Galileův relativity je fyzikální princip vyjádřený Galileo v XVII th století , aniž by se tak jmenován ani zásada ani relativity . Bude představen Galileem jako vlastnost potvrzená zkušenostmi.
Podle tohoto principu zůstávají zákony fyziky nezměněny v referenčních rámcích, protože se nazývají „Galilejci“. Ilustruje to tím, že předpokládá, že je zavřený v kabině lodi, aby sledoval kapky vody padající jeden po druhém z láhve. Nezáleží na tom, zda loď stojí nebo se pohybuje jakoukoli rychlostí, pokud je konstantní (tedy ze dvou různých referenčních rámců), pohyby, které bychom u těchto kapek pozorovali, by byly zcela podobné.
Tento princip není intuitivní. Dalo by se tedy očekávat, že na lodi, která se pohybuje velmi rychle, kapky neklesají svisle, ale sledují pohyb směrem dozadu. Protože k tomu dochází, pokud je experiment prováděn na palubě lodi: v tomto případě okolní vzduch, který může být klidný nebo animovaný nějakým druhem pohybu, narušuje hybnost pádu (jeho pohyb setrvačný) a kapka je mimo loď. Ale v kabině, bez ohledu na rychlost, jakou se loď pohybuje, pokud je konstantní, je to skutečně vertikální pokles, který je pozorován, jako by loď stála.
S principem setrvačnosti je systematicky integrován do newtonovské fyziky . To vyvolává vědecké otázky s příchodem elektromagnetismu a Maxwellovy rovnice , zvláště proto, že nezdá se, že této zásady, a trvá na novém významu na počátku XX -tého století, kdy Einstein založil principy speciální teorie relativity (viz historie speciální teorie relativity ).
Na základě myšlenek Giordana Bruna formalizoval Galileo princip relativity:
"Zamkni se s kamarádem v hlavní kajutě uvnitř velké lodi a vezmi s sebou mouchy, motýly a jiná malá létající zvířata." Vezměte velkou nádrž s vodou a vložte do ní pod velkou nádobu s odkapáváním. Při stojící lodi pozorně sledujte, jak malá zvířata létají stejnou rychlostí na všechny strany kabiny. Ryba lhostejně plave všemi směry, kapky padají do kontejneru dole, a pokud hodíte něco na svého přítele, nemusíte to házet tvrději v jednom směru než v jiném, vzdálenosti jsou stejné a pokud skočíte oběma nohama urazíte stejnou vzdálenost ve všech směrech. Pokud jste pozorně sledovali všechny tyto věci (i když není pochyb o tom, že když loď stojí, mělo by to tak být), jeďte s lodí takovým tempem, které vás potěší, dokud je stejnoměrná rychlost [to znamená řekni konstantní] a nekolísá na obou stranách. V žádném ze zmíněných efektů neuvidíte sebemenší změnu a ani jeden vám nedovolí zjistit, zda se loď pohybuje nebo stojí ... “
- Galileo, Dialog týkající se dvou největších systémů na světě , 1632
Galileo podotýká, že na lodi žádná mechanická zkušenost neumožňuje rozlišit, kdy je loď v přístavu stojící, od okamžiku, kdy je v rovnoměrném pohybu: mechanická zkušenost (pád těla, pohyb kyvadla atd.) Dá shodné výsledky v obou případech.
To znamená, že žádné mechanické zkušenosti uvnitř lodi neumožní určit rychlost lodi: je nutné odkazovat na externí objekt. Samotný koncept rychlosti má význam pouze ve vztahu k referenčnímu bodu, bodu zvolenému libovolně jako pevný.
Jinými slovy, a to je Galileanova relativita , jsou fyzikální zákony mechaniky stejné pro všechny Galileanovy referenční rámce . Galileo nic neprokazuje, uvádí vlastnost potvrzenou zkušenostmi. Henri Poincaré bude první, kdo řekne, že jde o princip .
Do té doby nebyly pojmy zrychlení , síly a práce , energie a rychlosti jasně rozlišeny . Matematicky diferenciální počet neexistoval. Tato teorie se držela Aristotelových intuitivních aproximací , zčásti upravených ve středověku , a podle nichž byl pohyb způsoben silou, podnětem a musel být neustále udržován, aby vydržel.
Tento princip relativity bude zobecněn téměř o tři století později na jiné druhy jevů, nikoli mechanické, a povede k myšlence, že zákony fyziky obecně (všechny fyzikální zákony, a nejen ty mechanické) jsou stejné v inerciálních referenčních soustavách.