La relativité générale explique la gravité comme une courbure de l'espace-temps causée par la présence de masse et d'énergie. Selon cette théorie, les objets massifs tels que les planètes, les étoiles et les galaxies créent un champ gravitationnel qui courbe l’espace-temps environnant, provoquant le déplacement d’autres objets le long de ces trajectoires courbes. Cette courbure de l'espace-temps peut être visualisée comme un trampoline ou une feuille de caoutchouc, où les objets plus lourds créent des indentations plus profondes, et les objets plus légers suivent les chemins courbes créés par ces indentations.

En termes mathématiques, la relativité générale décrit la gravité à l'aide des équations de champ d'Einstein, qui relient la courbure de l'espace-temps (représentée par le tenseur de courbure) à la distribution de la masse et de l'énergie (représentée par le tenseur énergie-contrainte). Ces équations montrent que la présence de masse ou d’énergie dans une région de l’espace-temps provoque une augmentation de la courbure, ce qui influence le mouvement des autres objets dans cette région.

Un aspect important de la relativité générale est qu’elle traite l’espace et le temps comme une seule entité appelée espace-temps. Dans cette théorie, la gravité n’est pas une force, comme on le considérait traditionnellement, mais plutôt une conséquence de la courbure de l’espace-temps. Les objets ayant une masse ou une énergie déforment l'espace-temps, et cette courbure indique aux autres objets comment se déplacer.

La relativité générale a passé avec succès de nombreux tests expérimentaux et observationnels, notamment :

1. La courbure de la lumière :La théorie prévoyait que la lumière des étoiles lointaines serait légèrement courbée lorsqu’elle passe à proximité d’objets massifs comme le soleil. Cet effet, appelé lentille gravitationnelle, a été confirmé par des observations.

2. La précession de l'orbite de Mercure :La relativité générale prévoyait un léger déplacement de l'orbite de la planète Mercure, connu sous le nom de précession du périhélie. Cet effet a été mesuré avec précision et correspond aux prédictions de la théorie.

3. Ondes gravitationnelles :L'existence d'ondes gravitationnelles, ondulations dans l'espace-temps provoquées par l'accélération d'objets massifs, a été prédite par la relativité générale et récemment détectée directement par le LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory).

La relativité générale a révolutionné notre compréhension de la gravité et est devenue la pierre angulaire de la physique moderne pour décrire des phénomènes à grande échelle, tels que le comportement des galaxies et des trous noirs. Il continue de servir de base à l’étude de l’univers et a ouvert de nouvelles voies de recherche dans des domaines tels que la cosmologie et l’astrophysique.