Page:Becquerel - Exposé élémentaire de la théorie d’Einstein et de sa généralisation.djvu/215

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INTRODUCTION 
 7


PREMIÈRE PARTIE
LE PRINCIPE DE RELATIVITÉ RESTREINT


CHAPITRE PREMIER. — LES NOTIONS ANCIENNES D’ESPACE ET DE TEMPS 
 11
Systèmes de coordonnées 
 11
Le groupe de transformations de la cinématique classique (groupe de Galilée) 
 16
Les invariants fondamentaux (temps absolu, espace absolu) 
 18
Les bases de la dynamique newtonienne 
 22
Le principe de relativité de la mécanique newtonienne 
 24


CHAPITRE II. — LA RECHERCHE DU MOUVEMENT ABSOLU. L’EXPÉRIENCE DE MICHELSON. LE PRINCIPE DE RELATIVITÉ 
 26
L’expérience de Michelson 
 27
La contraction de Fitzgerald-Lorentz 
  31
Le point de vue d’Einstein 
 33


CHAPITRE III. — L’INVARIANCE DE LA VITESSE DE LA LUMIÈRE 
 34
Le temps et la simultanéité 
 34
La vitesse de la lumière est une constante universelle 
 36


CHAPITRE IV. — LA TRANSFORMATION DE LORENTZ. RELATIVITÉ DE L’ESPACE ET DU TEMPS 
 38
Le groupe de Lorentz 
 38
Les lois de la mécanique doivent être compatibles avec celles de l’électromagnétisme 
 40
L’espace et le temps relatifs 
 43
La loi de composition des vitesses 
 44
L’expérience de Fizeau (entraînement des ondes) 
 45


CHAPITRE V. — L’UNIVERS DE MINKOWSKI 
 48
Union de l’espace et du temps, l’Univers quadridimensionnel 
 48
Propriétés des couples d’événements 
 50
La contraction des longueurs 
 52
La dilatation du temps 
 53
Les lignes d’univers 
 53
Le temps propre 
 55
La loi d’inertie 
 59


CHAPITRE VI. — DYNAMIQUE DE LA RELATIVITÉ 
 60
La masse fonction de la vitesse 
 60
L’énergie et ses diverses formes 
 62
L’inertie de l’énergie 
 64
Conséquences de l’inertie de l’énergie 
 66
La matière réservoir d’énergie 
 68
Unification des principes de la dynamique : conservation de l’impulsion d’Univers 
 69


CHAPITRE VII. — VÉRIFICATIONS EXPÉRIMENTALES 
 74
Les vitesses des électrons 
 74
Loi d’accroissement de la masse avec la vitesse 
 74
La structure des raies spectrales 
 75
Signification de l’expérience de Michelson 
 75


DEUXIÈME PARTIE
LE PRINCIPE DE RELATIVITÉ GÉNÉRALISÉ ET LA GRAVITATION


CHAPITRE VIII. — LE CHAMP DE GRAVITATION ET L’UNIVERS RÉEL 
 77
Les systèmes galiléens 
 77
La pesanteur de l’énergie 
 79
L’équivalence entre un champ de gravitation et un champ de force d’inertie (la gravitation est une action de proche en proche ; égalité de la masse pesante et de la masse inerte ; le boulet de Jules Verne ; le principe d’équivalence) 
 80
L’univers n’est pas euclidien 
 85
Le principe de relativité généralisé 
 86


CHAPITRE IX. — LES COORDONNÉES DE GAUSS 
 89
Le temps et les longueurs dans un champ de gravitation 
 89
Les surfaces et les coordonnées de Gauss 
 91
Extension de la théorie de Gauss 
 96
Courbure de l’Univers réel 
 100


CHAPITRE X. — LA LOI DE LA GRAVITATION (EINSTEIN) 
 101
Nature de la gravitation 
 101
Les tenseurs 
 103
La forme tensorielle des lois est exigée par le principe de relativité 
 103
La loi de la gravitation dans le vide 
 105
La loi de gravitation dans la matière 
 108
La loi de Newton est une approximation 
 110


