Considérons un objet massif, comme un trou noir en rotation ou une étoile à neutrons. La rotation de l'objet crée un champ gravitationnel qui entraîne l'espace-temps autour de lui, entraînant un mouvement tourbillonnant de l'espace-temps. Cet effet de traînée est plus prononcé à proximité de l'objet en rotation et diminue à mesure que l'on s'éloigne.
Imaginez une particule placée dans cet espace-temps en rotation. Si la particule est suffisamment éloignée de l'objet en rotation, les effets du déplacement d'image seront minimes et la particule se déplacera le long d'une trajectoire droite, comme prévu dans un espace-temps plat. Cependant, à mesure que la particule se rapproche de l’objet en rotation, l’influence du déplacement d’image devient plus forte.
En raison de la courbure de l’espace-temps, la trajectoire de la particule commence à s’écarter d’une ligne droite. L'effet de traînée de l'espace-temps en rotation amène la particule à se déplacer sur une orbite circulaire autour de l'objet en rotation, même sans aucune force externe appliquée. Ce mouvement ressemble à celui d'une planète en orbite autour d'une étoile, mais dans ce cas, c'est l'espace-temps lui-même qui guide la trajectoire de la particule.
La force du déplacement du cadre dépend de la masse et du moment cinétique de l'objet en rotation, ainsi que de la distance par rapport à l'objet. Pour les objets extrêmement massifs et en rotation rapide, l’effet de traînage du cadre peut être important et les particules peuvent rester sur des orbites circulaires stables sans dépenser d’énergie.
Il convient de noter que le déplacement d'image est un effet relativiste et que son ampleur devient plus prononcée à mesure que les objets se rapprochent de la vitesse de la lumière. Pour les objets du quotidien et les vitesses rencontrées dans notre vie quotidienne, les effets de traînage d’images sont négligeables. Cependant, à proximité de trous noirs en rotation rapide ou d’autres environnements hautement relativistes, le frame-drag joue un rôle crucial dans la compréhension du comportement des particules et de la dynamique de l’espace-temps.
