Le légendaire physicien Albert Einstein était un penseur en avance sur son temps. Né le 14 mars 1879, Einstein découvrit la planète naine Pluton, encore visible aujourd'hui avec les télescopes les plus modernes. Son idée de vol spatial devint réalité plus de 100 ans plus tard.
Malgré les limitations techniques de l’époque, Einstein a publié sa célèbre théorie de la relativité en 1915, faisant des prédictions sur la nature de l’univers qui avaient été faites il y a plus d’un siècle.
Une myriade de galaxies tourbillonnantes issues de la première image en champ profond du télescope spatial James Webb et un portrait d'Albert Einstein.
Voici deux observations qui prouvent qu’Einstein avait raison sur la nature de l’univers et une autre qui prouve qu’il avait tort.
1. La première image d'un trou noir
La théorie de la relativité d'Einstein décrit la gravité comme le résultat de la déformation de l'espace-temps. En substance, plus un objet est massif, plus il déforme l'espace-temps, provoquant la chute d'objets plus petits vers lui. Cette théorie prédit également l'existence de trous noirs, des objets massifs qui déforment tellement l'espace-temps que même la lumière ne peut s'en échapper.
Lorsque des chercheurs utilisant le télescope Event Horizon (EHT) ont pris la première image d'un trou noir, ils ont prouvé qu'Einstein avait raison sur des points très précis : tout trou noir possède un point de non-retour appelé horizon des événements, approximativement circulaire et dont la taille est prédite par la masse du trou noir. L'image révolutionnaire du trou noir prise par l'EHT démontre que cette prédiction était parfaitement exacte.
2. Les échos du trou noir
Des astronomes ont une fois de plus confirmé les théories d'Einstein sur les trous noirs en détectant une étrange émission de rayons X près d'un trou noir situé à 800 millions d'années-lumière de la Terre. Outre l'émission de rayons X attendue provenant de l'avant du trou noir, l'équipe a également détecté un « écho lumineux » de la lumière X prédite.
3. Ondes gravitationnelles
Deux trous noirs ont fusionné.
La théorie de la relativité d'Einstein décrit également d'énormes ondulations dans la structure 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.
À l’aide d’un détecteur spécial appelé Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO), les physiciens ont confirmé l’existence des ondes gravitationnelles en 2015 et ont continué à détecter des dizaines d’autres exemples d’ondes gravitationnelles dans les années suivantes, prouvant une fois de plus qu’Einstein avait raison.
4. Les partenaires du trou noir vacillent
L'étude des ondes gravitationnelles pourrait révéler les secrets des objets massifs et lointains qui les libèrent. En étudiant les ondes gravitationnelles émises par deux trous noirs entrés en collision lente en 2022, des physiciens ont confirmé que ces objets massifs oscillent – ou précessent – sur leurs orbites à mesure qu'ils se rapprochent en spirale, comme l'avait prédit Einstein.
5. L'étoile spirale « dansante »
Des scientifiques ont pu constater à nouveau l'efficacité de la théorie de la précession d'Einstein après avoir étudié une étoile ayant orbité autour d'un trou noir supermassif pendant 27 ans. Après avoir effectué deux orbites complètes autour du trou noir, l'étoile a observé une danse vers l'avant en forme d'astérisque plutôt qu'une trajectoire elliptique fixe.
Ce mouvement a confirmé les prédictions d’Einstein selon lesquelles un objet minuscule tournerait autour d’un objet relativement géant.
6. Effondrement d'une étoile à neutrons
Les trous noirs ne sont pas les seuls à déformer l'espace-temps qui les entoure ; les enveloppes ultra-denses des étoiles mortes peuvent en faire autant. En 2020, des physiciens ont étudié l'orbite d'une étoile à neutrons autour d'une naine blanche (un type d'étoile mourante et en voie d'effondrement) au cours des 20 dernières années, et ont constaté une dérive à long terme lorsque les deux orbitaient l'une autour de l'autre.
Selon les chercheurs, cette dérive pourrait être causée par un effet appelé « tir à la corde ». En fait, la naine blanche a exercé une traction suffisante sur l'espace-temps pour modifier légèrement l'orbite de l'étoile à neutrons au fil du temps. Cela confirme une fois de plus les prédictions de la théorie de la relativité d'Einstein.
7. Lentille gravitationnelle
Selon Einstein, si un objet est suffisamment massif, il déforme l'espace-temps de telle sorte que la lumière lointaine émise derrière lui est amplifiée (vue de la Terre). Cet effet, appelé lentille gravitationnelle, a été largement utilisé pour observer des objets dans l'espace lointain à l'aide d'une loupe.
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. Le halo d'Einstein
Le halo d'Einstein.
Une forme de lentille gravitationnelle est si frappante que les physiciens l'ont baptisée « lentille d'Einstein ». Lorsque la lumière d'un objet lointain est amplifiée pour former un halo parfait autour d'un objet massif au premier plan, les scientifiques parlent de « halo d'Einstein ». Ces magnifiques objets existent partout dans l'espace et ont été photographiés par les astronomes.
9. L'univers change
À mesure que la lumière traverse l'univers, sa longueur d'onde change et s'allonge de diverses manières, appelées décalages vers le rouge. Le type de décalage vers le rouge le plus connu est dû à l'expansion de l'univers. (Einstein a proposé un nombre appelé constante cosmologique pour expliquer cette expansion apparente dans ses autres équations.)
Cependant, Einstein a également prédit un type de « décalage gravitationnel vers le rouge », qui se produit lorsque la lumière perd de l'énergie en sortant des dépressions de l'espace-temps créées par des objets massifs, comme les galaxies. En 2011, une étude de la lumière provenant de centaines de milliers de galaxies lointaines a prouvé l'existence du « décalage gravitationnel vers le rouge », comme l'avait suggéré Einstein.
10. Les atomes se déplacent dans l'intrication quantique
Il semble que les théories d'Einstein soient également valables dans le domaine quantique. La relativité générale stipule que la vitesse de la lumière est constante dans le vide, ce qui signifie que l'espace devrait avoir la même apparence sous toutes les directions.
En 2015, des chercheurs ont démontré que cet effet est vrai même à très petite échelle, en mesurant l'énergie de deux électrons se déplaçant dans des directions différentes autour du noyau d'un atome. La différence d'énergie entre les électrons est restée constante, quelle que soit la direction de leur déplacement, confirmant ainsi cette partie de la théorie d'Einstein.
11. Erreur sur l'intrication quantique
Dans un phénomène appelé intrication quantique, les particules liées peuvent apparemment communiquer entre elles sur de vastes distances plus rapidement que la vitesse de la lumière, ne « choisissant » un état dans lequel résider qu'après avoir été mesurées.
Einstein détestait ce phénomène, le qualifiant d'« action effrayante à distance » et insistant sur le fait qu'aucune influence ne peut voyager plus vite que la lumière et que les objets ont des états, que nous les mesurions ou non.
Cependant, dans une expérience mondiale au cours de laquelle des millions de particules ont été mesurées dans le monde entier, les chercheurs ont découvert que les particules semblaient choisir un seul état dès qu'elles étaient mesurées.
(Source : tienphong.vn)
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