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DeutschThéorie métrique de la gravitation — Wikipédia
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Une théorie métrique de la gravitation[1],[2] est une théorie relativiste[2],[3] qui interprète la gravitation comme une manifestation de la courbure (quantifiée par la métrique du référentiel de l'observateur) de l'espace-temps. Son approximation aux champs faibles est la gravitation newtonienne, et elle est compatible avec l'espace de Minkowski de la relativité restreinte comme cas particulier où la gravitation est absente.
La gravitation newtonienne n'est pas une théorie métrique mais le théorie scalaire dont l'équation du champ de gravitation est l'équation de Poisson[4].
Définition
[modifier | modifier le code]À la suite[5] d'un article de Kip S. Thorne, David L. Lee et Alan P. Lightman paru en [3], une théorie métrique est définie par les trois postulats suivants qu'elle vérifie[2],[6] :
- l'espace-temps peut être décrit par une variété munie d'une métrique lorentzienne[Quoi ?] ;
- les lignes d'univers des particules d'épreuve en chute libre sont les géodésiques de cette variété ;
- le principe d'équivalence d'Einstein s'applique.
Ainsi, les théories métriques se distinguent les unes des autres par leur équation du champ de gravitation[7],[8].
Exemples
[modifier | modifier le code]La relativité générale est la plus simple des théories métriques[2],[9],[10] et celle dont l'équation du champ de gravitation est l'équation d'Einstein[11]. La théorie de Brans et Dicke[12] est un autre exemple de théorie métrique[2],[3]. D'un point de vue historique, la première des théories métriques est la celle de Nordström, Einstein et Fokker (NEF) qui consiste en une reformulation (), par Albert Einstein et Adriaan Fokker, de la seconde théorie scalaire de la gravitation () de Gunnar Nordström[13]. Une sous-classe de théories métriques est formée des théories PPN (théories à paramètres post-newtoniens).
Il semble que seule la relativité générale respecte en plus le principe d'équivalence « fort ». Aucun test expérimental ou d'observation, notamment sur le principe d'équivalence, n'a pu prendre à défaut la relativité générale.
Notes et références
[modifier | modifier le code]- Peter et Uzan 2012, 1re part., chap. 1er, sect. 1.1, § 1.1.3, [C], p. 29.
- Taillet, Villain et Febvre 2013, s.v.métrique (théorie), p. 343, col. 1.
- Thorne, Lee et Lightman 1973, s.v. metric theory of gravity, p. 3573, col. 1.
- Frankel 2011, chap. 11, sec. 11.1, § 11.1a, p. 293.
- Smalley 1977, p. 96.
- Will 2010, sec. 2.2, § 2.2.4, p. 35.
- Ciufolini et Wheller 1995, chap. 3, sec. 3.1, p. 88.
- Ciufolini et Wheller 1995, chap. 3, sec. 3.5, p. 139.
- Poisson et Will 2014, chap. 4, introd., p. 189.
- Wittman, chap. 19, § 19.1, p. 263.
- Tourrenc 1997, IIde partie, chap. 6, sec. 6.4, p. 158.
- Taillet, Villain et Febvre 2013, s.v.Brans-Dicke (théorie de), p. 83, col. 1.
- Gourgoulhon 2010, p. 704, n. histor..
Voir aussi
[modifier | modifier le code]Bibliographie
[modifier | modifier le code]- [Ciufolini et Wheller 1995] (en) Ignazio Ciufolini et John A. Wheeler, Gravitation and inertia [« Gravitation et inertie »], Princeton, PUP, coll. « Princeton series in physics » (no 31), , 1re éd., XI-498 p., 16,5 × 24,1 cm (ISBN 978-0-691-03323-5, EAN 9780691033235, OCLC 30970410, BNF 37494694, DOI 10.1515/9780691190198, JSTOR j.ctv301gk5, Bibcode 1995grin.book.....C, SUDOC 020681070, présentation en ligne, lire en ligne).
