Eloi Babin
«[La relativité générale] décrit la naissance de notre univers, son expansion et son avenir» Alan Dressler, Institut Carnegie Observatories
Définition :
La relativité générale d’Albert Einstein veut que toutes les lois physiques de l’univers soient dépendantes d’un référentiel à quatre dimensions : les trois de l’espace et le temps.
Explication :
Dans l’idée d’Einstein, l’espace-temps est une toile de fond présente partout dans l’univers. Elle est déformée par tout ce qui a une masse. Tout déplacement d’un objet se fait donc relativement à l’espace-temps ; la perception qu’on a de celui-ci est différente en fonction de la vitesse. Plus on va vite, moins on a la sensation du changement du temps. Tout cela est en revanche déformé par tout ce qui est massif : c’est l’idée de la gravitation.
Perception de la relativité à l’espace-temps :
Image issue d’un article de Bordeaux 167, par Lary, le 14 janvier 2019
Cette image illustre la perception de l’espace-temps d’Einstein : la toile est l’espace-temps lui-même, sur lequel sont posés des objets plus ou moins massifs.
Schéma illustrant l’attraction gravitationnelle
Schéma réalisé avec le logiciel Paint 3D
La ligne noire matérialise l’espace-temps. Le creux à gauche illustre une planète, le canyon à droite, un trou noir.
Les lignes de couleur sont des «coureurs» : un marathonien (jaune), et Usain Bolt (rouge). La jaune représente de la matière, la rouge un photon.
Le fossé sera un obstacle «fatal» pour le coureur lent : il tombe au fond : ceci illustre la gravité exercée par une planète sur de la matière.
Le photon est dévié par le fossé, qui n’arrête pas sa course : c’est une lentille gravitationnelle.
Le canyon est infranchissable pour tous : sa force de gravité attire tout au fond.
Lors de leur chute, les deux objets atteindront la même vitesse : la matière qui a dépassé l’horizon d’un trou noir atteint la vitesse de la lumière. Le temps s’écoule extrêmement lentement, au point de devenir figé, sous l’effet de la vitesse.
Que représentent alors les différences d’écoulement du temps ? Il s’agit d’un effet dû à la vitesse : quand on accélère, l’espace change, de manière inversement proportionnelle au temps : comme un objet lourd déforme l’espace-temps, qu’un photon ne le déforme pas, et qu’il est plus rapide qu’une planète, il verra son temps s’écouler infiniment lentement. La planète va moins vite, et le déforme beaucoup, donc elle voit davantage le temps s’écouler.
C’est l’idée de dilatation des durées.
Eclaircissements :
-L’écoulement du temps est un fait physique mesurable, significatif à de très grandes vitesses. Admettons : Thomas Pesquet monte dans un vaisseau qui atteindrait 200000 km/s. Il voit les aiguilles tourner à la même cadence que sur Terre. Mais la vitesse va jouer sur l’écoulement réel du temps, qui va ralentir. Sur la Terre, l’écoulement du temps sera plus important. Les gens sur la Terre auront davantage vieilli que Thomas Pesquet car leur temps relatif se sera plus écoulé. En résumé, l’écoulement du temps est relatif à un référentiel de vitesse. (Inspiré du livre Les mystères du temps, Pierre Spagnou, éditions du CNRS, paru en 2017, p 236-237).
-Dans la relativité générale, un voyage dans le temps n’est pas exclu ; mais on comprend bien qu’il est absurde de s’imaginer interférer dans des événements passés. (Sources : idem)
