La relativité restreinte est une théorie scientifique décrivant comment la matière se déplace dans le temps et l’espace. Lorsqu’elle a été publiée pour la première fois en 1905 par Albert Einstein, la relativité restreinte a provoqué une révolution dans la communauté des physiciens et nous a fait regarder l’univers sous un nouveau jour. La relativité restreinte est l’une des théories physiques les mieux confirmées de tous les temps, et ses prédictions ont été vérifiées avec plus de vingt décimales de précision.
Les deux postulats de base de la relativité restreinte sont que les lois de la physique sont les mêmes quelle que soit la vitesse absolue, et que la vitesse de la lumière est constante pour tous les observateurs. Si vous êtes dans une boîte fermée se déplaçant à vitesse constante, la relativité restreinte prédit qu’aucune expérience que vous faites à l’intérieur de la boîte ne peut vous dire à quelle vitesse la boîte se déplace. De même, la vitesse de la lumière restera la même pour un observateur à l’intérieur de la boîte, même si la boîte elle-même se déplace à une fraction importante de la vitesse de la lumière.
La relativité restreinte abandonne les notions d’espace absolu et de temps absolu développées par Newton. En relativité restreinte, il n’existe pas de temps universel unique ; au contraire, le temps est différent pour chaque observateur. Il n’y a pas non plus de mesure universelle unique de l’espace ; une seule règle peut être plus longue ou plus courte selon qui la mesure. Enfin, la relativité restreinte unifie les concepts d’espace et de temps en une seule structure à quatre dimensions appelée espace-temps.
Selon la relativité restreinte, si un objet se déplace à grande vitesse par rapport à vous, l’objet semblera se comporter étrangement. Sa masse augmentera, de sorte qu’il deviendra de plus en plus difficile à accélérer à mesure qu’il approchera de la vitesse de la lumière. Il semblera rétrécir dans sa direction de mouvement, devenant de plus en plus déformé à mesure qu’il se déplace plus rapidement. Le temps de l’objet sera également déformé ; s’il y a une horloge sur l’objet, il semblera tic tac plus lentement. Ces effets se produisent sur chaque objet, mais ils ne deviennent perceptibles que lorsque les objets approchent de la vitesse de la lumière.
La relativité restreinte interdit à tout objet de voyager plus vite que la vitesse de la lumière. Si un objet semble aller plus vite que la vitesse de la lumière pour un observateur, il doit être possible de trouver un observateur qui voit l’objet voyager en arrière dans le temps. Lorsque la vitesse d’un objet se rapproche de celle de la lumière, sa masse et son énergie cinétique atteignent l’infini. Même l’information peut ne pas voyager plus vite que la lumière, car cela permettrait également d’envoyer des messages en arrière dans le temps.