ONDES GRAVITATIONNELLES

Carte mentale

Élargissez votre recherche dans Universalis

Médias de l’article

Implantation de l’interféromètre du projet LIGO à Livingston

Implantation de l’interféromètre du projet LIGO à Livingston
Crédits : LIGO

photographie

Formation d’ondes gravitationnelles lors de la coalescence de deux trous noirs

Formation d’ondes gravitationnelles lors de la coalescence de deux trous noirs
Crédits : R. Hurt/ Caltech-JPL

dessin

Fusion de trous noirs et ondes gravitationnelles

Fusion de trous noirs et ondes gravitationnelles
Crédits : Science Photo Library/ AKG-images

photographie

Signal d’une onde gravitationnelle

Signal d’une onde gravitationnelle
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin

Tous les médias


La relativité générale

Genèse de la relativité générale et principes

Après avoir proposé en 1905 la relativité restreinte, une nouvelle cinématique permettant de décrire de façon cohérente les phénomènes physiques qui mettent en jeu des vitesses proches de celle de la lumière, Albert Einstein entreprit de généraliser le principe de relativité qui la sous-tend et en déduisit en 1915 une nouvelle théorie de la gravitation fondée sur une difficile géométrie d’espace-temps courbe. Alors que l’approche newtonienne classique faisait appel au concept d’actions instantanées à distance, la relativité générale abolit cette notion au prix d’un bouleversement complet du cadre spatio-temporel.

L’idée centrale de la relativité générale est de considérer les phénomènes gravitationnels comme la conséquence du fait que l’espace-temps possède une courbure, au sens de la théorie mathématique des espaces de Riemann qui associe une géométrie non euclidienne à l’espace physique. Dans ces espaces, la plus courte distance entre deux points n’est pas un segment de droite, mais un segment de géodésique plus ou moins incurvé, et la somme des angles d’un triangle tracé avec ces géodésiques est différente de 180 degrés. La courbure de l’espace physique est minuscule sauf dans des situations extrêmes, par exemple à proximité d’un astre particulièrement compact. La courbure de l’espace-temps est due à la présence de masses ou d’énergie, et les équations d’Einstein relient mathématiquement la distribution d’énergie et ce degré de courbure.

La théorie de Newton devient alors un cas limite bien identifié de la nouvelle théorie de la gravitation ; elle décrit correctement les situations dans lesquelles les champs sont faibles et varient faiblement dans le temps, pourvu que les vitesses des objets restent petites devant celles de la lumière. C’est évidemment le cas pour la quasi-totalité des situations de la vie concrète pour lesquelles la gravitation newtonienne garde tout son intérêt.

Équations d’Einstein et [...]


1  2  3  4  5
pour nos abonnés,
l’article se compose de 9 pages


Écrit par :

  • : directeur de recherche au CNRS, centre de physique théorique de l'École polytechnique, Palaiseau

Classification


Autres références

«  ONDES GRAVITATIONNELLES  » est également traité dans :

B.I.C.E.P. (Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization)

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 708 mots
  •  • 1 média

Le télescope B.I.C.E.P. (pour Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization , soit Imagerie de polarisation du fond cosmique extragalactique) est un instrument dédié à l’étude du rayonnement primordial. Il est installé sur le continent Antarctique et uti […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/background-imaging-of-cosmic-extragalactic-polarization/#i_41669

LICHNEROWICZ ANDRÉ (1915-1998)

  • Écrit par 
  • Jean-Luc VERLEY
  •  • 597 mots

Mathématicien français dont les travaux portent sur la géométrie différentielle, la mécanique et la physique mathématique. Né le 21 janvier 1915 à Bourbon-L'Archambault (Allier), élève de l'École normale supérieure, André Lichnerowicz a enseigné dans les universités de Strasbourg (1941-1949), puis de Paris (1949-1952). De 1952 à 1986, il a été professeur de physique mathématique au Collège de Fran […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/andre-lichnerowicz/#i_41669

MÉDAILLE D'OR DU CNRS 2017

  • Écrit par 
  • Pierre LÉNA
  •  • 1 691 mots
  •  • 2 médias

Le 27 septembre 2017, deux physiciens français, Alain Brillet et Thibault Damour, reçoivent la médaille d’or du CNRS qui récompense leurs travaux ayant joué un rôle déterminant dans la détection des ondes gravitationnelles. Ces ondes sont d’infimes déformations de l’espace-temps, produites par un violent et soudain changement local de la répartition dans l’espace d’une masse de matière, telle qu […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/medaille-d-or-du-cnrs-2017/#i_41669

