Principe d'équivalence

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Le principe d'équivalence d'Albert Einstein est le principe fondamental à la base de la théorie de la relativité générale. Il affirme que les effets (locaux) d'un champ gravitationnel sont en tous points semblables aux effets d'une accélération uniforme. Il affirme par conséquent l'égalité stricte entre la masse pesante (à l'origine de l'attraction gravitationnelle entre les corps) et la masse inertielle (à l'origine de la resistance à la mise en mouvement d'un corps).

[modifier] Formulation du principe d'équivalence

Voici le principe d'équivalence tel qu'il fut formulé par Albert Einstein :

« Dans n'importe quel petit référentiel en chute libre, n'importe où dans notre Univers doté de gravité, les lois de la physique doivent être identiques à celles d'un référentiel d'inertie dans un Univers idéalisé sans gravité. »

Einstein appela ce principe le principe d'équivalence car il affirme que les petits référentiels sont équivalents aux référentiels d'inertie en absence de gravité. Ce principe avait, comme le réalisa Einstein, une conséquence capitale : exprimer n'importe quelle loi de la physique en termes de mesures effectuées dans un petit référentiel d'inertie. Alors, une fois réexprimée en termes de mesures effectuées dans n'importe quel autre petit référentiel d'inertie, cette loi de la physique doit prendre exactement la même forme mathématique et logique que la loi du référentiel initial. Avec cette extension du principe de relativité pour inclure la gravitation, Einstein fait le premier pas pour aller de la relativité restreinte à la relativité générale. Par conséquent, un obserateur fixe sur la terre ferme est en perpétuelle accéleration car il est soumis à la gravité

[modifier] Rappel

Il faut se rappeler qu'un référentiel d'inertie est un référentiel à l'intérieur duquel aucune force de gravitation ne se fait sentir, c'est-à-dire qu'elle ne peut être détectée. C'est pourquoi un tel référentiel se doit d'être petit, on dit aussi local, dans un monde de gravité tel que le nôtre. Dans un monde où il n'y aurait pas de gravité, si tant est qu'il puisse exister, les référentiels d'inertie pourraient être aussi grands qu'on veut, car n'ayant pas de gravité nulle part, il n'y aurait pas de force de gravitation, et donc rien à détecter!

À l'intérieur d'un ascenseur très large (ou avion, ou wagon de train) qui tombe en chute libre d'une très grande hauteur, les forces de gravitation se feraient sentir i.e. pourraient être facilement détectées. C'est pourquoi un tel ascenseur ne constitue pas un référentiel d'inertie. Donc, qu'il y ait gravité ou pas, ça ne change rien pour un référentiel d'inertie, car par définition, ou par construction, il se doit d'être insensible à la gravité, à l'intérieur de son espace. Si la gravité s'y faisait sentir, on n'aurait qu'à le faire plus petit, aussi petit qu'on veut, jusqu'à ce que l'on ne puisse plus détecter la force de gravitation.