Publicité

La théorie de la relativité générale a 100 ans

Par

Il y a un siècle, le physicien Albert Einstein publiait sa fameuse théorie de la relativité générale, qui a révolutionné la conception de la physique moderne. Difficile, néanmoins, d’expliquer simplement de quoi il retourne. Succincte explication, à travers les émissions de France Culture.
Posez votre main sur un poêle pendant une minute, cela va vous sembler durer une heure. Restez assis une heure à côté d’une jolie fille, cela va vous sembler durer une minute. La relativité, c’est ça !

C'est ainsi qu'Albert Einstein synthétisait sa propre théorie de la relativite générale. Pour le physicien, comme il le racontait lui-même en 1941, la langue scientifique est une langue commune à tous, ce qui explique sans doute sa volonté de vulgariser ses propres travaux :

Publicité

Écouter

1 min

Mais si l’explication est amusante, le concept n'en reste pas moins flou pour les profanes. La théorie de la relativité formulée par Einstein vise à réconcilier deux théories a priori incompatibles : les équations de l'électromagnétisme de Maxwell (qui décrivent les phénomènes électriques et magnétiques) et les lois de la mécanique de Galilée et de Newton.

En 1906, Albert Einstein, dans un article intitulé “Sur l’électrodynamique des corps en mouvement ” (Zur Elektrodynamik bewegter Körper ), présente tout d'abord la théorie de la relativité restreinte, qui ne s’applique qu’aux référentiels galiléens. Il y formule pour la première fois la notion d’espace-temps : selon Einstein, ces deux notions ne sont plus dissociées, mais s’influencent l’une l’autre ; elles forment une seule et même entité. Le physicien détermine également que la vitesse de la lumière dans le vide est invariable, quelle que soit la vitesse de l’observateur.

En février dernier, Etienne Klein, directeur de recherche au CEA, spécialiste de la question du temps en physique, et producteur de l'émission La Conversation scientifique, avait donné une conférence lors du forum Sciences de France Culture où il avait discuté lumière et théorie de la relativité :

Pour afficher ce contenu Youtube, vous devez accepter les cookies Publicité.

Ces cookies permettent à nos partenaires de vous proposer des publicités et des contenus personnalisés en fonction de votre navigation, de votre profil et de vos centres d'intérêt.

En 1915, Einstein a achevé de développer sa théorie de la relativité générale, qui étend la précédente : il y explique que l’espace temps se courbe d’autant plus que la masse à proximité est grande.

Les équations d’Albert Einsten remettent en cause les forces de gravitation telles qu’elles étaient expliquées par Newton : la gravitation n’est plus une force qui s’exerce depuis un objet vers un autre, c’est une déformation de la structure même de l’espace temps. La matière, l’énergie, disent à l’espace-temps comment il doit se déformer sous leur effet. A l’inverse, la déformation de la structure de l’espace temps détermine le mouvement du contenu de l’espace temps, c’est-à-dire la matière ou l’énergie. La déformation de l’espace-temps dit à la matière comment se déplacer.

En somme,l'attraction gravitationnelle entre les masses est provoquée par une déformation de l'espace et du temps par ces mêmes masses. Une représentation compréhensible - et forcément simplifiée - montre la façon dont la planète Terre, par exemple, courbe l’espace-temps :

Illustration de la courbure de l'espace-temps par une masse.
Illustration de la courbure de l'espace-temps par une masse.

Dans une vidéo explicative sur le site du Monde.fr, Etienne Klein explique l’influence des masses sur l’espace-temps de la sorte : “Dans le cadre de la relativité générale il n’y a plus de gravitation, le soleil déforme l’espace-temps autour de lui, la Terre ne subit aucune force, elle a donc un mouvement inertiel. Autrement dit elle va en ligne droite, mais l’espace-temps étant déformé, les lignes droites sont des lignes courbes, et la trajectoire de la Terre devient une courbe autour du Soleil.

Les théories de cet incontestable génie sont, encore de nos jours, mises à l'épreuve, et, à l'aune des mécaniques quantiques, elles pourraient même s'effondrer. Mais elles ont durablement bouleversé la perception des mécanismes de la physique.

> Einstein, visionnaire ou bientôt dépassé ? A l'été 2013, France Culture avait diffusé une Grande Traversée intitulée Mister Albert, Doktor Einstein intégralement consacrée au physicien, que nous vous proposons de réécouter ici :

Einstein est-il visionnaire ou dépassé

59 min

> Points de vue de scientifiques et de philosophes sur la relativité Dans une de ces Grandes traversées, plusieurs personnalités commentaient le travail d'Einstein, dont Marlène Dietrich qui, en 1963, se souvenait ainsi avec nostalgie des mots de son célèbre ami, qui inversait les référentiels pour expliquer la théorie de la relativité :

Il a dit une chose si merveilleuse. Quelqu’un lui a dit “M. Einstein, je suis idiote, je suis bête, je ne comprends pas votre théorie de la relativité”. Alors, il a dit : “Je vais vous expliquer Madame. La théorie, c’est ça : quand est-ce que la ville de Zurich s’arrête à ce train”. Vous ne trouvez pas ça merveilleux ?

Scientifiques et philosophes face à la relativité

50 min

> Genèse de la théorie d'Einstein « *Le bon Dieu n’a pas de montre * ». On raconte que le jeune Einstein réveilla un jour son ami Michele Besso au petit matin pour lui faire part de cette grande révélation. Débat autour des origines des théories formulées par le physicien :

Einstein Genèse d'une théorie

1h 00