenue relative au référentiel choisi. Pour s'en convaincre, il suffit d'imaginer la scène suivante : Albert et Bob sont séparés par une distance D. Au milieu (à D/2) se trouve une ampoule électrique éteinte. L'ampoule s'allume. Qui sera éclairé en premier ? Réponse Les deux mon général ! La lumière va se propager comme une sphère qui grossit à vitesse c. Un rayon de lumière partira vers Albert, il va parcourir une distance D/2 et atteindra Albert à  D/2c. Un autre rayon partira vers Bob à la même vitesse et l'atteindra aussi à D/2c. Les éclairements seront simultanés. Maintenant, l'ampoule fonce vers Albert (et s'éloigne de Bob) à vitesse constante. A D/2, elle s'allume. Qui sera éclairé en premier ? Réponse numéro 1 Exactement la même réponse qu'avant ! Rien ne change : un rayon de lumière partira du centre vers Albert à la même vitesse c que tout à l'heure. Idem pour Bob. Les éclairements seront simultanés. En cinématique classique, la lumière aurait "profité" de l'élan de l'ampoule. L'addition des vitesses aurait donnée une vitesse v + c au rayon qui va vers Albert et v - c à celui allant vers Bob. Albert aurait été éclairé en premier. Mais "la vitesse de la lumière dans le vide a la même valeur dans tous les référentiels inertiels". La bulle de lumière sera la même que quand l'ampoule était fixe. Que l'ampoule soit fixe ou mobile ne change rien à la trajectoire de la lumière Réponse numéro 2 Albert sera éclairé en premier. Plaçons nous sur l'ampoule électrique. Elle va à vitesse constante et est donc un référentiel inertiel. Assis sur notre ampoule, nous n'avons pas l'impression de bouger. Par contre Albert et Bob sont en mouvement. Lorsque l'ampoule s'allume (aïe), Albert et Bob sont à la même distance de l'ampoule, mais Albert s'approche et Bob s'éloigne. La lumière va se propager comme une sphère qui grossit à vitesse c. Albert plongera dedans en premier et Bob sera rattrapé un peu plus tard. Albert sera éclairé en premier. Ces deux animations décrivent le même phénomène physique Question subsidiaire : Quelle est la bonne réponse ? Réponse : Les deux mon général ! La simultanéité n'est pas absolue, elle dépend du référentiel. La réponse numéro 1 est correcte dans le référentiel d'Albert et Bob. La réponse numéro 2 est correcte dans le référentiel de l'ampoule. Et aucune des deux n'a plus de valeur que l'autre. C'est la relativité !

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