La relativité générale et l'expérience : du système solaire aux trous noirs

Novembre 1915. Einstein publie sa relativité générale. La révolution qu’elle implique se fera attendre un demi-siècle. Basée sur une mathématique complexe, obscure pour beaucoup, elle prend la place de la théorie de la gravitation de Newton dont elle remet en cause la plupart des concepts. Intégrant la relativité restreinte, et donc la lumière, elle rend enfin compte du mouvement de Mercure et prédit la déviation gravitationnelle de la lumière observée en 1919. Longtemps ce sera une théorie mal aimée, boudée, peu utile. La cosmologie relativiste qu’Einstein met en place dès 1917 permettra de la mieux comprendre, de la « travailler ». Mais il faudra attendre les années 60-70 pour qu’elle trouve, bien au-delà de la banlieue solaire, son champ d’application, l’univers, l’astrophysique relativiste avec ses objets étranges, quasars, pulsars étoiles à neutron, et les trous noirs… Mais ce n’est qu’une halte vers une théorie unitaire des interactions physiques.

Membre de l’Académie nationale des sciences des Etats-Unis d’Amérique, Clifford Will passe en revue les succès observationnels et expérimentaux de la théorie de la relativité générale, de la trajectoire de Mercure au GPS, en passant par la déflexion de la lumière, le décalage des raies…. Il décrit ensuite les programmes de recherche qui visent à vérifier deux prédictions essentielles de la théorie, à savoir la détection des ondes gravitationnelles ainsi que celle des trous noirs.