Quand l'espace se courbe pdf ?

La question naît souvent de la recherche d'un document sur la relativité, mais la réponse ne dépend pas d'une date. Dans la théorie d'Einstein, l'espace et le temps forment une seule entité à quatre dimensions dont la géométrie est fixée par le contenu en matière et en énergie. Là où se trouve une masse, l'espace-temps se déforme ; les corps qui passent à proximité suivent les lignes les plus droites possibles dans cette géométrie courbe, et c'est ce que nous percevons comme l'attraction gravitationnelle. La Terre orbite autour du Soleil non pas parce qu'une force la tire, mais parce qu'elle suit la courbure que le Soleil imprime autour de lui.

La déformation est infime pour les objets du quotidien et ne devient appréciable qu'avec des masses énormes ou denses. Le Soleil dévie un rayon de lumière qui frôle son bord d'à peine 1,75 seconde d'arc, le chiffre mesuré par Eddington lors de l'éclipse de 1919. Près d'une étoile à neutrons ou d'un trou noir, la courbure est si intense que la lumière décrit des orbites fermées. Et la théorie prédit que des masses accélérées émettent des ondulations de la géométrie elle-même : les ondes gravitationnelles, détectées par LIGO en septembre 2015.

La courbure n'est pas une abstraction de tableau noir. Les satellites GPS orbitent à environ 20 200 km, où l'espace-temps est moins courbé qu'à la surface : leurs horloges avancent d'environ 45 microsecondes par jour en raison de cet effet, et 7 microsecondes de plus retardent en raison de la vitesse ; sans cette correction, la position dévierait de plusieurs kilomètres en quelques heures. La mission Gravity Probe B de la NASA a mesuré entre 2004 et 2005 comment la Terre déforme et entraîne l'espace autour d'elle, et les lentilles gravitationnelles photographiées par Hubble et Webb montrent des galaxies lointaines déformées par la masse d'amas intermédiaires.