La relativité générale a 100 ans

Transcription

1 1915 La relativité générale a 100 ans 2015

2 Un peu d histoire Naissance le 14 Mars 1879 à Ulm Il entre au service des brevets à Berne en 1902 En 1905 il publie la loi de la relativité restreinte, loi qui concerne le mouvement des corps non accélérés les uns par rapport aux autres (il prend l exemple d une personne dans un train à vitesse constante et une autre sur le bord de la voie). De 1907 à 1915 il travaille sur la future théorie et publie de nombreux articles sur son travail.

3 Un peu d histoire suite Travaille avec son ami Marcel Grossmann sur les outils mathématiques qui lui permettront d écrire les équations de la relativité générale. David Hilbert, mathématicien, publie le 20 novembre les équations définitives de la relativité générale. Dans une note publiée le 18 Novembre 1915, Einstein explique la précession du périhélie de Mercure. La précession est de quasi 43 seconde d arc par siècle et n avait jamais pu être expliqué avant par la théorie de Newton ou les recherches d Urbain Le Verrier.

4 Principe La relativité générale est une nouvelle loi de la gravitation qui : définie un espace temps à 4 dimensions le fameux principe d équivalence Energie Matière E = mc² La déviation de la lumière à proximité d une masse importante Le décalage vers le rouge (redshift) des ondes lumineuses en fonction de la distance

5 Le terme de gauche représente La géométrie de l espace/temps Celui de droite représente la distribution de la matière (masse et énergie) La constante cosmologique est ajouté par Einstein car pour lui l univers ne peut être que stable. Le terme est rajouté pour obtenir cette stabilité. L expansion de l univers ne sera observé que quelques années plus tard par Edwin Hubble

6 Vérification de la loi de la relativité générale Hier : Le premier test à être réalisé est la courbure des rayons à proximité du soleil pendant une éclipse totale. Le redshift ne sera vérifié qu en 1960, soit 45 ans après. L espace courbe ne peut se traduire qu avec les équations de Riemann. L équivalence matière / Energie sera utilisée dans la conception des armes nucléaires

7 Déviation de la lumière à proximité d une masse importante (le soleil). L image de l étoile est décalé par rapport à sa véritable position

8 Vérification de la loi de la relativité générale Aujourd hui : Les trous noirs, le redshift, l expansion de l univers, les lentilles gravitationnelles, et encore beaucoup d autres choses découlent directement de la relativité générale. Le GPS est un bon exemple de l utilisation des résultats de la théorie d Einstein dans une application, presque, de la vie courante. Pas moins de 5 missions sont prévues dans les prochaines années pour tenter de vérifier ou de d infirmer la théorie de la relativité

9 Vérification de la loi de la relativité générale et demain : La détection des ondes gravitationnelles : La mission LISA PATHFINDER : la fusée a été lancée avec succès le 3 décembre Elle va permettre de valider les techniques de détection. Au premier trimestre 2016, en Italie, le détecteur VIRGO cherche aussi les ondes prédites par la théorie

10 Vérification de la loi de la relativité générale et demain : En Avril 2016 une fusée SOYOUZ va lancer le satellite Microscope. Il va chercher à vérifier le principe d équivalence. Fin 2016, l interféromètre Gravity va analyser les images des 4 télescopes de l ESO dans les Andes qui pointeront le centre de notre galaxie, la voie lactée. Il va vérifier que le trou noir Sagitarius A courbe l espace temps autour de lui. Début 2017, une horloge astronomique de conception française, sera emporté sur l ISS. Elle vérifiera avec une précision inégalée que le temps s écoule plus vite si on s éloigne de la terre (cf système GPS).

11 Et après Unification de la théorie quantique, de l électromagnétisme et la gravitation Théorie des cordes, des super cordes etc Fin