Mais la théorie d'Einstein ne s’arrête pas là ! Ce n'est pas pour rien que la première sera appelé "relativité restreinte". Elle ne s'applique en effet qu'aux référentiels galiléens, c’est-à-dire des référentiels en mouvement de translation rectiligne uniforme les uns par rapport aux autres.
Pour arriver à la théorie de la relativité générale, il partit du postulat qu'il est absolument impossible pour une personne de dire si elle subit un mouvement accéléré uniforme, ou si elle est dans un champ gravitationnel. Il parvint à la conclusion que la masse d'inertie est exactement égale à la masse gravitationnelle.
Nous entrons donc dans la continuité de notre problématique. Après avoir précédemment évoqué la notion de temps telle qu'elle est connu de nos jours, nous allons maintenant observer comment la gravitation entre en jeux dans les découverte d'Einstein.
Rappelons d'abord la conception de l'Univers telle qu'elle est admise par la communauté scientifique internationale à la fin du 19ème siècle. La description de la réalité était conçue à travers quatre notions fondamentales, bien séparées les unes des autres: (1) l'Espace, (2) le Temps, (3) la Force, et (4) la Matière.
A la suite de la théorie de la relativité restreinte, Einstein avait réussi à en associer deux : l'espace et le temps...Restait les autres...!
Un problème se posait. Selon Newton, la force de gravitation s'exerce instantanément. Alors que la théorie de la relativité restreinte stipule clairement que rien ne peut aller plus vite que la lumière !
La gravitation Newtonienne entre donc en contradiction avec la théorie d'Einstein... !
De plus, le caractère absolu de l'espace-temps (ces deux parties étant indissociables) paraissait physiquement inacceptable à Einstein. En effet, comment l'espace-temps pourrait-il influencer la matière ? ( ex: en "contraignant" un corps libre à se déplacer en ligne droite et à vitesse constante dans l'espace-temps) et non l'inverse ? Einstein pensait donc naturellement qu'il existait une influence en retour de la matière sur l'espace-temps... !
Il eut l'idée de généraliser sa théorie en y incluant la gravité.
(Nous y voilà !)
Plus simplement, Einstein parvint à ceci : il n'y a aucune différence entre gravitation et accélération.Il s'agit du principe d'équivalence.
Cette hypothèse amena progressivement Einstein à la relativité générale puisque, si la vitesse ralentit le temps, alors l'accélération et donc la gravitation ralentissent aussi le temps. Il mit ainsi en évidence le fait que la gravitation, engendrée par la matière, retarde le cours du temps...!
Il finit par arriver progressivement à la conclusion que l'espace-temps n'est pas simplement modifié par le mouvement mais également par la présence de matière.
Il postula donc que toute présence de "masse énergie" (puisque E=mc², matière et énergie sont liées.) dans l'espace-temps influe sur la "chrono géométrie" (l'espace-temps est en effet représenté de manière géométrique) en "courbant" cette dernière.
Cette déclaration est très importante, puisqu'elle permet l'unification des 4 notions fondamentales. De fait, l'espace-temps n'est plus absolu, puisqu'il est influencé par l'existence de matières et donc de forces en son sein.
Autant Newton concevait la gravitation comme une force induite par un corps, un soleil par exemple qui dévie perpétuellement une planète de sa trajectoire spontanée (qui sans la présence de l'astre serait une ligne droite dans laquelle la planète se déplacerait à vitesse constante).
Autant Einstein la perçoit comme un comportement "naturel" dû à la déformation de l'espace-temps par la présence d'un corps qui "creuserait" la chrono-géométrie. Selon lui, un corps courbe son espace-temps par sa force d'attraction, ce qui crée un puits gravitationnel autour de lui. Tout autre corps qui s'approche de ce puits est dévié, voir si il est assez proche tombe dans ce puits et suit un mouvement circulaire tout autour du corps principal. En fait, si l'on y réfléchit, ce mouvement n'est pas une ellipse, mais une ligne droite dans un espace courbé par la masse du corps.
Les corps célestes exercent donc une attraction de gravitation, qui à l'instar de l’accélération freine l'écoulement du temps. Plus on se rapproche du centre de la Terre, plus le temps s'écoule lentement. De fait, l'on vieillit moins vite au bord de la mer qu'au sommet d'une montagne...A plus petite échelle vos pieds vieillissent moins vite que votre tête...De toute manière ces changements sont de l'ordre de l’infinitésimal et passent donc inaperçus.
Pour avoir une idée sachez qu'une horloge se mouvant à un vitesse de 1000 km/h retarde d’environ 1,5 µs/h par rapport à une horloge stationnaire (selon la relativité restreinte).
Pour avoir un chiffre équivalent avec la relativité générale, il faudrait une différence d'altitude de 10 000 mètres entre chacune des deux horloges. Cependant, dans ce cas, l'horloge qui retarde sera celle qui est au sol (puisqu'elle se situe plus près du centre de gravité du corps céleste).
Vivez donc au ras du sol, fuyez l'altitude !!! En montagne y a que ces gars-là qui peuvent espérer survivre longtemps !!!
Bien, cela est définitivement admis, la matière déforme le temps. Donc, suivant toute logique elle déforme aussi l'espace...Par conséquent, les longueurs devraient changer lorsqu'elles s'approchent des corps célestes au même titre que le temps !
Ainsi, si l'on faisait passer un mètre par le centre de la Terre pour mesurer le diamètre de celle-ci, le mètre rétrécirait.
L'intérieur de la terre est plus grand que sa circonférence ne le laisse à postériori imaginer.
Einstein a réussi à déterminer que le volume au centre d'un espace se dilate à l'approche d'un grand corps céleste.
Il est pourtant difficile d'imaginer qu'il existe au centre de la terre un volume plus grand qu'il n'est visible de l’extérieur. C'est la raison pour laquelle ce phénomène à été schématisé en un modèle bidimensionnel.
La surface plane symbolise l'espace. Quand celui-ci augmente sa surface s'étire et se creuse, créant la place nécessaire et aménageant ainsi un "puits gravitationnel". Un satellite ne tourne donc autour de la terre qu'à cause de ce "puits gravitationnel". Sans lui il avancerait en ligne droite.
La relativité général permet de relier espace-temps et gravitation comme les fondement des interactions de notre Univers.
Il en existe peut être d'autres (due à la matière noire ou à la matière sombre...) qui cependant reste à ce jour des spéculations invérifiables.
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