"Difficile à saisir intuitivement"

Actualités ETH : Hans-Rudolf Ott, vous êtes l'un des organisateurs du symposium sur les 100 ans de la théorie de la relativité générale. Que s'est-il passé exactement en novembre 1915 ?
Ott : En l'espace d'un mois seulement, Albert Einstein a soumis à l'Académie des sciences de Prusse quatre publications sur la théorie de la relativité générale. Dix ans plus t?t, il avait formulé une nouvelle conception de l'espace et du temps - aujourd'hui appelée théorie de la relativité restreinte. Selon cette théorie, l'espace et le temps dépendent tous deux du point de vue et de l'état de mouvement relatif de l'observateur. D'autres réflexions sur la généralisation de la théorie de la relativité ont ensuite conduit Einstein à une théorie de la gravitation. En raison d'obstacles mathématiques importants, ce n'est qu'en 1915 à Berlin qu'Einstein parvint à présenter cette théorie générale de la relativité sous une forme qui le satisfaisait.

Entre 1909 et 1914, Einstein a notamment été professeur, d'abord à l'Université de Zurich, puis à l'ETH Zurich. Quelle est la part de Zurich dans la théorie de la relativité générale ?
Einstein a développé la théorie de manière déterminante lorsqu'il était professeur à l'ETH. Avec son ami Marcel Grossmann, qui était professeur de mathématiques à l'ETH Zurich, il a rédigé en 1913 une "ébauche de la théorie de la relativité générale", qui était déjà très proche de la version ultérieure de 1915. Grossmann a apporté un soutien décisif à Einstein pour la partie mathématique.

Comment la théorie de la relativité générale a-t-elle été accueillie ?
La théorie de la relativité générale est formellement beaucoup plus complexe et mathématique que la théorie de la relativité restreinte. Dans les milieux scientifiques, rares sont ceux qui l'ont vraiment comprise. Cela s'explique notamment par le fait que la théorie est difficilement saisissable intuitivement.

Qu'est-ce que vous entendez par là ?
Notre système de navigation par satellite GPS, par exemple, serait inutilisable sans la prise en compte des effets de la relativité. Les effets de la relativité influencent la mesure du temps, c'est-à-dire la marche des horloges utilisées. Tant le mouvement relatif des satellites par rapport à la Terre que la différence de gravité entre les satellites et la surface de la Terre influencent la marche des horloges. Ces deux éléments doivent être pris en compte lors de la navigation. C'est difficile à comprendre intuitivement. Les preuves expérimentales de la théorie de la relativité générale étaient donc d'autant plus importantes. En particulier, la déviation de la lumière par la masse, donc la gravitation, postulée par Einstein, a pu être démontrée en 1919. Einstein est ainsi devenu une sorte de pop star de la physique.

Quelle est l'importance de la théorie aujourd'hui ?
Sans la théorie de la relativité générale, la physique actuelle serait impensable. Elle est centrale pour notre compréhension du cosmos. Jusqu'à présent, la théorie a d'ailleurs été confirmée par tous les tests et expériences. Toutefois, des questions restent ouvertes.

Lequel ?
Dans un avenir proche, la détection directe des ondes gravitationnelles, dont Einstein a déduit l'existence de sa théorie, est à l'ordre du jour. Le projet LISA Pathfinder constitue une étape importante dans ce sens (cf. Actualités ETH du 04.12.2013), auquel participent l'Université de Zurich et l'ETH Zurich. Personne ne doute cependant de la réussite de la détection des ondes gravitationnelles. Le plus grand défi sera de relier la théorie de la relativité générale à la mécanique quantique. Ce n'est qu'ainsi que l'on pourra répondre à certaines questions ouvertes, comme la manière dont l'univers a pu se former ou ce qui se passe dans les trous noirs.

Albert Einstein est-il encore aujourd'hui une "pop star" ?
Le nom d'Einstein est devenu une véritable "marque". Les manifestations consacrées à sa personne et à ses travaux attirent toujours un très grand nombre de personnes intéressées. Il est étonnant de voir comment un homme - d'abord en dehors du monde académique - a pu réaliser une telle profusion de prouesses scientifiques. Cette fascination est certainement liée au fait que, même si la plupart des gens ne comprennent pas ses théories, ils ont le sentiment qu'elles sont pertinentes et cohérentes. Avec notre symposium, nous voulons contribuer à les rapprocher des profanes et à les rendre plus compréhensibles.