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Courbure de l'espace temps HTML5

Résumé

La théorie de la relativité générale énoncée par Einstein en 1915 est une vision totalement nouvelle du monde. Partant de son principe d'équivalence, il affirme que les lois de la physique sont les mêmes dans un système accéléré et dans un système soumis à la gravité. Cette affirmation est lourde de conséquence pour les notions d'espace et de temps qui ne sont plus des notions indépendantes. Les corps massifs évoluent dans l'espace-temps et la notion même de force gravitationnelle est révolutionnée. Selon Isaac Newton, la Terre orbite autour du Soleil car celui-ci exerce une force gravitationnelle sur notre planète. Selon Einstein, la masse du Soleil provoque une déformation de l’espace-temps qui est à l’origine du mouvement de la Terre. C'est pour cette raison que des corps sans masse, comme les photons, subissent les défromations de l'espace-temps (voir l'animation sur les lentilles gravitationnelles).

Pour illustrer ce concept, il est fréquent de représenter un espace à deux dimensions. C'est le modèle de la nappe de tissu déformée par des distributions de masse. Il est important de savoir que cette simplification visuelle comporte de nombreuses limitations, dont celle d'expliquer la gravitation (planète attirée par le Soleil) par la gravité elle même (planète qui tombe verticalement dans le trou). Cette animation repose sur cette simplification graphique. Il ne s'agit donc que d'une introduction pédagogique pour ce thème très complexe qu'est la relativité générale.

Objectifs d'apprentissage

  • Introduire la notion de courbure de l'espace temps par un corps massif.
  • Enseigner les limitations (et fausses idées) de ce type de simplification.