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Relativité restreinte. Des particules à l’astrophysique

Éric Gourgoulhon

Mis en ligne par Denis Blaizot le mardi 11 septembre 2018

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Titre : Relativité restreinte. Des particules à l’astrophysique
Auteur : Éric Gourgoulhon
Éditeurs : EDP Sciences / CNRS éditions
Collection : Savoirs actuels
Date de parution : 2011
ISBN : 978-2-7598-0067-4 (EDP) et 978-2-271-07018-0 (CNRS)
Pagination : 776
Prix : 69 €

Quatrième de couverture :

La relativité restreinte est à la base de nombreux domaines de la physique moderne : physique des particules, théorie quantique des champs, astrophysique des hautes énergies, etc. Elle est présentée ici en adoptant d’emblée un point de vue quadridimensionnel, à savoir celui de l’espace-temps de Minkowski.
Une des particularités de l’ouvrage est qu’il ne se limite pas aux référentiels inertiels et considère des observateurs accélérés ou en rotation. Cela permet de discuter simplement et de manière rigoureuse d’effets physiques tels que la précession de Thomas ou l’effet Sagnac. Les derniers chapitres abordent des aspects plus avancés : champs tensoriels, calcul extérieur, hydrodynamique relativiste et traitement de la gravitation.
Richement illustré et agrémenté de nombreuses notes historiques, cet ouvrage fait une part belle aux applications, de la physique des particules (accélérateurs, collisions de particules, plasma quark-gluon) à l’astrophysique (jets relativistes, noyaux actifs de galaxie), en passant par les applications pratiques (gyromètres à effet Sagnac, rayonnement synchrotron, GPS). Le livre contient également des développements mathématiques tels que l’analyse détaillée du groupe de Lorentz et de son algèbre de Lie.
Ce livre s’adresse aux étudiants en dernière année de licence de physique (L3) ou en master (MI et M2), ainsi qu’aux chercheurs et à toute personne intéressée par la relativité. Sa lecture facilitera également l’apprentissage de la relativité générale, en raison de l’approche géométrique adoptée.
« Un exposé moderne de la relativité restreinte se doit de faire ressortir ses structures essentielles, avant de les illustrer par leurs applications concrètes à divers problèmes dynamiques particuliers. Tel est le pari (ô combien réussi !) du beau livre d’Eric Gourgoulhon. » (Thibault Damour, extrait de la préface).

Mon avis : Non, je ne suis pas étudiant et c’est par hasard que j’ai acquis ce livre pour une bouchée de pain dans une foire aux livres. Toujours intéressé par la physique, j’achète régulièrement des livres qui finissent parfois dans un coin oublié de ma bibliothèque et que je ressors à l’occasion.

Et l’occasion s’est présentée aujourd’hui de le sortir de l’ombre et, enfin, de le découvrir. Alors autant vous en faire profiter.

D’abord, une petite description physique : Après un sommaire détaillé, tout ce qu’il y a de plus normal pour ouvrir un livre destiné à l’enseignement, nous avons le droit à une préface d’à peine deux pages signée Thibault Damour. Moi qui n’aime pas les préface, je la trouve tout de même un peu courte. Suit une préface de l’auteur, avant d’entrer dans le vif du sujet avec un premier chapitre sur l’espace-temps selon Minkowski. Suivront des chapitres sur le problème de l’observateur, la cinématique, le changement d’observateur, le groupe de Lorentz, les observateurs inertiels, l’énergie et l’impulsion, Moment cinétique, principe de moindre action, observateurs accélérés, les équations de Maxwell, etc. L’ouvrage se termine sur un rappel d’algèbre, une bibligraphie plutôt conséquente (450 entrées), un rappel des notations utilisées et un index détaillé pour pouvoir enfin s’y retrouver.
Maintenant, vous avez une bonne idée de ce que j’ai dans les mains. Surtout si je précise que : qui n’aime pas les équations doit fuir ce livre. Mais qui n’aime pas les équations n’est pas étudiant en licence ou en maîtrise de physique.

Clair, précis, ce livre contient juste ce qu’il faut de diagrammes, schémas ou formules pour vous permettre d’assimiler les grandes lignes de sujet passionnant de physique qui fait tourner les têtes des physiciens (mais pas que) depuis son énoncé par le plus célèbre des physiciens du début du XXe siècle : Albert Einstein.

En bref : Si vous êtes étudiant en physique, ce livre vous est très certainement indispensable. Dommage qu’il soit si cher (tous les livres de EDP Sciences sont chers et c’est bien dommage[[Ouh, le vilain menteur que je fais. Ils ont quelques Ebooks gratuits). Mais si vous intéressez à la théorie de la relativité en dilettante, comme d’autres s’intéresse au cinéma de science-fiction des années 50, alors tournez-vous plutôt vers l’ouvrage de vulgarisation publié en son temps par le grand Albert Einstein lui-même. Il est beaucoup plus simple et beaucoup moins cher. Et vous aurez le plaisir de comprendre les idées de base de cette théorie sans aucune formule ou presque.

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