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Salut tout le monde!
Commençons par un gros rappel de la fois précédente, car c'est ESSENTIEL.
Avec la théorie de la relativité (appelée plus tard « restreinte ») d'Einstein, nous avions découvert qu'en s'appuyant sur l'exemple particulier de la lumière, le temps était une valeur relative à chaque obervateur.
Rappelons le principe, car il est complexe : La vitesse de la lumière est une constante (elle correspond a une vitesse précise qui ne peux changer).
On peut calculer une vitesse grâce à la distance parcourue et à la durée (144Km/h = 144Km pourcourus par heure).
Selon l'emplacement de deux observateurs (l'un à bord d'un train en mouvement, l'autre à l'extérieur, par ex), ceux-ci n'auront pas la même conception de la distance parcouru par un flash lumineux à l'intérieur de ce train. Pour l'un il aura parcouru 3 mètres par ex (la taille de la cabine), et pour l'autre 40 mètres (cette même distance parcouru par le train, s'il roule à 144Km/h).
Si l'on considère que les observateurs sont forcément d'accord sur la vitesse du flash (la vitesse de la lumière est constante), et que les 2 observateurs ne sont pas d'accord sur la distance parcourue, ils ne peuvent pas être d'accord non plus sur la durée ! Puisque la vitesse est calculée grâce à la distance et à la durée, si l'un de ces facteurs change l'autre doit lui aussi forcément changer si l'on veut trouver la même vitesse (pour ré-équilibrer l'équation) !!!
Le temps (la durée) est donc une notion relative, puisqu'il change selon l'observateur. Chaque observateur possède sa propre mesure du temps, donnée par toute horloge qu'il emporterait avec lui, et des horloges identiques emportées par des observateurs différents n'indiqueraient pas le même résultat.
Abordons maintenant la relativité générale.
La théorie de la gravitation élaborée par Einstein en 1915, et dite de « relativité générale », est une des plus belles théories jamais élaborée. Mais si l'équation qui la résume (E=mc²) est archi-connue. Peut en connaissent la signification (E symbolise l'Energie, m la masse et c la vitesse de la lumière, nous l'avions vu), et encore moins son influence sur notre compréhension des lois qui régissent notre monde et notre univers.
Cette théorie complète la relativité restreinte, qui était incompatible avec la théorie de la gravitation de Newton. En somme, il s'agit là de la théorie de la gravitation d'Einstein.
Cette théorie est bouleversante, et prévoit des effets étonnant parfois contre-intuitifs.
Pour bien la comprendre, il faut arriver à s'imaginer la nouvelle conception de l'espace et du temps qu'elle apporte. Selon cette théorie, l'espace est courbe. Il est courbé par la distribution de masse (en gros les objets solides) et d'énergie (les forces, electromagnétiques, par ex) qu'il contient.
Vous ne vous êtes jamais demandé pourquoi les bulles de savons ne sont jamais carrées ou triangulaires, mais toujours sphériques ?
Les effets gravitationnels sont dus à la masse des objets. Au plus un objet est massif, au plus il va attirer vers lui.
Mais selon Einstein, la gravitation n'est pas une force comme les autres, comme on l'avait cru jusqu'alors. Elle est une conséquence de cet espace courbe. C'est-à-dire que plus un objet est massif, plus il courbe l'espace. Ce qui a pour conséquence de faire « tomber » les objets vers lui (comme s'ils étaient « en pente »). Ceci explique aussi que les orbites soient toujours circulaires, car elles se déplacent dans un espace courbe.
Ces trajectoires, les plus directes possibles, sont appelées des géodésiques. Sur Terre, l'équateur est une géodésique.
Cet effet est bien connu des aviateurs. Si ils suivaient presque en ligne droite vers l'est la ligne de latitude commune entre New York et Madrid, la distance à parcourir serait de 5965 Km ; mais cette distance tombe à 5800 Km si l'on vole le long d'une géodésique en faisant d'abord cap vers le nord-est avant de virer graduellement vers l'est puis vers le sud-est… Si l'on dessine ces deux trajectoires sur une planisfère (en 2D donc) l'effet est trompeur : on croit rallonger le trajet alors qu'on le raccourcit !!!
Cet espace courbé n'est pas évident à imaginer, la plupart des spécialistes s'y casse encore parfois les dents !
On a pu vérifier les effets de cette trouvaille dès l'année de son élaboration (1915), avec l'orbite de Mercure, la planète la plus proche du Soleil, et qui en subit donc les plus grand effets gravitationnels. La théorie de Newton se trompait de 43 secondes par siècle ! Une broutille certes, mais les calculs reformulés dans l'équation d'Einstein donnent un résultat exact.
Selon la théorie, la lumière elle-même devrait emprunter des itinéraires courbes… Effets vérifiés à de multiples reprises dans l'observation de la lumière émise par des étoiles et passant dans le champs gravitationnel du soleil avant de nous parvenir. Observations faite lors d'éclipses (sinon le rayonnement lumineux du soleil nous masquerait les autres lumières) : Les rayons lumineux des étoiles sont effectivement légèrement infléchies lorsqu'ils passent près du soleil…
Mais n'oublions pas une loi essentielle de la relativité restreinte : l'espace et le temps sont indissociables. Ce qui signifierait que l'on aurait à faire à une courbure de l'espace-temps… Et que la masse (et ses effets gravitationnels) influencerait le temps lui-même !
Nous verrons cela la prochaine fois !
Réactions
Et Bien moi, je me suis déjà demandé pourquoi les bulles de savon étaient des bulles !
Et j'en était arrivé à la conclusion que le savon y m'aimait pas et il se cachait sous forme de bulle pour s'enfuir ! Merci Mr Patate, grâce à toi, maintenant, je sais que le savon c'est pas volontaire s'il s'enfuit de moi mais à cause de la méchante gravité !
Merci SydN!