Relativité générale

La **relativité générale** est une théorie physique développée par ***Albert Einstein*** entre 1905 et 1915. C'est une théorie de la gravitation : c'est-à-dire qu'elle explique comment deux masses s'attirent (par exemple la Terre et le Soleil). La théorie de la gravitation universelle de Isaac Newton était révolutionnaire au XVIIème siècle mais en 1905, elle n'était plus satisfaisante car elle n'était pas compatible avec la relativité restreinte que venait de proposer Einstein. Il doit pour cela abandonner l'idée que deux masses s'attirent sous l'effet d'une force de gravitation. Il suppose que l'attraction résulte de la courbure de l'espace-temps. Au terme de 10 ans d'efforts, Einstein parvient à formuler une théorie relativiste de la gravitation. L'équation s'écrit

R

μ
v

−

1
2

R

g

μ
v

=

8
π
G

c
4

T

μ
v

{\displaystyle R\_{\mu v} -\frac{1}{2}Rg\_{\mu v} = \frac{8\pi G}{c^4}T\_{\mu v}}

. Croyant avoir fait erreur, il rectifia et cela donna :

R

u
v

=
−

1
2

R

g

u
v

Λ

g

u
v

=

8
π
G

c
4

T

p
v

{\displaystyle R\_{uv} = -\frac{1}{2}Rg\_{uv} + \Lambda g\_{uv} = \frac{8\pi G}{c^4}T\_{pv}}

. Mais il a en fait glissé comme il le dit "sa pire erreur de sa vie" .

La Terre courbe l'espace-temps. Une courbure c'est ce qui change les angles(la somme des angles d'un triangle sur une sphère est supérieur à 180°), les distances et déforme les lignes droites(géodésiques) vue d'un observateur lointain, que des lignes parallèles s'approchent où s'éloignent. Par exemple deux fourmis sur une sphère (qui est donc courbée) et qui marchent parallèlement l'un par rapport à l'autre et en ligne droite, se rapprochant l'un de l'autre jusqu'à se rencontrer au pôle nord sans sentir avoir subi une force qui les attirait, ce n'est pas une réelle force qui les a attirées, mais bien la courbure de la sphère qui les fait se rapprocher. On pourrait représenter la courbure sous forme de grille déformée.

L'espace-temps est une grandeur dynamique qui se déforme, se courbe en présence de matière et d'autres types d'énergies(matière=énergie, d'où la célèbre formule E=mc²)

Une pomme qui ne subit aucune force(on dit qu'il est en mouvement inertiel ou naturel), suit une ligne droite qui suit la courbure de l'espace-temps, et sa trajectoire spatio-temporelle trace une courbe (vue 'un observateur lointain) comme ce qu'on a vue avec les deux fourmis sur la sphère, et sa "vitesse" dans l'espace-temps qui était temporelle(vitesse de l'écoulement du temps vue de l'observateur), donc vers le futur, se convertit peu à peu en "vitesse" spatiale, donc vers le bas (ce qui ressemble à la relativité restreinte, où qu'un objet qui accélére (contrairement à notre pomme qui ne subit aucune force et ne suit que la courbure) convertit sa "vitesse" temporelle en "vitesse" spatiale, celà se voit pas au quotidien car les objets du quotidien sont environ 99,9999..% dirigé vers le temps, il faut voir des objets allant à des vitesses (spatiales) proche de celle de la lumière pour s'en apercevoir).

Avec une vision en coupe comme une créature dans cette univers 2D, c'est-à-dire qu'on va voir tranche par tranche, pour voir l'univers "2D" sous forme d'animation. On s'apercevrait que la grille se contracte en avançant dans le temps. C'est une contraction perpétuelle, qui n'arrête pas tant que la masse de la Terre est là. Ce sont en faite les lignes droites dans l'espace-temps (qui sont représenté par les intersections de la grilles, dans notre film 2D) qui sont courbées et s'approchent en avançant dans le temps (la 3ème dimension dans cette univers).

La pomme qui ne subit aucune force, est donc immobile par rapport à la grille, mais comme la grille se contracte, la pomme va s'approcher de la Terre. Cela confirme aussi le principe d'équivalence, où que le sol s'efforce d'accélèrer vers le haut pour ne pas suivre un mouvement naturel qui suit la courbure de l'espace-temps(intuitivement, la contraction de l'espace qui le contient en vision coupe). On peut dire intuitivement, que la Terre grossit dans un espace qui se comprime, un peu comme si elle grandissait dans une vidéo qui se contracte perpétuellement.

Dans notre réel univers à 4 dimensions (3 d'espace+1 de temps), notre Terre trace une ligne droite dans l'espace-temps, mais vu que l'espace-temps est déformé, courbé par la masse du Soleil, la lignes d'univers(sa trajectoires dans l'espace-temps) apparait comme une hélicoïdale vue par un observateur lointain. On peut montrer en vision coupe dans nos 3 dimensions habituelles, que la Terre avance en ligne droite, mais reste à la même distance du Soleil au lieu de s'éloigner à cause de la "contraction" de l'espace qui le contient. Ce qui maintient la Terre en orbite, c'est la déformation des 4 dimensions de l'espace-temps, sa courbure 4D, engendrée par la masse du Soleil qui maintient la Terre en orbite.

Dans la théorie de la relativité générale, la courbure de l'espace-temps se propage à la vitesse de la lumière.

L'une des grandes nouveautés de la théorie de la relativité générale est que la masse et l'énergie y sont équivalentes. Ainsi, la lumière, qui ne possède pas de masse, peut courber l'espace-temps et les rayons lumineux se courbent lorsqu'ils passent à proximité d'une masse importante. C'est cet effet qui a été testé dès 1919 par Eddington. Il a observé

L'une des grandes nouveautés de la théorie de la relativité générale est que la masse et l'énergie y sont équivalentes. Ainsi, la lumière, qui ne possède pas de masse, peut courber l'espace-temps et les rayons lumineux se courbent lorsqu'ils passent à proximité d'une masse importante. C'est cet effet qui a été testé dès 1919 par Eddington. Il a observé des étoiles bien connues au moment d'une éclipse de Soleil (pour qu'on puisse regarder dans la direction du Soleil sans être aveuglé). Les étoiles les plus proches du soleil ne se trouvaient pas là où on les attendait. Il s'agissait d'une illusion d'optique due au fait que les rayons lumineux avaient été courbés en passant près du Soleil.