- [Frankel 2011] (en) Theodore Frankel, The geometry of physics : an introduction [« La géométrie de la physique : une introduction »], Cambridge, CUP, hors coll., (réimpr. ), 3e éd. (1re éd. ), LXII-686 p., 17,4 × 24,8 cm (ISBN 978-1-107-60260-1, EAN 9781107602601, OCLC 794714488, DOI 10.1017/CBO9781139061377, S2CID 119867938, SUDOC 156673908, présentation en ligne, lire en ligne).
- [Gourgoulhon 2010] É. Gourgoulhon (préf. de Th. Damour), Relativité restreinte : des particules à l'astrophysique, Les Ulis et Paris, EDP Sci. et CNRS, coll. « Savoirs actuels / Physique », , 1re éd., 1 vol., XXVI-776, ill., 15,5 × 23 cm (ISBN 978-2-7598-0067-4 et 978-2-271-07018-0, EAN 9782759800674, OCLC 690639994, BNF 41411713, SUDOC 14466514X, présentation en ligne, lire en ligne).
- [Peter et Uzan 2012] P. Peter et J.-Ph. Uzan (préf. de Th. Damour), Cosmologie primordiale, Paris, Belin, coll. « Échelles », , 2e éd. (1re éd. ), 1 vol., 816, ill., 17 × 24 cm (ISBN 978-2-7011-6244-7, EAN 9782701162447, OCLC 793482816, BNF 42616501, SUDOC 158540697, présentation en ligne, lire en ligne), 1re part., chap. 1er, sect. 1.1, § 1.1.3, [C] (« La gravitation comme manifestation de la géométrie »), p. 29-30.
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- [Taillet, Villain et Febvre 2013] R. Taillet, L. Villain et P. Febvre, Dictionnaire de physique, Bruxelles, De Boeck Sup., hors coll., , 3e éd. (1re éd. ), 1 vol., X-899, ill. et fig., 24 cm (ISBN 978-2-8041-7554-2, EAN 9782804175542, OCLC 842156166, BNF 43541671, SUDOC 167932349, lire en ligne), s.v.métrique (théorie), p. 434, col. 1.
- [Thorne, Lee et Lightman 1973] (en) K. S. Thorne, D. L. Lee et A. P. Lightman, « Foundations for a theory of gravitation theories » [« Bases d'une théorie des théories de la gravitation »], Phys. Rev. D, vol. 7, no 12, , art. no 2, p. 3563-3578, s.v.metric theory of gravity [« théorie métrique de la gravitation »], p. 3573, col. 1 (DOI 10.1103/PhysRevD.7.3563, Bibcode 1973PhRvD...7.3563T, lire en ligne).
- [Tourrenc 1997] (en) Philippe Tourrenc (trad. du français par Andrew King), Relativity and gravitation [« Relativité et gravitation »], Cambridge, CUP, hors coll., , 1re éd., XIV-242 p., 17,4 × 24,7 cm (ISBN 0-521-45075-6, EAN 9780521456852, OCLC 468835744, BNF 37524756, Bibcode 1997regr.book.....T, présentation en ligne, lire en ligne).
- [Will 2010] (en) Clifford M. Will, « The confrontation between gravitation theory and experiment », dans Stephen W. Hawking et Werner Israel (éd. et préf.), General relativity : an Einstein centenary survey [« Relativité générale : un inventaire pour le centenaire (de la naissance) d'Einstein »], Cambridge, CUP, hors coll., (réimpr. et ), 1re éd., XVIII-919 p., 15,2 × 22,3 cm (ISBN 0-521-22285-0 et 0-521-29928-4, EAN 9780521222853, OCLC 464332908, BNF 35638651, Bibcode 1979grae.book.....H, S2CID 117568386, SUDOC 003130320, présentation en ligne, lire en ligne), Ire partie, chap. 2, p. 24-89.
- [Wittman 2018] (en) D. M. Wittman, The elements of relativity [« Les éléments de la relativité »], Oxford, OUP, hors coll., , 1re éd., 1 vol., XVIII-304, ill., 24 cm (ISBN 978-0-19-965863-3 et 978-0-19-965864-0, EAN 9780199658633, OCLC 1078983718, DOI 10.1093/oso/9780199658633.001.0001, SUDOC 229015735, présentation en ligne, lire en ligne).
