Sir Isaac Newton: cadre de référence absolu

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Sir Isaac Newton: cadre de référence absolu


Contrairement à Einstein, Sir Isaac Newton croyait-il en un référentiel absolu?

Sanya

Bienvenue sur Physics SE 🙂 Que savez-vous de la mécanique classique et quel est exactement un référentiel absolu pour vous? Dans l’état actuel des choses, il est difficile de savoir à quel niveau on doit répondre à votre question. Vous pouvez également vérifier en.wikipedia.org/wiki/Classical_mechanics et nous dire ce qui n’est pas clair après avoir lu cela.

Réponses


 user1620696

On dit généralement que la première loi de Newton est une affirmation sur l’existence des soi-disant référentiels inertiels.

Mais revenons un peu en premier et discutons de l’idée de Galileo Galilei sur les cadres de référence. Ce que Galileo a remarqué et expliqué au moyen d’une très belle histoire, c’est qu’il existe une classe entière de cadres de référence sur lesquels les lois de la mécanique sont exactement les mêmes.

Cette classe de référentiels sont exactement ceux qui ne sont pas accélérés et permettez-moi d’expliquer tout le point: l’idée est essentiellement d’essayer de détecter le mouvement au moyen d’expériences sur des phénomènes mécaniques.

Le fait est: on sait dans un certain référentiel que les lois de la mécanique tiennent d’une certaine manière. En particulier, la loi de l’inertie est valable: un corps au repos reste au repos à moins qu’il ne soit sollicité par une force.

Imaginez maintenant que quelqu’un dans un autre cadre de référence ne puisse pas voir « l’extérieur » et veuille pouvoir détecter s’il est en mouvement ou non. Comme l’a suggéré Galileo, imaginez que quelqu’un est enfermé sous le pont d’un navire, sans possibilité de regarder à l’extérieur, et souhaite pouvoir détecter si le navire se déplace ou non.

Une façon possible de détecter cela serait de réaliser les mêmes expériences de mécanique effectuées dans un « cadre fixe » et d’essayer d’analyser les écarts.

Galileo a alors remarqué que si le navire est en mouvement uniforme (c’est-à-dire sans accélération), aucune déviation n’est trouvée. L’observation des expériences sur une image au repos ou à vitesse constante permettra d’arriver aux mêmes conclusions. En d’autres termes, la loi de mécanique observée est la même dans cette classe de cadres .

Remarquons maintenant qu’il y a deux cadres en jeu ici: le premier, que nous avons utilisé pour formuler les lois en premier lieu et le second que nous testons.

Comment détecte-t-on alors la première trame? C’est là que vient la première loi de Newton et son affirmation d’existence.

La première loi de Newton affirme qu’il existe un cadre de référence où les corps au repos restent au repos à moins qu’ils ne soient soumis à des forces et les corps se déplaçant de manière informelle le restent à moins qu’ils ne soient soumis à des forces externes . Cela définit un critère pour les cadres à utiliser sur la mécanique et affirme qu’il existe un tel cadre.

L’analyse de Galileo nous dit alors que tout autre cadre se déplaçant uniformément par rapport à un tel cadre est équivalent du point de vue de la mécanique.

En ce sens, du point de vue de la formulation de la mécanique , pour Newton, il était déjà connu qu’il n’y avait pas de cadre absolu, car il y avait une classe entière de cadres de référence qui pouvait être utilisée: les cadres de référence inertiels qui sont ceux discutés au dessus de.

Ce qu’Einstein a fait était de proposer une extension: il avait des raisons de croire que non seulement les lois de la mécanique devraient tenir sous la même forme dans ces cadres, il pense que toutes les lois de la physique devraient avoir la même forme dans de tels cadres.

Donc, encore une fois: pour Newton il n’y a pas de cadre absolu du point de vue des phénomènes mécaniques tandis que pour Einstein il n’y a pas de cadre absolu du point de vue de toute la physique.

Sanya

L’encyclopédie de Stanford plato.stanford.edu/entries/newton-stm affirme que Newton croyait en un espace absolu. Bien que cela ne soit pas nécessaire pour que la mécanique classique fonctionne, j’aurais tendance à lire les originaux de Newton sur cette question pour être clair et ne pas déduire de la présentation moderne de la mécanique classique.

user1620696

Eh bien, c’est peut-être une question plus axée sur l’histoire réelle que la compréhension actuelle que nous avons et peut-être que je l’ai mal comprise. Je dois avouer que je ne connais pas grand-chose à l’histoire actuelle. Ce que j’ai écrit, c’est l’impression que j’ai eue de la compréhension actuelle. En effet, l’explication de Galileo basée sur l’histoire du navire me semblait être un indice qu’ils acceptaient à l’époque l’idée qu’il n’y avait pas de cadre absolu pour formuler les lois de la mécanique. Peut-être que quelqu’un peut publier une réponse historiquement plus précise.

 

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