relativité (suite)
Quelques conséquences de la relativité générale
Certains phénomènes importants que pensent avoir observés les astronomes ne peuvent pas être prévus par la théorie newtonienne de la gravitation et peuvent être à bon droit considérés aussi comme des indications de la validité de la relativité générale ou de certaines théories dérivées.
• Les ondes gravitationnelles. La relativité générale prévoit qu’un système de masses se déformant émet de l’énergie sous forme d’ondes se propageant à la vitesse de la lumière et pouvant être captées par les vibrations qu’elles induisent sur un système de masses récepteur. De telles ondes gravitationnelles ont peut-être été détectées en provenance du centre de la Galaxie ; cependant, des observations récentes n’ont pas confirmé ce phénomène, qui correspondrait, s’il existait, à une incroyable libération d’énergie gravitationnelle.
• Les trous noirs. Lorsqu’une masse sphérique M occupe un rayon R inférieur à un rayon critique, dit rayon de Schwarzschild, R = GM/c2, aucun rayonnement ne peut en sortir en raison de la grande courbure locale de l’espace-temps, et l’objet ne se manifeste à l’extérieur que par son champ de gravitation. De plus, toute matière tombant sur cet objet y est absorbée, sans espoir d’en ressortir. On appelle ce type d’objet un trou noir ; il se peut que toutes les étoiles massives finissent leur évolution sous cette forme, et l’on pense que certaines sources célestes de rayons X sont des étoiles binaires dont l’une des composantes est un trou noir. L’effondrement relativiste d’une très grande masse devenant un trou noir peut s’accompagner d’une libération d’énergie considérable, et c’est une des explications qui ont été suggérées pour expliquer la grande quantité d’énergie émise par les quasars.
• La structure de l’Univers. À l’échelle de l’Univers, les effets de la relativité générale, peu importants dans la vie courante, deviennent tout à fait prépondérants. En particulier, la géométrie de l’Univers et son devenir sont entièrement déterminés par la densité de masse qu’il contient. Les modèles cosmologiques issus de la relativité générale permettent de rendre compte de l’ensemble des observations actuelles : décalage vers le rouge, comptages d’objets (galaxies ou radiosources), existence d’un rayonnement isotrope sur ondes millimétriques. Mais, encore une fois, ces observations ne peuvent être considérées comme des preuves de la seule relativité générale.
J. L.
➙ Cinématique / Dynamique / Einstein (A.) / Énergie / Géométrie / Gravitation / Mécanique / Physique / Univers.
P. Couderc, la Relativité (P. U. F., coll. « Que sais-je ? », 1941 ; 15e éd., 1973). / H. Arzeliès, Relativité généralisée, gravitation (Gauthier-Villars, 1961-1963 ; 2 vol.). / O. Costa de Beauregard, Précis de relativité restreinte (Dunod, 1964). / V. Kourganoff, Initiation à la théorie de la relativité (P. U. F., 1964). / D. W. Sciama, The Physical Foundations of General Relativity (Garden City, N. Y., 1969, trad. fr. les Bases physiques de la relativité générale, Dunod, 1971). / M. A. Tonnelat, Histoire du principe de la relativité (Flammarion, 1971).