General relativity - Ep.22 - e-thinking

Summary

Cette vidéo explore les concepts révolutionnaires de la relativité générale d'Einstein, depuis ses premiers travaux sur l'orbite de Mercure jusqu'à ses prédictions sur la déviation de la lumière et l'expansion de l'univers. L'histoire met en lumière les erreurs initiales d'Einstein et la collaboration avec Grossmann, qui ont permis de développer un cadre mathématique solide pour expliquer les phénomènes gravitationnels. La validation des théories d'Einstein en 1919, notamment lors de l'éclipse solaire, marque une étape décisive dans la reconnaissance mondiale de ses découvertes. L'impact de la relativité générale sur des technologies modernes comme le GPS et l'émergence de concepts comme l'énergie sombre sont également abordés.

Takeaways

• 😀 Einstein a calculé l'orbite de Mercure avec sa théorie de la relativité générale, obtenant des résultats très précis, confirmant ses prédictions.
• 😀 Hilbert, un mathématicien de renom, a presque trouvé les mêmes résultats qu'Einstein, mais n'a pas utilisé les bonnes méthodes mathématiques.
• 😀 Dès 1913, Einstein et son ami Michele Besso ont fait de nombreux calculs pour déterminer la trajectoire exacte de Mercure, mais ils ont fait plusieurs erreurs majeures.
• 😀 Malgré de nombreuses erreurs dans leurs calculs initiaux, Einstein était confiant que ses théories finiraient par être validées.
• 😀 Einstein a initialement rejeté le tenseur proposé par Grossmann, qu'il considérait inesthétique, mais a dû l'adopter en 1915, ce qui a permis de valider sa théorie de la relativité générale.
• 😀 La relativité générale explique que la gravitation n'est pas une force, mais l'interaction entre l'énergie et l'espace-temps, exprimée par la courbure de l'espace-temps.
• 😀 Einstein a prédit que la lumière pouvait être déviée par un objet massif, une prédiction qui a été validée en 1919 lors d'une éclipse solaire par Sir Arthur Eddington.
• 😀 Les lentilles gravitationnelles, une autre prédiction d'Einstein, expliquent comment des objets massifs peuvent dévier la lumière et permettent de détecter des trous noirs.
• 😀 Le GPS doit prendre en compte les effets de la relativité générale, car les horloges des satellites se désynchronisent avec celles du sol à cause des différences de gravité.
• 😀 La constante cosmologique, initialement introduite par Einstein pour rendre l'univers statique, a été rejetée par lui après la découverte de l'expansion de l'univers, mais elle pourrait avoir un rôle avec l'énergie sombre.

Q & A

Quelles erreurs Einstein a-t-il commises dans ses premiers calculs de l'orbite de Mercure ?

Einstein et Grossmann ont d'abord fait des erreurs de calculs sur la masse du Soleil, le volume de Mercure et la rotation propre de Mercure, ce qui a conduit à des résultats incorrects pendant deux ans.

Pourquoi Einstein n'a-t-il pas utilisé le tenseur proposé par Grossmann en 1913 ?

Einstein trouvait le tenseur proposé par Grossmann inélégant et peu esthétique, c'est pourquoi il a décidé de créer son propre tenseur, qui s'est avéré incorrect.

Comment Einstein a-t-il finalement trouvé la solution correcte en 1915 pour l'orbite de Mercure ?

En 1915, Einstein a finalement décidé d'utiliser le tenseur que lui avait proposé Grossmann, ce qui a permis de résoudre les calculs correctement et de valider sa théorie de la relativité générale.

Quelle est la principale conclusion de la relativité générale d'Einstein concernant la gravitation ?

La relativité générale montre que la gravitation n'est pas une force, mais plutôt l'expression de l'interaction entre la densité d'énergie et l'espace-temps, se manifestant par la déformation de l'espace-temps.

Quel phénomène Einstein a-t-il prédit concernant les rayons lumineux et les objets massifs ?

Einstein a prédit que les rayons lumineux peuvent être déviés par un objet massif, comme le Soleil, ce qui a été validé lors de l'éclipse solaire de 1919.

Comment la déviation de la lumière a-t-elle été observée et validée ?

Lors de l'éclipse solaire totale du 29 mai 1919, Sir Arthur Eddington a observé la déviation des rayons lumineux autour du Soleil, confirmant ainsi les prédictions d'Einstein.

En quoi consiste le phénomène des lentilles gravitationnelles et quelle est son importance ?

Les lentilles gravitationnelles se produisent lorsque la lumière provenant d'un objet est déviée par un objet massif, permettant de détecter des objets invisibles comme les trous noirs, grâce à la déviation de la lumière.

Comment la théorie d'Einstein a-t-elle des applications pratiques dans la technologie moderne ?

Une application directe de la relativité générale se trouve dans le système GPS, où les effets gravitationnels provoquent une désynchronisation des horloges des satellites par rapport aux horloges terrestres, nécessitant des corrections constantes pour assurer une précision optimale.

Pourquoi Einstein a-t-il introduit la constante cosmologique dans ses équations et quel était son objectif ?

Einstein a introduit la constante cosmologique pour expliquer un univers statique, qu'il croyait être la réalité, afin de compenser l'effet de l'expansion de l'univers dans ses équations de la relativité générale.

Comment la constante cosmologique d'Einstein est-elle liée à l'idée moderne de l'énergie sombre ?

La constante cosmologique, initialement rejetée par Einstein comme une erreur, est aujourd'hui réévaluée dans le cadre de l'énergie sombre, qui expliquerait l'expansion accélérée de l'univers, validant ainsi une idée qui semblait erronée à l'époque.