Qu’est-ce que la théorie générale de la relativité ?

La théorie générale de la relativité (ou relativité générale pour faire court) est un élément constitutif majeur de la physique moderne. Elle explique la gravité en se basant sur la façon dont l’espace peut se « courber », ou, pour le dire plus précisément, elle associe la force de gravité à la géométrie changeante de l’espace-temps.

Histoire de la relativité générale

Albert Einstein s’est fixé sur sa théorie « générale » en 1915, une décennie après avoir imaginé une théorie « spéciale » de la relativité qui appliquait une vitesse universelle de la lumière à l’hypothèse que les lois de la physique restent les mêmes à l’intérieur de tout cadre de référence donné.

Lorsqu’Einstein a essayé d’appliquer des masses accélératrices à sa théorie spéciale, il s’est rendu compte que les objets ayant une masse doivent en quelque sorte influencer les dimensions environnantes (espace-temps) de telle sorte que l’objet semble agir comme s’il pouvait tirer sur d’autres masses.

C’est comme si la matière pesait sur le tissu de l’espace-temps dans lequel elle est assise, créant une « courbe » qui fait glisser les autres matières proches vers elle.

Importance de la relativité générale

Les équations mathématiques de la théorie générale de la relativité d’Einstein, testées à maintes reprises, sont actuellement le moyen le plus précis de prédire les interactions gravitationnelles, remplaçant celles développées par Isaac Newton plusieurs siècles auparavant.

Aussi utiles soient-elles, jusqu’à présent nous n’avons pas d’équivalent dans les théories quantiques des champs en raison d’incompatibilités importantes. Par exemple, la mécanique quantique a des moyens de prendre en compte des concepts comme l’infini, mais si nous essayons de faire la même chose avec la relativité générale, les mathématiques donnent lieu à des prédictions qui n’ont aucun sens.

Développer une « version » de physique quantique de la relativité générale reste un objectif permanent de la physique moderne.