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Concept
Mécanique relativiste
Résumé
En physique, la mécanique relativiste se rapporte à la mécanique compatible avec la relativité restreinte (RR) et la relativité générale (RG).
Elle fournit une description non-quantique d'un système de particules, ou d'un liquide, dans le cas où les vitesses de déplacement des objets sont comparables à la vitesse de la lumière c. En conséquence, la mécanique classique est étendue correctement aux particules se déplaçant à des vitesses et des énergies élevées, et assure une inclusion cohérente de l'électromagnétisme avec la mécanique des particules. Ce n'est pas possible dans la relativité galiléenne, où il est permis aux particules et à la lumière de voyager à n'importe quelle vitesse, y compris plus vite que la lumière. Les fondements de la mécanique relativistes sont les postulats de la relativité restreinte et de la relativité générale. L'unification de la relativité restreinte avec la mécanique quantique est la mécanique quantique relativiste, tandis que les tentatives pour faire de même avec la relativité générale s'appelle la gravité quantique, un problème non résolu de la physique.
Comme en mécanique classique, le sujet peut être divisé en deux : la « cinématique » ; la description du mouvement en indiquant les positions, les vitesses et les accélérations, et la « dynamique » ; une description complète en considérant les énergies, les impulsions, les moments cinétiques et leurs lois de conservation, et les forces agissant sur les particules ou exercées par les particules. Il y a cependant une subtilité ; ce qui semble être « en mouvement » et ce qui est « au repos » — qui est dénommé par « statique » en mécanique classique — dépend de la vitesse relative des observateurs mesurée dans le référentiel.
La quadrivitesse relativiste, c'est-à-dire le quadrivecteur représentant la vitesse en relativité, est défini comme suit :
Ci-dessus, est le temps propre du chemin à travers l'espace-temps, appelée ligne d'univers, suivi de la vitesse de l'objet représenté ci-dessus, et
est la dimension 4; les coordonnées d'un événement.
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