Galileo's Ship — Below Deck
De l'eau goutte dans un bol, un poisson nage, des papillons voltigent — et rien dans la cabine ne peut vous dire si le navire est amarré ou file à quatorze mètres par seconde. Refaites les mêmes expériences dans une cabine en marche et dans son jumeau à quai, puis laissez la houle se lever et regardez chaque instrument de la pièce trahir le secret.
Comment utiliser cette simulation
- Comparez la cabine de Galilée à 6,0 m/s constants avec son jumeau amarré
- Appuyez sur toutes voiles dehors, 14 m/s, pour confirmer que la vitesse ne se manifeste jamais
- Appuyez sur la houle se lève pour donner à la cabine une accélération de 2,5 m/s²
- Basculez entre la vue sous le pont et celle du navire entier pour voir les deux descriptions
Ce qu’il faut observer
- Toutes les gouttes tombent dans le bol, que le navire soit amarré ou toutes voiles dehors
- Le poisson et les papillons se comportent de façon identique dans les deux cabines
- Depuis l'extérieur du navire la goutte avance nettement ; de l'intérieur elle tombe à la verticale
- Doubler la vitesse constante ne change absolument rien dans la cabine
- Dès que la houle ajoute une accélération, les gouttes manquent leur cible et le référentiel se trahit
La physique derrière
Deux référentiels en translation rectiligne uniforme l'un par rapport à l'autre sont équivalents pour la mécanique : les accélérations y sont identiques, toute loi de force y donne donc les mêmes prédictions et aucune expérience interne ne peut les distinguer. Une goutte lâchée dans la cabine possède déjà la vitesse horizontale du navire et la conserve : elle tombe donc au même endroit du pont, que le navire avance ou non. L'équivalence tombe dès que le référentiel accélère : la houle donne à la cabine une accélération a₀, et les objets s'écartent alors exactement de cette quantité.