La relativité générale

La relativité restreinte ne s’applique que dans des référentiels qui se déplace à vitesse constante et suivant une même direction. Que se passe-t-il dans les autres cas ?

Principe de relativité

Dans la relativité restreinte, on a vu que le temps et les longueurs dépendent du référentiel dans lequel on les mesure. En fait, ceci revient à dire que le temps est une dimension comme les autres. La relativité admet donc des référentiels à 4 dimensions (3 d’espace et 1 de temps). C’est ce que l'on appelle l’espace-temps.

Pour les scientifiques, y compris Newton, le fait qu’un corps puisse attirer un autre corps sans qu’il n'y ait un intermédiaire de communication entre les 2 est absurde. Cependant, les lois de Newton marchent et seront utilisées jusqu'à Einstein pour expliquer la gravité. Pour les lois de Newton classique, on considère la gravité comme une force qui s’applique aux deux corps sans qu’ils n'échangent rien et ce, de façon instantanée. C’est évidemment impossible.

C’est ça que résout la relativité générale. En fait ce n’est pas une force qui attire mystérieusement un corps vers l’autre mais c’est l’espace qui est déformé par la présence des corps. Cet espace déformé est donc courbe.

Imaginons que l'espace-temps soit une toile élastique que l’on tend de tous les cotes. On met, au milieu, une grosse pierre. La toile va se creuser en son centre à l’endroit où est la pierre.

Si je lance une bille à proximité du trou, la bille va se mettre à tourner autour de la pierre. Ce n’est pas la pierre qui attire la bille mais le fait que le tissu soit déformé. Ceci implique que la bille suit les courbes de niveau du terrain.

Si nous appliquons ceci a l’espace–temps et non plus à la toile, nous avons la théorie de la gravitation de la relativité générale. Il n’y a plus de force mystérieuse mais un espace qui n’est pas plan autour des corps.

Dans cet espace à 4 dimensions, les objets animés suivent des chemins courbés par les différents corps présents à proximité.

Y’a-t-il des phénomènes qui permettent de vérifier la relativité générale?

L’une des preuves la plus probante est celle des étoiles proches du soleil lors d’une éclipse de soleil. Si l’on regarde le ciel en direction du soleil lors d’une éclipse, on voit les étoiles proches du soleil se décaler au fur et à mesure qu’elles s’approchent du soleil. Ce n’est évidemment pas l’étoile qui se décale mais la lumière venant de l’étoile qui est déviée par la masse du soleil et qui donne l’impression que l’étoile se décale.

Rappelez-vous de la bille qui roule sur la toile élastique, quand la toile est plane, la bille va en ligne droite. Lorsque la bille passe à proximité de la pierre, sa trajectoire s’incurve. C’est la même chose pour la lumière.