Einstein à la plage. La relativité dans un transat

Depuis l'Antiquité, cette entité mystérieuse a suscité interrogations et controverses, sans jamais jouir d'un consensus. Assimilé à l'espace, il a servi de référence pour repérer positions et mouvements. Baptisé éther, il a ensuite joué le rôle de transmetteur de la lumière, de la gravitation ou de l'électromagnétisme... Aujourd'hui, la physique quantique le considère comme un nouvel état de la matière, permettant de rendre compte de l'accélération de l'expansion de l'Univers. La dialectique du vide est féconde : c'est bien souvent l'analyse des paradoxes qu'il suscite qui contribue aux progrès de la physique. Cela reste-t-il vrai pour la physique contemporaine ?

Deux visions distinctes animent la physique contemporaine: la physique quantique et la relativité générale. Mais ces deux domaines montrent de profondes divergences, en particulier à propos de leurs conceptions de l'espace et du temps: il semble nécessaire d'élaborer une nouvelle physique, plus unifiée. L'ouvrage présente les diverses pistes explorées aujourd'hui. Il décortique non seulement les géométries sur lesquelles elles se fondent, mais surtout leurs partis pris et leurs arguments; il présente les nouvelles visions de l'Univers qu'elles impliquent et les confronte avec les observations cosmologiques; il fait le point sur leurs possibilités de prédiction à l'heure de la mise en service du LHC. Ces approches sont en pleine évolution. Les deux principales; les théories des cordes et la gravité quantique, occupent le devant de la scène, mais d'autres, moins connues du grand public, évoluent, lentement. L'arrivée d'une nouvelle physique commence à se profiler... mais elle ne semble pas pour demain. Cette nouvelle édition que nous propose ici Marc Lachièze-Rey est largement modifiée par rapport à la première édition (2003); elle se situe à la pointe de l'actualité et au c?ur des controverses qui agitent la communauté scientifique.

Résumé : Quoi de plus familier que la chute des corps ? Et quoi de plus éloigné de notre intuition que les trous noirs ou les ondes gravitationnelles ? Tous relèvent pourtant du même phénomène : la gravitation. Si l'on doit à Newton la "gravitation universelle", qui ira de succès en succès au fil des siècles, la théorie actuelle est l'oeuvre d'Einstein, qui adopta un point de vue radicalement différent : la relativité générale identifie la gravitation à la forme d'une nouvelle entité, l'espace-temps. Dans cette brillante synthèse, l'auteur nous conte comment notre compréhension de la gravitation s'est forgée, en s'arrêtant sur la conception du monde proposée par Einstein, si révolutionnaire qu'elle bouleversa tout notre cadre de pensée. Il montre de plus que la relativité générale n'est sans doute pas la "théorie ultime" de la gravitation, comme l'illustrent ses insuffisances face aux cas extrêmes révélés par la cosmologie, sans oublier son incompatibilité avec la physique quantique. Quelles sont les pistes de recherche aujourd'hui ? Comment les tester ? La science fait face à un immense défi.

L?idée de voyage temporel est l?une des plus séduisantes que nous propose la littérature, de science-fiction en particulier. Mais l?examen de ses évocations révèle bien vite contradictions, incohérences, paradoxes? Peut-on tenter, à la lumière des acquis de la science contemporaine, de définir ce que seraient des voyages dans le temps et d?évaluer leur possibilité effective? Cet ouvrage nous initie à certains des travaux actuels les plus subtils de la physique contemporaine sur la temporalité, et nous amène à la lisière de ses hypothèses les plus novatrices, que proposent les théories des cordes, la gravité quantique, ou d?autres approches. Au-delà de la seule physique, ces débats concernent ses relations avec d?autres disciplines (biologie, théorie de l?information, philosophie?). Sans oublier les développements historiques, littéraires, cinématographiques? que le thème a suscités. C?est finalement la notion même de temps qui se trouve, à l?issue de ce livre exigeant et important, profondément remaniée.