ONDES, physique

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 3 574 mots

Dans le chapitre « Ondes gravitationnelles »  : […] L’interaction gravitationnelle est-elle, comme l’électromagnétique, transmise par des ondes ? La théorie de la relativité générale implique l’existence d’ondes gravitationnelles dont la propagation, à la vitesse de la lumière, apporte des modulations à la géométrie de l’espace-temps. La recherche expérimentale de ces ondes gravitationnelles se poursuit, mais elle s’est longtemps heurtée à deux ob […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/ondes-physique/#i_41669

PREMIER TEST DE LA RELATIVITÉ GÉNÉRALE AUTOUR D'UN TROU NOIR SUPERMASSIF

  • Écrit par 
  • Pierre LÉNA
  •  • 2 340 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « Un trou noir supermassif au centre de notre galaxie »  : […] Le cœur de nombreuses galaxies contient un trou noir supermassif. C’est également le cas pour notre galaxie, la Voie lactée. L’existence d’un trou noir situé exactement au centre de celle-ci et s’observant dans la direction de la constellation du Sagittaire fut envisagée dès les années 1980, après la découverte d’une radiosource appelée Sagittarius A* (SgrA*). Cette hypothèse est reprise en 1996 […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/premier-test-de-la-relativite-generale-autour-d-un-trou-noir-supermassif/#i_41669

PRIX NOBEL DE PHYSIQUE 2017

  • Écrit par 
  • Marc LACHIÈZE-REY
  •  • 1 848 mots
  •  • 2 médias

Le prix Nobel de physique 2017 a été attribué aux Américains Rainer Weiss, Barry Clark Barish et Kip Stephen Thorne pour « leurs contributions décisives au détecteur LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) et l’observation d’ondes gravitationnelles ». Le premier de ces lauréats a reçu la moitié de ce prix, les deux autres se partageant l’autre moitié. Ces ondes gravitationnell […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/prix-nobel-de-physique-2017/#i_41669

PULSARS

  • Écrit par 
  • Jean-François LESTRADE
  •  • 2 945 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « Pulsars millisecondes et fond d'ondes gravitationnelles primordiales »  : […] Les pulsars millisecondes tournent sur eux-mêmes à une vitesse phénoménale en effectuant une rotation complète en moins de 10 millisecondes. Le premier fut découvert en 1982 à Arecibo, et une cinquantaine étaient connus au milieu des années 1990. Leur âge est comparable à celui de l'Univers (supérieur à 1 milliard d'années), leur champ magnétique est faible (10 000 T) relativement à celui des pul […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/pulsars/#i_41669

RELATIVITÉ - Relativité générale

  • Écrit par 
  • Thibault DAMOUR, 
  • Stanley DESER
  •  • 12 096 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « Rayonnement gravitationnel »  : […] Un autre domaine de la relativité générale qui suscite des recherches très actives, tant du point de vue théorique que du point de vue expérimental, est celui des champs gravitationnels rapidement variables, lesquels, une fois engendrés dans la source, s'en éloignent sous la forme d' ondes gravitationnelles. D'où trois problèmes séparés : celui de la génération, celui de la p […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/relativite-relativite-generale/#i_41669

REPRODUCTIBILITÉ EN SCIENCES EXPÉRIMENTALES

  • Écrit par 
  • Nicolas CHEVASSUS-au-LOUIS
  •  • 2 548 mots
  •  • 1 média

Dans le chapitre « Tout énoncé scientifique n'est pas reproductible »  : […] Précisons d'emblée que nombre de travaux scientifiques ne sont, par leur nature même, pas reproductibles. Il s’agit souvent d’observations, et non d’expériences. C’est par exemple le cas de recherches en éthologie ou en écologie, qui portent sur le comportement d'espèces, ou le fonctionnement d'écosystèmes, par définition singuliers. La remarque s'applique aussi à des domaines de la connaissance […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/reproductibilite-en-sciences-experimentales/#i_41669

TROUS NOIRS

  • Écrit par 
  • Jean-Pierre LUMINET
  •  • 12 631 mots
  •  • 11 médias

Dans le chapitre « Collisions de trous noirs et ondes gravitationnelles »  : […] L'hypothèse d’une collision entre deux trous noirs peut à première vue paraître surprenante quand on sait que les trous noirs sont excessivement rares. Cependant, au moins la moitié des étoiles appartiennent à des systèmes doubles. Les couples d’étoiles initialement très massives peuvent donc parfaitement, au terme de leur évolution, former des couples de trous noirs stellaires. Selon la théorie d […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/trous-noirs/#i_41669

Voir aussi

Pour citer l’article

Bernard PIRE, « ONDES GRAVITATIONNELLES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 19 octobre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/ondes-gravitationnelles/