Qu’est-ce que la relativité ?

Donnons une deuxième cuillère sur le cône de la relativité – un bon goût de Forêt Noire offert par le physicien d’origine allemande Albert Einstein. Comme nous venons de le mentionner, la relativité galiléenne, même après avoir reçu quelques retouches de la physique newtonienne, a été brisée. Les scientifiques ont appris que la lumière voyage à une vitesse constante, même dans un train à grande vitesse.

C’est pourquoi Einstein a proposé la théorie de la relativité restreinte, qui se résume à ceci : Les lois de la physique sont les mêmes dans tous les cadres inertiels, et la vitesse de la lumière est la même pour tous les observateurs. Que vous soyez dans un bus scolaire en panne, un train à grande vitesse ou une sorte de vaisseau spatial futuriste, la lumière se déplace à la même vitesse et les lois de la physique restent constantes. En supposant que la vitesse et la direction soient constantes et qu’il n’y ait pas de fenêtre pour regarder à travers, vous ne seriez pas en mesure de dire dans lequel de ces trois vaisseaux vous voyagez.

Mais les ramifications de la relativité restreinte affectent tout. Essentiellement, la théorie a proposé que la distance et le temps ne sont pas absolus.

Maintenant il est temps pour la troisième boule de glace, et c’est une autre grosse portion d’Einstein. Appelons-la « chocolat allemand ». En 1915, Einstein a publié sa théorie de la relativité générale pour prendre en compte la gravité dans la vision relativiste de l’univers.

Le concept clé à retenir est le principe d’équivalence, qui stipule que la gravité tirant dans une direction est équivalente à une accélération dans une autre. C’est pourquoi un ascenseur qui accélère donne une sensation de gravité accrue en montant et de gravité réduite en descendant. Si la gravité est équivalente à l’accélération, cela signifie que la gravité (comme le mouvement) affecte les mesures du temps et de l’espace.

Cela signifierait qu’un objet suffisamment massif comme une étoile déforme le temps et l’espace par sa gravité. La théorie d’Einstein a donc modifié la définition de la gravité elle-même, passant d’une force à une déformation de l’espace-temps. Les scientifiques ont observé la déformation gravitationnelle du temps et de l’espace pour confirmer cette définition.

Voici comment : Nous savons que le temps passe plus vite en orbite que sur Terre car nous avons comparé des horloges sur Terre avec celles de satellites orbitaux plus éloignés de la masse de la planète. Les scientifiques appellent ce phénomène la dilatation gravitationnelle du temps. De même, les scientifiques ont observé des faisceaux de lumière droits se courbant autour d’étoiles massives dans ce que nous appelons la lentille gravitationnelle.

Alors, que nous apporte la relativité ? Elle nous fournit un cadre cosmologique à partir duquel nous pouvons déchiffrer l’univers. Elle nous permet de sonder la mécanique céleste, de prédire l’existence des trous noirs et de cartographier les étendues lointaines de notre univers.

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