La mise en évidence des ondes gravitationnelles reste un des défis liés à la compréhension de la gravitation et, par conséquent, de la structure de l'espace-temps. Elle fonderait de plus une nouvelle branche de l'astrophysique, en permettant d'observer des événements catastrophiques lointains, comme l'effondrement d'astres très compacts.
1. Relativité générale et ondes gravitationnelles
La théorie de la gravitation d'Einstein – ce que l'on nomme la relativité générale – a proposé une vision radicalement nouvelle de l'espace ; son impressionnante rigueur conceptuelle ainsi que le succès de ses tests lui confèrent le statut de théorie avérée dans un large domaine, tant que les effets quantiques restent négligeables.
• Les tests de la relativité générale
L'avance du périhélie des planètes
Le point le plus proche du Soleil de la trajectoire elliptique d'une planète se déplace ; dans le cas de Mercure, cette avance du périhélie est de quelque 572 secondes d'angle par siècle. La mécanique newtonienne en explique 529 secondes. En 1915, Einstein montre que la relativité générale explique les 43 secondes manquantes. Ce test s'applique aussi à Vénus et à la Terre, pour lesquelles l'effet est de 8,6 et 3,8 secondes d'angle, respectivement.
La déviation des rayons lumineux au voisinage du Soleil
Arthur Stanley Eddington réalisa la première – et la plus célèbre – observation de ce type lors d'une éclipse totale de Soleil en 1919 : la direction apparente d'une étoile du groupe des Hyades était déviée de 1,6 seconde d'angle (à 0,3 seconde près), en accord avec la théorie d'Einstein, celle de Newton prévoyant une déviation deux fois moindre. On a depuis lors répété cette observation, en particulier en 1995 avec les ondes radio émises par le quasar 3C 279.
Le décalage des fréquences dans un champ gravitationnel
Appelé effet Einstein, ce décalage a été mesur […]
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