RELATIVITÉRelativité générale

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Principe d'équivalence

Masse inertielle et masse gravitationnelle

Le fait expérimental fondamental qui a conduit à la relativité générale est l'égalité entre la masse inertielle et la masse gravitationnelle. Les expériences de Galilée sur la chute des corps suggéraient déjà que l'accélération due au champ de gravitation de la Terre est indépendante de la masse et de la nature des corps. Les premières expériences modernes démontrant cette égalité avec une haute précision sont celles du baron Roland von Eötvös. La précision de ce type d'expérience a été considérablement affinée par Robert H. Dicke et Vladimir B. Braginskii (qui utilisaient l'accélération due au champ de gravitation du Soleil) et, plus récemment, par Eric G. Adelberger. On sait maintenant, grâce à ces expériences extrêmement délicates, que le rapport entre la masse inertielle et la masse gravitationnelle (qui est constante pour chaque substance) est une constante universelle pour toute la matière, la précision de mesure atteinte (de l'ordre de 10—12) étant l'une des meilleures de toute la physique. Afin de comprendre la signification de ce résultat, il convient d'examiner la définition des deux types de masse dans la dynamique galiléenne de Newton. On y suppose que tout corps possède une masse inertielle spécifique mI qui mesure sa réponse à la sollicitation de n'importe quelle force extérieure. Elle est déterminée de façon purement cinématique par la loi d'action et de réaction, qui entraîne la loi de conservation de la quantité de mouvement : Relativement à un corps de référence (m0I), le rapport mI/m0I est l'inverse de celui des variations de leurs vitesses au cours d'une collision élastique mutuelle ; quant à la masse gravitationnelle mg, elle intervient dans l'expression du mouvement d'une particule soumise à une force particulière, la gravitation. Cette masse détermine l'intensité de l'attraction éprouvée par ce corps dans un champ de potentiel gravitationnel U au moyen de l'équation de Newton :

Alors que mI et mg sont des propriétés intrinsèques du corps [...]


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Théorie de la relativité

Théorie de la relativité
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Trou noir : espace-temps

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Pulsar binaire PSR 1913 + 16

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Écrit par :

  • : directeur de recherche au C.N.R.S., professeur à l'Institut des hautes études scientifiques, Bures-sur-Yvette, membre correspondant de l'Académie des sciences
  • : docteur en sciences, Harvard, docteur honoris causa, université de Stockholm, Fellow American Physical Society

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Pour citer l’article

Thibault DAMOUR, Stanley DESER, « RELATIVITÉ - Relativité générale », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 21 février 2020. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/relativite-relativite-generale/