CompteurMais qu’est-ce que le repère galiléen ?
Avant toutes explications, expliquons ce qu’est un repère.
Un repère est un outil mathématiques permettant de s’orienter dans l’espace. Il est composé d’un origine et de 3 axes.
Le choix de ces trois axes et de l’origine surtout dépendra de l’étude que l’on souhaite faire.
Plusieurs repères sont utilisés :
- le repère terrestre : repère lié à la surface de la Terre et qui dépend du système étudié.
- le repère géocentrique : son origine est le centre de la Terre et les axes dirigés vers trois étoiles “fixes”.
- le repère héliocentrique : son origine est le centre du Soleil et ces axes sont dirigés vers trois étoiles fixes.
On distinguera de plus les repères cartésiens d’axes x, y, et z ; des repères cylindriques (r, θ, z), et des repères sphériques (ρ, θ, Φ).
Maintenant, définissons ce qu’est un référentiel galiléen. Plusieurs définitions existent.
Certains diront que c’est un repère en translation rectiligne uniforme, c’est à dire où il n’y a pas de variation de vitesse, de manière à vérifier la première loi de Newton.
D’autres diront que c’est un repère dans lequel le principe fondamental de la dynamique est vérifié….et d’autre noterons que l’on peut appliquer le principe fodamental de la dynamique que dans un repère galiléen.
Enfin, il est dit clairement que si un repère est en translation rectiligne uniforme par rapport à un repère galiléen, alors celui-ci est galiléen….mais quel est ce repère de base qui est dit galiléen ?
Pour répondre à cette question, il faut remonter un peu dans le temps. En effet, à l’époque de Newton, il y avait une idée d’Univers immuable, qui ne bouge pas. Et dans ce cas, par rapport à ce référentiel, on définissait le repère galiléen.
Aujourd’hui les idées de bases ont changé, mais ce référentiel galiléen perdure…
A l’échelle humaine, tous ces référentiels sont assimilés à des référentiels galiléens….sur de petits temps…car si le temps de l’étude est trop important, on se rend vite compte que le mouvement est “circulaire”…eh oui, tout tourne dans le ciel.
Au fait, en mécanique on parle de “principe” : le PFS, le PFD et le PTV en mécanique des solides. Il faut savoir qu’un principe n’est pas un théorème, mais une observation interprétée et vrai tant que l’on a pas prouvé le contraire. Aujourd’hui le contraire est vérifié, mais la différence entre le modèle exacte (relativité générale) et le modèle de Newton est si faible à l’échelle humaine que l’on préfère garder ces principes.
Bonne lecture.
septembre 10th, 2007 at 12:31
bonjour !! J’ai bien aimé l’article ! Néanmoins, j’aimerais bien avoir une idée sur cette “faible différence” entre le modèle de Newton et le modèle ” exact” auquel vous faites allusion…car il faut avouer que je n’ai que des notions “très faibles” en ce qui concerne la relativité !!
Merci de m’en faire part !
décembre 30th, 2007 at 12:39
En vérité, depuis l’abandon de l’univers immuable de Newton, personne ne s’est penché sérieusement sur la notion de repère galiléen.
La grande pauvreté de la discussion sur cette notion est le talon d’Achille des théories relativistes MACROSCOPIQUES, les seules sur lesquelles je souhaite dialoguer.
Pour refonder la Physique sur des bases plus profondes, il faudrait avoir le courage de reconnaître qu’on n’a pas une conception bien claire de ce qu’est un repère galiléen, et que les théories relativistes de l’Univers ne sont pas corroborées par des preuves ayant une force comparable au magnifiques succès de la Mécanique Newtonienne. Pour mémoire : les calculs du trajet de la sonde Viking qui est arrivée au voisinage de Neptune après 11 ans de voyage avec moins de deux secondes d’écart sur la datation prévue ont tous été fondés sur le modèle newtonien du système solaire, avec temps absolu.
En face, on n’a que des écarts insignifiants, dont l’ordre de grandeur est voisin de la marge d’incertitude des mesures, sur une précession séculaire de Mercure, des aberrations d’étoiles au voisinage du soleil lors d’éclipses solaires, aberrations opur lesquelles d’autres explications pourraient être proposées…c’est maigrot !
(Attention, je ne remets pas en cause les succès de la relativité Restreinte en Physique des particules, domaine que je n’aborde nullement ici).
Mettre dans cette notion de repère galiléen ce qu’on désire y mettre en fonction de ce qu’on étudie n’est qu’une pirouette.
Ecrire que ”tout tourne dans l’univers” ne résout rien. Car tourner d’accord, mais TOURNER AUTOUR DE QUOI ?
Exercice intellectuel qui fera comprendre l’ampleur de la question : les étoiles dites fixes ne se manifestent à nous que par des signaux lumineux et/ou hertziens (radiosources), ce qui est presque la même chose. Dès lors, il n’y a aucun inconvénient concret à imaginer qu’elles n’existent pas. Donc pour la discussion, décidons de ne pas en tenir compte. Alors que restera-t-il de notre Mécanique Céleste, de nos lois physiques, de notre conception du temps, de la notion de repère galiléen ?
Il ne faut pas tricher : dans chaque circonstance, du plus petit au plus vaste phénomène physique observé, nous ne devons garder que ce qui reste en ”oubliant” l’existence des étoiles dites fixes. Ainsi on perdrait déjà la notion de jour sidéral (23 h 56 min). Copernic, Galilée, Képler et pour finir Newton auraient-ils pu aussi magistralement fonder l’héliocentrisme sur des bases solides ?