Une analyse de la relation entre les mécaniques classique et relativiste

Abstract

Notre thèse étudie la relation entre les mécaniques classique et relativiste. Il est généralement supposé, à partir de l’hypothèse des petites vitesses, que la mécanique classique correspond à la mécanique relativiste dans les cas où la vitesse des objets est petite par rapport à la vitesse de la lumière. Cette position nous semble inadéquate pour la simple raison que la mécanique classique ne peut être restreinte au seule domaine des petites vitesses. Nous proposons l’hypothèse que les deux mécaniques ont une structure commune et que chacune se distingue sous certaines conditions. Pour appuyer cette hypothèse, nous proposons une axiomatisation de la mécanique suffisamment générale pour servir de structure commune aux mécaniques classique et relativiste. Cette axiomatisation comporte une théorie de la relativité qui précise comment les quantités relatives sont reliées entre elles lorsque déterminées par rapport à différents référentiels, et les lois du mouvement qui précisent comment les forces exercées sur un objet détermine son mouvement. Cette mécanique générale est déterminée à deux constantes près et c’est en déterminant la valeur de ces constantes qu’apparaît le bris de la structure commune qui génère la mécanique classique d’une part et la mécanique relativiste d’autre part.

Our thesis studies the relationship between classical and relativistic mechanics. It is generally assumed, based on the assumption of small velocities, that classical mechanics corresponds to relativistic mechanics in cases where the speed of objects is small compared to the speed of light. This position seems inadequate to us, for the simple reason that classical mechanics cannot be restricted to the realm of small velocities alone. We propose the hypothesis that the two mechanics have a common structure, and that each can be distinguished under certain conditions. To support this hypothesis, we propose an axiomatization of mechanics that is sufficiently general to serve as a common structure for both classical and relativistic mechanics. This axiomatization includes a theory of relativity that specifies how relative quantities are related to each other when determined with respect to different reference frames, and laws of motion that specify how forces exerted on an object determine its motion. This general mechanics is determined to within two constants, and it is by determining the value of these constants that the common structure that generates classical mechanics on the one hand and relativistic mechanics on the other is broken down.