CHAPITRE XI. — APPLICATIONS ET VÉRIFICATIONS DE LA LOI D’EINSTEIN 
 112
Le champ de gravitation d’un centre matériel 
 112
Le mouvement des planètes (le déplacement du périhélie de Mercure) 
 113
La déviation d’un rayon lumineux par le soleil 
 113
Le déplacement des raies spectrales 
 117


CHAPITRE XII. — LA COURBURE DE L’ESPACE ET DU TEMPS. HYPOTHÈSES COSMOLOGIQUES 
 118
L’espace fini bien qu’illimité 
 118
L’Univers d’Einstein 
 121
L’Univers de de Sitter 
 123
L’accélération et la rotation 
 124
La structure d’Univers et l’éther 
 125


CONCLUSIONS GÉNÉRALES 
 127


APPENDICE À L’USAGE DES MATHÉMATICIENS


1 — RELATIVITÉ RESTREINTE 
 129


Note 1. — Sur l’invariance de la distance spatiale de deux événements simultanés 
 134
Note 2. Sur les équations de la dynamique classique 
 134
Note 3. Sur l’expérience de Michelson et la contraction de Fitzgerald-Lorentz 
 135
Note 4. Remarque sur la mesure du temps 
 136
Note 5. Établissement des formules du groupe de Lorentz 
 136
Note 6. La loi de composition des vitesses 
 138
Note 7. La contraction des longueurs et la dilatation du temps 
 139
Invariance de l’hypervolume quadridimensionnel 
 140
Note 8. — Sur le temps propre 
 140
Note 9. — La loi d’inertie 
 141
Note 10. — I. Le champ électromagnétique 
 142
Invariance de la charge électrique 
 144
Formules de l’effet Doppler, de l’aberration de la lumière et de la pression de radiation 
 144
II. Dynamique de la relativité 
 146
La masse fonction de la vitesse (loi de Lorentz-Einstein) 
 146
L’inertie de l’énergie (énergie cinétique, énergie rayonnante, perte de masse d’un corps qui rayonne, énergie potentielle de l’électron) 
 148
L’impulsion d’Univers et sa conservation 
 151


RELATIVITÉ GÉNÉRALISÉE 
 153


Note 11. Les tenseurs 
 153
Quadrivecteurs 
 153
Tenseurs 
 154
Multiplication des tenseurs 
 155
Contraction 
 155
Caractère tensoriel 
 156
Tenseurs fondamentaux 
 156
Tenseurs associés 
 157
Longueur généralisée, condition d’orthogonalité 
 157
Densité tensorielle 
 158
Symboles de Christoffel 
 159
Dérivée covariante 
 159
Formules utiles 
 160
Divergence 
 161
Le tenseur de Riemann-Christoffel 
 162
Note 12. — Gravitation et dynamique 
 163
Loi de la gravitation dans le vide 
 163
Théorème fondamental 
 164
Équations des géodésiques 
 164
Le tenseur impulsion-énergie ou tenseur matériel 
 166
La conservation de l’impulsion-énergie 
 167
La loi de la gravitation dans la matière 
 167
Les équations de l’hydrodynamique 
 169
Les forces 
 170
La loi d’Einstein contient toute la dynamique 
 171
La loi de Newton 
 172
Propagation de la gravitation 
 172
Note 13. — Le champ de gravitation d’un centre matériel 
 173
Expression de  
 173
Interprétation physique et réponse aux objections de M. Painlevé 
 174
Mouvement des planètes 
 176
Propagation de la lumière 
 177
Ralentissement du temps et déplacement des raies spectrales 
 177
Note 14. Les lois générales de l’électromagnétisme 
 178
Généralisation des équations de Maxwell-Lorentz 
 178
La conservation de l’électricité 
 183
Le tenseur d’énergie électromagnétique et la loi générale de conservation 
 183
Note 15. — La courbure de l’espace et du temps 
 184
La courbure non nulle dans le vide 
 184
L’espace fermé 
 186
L’Univers cylindrique d’Einstein 
 187
L’Univers hyperbolique de de Sitter ; la barrière du temps 
 189
Note 16. — Généralisations de Weyl et d Eddington 
 190
Théorie de Weyl 
 190
Théorie d’Eddington 
 195
Théorie géométrique de l’Univers 
 196
Identification des grandeurs physiques et des grandeurs géométriques 
 198
L’électron 
 203
Conclusions 
 204