L'espace et le temps, un couple inséparable

摘要

Quelle est donc cette étrange entité, l'« espace-temps », dont les oscillations, appelées ondes gravitationnelles, viennent d'être détectées ? Ce mot, né au ⅩⅩe siècle avec la théorie de la relativité générale d'Einstein, est une représentation mathématique qui relie deux entités intuitivement indépendantes : l'espace et le temps. Une image - souvent utilisée - permet de se le représenter : un tissu élastique qui se déformerait sous l'effet de boules de masse différente. Ainsi, une étoile très dense dotée d'une masse importante - comme un trou noir - y creuse un puits sans fond, tandis que le Soleil y imprègne une légère courbure. Ce sont les accélérations de ces masses qui engendrent les ondes gravitationnelles qui, tels des ronds dans l'eau, font vibrer le tissu espace-temps. Pour mieux comprendre, commençons par l'« espace ». Ce qui oblige à faire un détour par la « masse », dont le sens a été bouleversé par Einstein. Pour lui, la masse courbe l'espace : le « contenant » (l'espace) est déformé par le « contenu » (les masses), la forme de l'espace, avec ses creux et ses bosses, n'est donc que le reflet de la distribution des astres qui le composent. Pour comprendre le « temps », il faut cette fois passer par la lumière. Car celle-ci est la principale messagère de l'espace, se déplaçant à vitesse constante dans le vide (299 792 458 m/s). On pourrait la comparer à un promeneur au pas très régulier : il en résulte qu'une distance peut s'exprimer en temps de parcours. Ainsi, puisque la lumière se propage toujours à la même vitesse, les astrophysiciens l'utilisent comme l'arpenteur fiable de l'Univers : l'année-lumière est une unité de distance, celle parcourue en un an par la lumière (soit 9 460 530 000 000 km).