Avec lui, espace et temps se retrouvent intimement liés. En découvrant, en 1905, la relativité restreinte, Einstein bouleverse tous les concepts de la physique classique. Dix ans plus tard, avec la relativité générale, ce sont les formes mêmes de l’Univers qu’il redessine. Depuis, ses géniales intuitions n’ont cessé d’être validées par des phénomènes cosmiques comme les trous noirs ou les ondes gravitationnelles.
Cet article est extrait du hors-série n°191 "9 révolutions scientifiques qui transforment le monde" daté octobre/novembre 2017. Une histoire de la relativité générale racontée par Jean Eisenstaedt, historien de la relativité. Le 14 mars 1879, lorsque Albert Einstein naît à Ulm, en Allemagne, la science physique est un édifice qui repose sur deux piliers. D'une part, les lois du mouvement (ou cinématique) des corps matériels, énoncées par Galilée, et celles de la gravitation universelle de Newton sont presque totalement maîtrisées. D'autre part, l'électromagnétisme - avec les recherches sur les courants électriques, les champs magnétiques et la lumière - est en plein essor : les lois qui le régissent sont rassemblées en une théorie par les physiciens James Maxwell (1831- 1879) et Hendrik Lorentz (1853- 1928). Rationnelle et déterministe, la science triomphe ! C'est le siècle de l'expérimentation : on perfectionne les instruments, la précision des mesures s'en ressent… Et voici que de nouvelles questions surgissent.
La première, sans doute la plus complexe, est celle de la vitesse de la lumière. Depuis Galilée, on sait que les vitesses des corps en mouvement s’additionnent. En théorie, cela devrait être aussi le cas pour la lumière. Mettez une lampe sur la pointe d’une fusée : la vitesse du rayon lumineux devrait être égale à la somme des vitesses de la fusée et de la lumière. Or, ce n’est pas le cas. Elle est égale à celle de la lumière seule. Les physiciens américains Albert Michelson et Edward Morley qui, en 1887, mettent au point une expérience sophistiquée visant à vérifier que la vitesse de la Terre s’ajoute à celle de la lumière en sont pour leurs frais… Mais il n’est pas encore question de s’attaquer frontalement au dogme galiléen. La deuxième question concerne Mercure. Au milieu du 19e siècle, plusieurs astronomes ont en effet remarqué un infime décalage de son périhélie (point de son orbite le plus proche du Soleil) par rapport aux prédictions de la théorie newtonienne, pourtant si efficace pour calculer la position des planètes : une avance de quelque 43 secondes d’angle par siècle.
Des solutions ad hoc sont imaginées : on tente de modifier la loi de la gravitation de Newton, on fait l’hypothèse d’une planète encore jamais détectée, Vulcain, orbitant entre le Soleil et Mercure, dont le champ gravitationnel perturberait cette dernière et expliquerait le décalage observé… Aucune de ces propositions ne permet toutefois de résoudre correctement le problème.
Source : https://www.sciencesetavenir.fr/espace/astrophysique/5-la-revolution-de-la-relativite-generale_116630
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