Notes de lecture : physique quantique 7

Même avant Newton, on supposait que le temps et l'espace, fixes et distincts, formaient la scène sur laquelle se déroulait la dramaturgie sans fin du cosmos. C'était une arène où les masses, longueurs et temps étaient absolus et invariables. C'était un théâtre dans lequel les distances spatiales et les intervalles de temps étaient identiques pour tous les observateurs. Or Einstein découvrit que les masses, longueurs et temps n'étaient ni absolus ni invariables. Les distances spatiales et les intervalles de temps dépendaient du mouvement relatif des observateurs. Du point de vue de son jumeau resté sur Terre, pour un astronaute voyageant à une vitesse proche de celle de la lumière, le temps se ralentit (les aiguilles d'une horloge en mouvement sont plus lentes), l'espace se contracte (la longueur d'un objet en mouvement diminue) et la masse d'un objet en mouvement s'accroît. Telles étaient les conséquences de la relativité «restreinte», et toutes seraient confirmées par des expériences au XXe siècle, mais cette théorie ne prenait pas en compte l'accélération. La relativité « générale » le ferait. Au milieu de ses efforts pour la construire, Einstein déclara qu'à côté d'elle la relativité restreinte était «un jeu d'enfant », Juste au moment où le quantum contestait la conception traditionnelle de la réalité dans le domaine atomique, Einstein permit à l'humanité de mieux comprendre la vraie nature de l'espace et du temps. La relativité générale était sa théorie de la gravitation, et elle conduirait d'autres à envisager l'origine de l'Univers par le big-bang.

 

Dans la théorie newtonienne de la gravitation, la force d'attraction gravitationnelle entre deux objets tels que le Soleil et la Terre ou une pomme et la Terre était proportionnelle au produit de leurs masses respectives et inversement proportionnelle au carré de la distance séparant leurs centres de gravité. Sans contact entre les masses, la gravité de la physique newtonienne était une force mystérieuse qui agissait « à distance », Dans la relativité générale, en revanche, la gravité est due à la déformation de l'espace causée par la présence d'une masse importante. Si la Terre gravite autour du Soleil, ce n'est pas parce qu'elle est tirée par quelque mystérieuse force invisible, mais à cause de la courbure de l'espace produite par la masse énorme du Soleil. Bref, la matière déforme l'espace et l'espace déformé dit à la matière comment se mouvoir.