Le légendaire physicien Albert Einstein était un visionnaire. Né le 14 mars 1879, il connaissait déjà la planète naine Pluton, observée encore aujourd'hui par les télescopes les plus performants. Il conçut l'idée des voyages spatiaux, une idée qui deviendrait réalité plus d'un siècle plus tard.
Malgré les limitations techniques de l'époque, Einstein publia sa célèbre théorie de la relativité en 1915, formulant des prédictions sur la nature de l'univers il y a plus d'un siècle.
Images d'innombrables galaxies tourbillonnantes issues des premières images en champ profond du télescope spatial James Webb et un portrait d'Albert Einstein.
Vous trouverez ci-dessous des observations qui prouvent qu'Einstein avait raison concernant la nature de l'univers, et une qui prouve qu'il avait tort.
1. Première image d'un trou noir
La théorie de la relativité d'Einstein explique la gravité comme une conséquence de la courbure de l'espace-temps. En substance, plus un objet est massif, plus il déforme l'espace-temps, ce qui attire les objets plus petits vers lui. Cette théorie prédit également l'existence des trous noirs : des objets massifs qui déforment l'espace-temps à un tel point que même la lumière ne peut s'en échapper.
Lorsque des chercheurs utilisant le télescope Event Horizon (EHT) ont capturé la première image d'un trou noir, ils ont prouvé qu'Einstein avait raison sur plusieurs points précis : chaque trou noir possède un point irréversible appelé horizon des événements, qui est quasi circulaire et dont la taille est prédite à partir de la masse du trou noir. L'image révolutionnaire du trou noir prise par l'EHT a démontré que cette prédiction était parfaitement exacte.
2. Échos des trous noirs
Des astronomes ont une nouvelle fois confirmé les théories d'Einstein sur les trous noirs en détectant une forme étrange d'émission de rayons X à proximité d'un trou noir situé à 800 millions d'années-lumière de la Terre. Outre l'émission de rayons X attendue provenant de la surface du trou noir, l'équipe de recherche a également détecté un « écho lumineux » de cette émission.
3. Ondes gravitationnelles
Deux trous noirs ont fusionné.
La théorie de la relativité d'Einstein décrit également d'immenses ondulations dans le tissu de l'espace-temps, appelées ondes gravitationnelles. Ces ondes résultent de la fusion des objets les plus massifs de l'univers, tels que les trous noirs et les étoiles à neutrons.
Grâce à un détecteur spécial appelé Observatoire d'ondes gravitationnelles par interférométrie laser (LIGO), les physiciens ont confirmé l'existence des ondes gravitationnelles en 2015 et ont ensuite détecté des dizaines d'autres exemples d'ondes gravitationnelles au cours des années suivantes, prouvant une fois de plus qu'Einstein avait raison.
4. Les partenaires de trous noirs vacillent.
L’étude des ondes gravitationnelles pourrait révéler les secrets des objets massifs et lointains qui les émettent. En étudiant les ondes gravitationnelles émises par la collision lente de deux trous noirs en 2022, des physiciens ont confirmé que les objets massifs oscillent – ou subissent une précession – sur leurs orbites lorsqu’ils se rapprochent, comme l’avait prédit Einstein.
5. L'étoile spirale « dansante »
Des scientifiques ont de nouveau observé la théorie de la précession d'Einstein à l'œuvre après avoir étudié une étoile orbitant autour d'un trou noir supermassif pendant 27 ans. Après avoir effectué deux orbites complètes autour du trou noir, l'orbite de l'étoile décrit une sorte de rosette, au lieu d'une orbite elliptique fixe.
Ce mouvement a confirmé les prédictions d'Einstein sur la façon dont un objet minuscule orbiterait autour d'un objet relativement massif.
6. Une étoile à neutrons en contraction
Il n'y a pas que les trous noirs qui courbent l'espace-temps ; les enveloppes ultra-denses d'étoiles mortes peuvent aussi le faire. En 2020, des physiciens ont étudié la façon dont une étoile à neutrons a orbité autour d'une naine blanche (deux types d'étoiles mortes en désintégration) au cours des 20 dernières années, et ont constaté une dérive à long terme dans l'orbite des deux objets l'un autour de l'autre.
