Qui est l'auteur de la théorie de la relativité restreinte ?

La théorie de la relativité restreinte a été développée par Albert Einstein et publiée en 1905, une année particulièrement féconde dans son parcours scientifique. Elle transforme la manière de comprendre l’espace et le temps en montrant que leurs mesures dépendent de l’état de mouvement de l’observateur. Elle établit également que la vitesse de la lumière dans le vide est la même pour tous les observateurs inertiels. Cette nouvelle conception de la physique s’oppose à l’idée newtonienne d’un espace et d’un temps absolus et constitue l’un des fondements de la physique moderne.

Une théorie formulée en 1905

Einstein expose la relativité restreinte dans l’article « De l’électrodynamique des corps en mouvement », publié en 1905 dans la revue allemande Annalen der Physik. À cette époque, il travaille comme expert technique au bureau fédéral des brevets de Berne, en Suisse, et n’occupe pas encore de poste universitaire. Son texte s’appuie sur deux principes essentiels : les lois de la physique ont la même forme dans tous les référentiels inertiels, c’est-à-dire les référentiels se déplaçant à vitesse constante les uns par rapport aux autres ; la vitesse de la lumière dans le vide ne dépend pas du mouvement de la source ni de celui de l’observateur. Einstein ne part pas de l’idée d’un éther immobile servant de support à la lumière, mais réexamine directement les notions de temps, de mesure et de simultanéité.

L’espace et le temps ne sont plus absolus

Les conséquences de ces deux principes sont profondes. Deux événements qui paraissent simultanés pour un observateur peuvent ne pas l’être pour un autre en mouvement relatif : c’est la relativité de la simultanéité. La théorie prévoit aussi la dilatation des durées et la contraction des longueurs lorsqu’un objet est observé à des vitesses très élevées. Ces effets deviennent particulièrement importants lorsque la vitesse d’un corps se rapproche de celle de la lumière. La relativité restreinte ne concerne toutefois que les référentiels inertiels et ne constitue pas encore une théorie de la gravitation. La représentation de l’espace et du temps comme un espace-temps à quatre dimensions sera ensuite développée de manière géométrique par Hermann Minkowski, qui donnera une formulation nouvelle aux résultats d’Einstein.

Une œuvre personnelle inscrite dans une histoire scientifique

Einstein n’a pas travaillé dans un vide intellectuel : les difficultés de la mécanique classique face à l’électromagnétisme avaient déjà été étudiées par plusieurs physiciens, notamment Hendrik Lorentz et Henri Poincaré. La contribution d’Einstein consiste à proposer une interprétation physique cohérente fondée sur la relativité et sur la constance de la vitesse de la lumière, plutôt qu’à considérer les transformations mathématiques comme de simples outils de calcul. La même année, dans un autre article, il établit aussi la relation entre masse et énergie, exprimée par la formule E=mc². Cette relation est associée à la relativité restreinte, mais elle ne constitue pas à elle seule l’ensemble de la théorie. Par son analyse du mouvement, du temps et de l’énergie, Einstein devient l’auteur auquel est attribuée la formulation de la relativité restreinte.