Si le temps est affecté par le mouvement, l'espace l'est
également. Einstein a montré que la dilatation du temps s'accompagnait
d'une contraction de l'espace. Tout observateur qui regarde un objet en mouvement voit l'une
des dimensions de celui-ci diminuer. La dimension en question est celle que l'on mesure dans
la direction parallèle au déplacement, les autres n'étant pas affectées. Imaginez que la navette
de votre ami a une longueur de 60 mètres et une largeur de 10 mètres au repos. Lorsqu'elle passe
devant vous à 75 pour cent de la vitesse de la lumière, vous la verrez toujours large de 10
mètres, mais longue de 40 au lieu de 60.
Une autre conséquence de la relativité restreinte concerne la masse. Tout comme le temps et l'espace, la masse d'un objet dépend de la vitesse de l'observateur qui la mesure. Un objet d'un kilogramme qui se déplace à 98 pour cent de la vitesse de la lumière se comporte comme s'il en avait en fait cinq. Cette augmentation de la masse est la raison pour laquelle la vitesse d'un objet est toujours inférieure à celle de la lumière. En effet, plus un corps va vite, plus il est massif et plus l'énergie nécessaire pour l'accélérer est grande. Lorsque sa vitesse est proche de celle de la lumière, sa masse s'accroît fortement et même une énergie énorme ne provoque qu'une faible accélération. Pour atteindre la vitesse de la lumière elle-même, l'énergie requise est infinie, ce qu'il est bien sûr impossible de fournir. Ainsi, un corps massif ne peut jamais strictement atteindre la vitesse limite. Ce raisonnement ne s'applique cependant pas aux photons car ils ont une masse nulle. Ils peuvent donc bien se déplacer à la vitesse de la lumière.
Hermann Minkowski : Alexotas, 1864 - Göttingen, 1909. Auteur de l'interprétation de la relativité restreinte en termes de géométrie de l'espace-temps
Notons pour finir que l'indissociabilité de l'espace et du temps ont amené les physiciens à
les associer pour former un concept plus général. D'après Newton,
l'espace et le temps étaient deux notions totalement indépendantes, qui pouvaient exister l'une
sans l'autre. Il était par exemple naturel de parler de la position d'un corps sans faire référence
au moment où celle-ci était mesurée. Mais en relativité, comme nous l'avons vu, les deux notions
vont de pair, elles sont indissociables. Pour cette raison, cette théorie ne peut considérer
que des événements, des actions qui se produisent en un lieu et à un moment donnés. Parler de
l'espace ou du temps indépendamment l'un de l'autre n'a plus de sens. En conséquence, les physiciens
unifient les deux concepts dans une structure plus générale à quatre dimensions - trois pour
l'espace et une pour le temps -, appelée l'espace-temps.
