Mécaniques célestes

Qui mène le ballet des astres dans le ciel ? La gravitation ! Newton l’a mise en équations le premier, mais Einstein a dépassé le physicien anglais avec la théorie de la relativité...

Posez une boule de bowling au centre d’un trampoline. La boule s’enfonce dans la toile en la déformant. Faites alors rouler une balle de ping-pong depuis le bord du trampoline : au début, elle ira tout droit... mais en s’approchant de la boule, elle sentira la déformation de la toile et courbera sa trajectoire.

D’une manière similaire, un objet massif, par exemple la Terre, modifie la structure de l’espace et du temps qui l’environne. Cela perturbe la trajectoire des objets alentour, comme la Lune : voilà la gravitation selon Einstein !

Si la théorie de la relativité générale semblait abstraite à sa naissance en 1916, elle s’avéra bien vite un outil indispensable aux chercheurs pour comprendre l’Univers et son évolution. Par exemple, on put expliquer en détail pourquoi l’orbite de Mercure autour du Soleil se décale au fil des ans. De nos jours, la relativité générale est nécessaire pour synchroniser parfaitement les satellites artificiels, en particulier ceux utilisés par les systèmes de positionnement géographique.

Même la lumière ne se déplace pas en ligne droite quand elle passe au voisinage d’un objet massif. Les télescopes les plus puissants ont observé de nombreux « mirages gravitationnels » dans le ciel : des galaxies proches déforment l’image d’astres très lointains, en créant de véritables illusions d’optique.

Du fait de sa masse, l’amas de galaxies Abell 1689 déforme l’image des objets plus lointains, ce qui fait apparaitre des mirages gravitationnels en forme d’arcs, © NASA/ESA/Hubble