Quel physicien a formulé la théorie de la relativité générale ?

La théorie de la relativité générale a été formulée par le physicien allemand Albert Einstein en 1915. Elle constitue une nouvelle description de la gravité, très différente de celle proposée par Isaac Newton. Dans la conception newtonienne, la gravité est une force qui agit entre les corps. Pour Einstein, la matière et l’énergie modifient la géométrie de l’espace-temps, et les objets se déplacent dans cette géométrie courbée. Cette idée a profondément transformé la physique et notre représentation de l’Univers.

Une théorie construite sur plusieurs années

La relativité générale prolonge la relativité restreinte, publiée par Einstein en 1905, qui décrivait les relations entre l’espace, le temps et les mouvements à grande vitesse. À partir de 1907, Einstein cherche à intégrer la gravitation dans ce nouveau cadre. Son point de départ est le principe d’équivalence : localement, les effets d’un champ gravitationnel peuvent être indissociables de ceux d’une accélération. Pour donner une forme mathématique à cette intuition, il s’appuie sur la géométrie différentielle et le calcul tensoriel. Après plusieurs années de recherches, il présente en novembre 1915 la forme définitive des équations de la relativité générale.

La gravité comme courbure de l’espace-temps

Selon cette théorie, la matière et l’énergie déterminent la courbure de l’espace-temps, tandis que cette courbure influence le mouvement des corps et de la lumière. Une planète ne tourne donc pas autour du Soleil parce qu’une force invisible la tirerait à distance au sens classique : elle suit la trajectoire imposée par la géométrie de l’espace-temps solaire. La relativité générale explique ainsi des phénomènes que la théorie newtonienne ne décrivait pas complètement, comme l’avance du périhélie de Mercure. Elle prévoit également la déviation de la lumière par les corps massifs, le ralentissement du temps dans un champ gravitationnel et l’existence de configurations extrêmes associées aux trous noirs.

Les premières confirmations observationnelles

L’une des prédictions les plus célèbres de la relativité générale concerne la déviation apparente de la lumière des étoiles lorsqu’elle passe près du Soleil. Lors de l’éclipse solaire totale du 29 mai 1919, des expéditions scientifiques observent le ciel depuis l’île de Príncipe et Sobral, au Brésil, afin de comparer la position apparente des étoiles avec leur position habituelle. Les résultats, notamment présentés par l’astronome britannique Arthur Eddington, sont interprétés comme une confirmation de la prédiction d’Einstein et contribuent à sa renommée internationale. Depuis, la théorie a été mise à l’épreuve par de nombreuses observations. La détection directe des ondes gravitationnelles par LIGO en 2015 a notamment confirmé une autre de ses prédictions majeures. La relativité générale demeure ainsi un fondement de la cosmologie et de l’astrophysique modernes.