ArtStadtBern 2019 –

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Pourquoi une balançoire (étape 1)

Albert Einstein pendulaire autour de la tour de l’horloge

1905 Einstein habite au Kramgasse 49, situé à 166 mètres de la tour de l’horloge. Il travaille à l’office des brevets (Speichergasse 6, actuellement Haus der Kantone) situé de l’autre côté à 578 mètres. Tel un pendule, Albert Einstein oscille ainsi autour de la tour de l’horloge

La Zytglogge inspiratrice de la théorie de la relativité?

La tour contient tous les éléments de la théorie de la relativité restreinte : la mesure du temps, bien sûr, mais aussi la mesure de l’espace, avec les étalons de mesure dans le passage. 

Basée sur la simultanéité d’évènements, la théorie de la relativité restreinte a consisté à remettre en cause de la mesure du temps et de l’espace.  Qu’est-ce que le temps ? Le temps est l’évènement généré par une horloge placée au lieu de l’évènement mesuré, et simultané avec celui-ci.

Pourquoi une balançoire (étape 2)

Un saut dans le temps. En 1915 Albert Einstein établit la théorie de la relativité générale. Le point de départ de la théorie de la relativité générale est l’équivalence accélération / champs gravitationnel. ^[1]

Ainsi si on  accélère une fusée et ses passagers en apesanteur, en lui appliquant une force constante, tout se passe pour ses passagers comme s’ils étaient soumis à un champs gravitationnel. En voyant la corde qui tire et accélère le vaisseau spatial, ils pensent que celui ci est suspendu par cette corde dans le champ gravitationnel. Pour visualiser ce phénomène nous pouvons utiliser :

La machine antigravitationnelle à casser les œufs durs

Avec la balançoire nous allons effectuer l’opération inverse: le navire spatial est maintenant la tour de l’horloge, et nous allons libérer ses passagers de l’effet gravitationnel. ^[2]

Pourquoi une balançoire (étape 3)

Un clin d’œil à Isaac Newton et à la conception de la gravitation avant la théorie de la relativité. ^[3]

Pourquoi une balançoire (étape 4)

Art Must Be Fun

Patrick, pour ArtStadtBern 2019

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^[1]Albert Einstein écrit: « Dans un champ gravitationnel (peu étendu dans l’espace), les objets se comportent comme dans un espace sans gravitation si, au lieu d’un « système d’inertie », on introduit un cadre de référence qui possède la même accélération que le champ gravitationnel. »Autobiographical Notes, Albert Einstein, vers 1949. Publié en 1979. Le champs gravitationnel est sur terre de 9,81 m·s-2, soit 35 km/h par seconde. A la surface de la lune: 1.62, environ 16.5% (6x plus léger).

^[2]Pour être en apesanteur, il suffit de se dissocier du vaisseau spatial tour de l’horloge, donc de sauter, être en chute libre, mais c’est très bref. Avec la balançoire nous pouvons répéter ce sentiment d’apesanteur à loisir. En effet lorsque la balançoire arrive au niveau de son point d’accroche (la corde fait un angle de 90 degrés avec la verticale) le passager de la balançoire se trouve un court moment en apesanteur.

^[3]Imaginons un dialogue imaginaire entre Albert Einstein et Isaac Newton. Tous les deux observent un mobile, une fusée par exemple, qui entre dans le champ gravitationnel d’un corps très lourd, une étoile. La fusée effectue un arc de cercle autour de l’étoile .Isaac explique cette déviation en disant:

L’étoile exerce une force d’attraction sur la fusée. Tout se passe comme si une corde la reliait à l’étoile: c’est une sorte de balançoire !   Après un petit moment de réflexion (228 années) Albert Einstein lui répond : « Non, non pas du tout, cher Isaac, l’étoile déforme l’espace gravitationnel autour d’elle, et la fusée suit une géodésique  dans cette espace déformé: ce n’est pas une balançoire, c’est un toboggan.»