Le jour historique où une éclipse a prouvé la théorie de la relativité générale d'Einstein

L'éclipse solaire la plus célèbre de l'histoire s'est peut-être produite le 29 mai 1919, avec une durée de 6 minutes et 51 secondes, ce qui en fait l'une des plus longues de l'histoire. En outre, elle a contribué à rendre Albert Einstein célèbre !

Selon le site Astronomy, cette éclipse s'est produite trois ans seulement après qu'Albert Einstein a révélé sa théorie de la relativité générale et a contribué à prouver sa validité.

Photo : New York Times (journal, 25 novembre 1919), domaine public

La théorie générale de la relativité d'Einstein soutient notre cosmologie moderne la plus fondamentale et la manière dont nous considérons l'univers dans son ensemble.

Les scientifiques se sont appuyés sur la théorie de la gravité d'Isaac Newton avant celle d'Einstein. Aujourd'hui encore, la théorie de la gravité de Newton est toujours valable et continue d'être enseignée aux étudiants en physique.

Cependant, la formulation de la gravité par Newton concerne davantage un cas particulier dans des conditions très spécifiques. En revanche, la théorie d'Einstein affine la façon dont les scientifiques comprennent la gravité et l'applique à l'ensemble des choses.

La théorie de la relativité d'Einstein affirme que l'espace est courbé par la masse des objets, ce qui a incité l'astrophysicien anglais Arthur Eddington à photographier le Soleil pendant la totalité de l'éclipse sur l'île de Principe, au large de la côte ouest de l'Afrique.

Photo : Frank Watson Dyson/ Arthur Eddington/ Charles Rundle Davidson - F. W. Dyson, A. S. Eddington, et C. Davidson (1920), "Determination of the Deflection of Light by the Sun's Gravitational Field, from Observations Made at the Total Eclipse of May 29, 1919", Philosophical Transactions of the Royal Society, A: 332. ISSN 1364-503X., Domaine public.

À Sobral, au Brésil, une autre équipe scientifique a réalisé une expérience similaire. Les deux équipes espéraient voir la position des étoiles voisines changer, ce qui prouverait la théorie de la relativité d'Einstein. Sur la photo, on voit l'instrument d'éclipse utilisé à Sobral.

Photo : C. Davidson - "Eddington A. Space Time and Gravitation", 1920, Domaine public

Le Smithsonian Magazine explique que dans des conditions normales, la prédiction d'Einstein n'a pas pu être vérifiée car la lumière du soleil domine la lumière émise par les étoiles proches, les rendant indétectables pour les observateurs terrestres.

Cependant, lors d'une éclipse, les astronomes pouvaient observer et capturer des images du champ d'étoiles entourant le Soleil dans l'obscurité.

En comparant ces images avec des clichés de référence pris pendant la nuit, les scientifiques ont pu quantifier le degré d'altération de la trajectoire de la lumière stellaire par la présence du Soleil.

Heureusement, un groupe d'étoiles lumineuses appelé les Hyades était visible près du Soleil pendant l'éclipse, ce qui facilitait l'examen.

Photo : CC BY-SA 2.5, Wikimedia Commons

Selon la théorie d'Einstein, les rayons lumineux passant à proximité d'un objet céleste massif dévieraient visiblement de leur trajectoire en raison de la courbure de l'espace-temps causée par la masse de l'objet.

Lorsqu'un rayon lumineux provenant d'une étoile lointaine frôle le bord extérieur du Soleil, Einstein a prédit une déviation approximative de 1,75 seconde d'arc.

Au cours de cette éclipse, les deux équipes d'astronomes ont pris des photos d'étoiles proches du Soleil qui ont prouvé qu'Einstein avait raison et que la gravité déforme bel et bien l'espace.

L'article intitulé "A Determination of the Deflection of Light by the Sun's Gravitational Field, from Observations made at the Total Eclipse of May 29, 1919" (Détermination de la déviation de la lumière par le champ gravitationnel du Soleil, à partir d'observations effectuées lors de l'éclipse totale du 29 mai 1919) a été rédigé par Arthur Eddington, Frank Watson Dyson et Charles Davidson.

Sur la photo, on voit le registre des procès-verbaux du Cambridge ∇2V Club pour la réunion au cours de laquelle Eddington a présenté ses observations de la courbure de la lumière autour du Soleil, confirmant la théorie de la relativité générale d'Einstein. Ils comprennent le commentaire suivant : "Une discussion générale a suivi. Le président a fait remarquer que la 83e réunion était historique".

Photo : Billthom - Travail personnel, Wikimedia Commons

Dans leur conclusion, les auteurs affirment que la théorie d'Einstein a été confirmée lors de l'éclipse solaire : "Ainsi, les résultats des expéditions à Sobral et Príncipe ne laissent guère de doute sur le fait qu'une déviation de la lumière a lieu au voisinage du Soleil et qu'elle est de l'ampleur requise par la théorie généralisée de la relativité d'Einstein, comme étant attribuable au champ gravitationnel du Soleil".

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