Limites de la gravitation de Newton
La loi de la gravitation universelle de Newton prédit avec précision une grande partie de ce que nous voyons dans notre système solaire. Néanmoins, de nombreux phénomènes ont montré un écart par rapport aux lois de Newton, y compris l'orbite de Mercure et l'effet de la gravité sur la lumière.
La "vitesse" de la gravitation
De plus, Newton partait du principe que la gravitation est une force d'action à distance. C'est-à-dire que, sans contact physique, tout changement de position d'une masse est instantanément communiqué à toutes les autres masses. Cette hypothèse ne provient pas d'un premier principe, car la théorie de Newton ne répond simplement n'aborde pas la question. Avec la théorie de la relativité restreinte d'Einstein, l'hypothèse de l'action à distance a été rejetée (la vitesse limite dans l'univers est la vitesse de la lumière) et en 1915, il a publié sa théorie de la relativité générale.
Relativité générale
La relativité générale est une théorie de la géométrie de l'espace-temps et de la façon dont la masse (et l'accélération) déforme et interagit avec cet espace-temps (voir figure 1).
Figure 1: Une masse plus petite en orbite dans l'espace-temps déformé d'une masse plus grande. En fait, toute masse ou énergie déforme l'espace-temps.
Il ne s'agit pas d'une théorie des forces gravitationnelles. Pour les champs gravitationnels faibles, les résultats de la relativité générale ne diffèrent pas significativement de la loi de la gravitation de Newton. Mais pour les champs gravitationnels intenses, les résultats divergent, et il a été démontré que la relativité générale prédit les résultats corrects. Même dans le champ gravitationnel relativement faible de notre Soleil, à la distance de l'orbite de Mercure, nous pouvons observer cet effet. En commençant par au milieu des années 1800, l'orbite elliptique de Mercure a été soigneusement mesurée. Cependant, bien qu'elle soit elliptique, son mouvement est compliqué. Mais la relativité générale prédit correctement les mesures. Depuis, de nombreuses mesures, telles que la déviation de la lumière d'objets distants par le Soleil, ont vérifié que la relativité générale était correcte. le Soleil, ont vérifié que la relativité générale prédit correctement les observations.