Les lentilles gravitationnelles apportent la preuve de ce qu’on savait déjà

Il est bon de temps à autre de remettre le clocher au centre du village. Ainsi a-t-on pu, dans la presse généraliste, lire que la lumière perçue de l’arrière d’un trou noir, pour la première fois, démontre la théorie de la relativité d’Einstein. C’est vrai, et pourtant faux. Explications.

Au fond du trou

On parle beaucoup d’Einstein, à juste titre : l’homme est incontestablement le plus grand génie scientifique du XXème siècle, qui n’en manque pas. Et pourtant, on connaît très mal son travail.

Ainsi, on parle souvent de la théorie de la relativité d’Einstein. Ce qui est inexact par approximation. En effet, il y a deux théories de la relativité : la relativité restreinte et la relativité générale.

La théorie de la relativité restreinte est une théorie de l’espace et du temps. Einstein y démontre que l’espace et le temps ne sont pas identiques partout et toujours, comme le pensait Newton, mais qu’ils varient en fonction de leur environnement, et, surtout, qu’ils sont liés. Étirer l’espace revient à étirer le temps.

Il y a une équation de la relativité restreinte que tout le monde connaît : énergie égale masse multiplié par la vitesse de la lumière dans le vide au carré. Plus simplement notée mathématiquement E = MC2.

La théorie de la relativité générale est une théorie de la gravitation. Oui, si vous appliquez les équations de la relativité générale sans tenir compte de la relativité restreinte, vos calculs seront faux, mais il s’agit bel et bien de deux théories distinctes.

La théorie de la relativité générale a permis d’extrapoler par le calcul énormément de choses. L’existence des trous noirs, par exemple. Ou les lentilles gravitationnelles.

Un plat de lentilles

Le principe des lentilles gravitationnelles découle directement de la relativité générale. Le principe peut se simplifier ainsi : un corps massif plie l’espace autour de lui. Les rayons lumineux suivent la courbure, allant jusqu’à, si la masse de l’astre qui courbe l’espace est assez importante, le contourner complètement. Ce qui permet de voir ce qui se passe derrière, dans certains circonstances.

Au delà des rayons lumineux, cela fonctionne avec tout. La Terre, par exemple : ils est commun de dire qu’elle tourne autour du soleil. Selon la théorie de la relativité, non : la Terre va tout droit. C’est la masse du soleil qui courbe l’espace.

Derrière un trou noir

Récemment, bon nombre d’articles de presse ont titré, chacun à leur manière, que des chercheurs avaient pu observer la lumière de l’arrière d’un trou noir, prouvant ainsi l’exactitude de la théorie de la relativité.

Et c’est vrai. Un trou noir est un objet d’une masse titanesque, c’est même ce qui le définit. L’espace dans son voisinage immédiat est extrêmement courbé, ce qui fait que l’on peut voir la lumière de ce qui se trouve derrière lui. Les photons suivent une ligne parfaitement droite dans un espace courbe.

Dire que c’est cela qui démontre l’exactitude de la relativité générale est, par contre, entièrement faux. La partie de la relativité qui démontre l’existence des lentilles a été confirmé par l’observation par Arthur Eddington en 1919.

Le fait d’avoir pu l’observer aux alentours d’un trou noir est, réellement, une première et un exploit. En revanche, les observateur savaient précisément ce qu’ils allaient observer, puisqu’ils savaient que la théorie de la relativité générale était exacte, et que cela avait déjà été vérifié à maint reprises depuis un siècle.

Cela prouve que Einstein avait donc raison, oui, mais une fois de plus, parmi des milliers d’autres. Il est dommage de se tromper d’exploit.