Cependant, il y a eu plusieurs problèmes que la théorie de Newton ne pouvait pas expliquer, et ces problèmes ont souligné la nécessité d'une nouvelle compréhension de l'univers:
* la vitesse de la lumière: La physique newtonienne a supposé que la gravité agissait instantanément sur n'importe quelle distance. Cependant, des expériences ont montré que la lumière se déplace à une vitesse finie, ce qui contredit cette hypothèse.
* La précession du périhélion de mercure: L'orbite de Mercure autour du soleil n'était pas parfaitement elliptique, mais légèrement décalée au fil du temps. La gravité newtonienne n'a pas pu expliquer cette anomalie.
* la nature de la gravité: Alors que la loi de Newton a expliqué le fonctionnement de la gravité, cela n'a pas expliqué ce qu'il * est *.
Ces problèmes ont conduit les scientifiques à rechercher une nouvelle théorie qui pourrait expliquer ces écarts. Certains des développements importants avant Einstein incluaient:
* Équations de Maxwell: Les équations de l'électromagnétisme de James Clerk Maxwell au milieu du XIXe siècle ont établi que la lumière est une vague électromagnétique. Cela a en outre renforcé la compréhension que la lumière se déplace à une vitesse finie, ce qui remet en question la nature instantanée de la gravité newtonienne.
* Expérience Michelson-Morley: Cette célèbre expérience en 1887 visait à détecter l'hypothétique "Luminifère Aether" qui était censée porter des ondes légères. Le résultat nul de l'expérience a cependant suggéré qu'il n'y a pas de tel éther, contredisant davantage le cadre newtonien.
La théorie de la relativité d'Einstein, en particulier la relativité spéciale (1905) et la relativité générale (1915), a fourni un nouveau cadre pour comprendre l'univers. Il a abordé les lacunes de la physique newtonienne par:
* contestant la nature absolue de l'espace et du temps: La théorie d'Einstein a montré que l'espace et le temps ne sont pas absolus mais relatifs au cadre de référence de l'observateur.
* Expliquer la vitesse finie de la lumière: Il a établi la vitesse de la lumière comme constante universelle, indépendante du mouvement de l'observateur.
* Définition de la gravité comme une courbure de l'espace-temps: Au lieu d'une force, Einstein a décrit la gravité comme une déformation de l'espace-temps causée par des objets massifs. Cela expliquait la précession du périhélion de mercure et d'autres phénomènes.
Les théories d'Einstein ont révolutionné notre compréhension de l'univers et ont fourni la base de la cosmologie moderne, de l'astrophysique et d'autres domaines scientifiques.
