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Publié : 23 février 2008
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En quoi la théorie de la relativité d’Einstein est utile ?

Quand on sait que les ingénieurs se contentent de la mécanique du XVIIe siècle pour lancer les fusées et les satellites, on peut en effet se demander si la théorie d’Einstein nous est vraiment utile ! En réalité, elle est bien plus que ça.

Albert Einstein (1879 - 1955)

Etablie en 1916, elle est la base même de la cosmologie moderne ! En affirmant que la trajectoire de la lumière est déviée à proximité d’une masse importante, elle a permis de découvrir l’existence des trous noirs, d’établir la théorie de l’expansion de l’Univers et de calculer la masse des astres et des galaxies.

Certes, il n’y a pas là de quoi transformer notre vie de tous les jours. Mais attendez un peu, car cette relativité générale est fille d’une autre théorie relativiste, celle de la relativité dite « restreinte », publiée en 1905. Or, celle-ci affirme que la lumière se déplace dans le vide à la vitesse constante d’environ 300 000 km par seconde, quel que soit le référentiel. Une avancée majeure puisque cela permet de comprendre le comportement des particules à de très grandes vitesses. Et, partant, de fabriquer des accélérateurs de particules, dont certains servent à la lithographie optique, procédé de fabrication des circuits intégrés qui font toute la puissance de l’informatique ! Et ce n’est pas tout : la relativité restreinte a permis de développer de nouvelles applications dans les radars et l’imagerie médicale.

Déterminer notre position avec le GPS

Mais voici le plus beau. Les relativités générale et restreinte ont un champ d’application commun : toutes deux sont nécessaires à la bonne marche du GPS. Et pour cause : ce système de 24 horloges atomiques embarquées à bord de satellites permet à votre récepteur GPS de déterminer sa propre position en calculant le temps que met la lumière à parcourir l’espace entre lui et les satellites. Oui, mais la relativité restreinte postule que le temps s’écoule plus vite dans un satellite lancé à grande vitesse que sur Terre. Il faut donc continuellement resynchroniser les horloges spatiales et celle de la voiture. Pour sa part, la relativité générale affirme que l’espace-temps à proximité de notre planète est modifié par sa masse. Le signal entre satellites et voiture ne parcourt donc pas tout à fait une ligne droite, particularité dont il faut également tenir compte. Vous l’aurez compris, sans ces deux corrections, le système se tromperait sur votre position, en la décalant de 2 km par jour ! En bref, la relativité d’Einstein est ce qui nous guide chaque jour à travers le vaste monde.

B.REY, En quoi la théorie de la relativité d’Einstein est utile ?, Science & Vie, Février 2008, n°1085, p.114, 3,95 €