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Animatrice Sophie-Andrée Blondin
Audio fil du dimanche 26 mai 2019

L'éclipse solaire qui a propulsé la carrière d'Einstein

Publié le

Des instruments complexes sous une maisonnette.
L'instrument utilisé par Eddington durant l'éclipse de 1919.   Photo : Courtoisie

En 1919, des chercheurs britanniques ont traversé la moitié du globe pour capturer en images une éclipse totale du Soleil. Ces photos ont constitué les premières preuves de l'exactitude de la théorie de la relativité générale d'Einstein. Renaud Manuguerra-Gagné revient sur cet événement historique qui a bouleversé le monde de la physique il y a 100 ans.

Bien que la théorie de la relativité générale ait fait d’Albert Einstein l’un des plus grands génies de l’Histoire, la consécration de ce scientifique n’a pas été immédiate.

À cette époque, notre compréhension de l'Univers se basait sur les lois de la physique mises en place par Isaac Newton. Remontant au 18e siècle, ces dernières comprenaient certaines failles, surtout en ce qui a trait aux effets de la gravité. C’est ce qu’Einstein a tenté se résoudre avec ses travaux sur la relativité publiés entre 1915 et 1916. Selon lui, l'espace et le temps formaient un tout (qu'il a baptisé l’espace-temps).

« Il peut être déformé par la masse de tout objet qui s'y trouve, comme quand on dépose une boule de quilles sur un matelas mou. Plus un objet est massif, plus notre matelas – donc l'espace-temps – sera courbé autour de cet objet. Et selon cette théorie, tout ce qui se trouve dans l'Univers verra sa trajectoire affectée par cette courbe, même un rayon de lumière », explique Renaud Manuguerra-Gagné.

Les travaux d'Einstein sont restés sous silence à leur publication, d’abord parce qu’ils étaient inconnus du monde de la physique, mais aussi parce qu’il n’y avait aucun moyen de tester la relativité générale : « Malheureusement, le seul objet observable à l'époque avec une masse assez grande pour mesurer cet effet est le Soleil, et il est trop brillant pour qu'on puisse voir des étoiles en même temps », ajoute le chroniqueur.

Une expédition houleuse

Fascinés par la théorie d’Einstein, des chercheurs britanniques, dirigés par l’astronome Sir Arthur Eddington, ont tenté le tout pour le tout dès 1917 en vue de valider sa théorie de la relativité. Mais la Première Guerre mondiale a créé une frousse chez eux. Heureusement, l’armistice de 1918 leur a permis d’aller de l’avant, malgré les quelques mois dont ils disposaient pour tout mettre en place.

Le plan consistait à capturer sur images, pendant les 2 minutes 30 secondes de noirceur totale de la Lune qui passe devant le Soleil, les étoiles visibles. Prendre celles-ci en photo allait permettre de comparer la position de leur lumière vue de la Terre en pleine nuit à celle qu’on voit lors d’une éclipse totale.

« Si leur lumière était déviée la masse du soleil, ça prouverait les calculs d'Einstein », souligne Renaud Manuguerra-Gagné.

Non seulement leurs photos d’étoiles devaient être extrêmement précises, mais les chercheurs étaient aussi à la merci de la météo.

« Du côté de Principe (au sud du Nigeria), les chercheurs ont fait face à du temps orageux et humide. Ils devaient travailler en permanence sous un filet antimoustiques, et, selon leurs propres témoignages, ils ont même dû empêcher des singes de leur voler des pièces d'équipement », raconte le chroniqueur.

« L'équipe au Brésil a commencé avec plus de chance que leurs collègues, mais la chaleur du soleil a complètement déformé le miroir de leur télescope principal, et seules huit photos prises par un second télescope étaient utilisables », poursuit-il.

Malgré ces embûches, l’opération a tout de même été un succès. Les calculs ont pu mesurer que la lumière des étoiles avait dévié d’une distance entre celle prédite par Newton et celle d’Einstein.

« En écartant des données qu'ils considéraient comme non fiables, ils se sont retrouvés avec un résultat en faveur de la relativité générale. Ils ont présenté leurs résultats à la Royal Society of London le 6 novembre 1919, où ils ont complètement abasourdi tant les physiciens que les journalistes présents dans la salle », dit Renaud Manuguerra-Gagné.

La consécration a été immédiate. Le London Times a parlé d’« une révolution scientifique ». Quant au New York Times, il a publié l'histoire deux jours plus tard avec le titre « La lumière se déforme dans les cieux : la théorie d'Einstein triomphe ».

Encore aujourd’hui, on utilise la théorie de la relativité d’Einstein comme référence.

La semaine des sciences à Radio-Canada

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