1. Dilatation du temps:
* Mesures: Les satellites GPS s'appuient sur un chronomètre précis. En raison de leurs vitesses élevées et du champ gravitationnel de la Terre, ils subissent une dilatation de temps par rapport aux horloges sur Terre. Cet effet doit être pris en compte pour maintenir un positionnement précis.
* Pourquoi Einstein est meilleur: La physique newtonienne ne prédit pas la dilatation du temps. La théorie de la relativité spéciale d'Einstein montre que le temps est relatif et ralentit pour les objets se déplaçant à grande vitesse ou dans des champs gravitationnels forts.
2. Lentille gravitationnelle:
* Mesures: La lumière des galaxies éloignées peut être pliée autour d'objets massifs comme les galaxies ou les grappes, créant plusieurs images de la même source.
* Pourquoi Einstein est meilleur: La physique newtonienne n'explique pas comment la gravité peut plier la lumière. La théorie de la relativité générale d'Einstein prédit ce phénomène, démontrant que la gravité affecte la courbure de l'espace-temps lui-même, ce qui fait que la lumière a suivi des chemins incurvés.
3. Décalage rouge gravitationnel:
* Mesures: La lumière émise par les objets dans de forts champs gravitationnels, tels que les nains blancs ou les étoiles à neutrons, semble déplacés vers des longueurs d'onde plus longues (décalées en rouge) par rapport à la lumière d'objets similaires dans des champs plus faibles.
* Pourquoi Einstein est meilleur: La physique newtonienne n'explique pas ce décalage vers le rouge. La théorie de la relativité générale d'Einstein prédit que la lumière perd de l'énergie alors qu'elle monte d'un puits gravitationnel, provoquant une augmentation de sa longueur d'onde (décalage vers le rouge).
4. Trous noirs:
* Mesures: L'existence de trous noirs, les régions de l'espace-temps avec une gravité si forte que rien, pas même la lumière, ne peut s'échapper, est une conséquence directe de la théorie de la relativité générale d'Einstein.
* Pourquoi Einstein est meilleur: La physique newtonienne ne peut pas expliquer les trous noirs. Ils nécessitent les concepts de courbure de l'espace-temps et la vitesse d'évasion dépassant la vitesse de la lumière, qui ne sont toutes deux expliquées que par la théorie d'Einstein.
5. Extension de l'univers:
* Mesures: Le décalage vers le rouge des galaxies éloignées, le rayonnement de fond micro-ondes cosmiques et l'abondance d'éléments légers fournissent tous des preuves de l'expansion de l'univers.
* Pourquoi Einstein est meilleur: Bien que le modèle newtonien puisse expliquer un univers statique, il ne peut pas expliquer l'expansion observée. La théorie de la relativité générale d'Einstein prédit un univers dynamique, permettant l'expansion et la fourniture d'un cadre pour comprendre l'évolution du cosmos.
6. Précession du périhélion de Mercure:
* Mesures: L'orbite de Mercure autour du soleil présente une précession lente (décalage de l'ellipse orbitale) qui ne peut pas être pleinement expliquée par la gravité newtonienne.
* Pourquoi Einstein est meilleur: La théorie de la relativité générale d'Einstein prédit avec précision la précession, démontrant que la gravité n'est pas une force simple mais une courbure de l'espace-temps.
7. Physique de très haute énergie:
* Mesures: Les expériences dans les accélérateurs de particules traitant de énergies extrêmement élevées, telles que celles conduites dans le grand collisionneur de hadrons du CERN, nécessitent des corrections relativistes pour analyser avec précision les données.
* Pourquoi Einstein est meilleur: À ces énergies, les effets de la relativité spéciale deviennent significatifs et la physique newtonienne ne fournit pas une description complète.
En conclusion, les théories de la relativité d'Einstein sont essentielles pour comprendre un large éventail de mesures qui impliquent des vitesses élevées, une forte gravité ou la structure à grande échelle de l'univers. Ils fournissent une description plus complète et précise de la réalité que la physique newtonienne, en particulier dans des conditions extrêmes.