D'après les chercheurs, cette dérive pourrait être due à un phénomène appelé traction. En substance, la naine blanche aurait exercé une traction suffisante sur l'espace-temps pour modifier légèrement l'orbite de l'étoile à neutrons au fil du temps. Ceci confirme, une fois de plus, les prédictions de la théorie de la relativité d'Einstein.
7. Lentille gravitationnelle
D'après Einstein, si un objet est suffisamment massif, il courbe l'espace-temps de telle sorte que la lumière provenant de l'arrière de l'objet est amplifiée (telle qu'observée depuis la Terre). Cet effet, appelé lentille gravitationnelle, a été largement utilisé pour fixer une loupe lors de l'observation d'objets situés aux confins de l'univers.
La première image en champ profond du télescope spatial James Webb a utilisé l'effet de lentille gravitationnelle d'un amas de galaxies situé à 4,6 milliards d'années-lumière pour amplifier considérablement la lumière provenant de galaxies situées à plus de 13 milliards d'années-lumière.
8. L'auréole d'Einstein
L'auréole d'Einstein.
Un type de lentille gravitationnelle est si spectaculaire que les physiciens l'ont baptisé « halo d'Einstein ». Lorsque la lumière provenant d'un objet lointain est amplifiée en un halo parfait autour d'un objet massif situé devant, les scientifiques parlent d'un « halo d'Einstein ». Ces phénomènes étonnants existent dans tout l'espace et ont été photographiés par des astronomes.
9. L'univers est en train de changer.
Lorsque la lumière se propage dans l'univers, sa longueur d'onde se modifie et s'étire de diverses manières : c'est le phénomène appelé décalage vers le rouge. Le type de décalage vers le rouge le plus connu est dû à l'expansion de l'univers. (Einstein a proposé une valeur, la constante cosmologique, pour rendre compte de cette expansion apparente dans d'autres de ses équations.)
Cependant, Einstein avait également prédit un phénomène de « décalage gravitationnel vers le rouge », qui se produit lorsque la lumière perd de l'énergie en traversant une dépression de l'espace-temps créée par des objets massifs, comme les galaxies. En 2011, une étude portant sur la lumière de centaines de milliers de galaxies lointaines a démontré que ce « décalage gravitationnel vers le rouge » existe bel et bien, comme Einstein l'avait suggéré.
10. Les atomes subissent un enchevêtrement quantique.
Il semblerait que les théories d'Einstein soient également valables dans le domaine quantique. La théorie de la relativité stipule que la vitesse de la lumière est constante dans le vide, ce qui signifie que l'espace apparaîtrait identique quelle que soit la direction d'observation.
En 2015, des chercheurs ont démontré que cet effet se vérifie même à l'échelle nanométrique, en mesurant l'énergie de deux électrons se déplaçant dans des directions opposées autour d'un noyau atomique. La différence d'énergie entre les électrons est restée constante, quelle que soit leur direction de déplacement, confirmant ainsi une partie de la théorie d'Einstein.
11. Incorrect concernant le phénomène d'intrication quantique.
Dans un phénomène appelé intrication quantique, des particules liées semblent capables de communiquer entre elles sur de vastes distances à une vitesse supérieure à celle de la lumière et ne « choisissent » un état dans lequel résider qu'après avoir été mesurées.
Einstein détestait ce phénomène, le ridiculisant en le qualifiant d’« effets fantomatiques à longue distance » et soulignant qu’aucune influence ne peut voyager plus vite que la lumière et que les objets ont des états d’être, que nous les mesurions ou non.
Cependant, dans une expérience mondiale au cours de laquelle des millions de particules ont été mesurées à travers le monde , des chercheurs ont constaté que les particules semblent choisir un état au moment même où elles sont mesurées.
(Source : tienphong.vn)
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