Albert Einstein · 1879 — 1955

La gravité,
une autre
géométrie.

Et si l’espace et le temps n’étaient pas un décor immuable ? En 1915, Einstein fait de leur courbure le cœur d’une nouvelle théorie de la gravitation.

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01 / Le tissu de l’espace-temps

Interactif
Une grille se creuse autour d’une masse. Augmenter la masse accentue la déformation. Déplacez le pointeur ou utilisez les flèches du clavier lorsque le canvas est sélectionné.

Déplacez la masse avec la souris, le doigt ou les flèches du clavier.

Échelle illustrative sans unité physique. À zéro, la grille est plane.

Une analogie visuelle : cette surface 2D représente une déformation, pas une solution des équations d’Einstein. L’espace-temps réel possède quatre dimensions ; il ne s’enfonce pas dans un espace extérieur.

02

L’homme & les découvertes

Une année miraculeuse.
Une décennie décisive.

26 ansEn 1905BerneOffice des brevets4 articlesUn nouveau regard

Employé à l’Office suisse des brevets, Albert Einstein mène ses recherches loin d’une chaire universitaire. En 1905, son Annus Mirabilis, quatre articles bouleversent la physique. Dix ans plus tard, il donne à la gravitation un langage géométrique.

01 / Lumière · Reçu le 18 mars 1905

La lumière arrive par quanta.

Einstein propose que la lumière échange son énergie par paquets. Cette idée explique l’effet photoélectrique : une lumière de fréquence suffisante peut arracher des électrons à un matériau. L’énergie de chaque quantum dépend de sa fréquence.

« Sur un point de vue heuristique concernant la production et la transformation de la lumière » · Publié le 9 juin 1905.

Chronologie des articles · American Institute of Physics ↗
L’idée en une relation
E = hν

L’énergie d’un quantum est proportionnelle à la fréquence de la lumière.

Les repères de 1905 indiquent la réception des manuscrits par Annalen der Physik ; celui de 1915, la présentation à l’Académie. Sélectionnez une date pour explorer son idée.

01 / 05

Né à Ulm le 14 mars 1879, formé à Zurich, Einstein reçoit le prix Nobel de physique 1921, notamment pour sa loi de l’effet photoélectrique.

En 1933, face au nazisme, il s’établit aux États-Unis. Il poursuit ses recherches à Princeton, où il meurt le 18 avril 1955. Repères biographiques ↗

03

La relativité générale

L’Univers,
en une équation.

À gauche, la géométrie de l’espace-temps. À droite, le contenu en énergie et en quantité de mouvement. Une relation qui les lie localement.

L’équation du champ d’EinsteinNotation moderne

G indice mu nu plus Lambda g indice mu nu égale la fraction huit pi G sur c puissance quatre, multipliée par T indice mu nu.

Sélectionnez un terme pour comprendre son rôle.

01 / La courbure

Le tenseur d’Einstein

Gμν combine le tenseur de Ricci Rμν et la courbure scalaire R : Gμν = Rμν − ½ Rgμν. Il décrit une part de la courbure locale de l’espace-temps. Les indices μ et ν parcourent les quatre coordonnées : une temporelle et trois spatiales.

1915, puis 1917. Les équations de 1915 ne comportent pas Λ. Einstein ajoute cette constante en 1917 dans son modèle cosmologique. La formule affichée inclut ce terme. Étude historique ↗

Plus que la seule masse. Énergie, flux de quantité de mouvement, pression et contraintes interviennent dans Tμν. La gravitation relativiste dépasse donc l’image d’un poids posé sur un tissu. Einstein Online · Institut Max-Planck ↗