PHILOSOPHIE DE LA RELATIVITE GENERALE

« PHILOSOPHIE DE LA RELATIVITE GENERALE La relativité générale est bien plus une théorie de la gravitation qu'une théorie de la relativité.

Une théorie non euclidienne de la gravitation.

Elle met la gravitation sur le même plan que la mécanique ou l'électromagnétisme par l'emploi d'un langage géométrique unique, celui de l'espace-temps courbe.

Ceci se manifeste clairement par l'existence de nombreuses correspondances caractérisant la théorie.

La relativité générale a deux types de correspondance avec la relativité restreinte.

La première apparaît si le champ de gravitation s'évanouit partout (limite de la courbure nulle) on peut introduire un repère inertiel global ce qui restaure la relativité restreinte.

La seconde est dans l'exigence du principe d'équivalence que localement il existe un repère inertiel où toutes les lois de la physique prennent leur forme de la relativité restreinte.

Un champ de gravitation, traduit par la courbure de l'espace-temps, peut se réinterpréter au moyen d'une « correspondance locale » dans un espace euclidien tangent. Autrement dit, le passage des forces de gravitation aux forces d'inertie n'est pas un simple changement de point de vue qu'exprimerait une transformation particulière de coordonnées.

Dans la limite de champs gravitationnels faibles et de faibles vitesses la relativité générale se réduit à la théorie de la gravitation de Newton.

La relativité générale a le mérite de résoudre pour la gravitation le conflit entre action à distance et action par contact que la théorie du champ électromagnétique avait résolu pour l'électromagnétisme.

Les dernières années du XIX° siècle marquées par le triomphe de la théorie électromagnétique, laissent la théorie de la gravitation presque en dehors de la physique, dans un magnifique isolement.

L'avènement de la relativité restreinte paraît aggraver les choses dans la mesure où la gravitation ne saurait se propager de manière instantanée, et où on ne voit pas pourquoi elle échapperait à l'invariance de Lorentz.

La simplicité et l'esthétique de la théorie d'Einstein, son caractère à la fois naturel et contraignant, des vérifications peu nombreuses mais significatives constituent des arguments suffisants en sa faveur.

C'est ainsi que depuis 1916 la théorie d'Einstein représente, sans conteste, la voie inéluctable et royale, voie solitaire aussi, que doit emprunter toute explication satisfaisante de phénomènes de gravitation.

Le succès de la théorie est il un argument suffisant en faveur de son réalisme ? L'espace-temps courbe est il une réalité physique ou un instrument de représentation ? Einstein était un matérialiste convaincu, mais dans la phase de création de la relativité restreinte, sous l'influence sans doute de son ami mathématicien, Marcel Grossman, il pense que la physique ne prend son sens qu'à travers une expression mathématique adéquate.

La richesse du monde n'apparaît qu'à travers la richesse du langage.

Le statut de l'espace-temps courbe est d'être un véritable objet physique, d'autant plus qu'il est la traduction mathématique de l'existence de masses matérielles dans l'univers.

Parti d'une idée généralisatrice -l'équivalence de tous les systèmes de coordonnées- Einstein aboutit à une version non euclidienne du monde.

C'est elle qui se révèle « objective » au sens tout à fait usuel, où la perception, puis la théorie fondent une objectivité cohérente.

Gaston Bachelard commente ainsi le rapport entre le possible et le réel dans la relativité : « Il semble ainsi que la possibilité, en une étrange réciproque, vienne sanctionner la réalité.

Dans les doctrines de la relativité plus que dans toute autre, l'affirmation d'une possibilité apparaît comme antérieure à l'affirmation d'une réalité ; le possible est alors le cadre à priori du réel.

Et c'est le calcul qui place le réel dans sa véritable perspective au sein d'une possibilité coordonnée.

L'esprit accepte alors une réalité qui est devenue une pièce de son propre jeu ».

Mais n'est ce pas là la voie pour la conquête de toute objectivité ? Par delà ses vérifications expérimentales la théorie d'Einstein fournit les éléments architecturaux d'une vision du monde : elle procède d'une réflexion sur la généralisation du principe d'inertie et de relativité ; elle aboutit à une critique de la suprématie euclidienne et de sa nécessité ; elle introduit une parenté profonde entre les deux sortes de masses ; elle supprime d'apparentes disparités ; elle rattache le mouvement des masses aux seules propriétés du champ, effaçant ainsi d'apparentes coïncidences et les groupant en un ensemble corrélé.

C'est cette architecture impressionnante qui est le meilleur argument en faveur de l'objectivité.

L'objectivité de la physique passe par l'objectivité de sa représentation de l'espace –temps.

Et pourtant une interprétation géométrique des phénomènes de gravitation les isole profondément du reste de la physique, de l'électromagnétisme en particulier.

En admettant la donnée d'un espace physique courbe, l'électromagnétisme décrit un champ phénoménologique qui se propage dans cet espace courbe.

Au contraire la gravitation est une manifestation de la courbure même de cet espace, même en la présence d'hypothétiques ondes gravitationnelles.

Ainsi la relativité générale laisse encore subsister une profonde insatisfaction sur le chemin de l'unité de la physique.

C'est là la source des travaux ultérieurs d'Einstein pour la constitution d'une théorie unitaire, travaux qui n'ont pas abouti.

On peut cependant considérer que la relativité ne rompt pas avec l'idéal du mécanisme, comme le fera plus tard la mécanique quantique.

On peut remarquer cependant que la relativité générale comme la mécanique quantique finissent d'une certaine façon par remplacer l'éther par un cadre de référence qui leur sert à transmettre les interactions : l'espace-temps courbe et le vide quantique.Mais en relativité générale on demeure dans une image du monde par figures et mouvements alors que la mécanique quantique par sa stratégie de la boîte noire introduit une démarche totalement nouvelle.

Le raccord de ces deux théories exigera leur profond remaniement.. »